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UFV - Universidade Federal de ViçosaDepartamento de Engenharia Civil

Viçosa - Minas Gerais

CIV 457Concreto Protendido

Estruturas de Concreto Protendido

Prof. Gustavo de Souza Veríssimo




Conceituação inicial

O que é protensão?

No Brasil se fala protensão ou pré-tensão.Em Portugal se diz pré-esforço.Em inglês é prestressing.A palavra correspondente em francês é précontrainte

Essas palavras transmitem a idéia de se instalar um estadoprévio de tensões em algo, que na nossa área de interesse seriam materiais de construção ou estruturas.

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O que é protensão? (exemplos)






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Uma roda de bicicleta também é uma estrutura tensionada. Um aro externo éligado a um anel interno por meio de fios de aço sob tensão. As tensões de tração previamente aplicadas aos raios garantem a estabilidade do aro externo sob carga.

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Uma roda de bicicleta também é uma estrutura tensionada. Um aro externo é ligado a um anel interno por meio de fios de aço sob tensão. As tensões de tração previamente aplicadas aos raios garantem a estabilidade do aro externo sob carga.





Protensão

Fica evidente, portanto, que a protensão pode ser aplicada aos mais diversos tipos de estruturas e materiais.

Nesse sentido, Pfeil (1984) propõe a seguinte definição:

"Protensão é um artifício que consiste em introduzir numa estrutura um estadoprévio de tensões, capaz de melhorar sua resistência ou seu comportamentosob diversas condições de carga."

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Protensão

Esses exemplos elucidam uma potencialidade importante da protensão, qual seja, a possibilidade de promover a solidarização de partes de uma estrutura, como por exemplo nas estruturas de concreto pré-moldado





Protensão

Este mesmo conceito permite a construção de grandes estruturas, como a depontes de grande vão executadas por balanços progressivos, em que aduelas prémoldadas são paulatinamente acrescentadas, como o próprio nome sugere, em balanços sucessivos.

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Protensão

Construção em balanços sucessivos

Este mesmo conceito permite a construção de grandes estruturas, como a depontes de grande vão executadas por balanços progressivos, em que aduelas prémoldadas são paulatinamente acrescentadas, como o próprio nome sugere, em balanços sucessivos.





Protensão

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Protensão





Protensão


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Protensão





Protensão

Protensão aplicada ao concreto

desviadores

Aplicando-se uma força de compressão axial à peça de concreto é possível impedir a fissuração e até mesmo controlar as deformações.

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Protensão

Protensão aplicada ao concreto




Protensão

Protensão aplicada na obra

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Protensão

Protensão aplicada na fábrica




Protensão

Protensão aplicada na fábrica

Cabeceira ativa

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Materiais

Fios e cordoalhas




Materiais

Cordoalha plastificada engraxada

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Materiais




Materiais

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Ligação de um respiro num ponto intermediário da bainha

tubo plástico 15/19 mmrespirotubo int 1/2"φ

chapa metálicaesp. = 0,3 a 0,5 mmsolda

120

30

Materiais

Bainha e respiros




Materiais

Cabos

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Materiais

Ancoragens ativas para vigas




Materiais

Ancoragem com rosca e porca

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Materiais

Ancoragens passivas




Materiais

Ancoragens para lajes

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Equipamentos

macacos

bombas




bombas

macacos

Equipamentos

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Protensão em vigas




Protensão em lajes

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Protensão em lajes




Protensão em lajes

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Protensão em lajes




Protensão em lajes

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Protensão para reforço de estruturas




Protensão na vertical

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Protensão de estruturas cilíndricas

silos




Protensão de estruturas cilíndricas

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Protensão e concreto pré-moldado

Várias indústrias brasileiras de pré-moldados de concreto dominam a tecnologia do concreto protendido, produzindo postes, pilares, painéis, vigas, reservatórios e silos, dentre outros elementos

Seções típicas de pré-moldados em concreto protendido

(a) (b) (c) (d) (e) ( f )





Leveza(menor peso próprio)maiores vãosh ≅ L/20

maior controle do concretomaior fckmaior Emenos deformaçõesmenor fluênciamenor retraçãomaior compacidademenor permeabilidademelhor proteção contra

corrosão da armadura

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Solução atraente para coberturas de grandes espaços





Detalhes

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Detalhes





Painéis pré-moldados

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Protensão

Fundamento físico do traçado dos cabos

forma da peçaancoragem

cabeceirada pista

bloco dereação

cabeceira fôrma desviadores apoiocabo

Protensão centrada, com cabos retos

Protensão excêntrica,com cabos poligonais




Protensão

Influência da posição dos cabos núcleo centralde inércia

P

diagramade tensão

P

P

P

a

b

c

d

-

-

-

-

+

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Protensão

h

P

ep

núcleo centralde inércia

= -8,00 MPaσ1

= 0σ2

h/6

Influência da posição dos cabos




Protensão


7,00 m

g

q20

75,0

37,5

12,5

25,0

1

2

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Protensão

- 8,00

0

CG

+ 1,23 - 6,77 (MPa)

- 1,23 - 1,23 (MPa)

+ =

P g V = P + g

a) Estado em vazio

b) Estado em serviço

CG

+4,90- 6,77

- 4,90- 1,23

+ =

qV=P+g

-1,87 (MPa)

- 6,13 (MPa)

S=P+g+q





Protensão


diagrama de momento fletor

variação das tensões normais de tração na fibra extrema no bordo tracionado

maxM

σ maxt

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Protensão


traçado do cabo

diagrama de momento fletor

Perfil dos cabos em vigas hiperestáticas.




Protensão


12

3

4

5

a)

6

5

b)

7

7

8

c)

Tipos de cabos de protensão utilizados em vigas contínuas: a) Viga contínua de dois tramos b) Viga contínua de três tramosc) Detalhe da saída lateral de cabos

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Protensão


∆Tpequeno

∆T grande




Protensão

Exemplo de concepção arquitetônica considerando a mecânica da protensão

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Protensão





Protensão


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Protensão





Protensão em cabos de pontes

Ponte estaiada

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Protensão em cabos de pontes

Tensionamentodosestais

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