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<p>CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO</p> <p>INTRODUOA PREMO Engenharia Indstria e Comrcio uma empresa da rea da construo civil voltada para o campo de pr-fabricados de concreto. Digo pr-fabricados e no pr-moldados pelo fato do pr-fabricado se diferenciar deste outro devido justamente um sistema de controle de qualidade aplicado em toda a produo. E na seo de controle de qualidade que venho trabalhando a 4 anos, atuando como inspetor de qualidade.</p> <p>O tema escolhido para esta pesquisa foi Concreto Protendido, pois alm de ser uma tecnologia nova para muitos ela necessita de um alto nvel de controle tanto na preparao e execuo quanto depois da pea j pronta; e no meu trabalho tenho uma ligao direta com esta tecnologia. Por isso tenho certeza que este trabalho vai me acrescentar muito conhecimento sobre este tema e espero que possa ser til tambm para outras pessoas.</p> <p>1 - CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO</p> <p>1.1 - DEFINIO DE PROTENSO</p> <p>A protenso pode ser definida como o artifcio de introduzir, numa estrutura, um estado prvio de tenses, de modo a melhorar sua resistncia ou seu comportamento, sobre ao de diversas solicitaes.</p> <p>1.2 - PROTENSO APLICADA AO CONCRETO</p> <p>O artifcio de protenso tem importncia particular no caso do concreto, pelas seguintes razes:</p> <p>a) O concreto um dos materiais de construo mais importantes. Seus ingredientes so disponveis a baixo custo em todas as regies habitadas na terra.</p> <p>b) O concreto tem boa resistncia a compresso.</p> <p>c) O concreto tem pequena resistncia a trao, da ordem de 10% de resistncia compresso. Alm de pequena, pouco confivel. De fato, quando no bem executado sua retrao pode provocar fissuras, que eliminam a resistncia a trao do concreto, antes mesmo de atuar qualquer solicitao.</p> <p>Sendo o concreto um material de propriedades to diferentes a compresso e a trao, o seu comportamento pode ser melhorado aplicando-se uma compresso prvia (isto , protenso) nas regies onde as solicitaes produzem tenses de trao.</p> <p>O artifcio da protenso, aplicada ao concreto, consiste em introduzir na viga esforos prvios que reduzam ou anulem as tenses de trao no concreto sobre a ao das solicitaes em servio. Nessas condies, minimiza-se a importncia da fissurao como condio determinante de dimensionamento da viga.</p> <p>A protenso do concreto realizada, na prtica, por meio de cabos de ao de alta resistncia, tracionados e ancorados no prprio concreto.</p> <p>Fig.1 - Viga de concreto armado convencional, sujeita a uma solicitao de flexo simples. A parte superior da seo de concreto comprimida e a inferior tracionada, admitindo-se fissurada para efeito de anlise. Os efeitos de trao so resistidos pelas armaduras de ao.</p> <p>Fig.2 - Aplicao de um estado prvio de tenses na viga de concreto, mediante cabos de ao esticados e ancorados nas extremidades. P = esforo transmitido ao concreto pela ancoragem do cabo, geralmente denominado esforo de protenso. </p> <p>Como as tenses de trao so desprezadas por causa da fissurao do concreto, verifica-se que uma parte substancial da rea da seo da viga no contribui para inrcia da mesma. Com a protenso aplicam-se tenses prvias de compresso que pela manipulao das tenses internas, pode-se obter a contribuio da rea total da seo da viga para a inrcia da mesma.</p> <p>Sendo os cabos de ao tracionados e ancorados, pode-se empregar neles aos com alta resistncia , trabalhando com tenses elevadas, assim temos:</p> <p> concreto com elevada resistncia a compresso,</p> <p> aos com elevada resistncia a trao,</p> <p>O estado prvio de tenses, introduzido pela protenso na viga de concreto, melhora o comportamento da mesma, no s para solicitaes de flexo, como tambm para solicitaes de cisalhamento.</p> <p>1.3 - ARMADURAS DE VIGAS PROTENDIDAS</p> <p>As armaduras de vigas protendidas so de dois tipos:</p> <p>- armaduras protendidas;</p> <p>- armaduras no protendidas.</p> <p>As armaduras protendidas so constitudas pelos cabos de ao, pr esticados e ancorados nas extremidades. Os diversos tipos de armaduras protendidas sero analisados mais adiante.