concreto protendido e lajes protendidas com monocordoalhas

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  • CONCRETO PROTENDIDO E LAJES PROTENDIDAS COM

    MONOCORDOALHAS ENGRAXADAS

    NOES GERAIS SOLUO ESTRUTURAL E

    CORRETA EXECUO

    Jorge Luiz Silka Pereira, Eng. Civil, proCalc Estruturas S/C Ltda.

    Rogrio Gomes de Carvalho, Eng. Civil, proCalc Estruturas S/C Ltda.

    Izan Gomes de Lacerda, Eng. Civil, Gomes & Lacerda

    Ernani Simas Alves Neto, Eng. Civil, Impacto Sul Protenso

    Maurcio Cunha, Eng. Civil, Construtora Andrade Ribeiro Ltda.

    MARO - 2005

  • 1. INTRODUO

    Protenso o processo pelo qual se aplicam tenses prvias ao concreto, segundo o dicionrio Aurlio. No entanto o significado bem mais amplo, e o efeito da protenso pode ser aplicado aos mais diversos tipos de estruturas e materiais. De acordo com Pfeil, protenso um artifcio que consiste em introduzir numa estrutura um estado prvio de tenses capaz de melhorar sua resistncia ou seu comportamento, sob diversas condies de carga. A idia da protenso (ou pr-tenso) muito antiga e consiste basicamente em fornecer a um elemento estrutural, esforos iniciais contrrios queles que surgiro com a aplicao de cargas a este elemento. O princpio da protenso pode ser melhor entendido atravs de alguns exemplos bastante simples :

    - tonis de madeira : os anis de ao so colocados aquecidos sobre as peas de madeira do tonel. Ao esfriarem sofrem reduo de dimetro, comprimindo as peas de madeira

    - roda de carroa : mesmo princpio dos tonis de madeira, sendo que o anel de ao, ao esfriar, comprime os raios de madeira da roda

    - roda de bicicleta : os raios metlicos de uma roda de bicicleta so tracionados. O conjunto de raios tracionados ao longo do aro metlico da roda produzem efeito de compresso no aro e mantm a estabilidade do conjunto

    - o transporte de livros por uma pessoa na forma de uma fila horizontal

    - solidarizao de peas pr-moldadas

  • 2. HISTRICO O desenvolvimento do concreto armado e protendido iniciou-se a partir da criao do cimento Portland, em 1824, na Inglaterra. A partir da, franceses e alemes tambm comearam a fabricar cimento e a desenvolver sua tecnologia. Em meados do sculo 19 j se conhecia no mundo todo a possibilidade de reforar peas de concreto com armaduras de ao :

    - 1855 : fundada a primeira fbrica de cimento Portland na Alemanha

    - 1855 : o francs Lambot patentea tcnica para fabricao de embarcaes de concreto armado

    - 1867 : o francs Monier inicia a fabricao de vasos, tubos, lajes e pontes em concreto utilizando armaduras de ao

    - 1877 : o americano Hyatt reconhece o efeito da aderncia entre o concreto e a armadura atravs de vrios ensaios, passando-se a utilizar a armadura apenas do lado tracionado das peas

    - 1886 : o americano P. J. Jackson faz a primeira proposio de pr-tensionar o concreto

    - 1886 : o alemo Matthias Koenen desenvolve um mtodo emprico de dimensionamento de alguns tipos de construo em concreto armado, a partir de ensaios segundo o sistema Monier

    No final do sculo 19, vrias patentes de mtodos de protenso e ensaios foram requeridas, porm sem xito. A protenso se perdia devido a retrao e fluncia do concreto, desconhecidas na poca. No comeo do sculo 20, Mrsch desenvolveu a teoria iniciada por Koenen, endossando suas proposies atravs de inmeros ensaios. Os conceitos desenvolvidos por Mrsch formaram, em quase todo o mundo e por dcadas, os fundamentos da teoria do concreto armado, sendo que seus elementos essenciais ainda hoje saio vlidos. Por volta de 1912, Koenen e Mrsch reconheceram que o efeito de uma protenso reduzida se perdia com o passar do tempo, devido retrao e deformao lenta do concreto.

    - 1919 : o alemo K. Wettstein fabricou painis de concreto protendidos com cordas de ao para piano

    - 1923 : o americano R. H. Dill reconheceu a necessidade de utilizar fios de ao de alta resistncia sob elevadas tenses para superar as perdas de protenso

    - 1924 : o francs Eugene Freyssinet utilizou protenso para reduzir o alongamento de tirantes em galpes com grandes vos

    - 1928 : Freyssinet apresentou o primeiro trabalho consistente sobre concreto protendido. Freyssinet foi uma das figuras de maior destaque no desenvolvimento da tecnologia do concreto protendido. Inventou e patenteou mtodos construtivos,

  • equipamentos, aos especiais e concretos especiais. A partir da a pesquisa e o desenvolvimento do concreto protendido e armado tiveram rpida e crescente evoluo.

