Eng. Ricardo Brigigo - Palestra Protensao
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Engº Civil: Universidade Federal do Ceará-1977MSc.: Pontifícia Universidade Católica (RJ)-1980
Consultor da IMPACTO PROTENSÃOProf. Titular da Universidade de Fortaleza
Engenheiro do Banco Central do Brasil
Sócio Fundador da ACEE- Associação Cearense de Engª EstruturalMembro do PTI- Post-Tension Institute (USA)
CONCRETO PROTENDIDOPalestrante:
Engº José Ricardo Brígido de Moura
Sócio Fundador da ACEE- Associação Cearense de Engª EstruturalMembro do PTI- Post-Tension Institute (USA)
IDÉIA DE PROTENSÃO GERALMENTE PREDOMINANTE:
-viável apenas para grandes vãos;-utilizada em pontes e viadutos;-equipamentos e mão de obra não disponíveis no mercado;-Problemas na execução;-alto custo final.
OBJETIVO DA PALESTRA: apresentar a protensão como ferramenta para qualidade na Construção Civil.
-solução economicamente viável, mesmo para edificações usuais;-solução economicamente viável, mesmo para edificações usuais;-ausência de deformações e fissuras;-maior durabilidade da estrutura;-Execução rápida: fôrmas planas, menor taxa de armadura; -Maior espaço livre: liberdade para o Arquiteto;
1-CONCEITOS BÁSICOS
Para desempenhar sua função estrutural, as lajes e as vigas trabalham preponderantemente à flexão. Internamente, nas secções transversais, aparecem tensões de tração e compressão.
q
L
DIAGRAMA DE TENSÕES
Linha Neutra
Zona Comprimida
Zona Tracionada =
Armaduras e Fissurasb
h
σ
σ
s=M/Ws
i=-M/Wi
2 - SOLUÇÕES DO PROBLEMA ESTRUTURAL:
2.1 -OCONCRETOARMADO: 3 fatores tornamoCAviável
• aderência: torna possível a transferência das tensõesde traçãoparaa armadura, àmedidaqueo concretodeixadeabsorvê-las;
• cobrimento: o concreto em torno da armadura, protege o aço• cobrimento: o concreto em torno da armadura, protege o açocontraa oxidação;
• coeficientes de dilatação térmica semelhantes: evitadeformações desiguais, o que desagregaria o concreto em tornodaarmadura
σε
εσ
ARMADURA: Zona Tracionada Deformações Tensões
C: Zona Comprimida (o concreto "trabalha bem à compressão")T: Zona Tracionada (o concreto simplesmente dá proteção ao aço)
OS ESFORÇOS DE TRAÇÃO SE TRANSMITEM À ARMADURA ÀMEDIDAQUEAVIGARECEBECARGA
QUANTO MAIOR O ESFORÇO MAIS O AÇO É SOLICITADO,MAIOR A SUA DEFORMAÇÃO, O QUE GERA FISSURAS. AARMADURAÉCHAMADAPASSIVA
OCONCRETOARMADOSÓTRABALHAFISSURADO!!!OCONCRETOARMADOSÓTRABALHAFISSURADO!!!
À MEDIDA QUE OS VÃOS CRESCEM, AS PEÇAS DE CONCRETOARMADOVÃOSETORNANDOINEFICIENTES:
• pesopróprio elevado•deformaçõesao longodotempo
2.2 -OCONCRETOPROTENDIDO
As Estruturas de Concreto Protendido são submetidas a um sistemadeforçaspermanentementeaplicadas: asForçasdeProtensão.
Estas forças são tais que, durante a utilização da edificação, quandoagirem simultaneamente com o carregamento normal (cargaspermanentes, acidentais e outros agentes), impedem ou limitam opermanentes, acidentais e outros agentes), impedem ou limitam oaparecimentodetensõesdetração.
