3. associação concreto aço

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Associação Concreto- Aço Sistemas Estruturais – Conceito para Cálculo

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Associação Concreto-AçoSistemas Estruturais – Conceito para Cálculo

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CONCEITUAÇÃO GERALAs duas principais qualidades que um material deve ter para poder ser usado como estrutura são:• Resistência• Durabilidade

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Exemplos de materiais:Pedra:• Durabilidade muito elevada (quase infinita)• Resistência elevada a esforços de compressão,

e baixa a esforços de tração.Madeira: • Boa resistência a esforços de tração e

compressão.• Durabilidade limitada - sujeita as condições

externas: tempo, umidade.

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O Concreto surgiu como alternativa para se obter um material com as seguintes qualidades:• Pode ser fundido em quaisquer formas e

dimensões.• De uma maneira bem simples pode ser

considerado como uma pedra artificial, tendo assim grande durabilidade.

• Possui alta resistência a esforços de compressão, mas praticamente não resiste a esforços de tração.

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Para suprir essa baixa resistência à tração, associa-se o concreto ao aço, criando o Concreto Armado. O aço é colocado nas regiões onde a estrutura está submetida a esforços de tração, de forma que esses esforços acabam sendo resistidos pelo aço.O concreto e o aço funcionam conjuntamente com base na aderência entre eles. E o concreto deve envolver as barras de aço, de forma a protegê-lo contra a corrosão provocada pelas intempéries.

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• A armadura é posicionada nas formas antes do lançamento do concreto, portanto sem nenhuma tensão inicial. Após a retirada do cimbramento, a estrutura passa a estar submetida a esforços, que deformam a mesma, provocando uma resposta do aço, no sentido de resistir aos esforços de tração. A partir desse instante, então, a armadura começa a auxiliar o concreto a resistir aos esforços.

• A armadura passiva também é denominada armadura frouxa.

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Existem 2 tipos básicos de protensão:• 1- Protensão com aderência posterior:

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Esquema simplificado dos esforços aplicados pela protensão em uma viga bi-apoiada• Com cabo curvo• Com cabo poligonal

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• Esquemas de protensão e dos esforços aplicados pela protensão em uma viga sobre três apoios

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• Elementos componentes

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• A seguir uma foto dos primórdios do concreto protendido, mostrando a armadura de um viaduto antes da colocação das formas para a concretagem da superestrutura.

• Pode-se notar o traçado dos cabos de protensão, que praticamente acompanha o diagrama de fletores ao longo da viga

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Foto, tirada na época dos primórdios do concreto protendido, mostrando as bainhas de cabos de protensão ao longo de vigas de vigas de uma obra de arte (ponte ou viaduto).

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• Fotos mais atuais, com a armadura de uma viga pré-moldada de um viaduto antes de sua concretagem.

• Como essa viga será bi-apoiada, pode-se notar que o traçado dos cabos de protensão acompanha o diagrama de fletores ao longo da viga.

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Foto da cabeça da mesma viga pré-moldada apresentada nas fotos anteriores, após a concretagem no canteiro, antes de ser protendida. Observar as placas de ancoragem, por onde serão enfiados os cabos. E os furos para injeção (na placa do cabo superior fica mais fácil de visualizar)

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Detalhes de Dispositivos de Protensão:• Placa de ancoragem e bainha metálica –

Ancoragens ativas

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• Placa de ancoragem e bainha metálica – Ancoragem passiva

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• Macaco de Protensão

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• Sequência esquemática de protensão aderente em uma viga apresentada no catálogo da empresa Rudloff.

• Esse exemplo ilustra uma viga com protensão ativa na extremidade esquerda e na extremidade direita um dispositivo de ancoragem que dispensa a protensão – denominada ancoragem passiva.

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• Protensão com aderência:

Esse tipo de protensão é muito utilizado em pistas de protensão, para elementos pré-fabricados, com fios aderentes.

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Fotos da fabricação de placas em uma pista de protensão, dentro de um galpão

Fase Inicial - Os cabos estão posicionados, assim como as formas, para a execução de várias placas de concreto, dispostas em série, ao longo da pista.

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Fase final – As placas já foram concretadas- ver os macacos de protensão (amarelos), que previamente tracionaram os fios (antes da concretagem); notar as juntas entre as placas

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• Nas últimas décadas, o uso de protensão sem aderência, com lajes protendidas moldadas no local em edifícios comerciais tem sido muito utilizado.

• Trata-se basicamente de uma protensão com cordoalhas engraxadas, ou seja, cordoalhas envoltas por graxa e por capas plásticas, que não transmitem esforços ao concreto ao longo de seu comprimento, mas apenas nas ancoragens dos cabos.

Exemplo de protensão não aderente, com a utilização de cordoalhas engraxadas

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Foto ilustrativa de uma laje com protensão não aderente, os cabos dentro de cordoalhas engraxadas, em azul.Ver detalhe do cabo envolto pela cordoalha na parte inferior direita da ilustração.

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Comparação entre concreto armado e protendidoNo concreto protendido:• Há um melhor aproveitamento dos materiais aço e

concreto, pois se trabalha próximo às suas tensões limites.

• Assim sendo, é possível a execução de obras vencendo vãos bem maiores que os que se conseguiria utilizando concreto armado.

• Pode-se executar estruturas mais esbeltas que em concreto armado.

• Há uma proteção muito melhor da própria armadura devido à inexistência de fissuração (pois o concreto não está submetido a tração).

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No concreto protendido:• Os custos são mais altos, os materiais são mais caros.• Há necessidade de um controle e de uma fiscalização

muito maiores.• É necessária a verificação da estrutura em diversos

estágios de execução. Por exemplo, deve-se verificar se, em uma fase inicial da obra, quando a estrutura não está totalmente carregada, os esforços de protensão aplicados não estão provocando excessos de compressão no concreto.

Comparação entre concreto armado e protendido

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Modo de ExecuçãoQuanto à maneira de execução de peças estruturais em concreto, armado ou protendido, podemos classificar em:• Moldado no local (ou moldado “in-loco”): os

elementos são fundidos no local de sua utilização definitiva na estrutura.

• Pré Moldado: os elementos são fundidos fora do local de sua utilização na estrutura, por exemplo, no canteiro de obras, e então levados e posicionados no local definitivo.

• Pré Fabricado: os elementos são fabricados em usinas (sob um controle rigoroso de execução), sendo depois levados para a obra e posicionados no local definitivo.

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Observações:1- As estruturas podem ser executadas com alguns elementos pré-moldados / pré-fabricados e outroselementos moldados no local.2- Os elementos em concreto armado não possuem nenhuma armadura ativa (protendida), ao passo que os elementos em concreto protendido possuem também partes de suas armaduras passivas, ou seja, os elementos em concreto protendido podem ser considerados também armados.3- Em alguns casos, em função das necessidades, pode-se efetuar uma protensão que não elimina totalmente os esforços de tração. Nesse caso, classifica-se a protensão como protensão parcial.