</p> <p>As armaduras no protendidas so constitudas pelos vergalhes usuais de concreto armado, utilizados nas seguintes posies:</p> <p>a) Armaduras longitudinais, geralmente denominadas suplementares; destinam-se a melhorar o comportamento da viga e controlar a fissurao da mesma, para cargas elevadas.</p> <p>b) Armaduras da alma, geralmente constitudas por estribos, e denominadas armaduras transversais; destinam-se a resistir aos esforos de cisalhamento.</p> <p>c) Armaduras locais, nos pontos de ancoragem dos cabos de protenso, denominadas armaduras de fretagem; destinam-se a evitar ruptura local do concreto nos pontos sujeitos a tenses muito elevadas.</p> <p>d) Armaduras regionais, denominadas armaduras de introduo de tenses; destinam-se a garantir o espalhamento de tenses, aplicadas localmente, para a seo total da viga.</p> <p>1.4 - COMPORTAMENTO DE VIGAS PROTENDIDAS SOB AO DAS SOLICITAES</p> <p>Sob ao de cargas, uma viga protendida sofre flexo, alterando-se as tenses de compresso aplicadas previamente. Quando a carga retirada, a viga volta sua posio original e as tenses prvias so restabelecidas.</p> <p>Se as tenses de trao provocadas pelas cargas forem inferiores s tenses prvias de compresso, a seo continuar comprimida, no sofrendo fissurao.</p> <p>Sob ao de cargas mais elevadas, as tenses de trao ultrapassam as tenses prvias, de modo que o concreto fica tracionado e fissura. Retirando-se a carga, a protenso provoca o fechamento das fissuras.</p> <p>1.5 - SENTIDO ECONMICO DO CONCRETO PROTENDIDO</p> <p>As resistncias de concreto, utilizadas em concreto protendido, so duas a trs vezes maiores que as utilizadas em concreto armado. Os aos utilizados nos cabos de protenso tm resistncia trs a cinco vezes superiores s dos aos usuais de concreto armado.</p> <p>O sentido econmico do concreto protendido consiste no fato de que os aumentos percentuais de preos so muito inferiores aos acrscimos de resistncia utilizveis, tanto para o concreto como para o ao de protenso.</p> <p>1.6 - VANTAGENS TCNICAS DO CONCRETO PROTENDIDO</p> <p>a) Reduz as tenses de trao provocadas pela flexo e pelos esforos cortantes.</p> <p>b) Reduz a incidncia de fissuras.</p> <p>c) Reduz as quantidades necessrias de concreto e ao, devido ao emprego eficiente de materiais de maior resistncia .</p> <p>d) Permite vencer vos maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vo, permite reduzir a altura necessria da viga.</p> <p>e) Facilita o emprego generalizado de pr-moldagem, uma vez que a protenso elimina a fissurao durante o transporte das peas.</p> <p>f) Durante a operao da protenso, o concreto e o ao so submetidos a tenses em geral superiores s que podero ocorrer na viga sujeita s cargas de servio. A operao de protenso constitui, neste caso, uma espcie de prova de carga da viga.</p> <p>2 - SISTEMAS DE APLICAO DA PROTENSO</p> <p>2.1 - INTRODUO</p> <p>A protenso do concreto feita por meio de cabos de ao, que so esticados e ancorados nas extremidades.</p> <p>Os cabos de ao, tambm denominados armaduras de protenso, podem ser pr-tracionados ou ps-tracionados.</p> <p>As vigas com armaduras pr-tracionadas so executadas seguindo os esquemas da Fig.3. A armadura protendida fica aderente ao concreto, em toda a extenso da viga.</p> <p>Nas vigas com armaduras ps-tracionadas, os cabos so esticados aps a cura do concreto. A armadura protendida ancorada nas extremidades, podendo ficar aderente ao concreto, ao longo da viga, por meio de uma injeo de nata de cimento.</p> <p>Os sistemas com armaduras pr-tracionadas so mais adequados para instalaes fixas (fbricas). Os sistemas com armaduras ps-tracionadas so mais utilizados quando a protenso realizada na obra.</p> <p>Fig. 3 a) as armaduras de ao (1) so esticadas entre dois encontros (2), ficando ancoradas provisoriamente nos mesmos; b) o concreto (3) colocado dentro das frmas, envolvendo as armaduras; c) aps o concreto haver atingido resistncia suficiente, soltam-se as ancoragens dos mesmos (2), transferindo-se a fora para a viga, por aderncia (4) entre o ao e o concreto.</p> <p>2.2 - SISTEMAS COM ARMADURAS PR-TRACIONADAS</p> <p>Os sistemas com armaduras pr-tracionadas so geralmente utilizados em fbricas, onde a concretagem se faz em instalaes fixas, denominados leitos de protenso. Os leitos so alongados, permitindo a produo simultnea de diversas peas.