CONCRETOPROTENDIDO=CONCRETO+ARM.ATIVA
- Aço não aderente ao concreto, possibilitando altas tensões
- Ao soltarmos os cabos, os mesmos tendem a voltar ao seu tamanho original. Isto não ocorre devido a presença das cunhas e placas de ancoragem
Diagrama de Tensões
σ σ
FLEXÃO PROTENSÃO FINAL
SEÇÃO TODA COMPRIMIDA : - Não há fissuras - Não há necessidade de armadura
σs=σi= P/A
P P
q
- A protensão gera cargas contrárias às aplicadas na estrutura,equilibrando-as. Assim sendo, a protensão resolve o grandeproblemadasdeformações.
P P
VANTAGENS DO CONCRETO PROTENDIDO
•peças com secções mais reduzidas: diminui o peso próprio;
•vence maiores vãos: mais espaços livres;
•menores deformações ao longo do tempo;
•muito menor aparecimento de fissuras: maior durabilidade;
•podem ser usados aços de alta resistência.
3. MODALIDADES DE CONCRETO PROTENDIDO
3.1 - PÓSTRACIONADOADERENTE
3.2 - PÓSTRACIONADONÃOADERENTE(CORDOALHASENGRAXADAS)
3.3 - PRÉTRACIONADO(FIOSADERENTES)
CARACTERÍSTICASDOS3TIPOSDECPCARACTERÍSTICASDOS3TIPOSDECP
CONCRETOPROTENDIDOPÓSTRACIONADOS(3.1 e3.2)
⇒ A armadura de protensão é colocada no interior de dutos que aisolamdoconcreto, seguindoelevaçõespré estabelecidas emprojeto.Após a concretagem, quando o concreto tiver atingido a resistênciadesejada, os cabos são tracionados e ancorados nas extremidadesdapeça.
CONCRETO PÓS-TRACIONADO COM ADERÊNCIA POSTERIOR.ADERÊNCIA POSTERIOR.
ANCORAGEM PASSIVA (EM “LAÇO”)
TUBO PARA INJEÇÃO DA NATA
CONCRETO PROTENDIDO C0M C0RD0ALHAS ENGRAXADAS E
PLASTIFICADAS.
•• ASPECTO GERAL DA FABRICAÇÃOASPECTO GERAL DA FABRICAÇÃO
•• ENGRAXAMENTO CONTÍNUOENGRAXAMENTO CONTÍNUO
•• CAPA PLÁSTICA SOBRE A GRAXACAPA PLÁSTICA SOBRE A GRAXA
•• MOLDAGEM CONTÍNUA DA CAPA MOLDAGEM CONTÍNUA DA CAPA
ANCORAGEM, CUNHAS, “POCKET FORMER”
PRÉ BLOCAGEM DAS ANCORAGENS PASSIVAS
CORDOALHAS E ANCORAGENS PRÉ-BLOCADAS.
MACACO HIDRÁULICO PARA PROTENSÃO DOS CABOS.
MANDÍBULA DO MACACO .MANDÍBULA DO MACACO .
PREPARAÇÃO DA FORMA PARA COLOCAÇÃO DOS CABOS.
POSICIONAMENTO DAS PLACAS.
ANCORAGENS PASSIVAS.
POSICIONAMENTO DAS CORDOALHAS EM LAJE PLANA.
LANÇAMENTO DO CONCRETO.
PROTENSÃO DAS CORDOALHAS.
NICHOS; FECHAMENTO COM ARGAMASSA GROUTEADA
CONCRETOPROTENDIDOPRÉTRACIONADOS(3.3)
PROCESSO:1- fios previamenteesticadosnapistadeprotensão;2- açoancoradonaspontasemanteparos rígidos;2- açoancoradonaspontasemanteparos rígidos;3- lançamentodoconcreto;4- retirada do sistema provisório de ancoragem, após o concreto teratingido resistência satisfatória.