    - 1948 : executada no Brasil, a primeira obra em concreto protendido, a Ponte do Galeo, no Rio de Janeiro, com 380 m de comprimento, na poca a mais extensa no mundo. Utilizou o sistema Freyssinet e tudo foi importado da Frana, inclusive o projeto. Os cabos de protenso eram fios lisos envolvidos por duas trs camadas de papel Kraft pintados, os fios e o papel, com betume. Portanto tnhamos concreto protendido sem aderncia.

    - 1950 : primeira conferncia sobre concreto protendido em Paris - 1950 : Finster Walder executou a primeira ponte em balanos

    sucessivos e o mtodo espalhou-se pelo mundo - 1950 : surgem as primeiras cordoalhas de fios - 1952 : a Companhia Siderrgica Belgo-Mineira iniciou a fabricao

    do ao de protenso no Brasil. A segunda obra em concreto protendido no Brasil foi a ponte de Juazeiro, j executada com ao brasileiro.

    - 1953 : publicada a DIN 4227, norma alem de concreto protendido - meados da dcada de 1950 : executadas, nos Estados Unidos, as

    primeiras lajes protendidas, sendo a maioria delas no sistema lift-slab, onde as lajes planas eram concretadas e protendidas sobre o solo e depois iadas e ancoradas aos pilares em seus nveis.

    - 1956 : surgiram as bainhas produzidas com fitas plsticas enroladas helicoidalmente sobre os fios pintados com betume

    - 1958 : surgem no Brasil as bainhas metlicas flexveis, com injeo de argamassa de cimento posterior a protenso dos cabos, promovendo a aderncia. Este sistema permitiu a execuo de estruturas protendidas de grandes vos.

    - final da dcada de 1950 : surge a primeira patente de protenso com a utilizao de de bainhas individuais de plstico extrudadas sobre a cordoalha.

    - 1969 : concludo o primeiro edifcio em laje lisa protendida com distribuio de cabos em duas direes, sendo numa delas distribudos e na outra concentrados em faixas sobre os apoios. Watergate Apartments, em Washington, EUA.

    - 1978 : o Comit Euro-Internacional du Betn (CEB/FIP) publicou, em 1978, o Cdigo Modelo para Estruturas de Concreto Armado e Concreto Protendido. Ele serviu de base para elaborao de normas tcnicas em vrios pases.

    Atualmente a utilizao de estruturas em concreto protendido tem larga aceitao no mundo todo, e vem se popularizando a cada dia mais, principalmente em edificaes de uma maneira geral, com a aplicao de cordoalhas no aderentes.

  • 3. NORMATIZAO NO BRASIL No Brasil, a Norma Brasileira ABNT NBR 6118:2003 Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento, que vigora desde 31/03/2003, cancelou e substituiu a antiga norma de concreto protendido (NBR 7197:1989) e passou a tratar de concreto armado e protendido. A primeira norma brasileira de concreto protendido foi a NB-116. Esta ltima reviso de norma demonstra uma maior preocupao com a durabilidade das estruturas, evidenciada pela necessidade de classificao das estruturas a serem projetadas dentro das Classes de Agressividade Ambiental. Esta classificao passa a determinar, para estruturas em concreto armado e protendido, os principais parmetros de projeto, tais como a qualidade do concreto, cobrimento das armaduras, limitaes de aberturas de fissuras entre outras. As tabelas que determinam estes parmetros so as seguintes :

    Tabela 6.1 - Classes de agressividade ambiental Classe de

    agressividade ambiental

    Agressividade Classificao geral do tipo de ambiente para

    efeito de projeto

    Risco de deteriorao da estrutura

    Rural I Fraca

    Submersa Insignificante

    II Moderada Urbana 1,2 Pequeno

    Marinha 1 III Forte

    Industrial 1,2 Grande

    Industrial 1,3 IV Muito forte

    Respingos de mar Elevado

    OBSERVAES: 1) Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nvel acima) para ambientes internos secos (salas, dormitrios, banheiros, cozinhas e reas de servio de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura). 2) Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nvel acima) em: obras em regies de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas da chuva em ambientes predominantemente secos, ou regies onde chove raramente. 3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indstrias de celulose e papel, armazns de fertilizantes, indstrias qumicas.

    Tabela 7.1 - Correspondncia entre classes de agressividade e qualidade do concreto

    Classe de agressividade (tabela 6.1) Concreto Tipo

    I II III IV CA 0,65 0,60 0,55 0,45 Relao gua/cimento

    em massa CP 0,60 0,55 0,50 0,45 CA C20 C25 C30 C40 Classe de concreto

    (NBR 8953) CP C25 C30 C35 C40 NOTAS: 1 - O concreto empregado na execuo das estruturas deve cumprir com os requisitos estabelecidos na NBR 12655.

  • 2 CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. 3 CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido.

    Tabela 7.2 - Correspondncia entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para c = 10 mm

    Classe de agressividade (tabela 6.1)

    I II III IV 3 Tipo de estrutura Componente ou elemento Cobrimento nominal (mm)

    Laje 2 20 25 35 45 Concreto armado

    Viga 2/Pilar 25 30 40 50

    Concreto protendido 1 T

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