Vantagens: 1 - dispensabainhas, ancoragense injeção;2 - nãoháperdapor atrito
Desvantagem: 1 - os cabossãoretosoupoligonais
Pista de protensão em fábrica de pré-moldados
Sistema de Ancoragem Provisória
Confeção dos alveólos das lajes
Sistema de tracionamento dos fios
INDICAÇÃODE USODAS 3 MODALIDADES DE CP
SISTEMAADERENTE⇒⇒⇒⇒ PONTES; VIADUTOS; PROTENSÃO DE ALTA
DENSIDADE
CORDOALHAS ENGRAXADAS⇒⇒⇒⇒ EDIFICAÇÕES COMERCIAIS E RESIDENCIAIS;
PROTENSÃODEMENOR DENSIDADE
PRÉ TRACIONADO (FIOS ADERENTES)⇒⇒⇒⇒ CONCRETO PRÉ-FABRICADO
4 - UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO CONCRETO PROTENDIDO COM CORDOALHAS ENGRAXADAS
4.1 - EM VIGAS
DIMENSÕES: L/20, indo até L/30, onde L é o vão a ser vencido
UTILIZAÇÃO:
- Vãos a partir de 10m, podendo ir até 18m; - Vãos maiores: adoção de seções duplo T ou caixão perdido;- Vãos maiores: adoção de seções duplo T ou caixão perdido;- balanços superiores a 4m
VANTAGENS:
- são incorporadas aos pórticos de contraventamento;- liberdade para a escolha das lajes: volterrana (protendidas ou não); alveolares;
treliçadas; nervuradas em concreto armado ou protendido;- material inerte nas lajes nervuradas: podem ser utilizados tijolos cerâmicos,
isopor ou caixas removíveis. O nível de protensão geralmente usado não danifica os materiais usados.
4.2 - LAJES MACIÇAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES (sem vigas)
DIMENSÕES: L/45 a L/40, onde L é o vão maior
UTILIZAÇÃO: espaçamentos entre pilares na faixa de 6 a 8m.
LIMITAÇÕES: punção na região dos pilares. Para vãos maiores (ou sobrecargas altas - acima de 500 Kg/m², por exemplo) pode o calculista lançar mão de capitéis, evitando aumentar a espessura calculista lançar mão de capitéis, evitando aumentar a espessura de toda a laje.
ESTIMATIVAS DE CONSUMO (por m²):- Concreto: 0,16 a 0,18 m³- CP 190RB: 4 Kg- CA50: 5 Kg - Fôrma: 1 m²
VANTAGENS- Rapideznaexecução- Liberdadeparadispordoespaço interno.- Ausência de vigas: possibilita técnicas avançadas de forma eescoramento: “mesas voadoras” (painéis contínuos desmontáveiscomrapidez).
4.3 - LAJESMACIÇASPROTENDIDASNUMADIREÇÃO(apoiadasemvigas transversais)
4.3 - LAJESMACIÇASPROTENDIDASNUMADIREÇÃO(apoiadasemvigas transversais)
DIMENSÕES: L/50 a L/35, ondeLéo vão transversalUTILIZAÇÃO:Vãosentre6 e 10m.LIMITAÇÕES:• Flecha, principalmenteparavãosbiapoiados.• Vãosmaiores: Recomenda-seusar lajesnervuradas.
4.4 - LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES (apoiadas em vigas transversais)
DIMENSÕES: L/40 a L/30, onde L é o menorUTILIZAÇÃO: Painéis devãosacimade10x 10m²UTILIZAÇÃO: Painéis devãosacimade10x 10m²
-pode-se lançar mão de vãos bastante arrojados paraedificaçõesusuais.
4.5 - LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NUMA DIREÇÃO (apoiadas em vigas faixa transversais)
DIMENSÕES: L/40 a L/30 (L é o vão na direção da nervura)
UTILIZAÇÃO: vãos a partir de 8m.
4.6-PAINÉIS PLANOS, COM FAIXAS DE APOIO PROTENDIDAS E LAJES NERVURADAS (PROTENDIDAS OU NÃO)
DIMENSÕES: L/35 a L/30, onde L é o vão menor;
UTILIZAÇÃO:modulação de pilares 8mx 8m (com “laje interna” comaltura de 25cm); modulação até 10m (nervuras com 30cm dealtura total). Para vãos a partir de 11m as faixas com mesmaaltura de 25cm); modulação até 10m (nervuras com 30cm dealtura total). Para vãos a partir de 11m as faixas com mesmaaltura das nervuras não são eficientes, necessitando serem bemlargas (200cm), sendomelhorfaixasmais altasoumesmovigas.
LAJESHOPPING TAMBIÁ
4.7–LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES EVIGASPROTENDIDAS.
Pré-dimensionamento:LAJES: L/40 A L/30 VIGAS: L1/20 L: menor vão da laje L1: maior vão da viga
Recomendações básicas:Recomendações básicas:���� painéis de vãos maiores que 10m nas duas direções���� contorno apoiado em vigas rígidas
Vantagens: ���� possibilidade de usar grandes áreas livres
Universidade de Fortaleza (Fortaleza- CE)Vãos: 14,5m x 16,0mAltura total: 35cm (L/41): 21 fôrma + 9 de mesa + 5 isopor (EPS).
UNIFOR - Lajes nervuradas + Faixas Protendidas (Fortaleza- CE)
UNIFOR - Lajes nervuradas + Faixas Protendidas (Fortaleza- CE)
UNAMA - Lajes nervuradas + Vigas Protendidas (Belém - PA)
UNAMA - Lajes nervuradas + Vigas Protendidas (Belém - PA)
4.8 - PLACASPARAFUNDAÇÃO(“RADIER”)
UTILIZAÇÃO: lajes assentadas sobre o solo, destinadas a apoiarresidências, galpões e mesmo edifícios de grande porte (“slabs onground”).
ESPESSURA:- edificaçõesdepequenoporte (térreo+ pav. superior): 10cm- blocosdealvenaria estrutural (térreo+3): 16 cm- edificaçõesdepequenoporte (térreo+ pav. superior): 10cm- blocosdealvenaria estrutural (térreo+3): 16 cm- prédios: 13 lajes (60cm); 20 lajes (75 cm)VANTAGENS:A) a lajedesempenhaa funçãodefundação;B) transmitecargas ao solo bastantediluídas;C) a laje desempenha as funções de piso, estando praticamente pronta
para recebera pavimentação;
D) construtor está dispensado de fazer escavações, alicerces emalvenaria de pedra, baldrames e cintas, além do piso citado no itemanterior.
RECOMENDAÇÕES PARA USO:- nivelamentoecompactaçãodosolo (controledoCBRe taxas);- posicionamento das tubulações hidro-sanitárias, elétricas e
telefônicas;- posicionamentodassaídasdasferragensdeescadasepilares;- montagemdascordoalhase armadurapassiva;- posicionamentodassaídasdasferragensdeescadasepilares;- montagemdascordoalhase armadurapassiva;- concretagemda laje (recomendando-sefck depelomenos20MPa)- protensãoapós5 ou7 dias;- construção de uma contenção ao longo do perímetro da edificação
(proteção)- paracargasconcentradas: capitéis ounervuras invertidas.
4.9 – UTILIZAÇÃODECAIXASPERDIDAS
UTILIZAÇÃO: opção construtiva para lajes planas: maciças ou nervuradacomfaixasdeapoio.
ESPESSURA:- emtornode4cmamais queas lajesmaciçasdemesmovão;
VANTAGENS:VANTAGENS:A) Mesmasvantagensda laje lisa;B) Dispensaforrofalso (tetopronto);C) Amesadupla éeficientetambémparazonasdemomentonegativo;