</p> <p>A Fig.4 mostra a seqncia construtiva de vigas com armaduras pr-tracionadas, em um leito alongado com capacidade para trs vigas. A ancoragem das armaduras no concreto faz-se por aderncia, num comprimento de ancoragem lbp (Fig.5). Quando a tenso na armadura reduzida, ela tende a voltar ao seu dimetro sem carga ((o); o aumento do dimetro mobiliza atrito no concreto, o que auxilia a ancoragem.</p> <p>Fig.4 As armaduras (1) so colocadas atravessando os montantes (2), e fixando-se em placas de ancoragem (3), por meio de dispositivos mecnicos (4), geralmente constitudos por cunhas. A placa de ancoragem da esquerda fixa, a da direita mvel. Com auxlio de macacos de longo curso, esticam-se as armaduras, empurrando-se a placa de ancoragem mvel, at se alcanar o esforo de protenso desejado; a placa de ancoragem mvel ento fixada por meio de calos(5) mantendo as armaduras esticadas. O concreto (6) compactado dentro das frmas, envolvendo as armaduras protendidas, que ficam aderentes. Aps a cura do concreto, os macacos so recolocados em carga na placa de ancoragem mvel, retirando-se lentamente a tenso nas armaduras. A seguir, as armaduras so cortadas, junto s faces de viga. Como o encurtamento das armaduras impedido pela aderncia das mesmas com o concreto, resulta que as vigas ficam protendidas. No desenho da figura, so fabricadas simultaneamente trs vigas de concreto protendido (6).</p> <p>lbp</p> <p>Fig.5 Esquema de um fio pr-tracionado ancorado no concreto (lbp = comprimento de ancoragem por aderncia; 0 dimetro da armadura sem carga; 1 = dimetro da armadura protendida).</p> <p>O comprimento da ancoragem (lbp) varia com a qualidade do concreto, a superfcie da armadura, a tenso de protenso etc. Os comprimentos obtidos experimentalmente variam de 100 a 140 para fios entalhados, 45 a 90 para cordoalhas de sete fios.</p> <p>O esquema de protenso da Fig. 4 com armaduras retilneas, pode ser modificado de modo que as armaduras tenham uma trajetria poligonal no interior de cada viga (Fig.6).</p> <p>As vigas com armadura poligonal so mais eficientes, pois a excentricidade da armadura maior no meio do vo, onde atuam maiores momentos fletores.</p> <p>Fig.6 Esquema de execuo de vigas com armaduras pr-tracionadas poligonais em leito alongado, permitindo a execuo simultnea de vrias vigas, em srie. 1 armaduras pr-tracionadas; 2 placa de ancoragem; 3 concreto de viga; 4 pontos de apoio das armaduras poligonais; 5 pontos de rebaixamento das amaduras poligonais.</p> <p>2.3 - SISTEMAS COM ARMADURAS PS-TRACIONADAS</p> <p>Nos sistemas com armaduras ps-tracionadas, as armaduras de protenso so esticadas aps o endurecimento de concreto, ficando ancoradas na face do mesmo.</p> <p>Estes sistemas podem apresentar uma grande variedade, dependendo dos tipos de cabos, percursos dos mesmos na viga, tipos e posicionamentos das ancoragens etc.</p> <p>2.4 - CLASSIFICAO DOS SISTEMAS DE ARMADURAS PS-TRACIONADAS</p> <p>Quanto posio relativa entre os cabos e a pea de concreto, podem ser distinguidas duas categorias: cabos internos e cabos externos viga.</p> <p>Os cabos internos podem apresentar uma trajetria qualquer, sendo geralmente projetados com uma seqncia trechos retilneos e curvilneos.</p> <p>Os cabos externos so geralmente retilneos ou poligonais; neste ltimo caso, os desvios do cabo so feitos em selas de apoio, colocados lateralmente viga.</p> <p>Quanto ligao entre as armaduras protendidas e o concreto, existem duas categorias de cabos: cabos aderentes e cabos no-aderentes.</p> <p>Nos cabos internos aderentes, utilizam-se bainhas metlicas, que podem ser lisas ou onduladas.</p> <p>Os cabos internos com bainhas de papel ou de plstico (lisos) so considerados no-aderentes.</p> <p>Os cabos externos, sem ligao direta com a viga ao longo do cabo, so evidentemente do tipo no-aderente; esse tipo de cabo muito utilizado em projeto de reforo de obras.</p> <p>3 - MATERIAIS UTILIZADOS EM CONCRETO PROTENDIDO</p> <p>Os principais materiais utilizados em concreto protendido so:</p> <p> concreto</p> <p> armaduras no-protendidas</p> <p> armaduras protendidas</p> <p>3.1 - CONCRETO</p> <p>As principais propriedades mecnicas do concreto acham-se relacionadas com sua resistncia compresso simples (fck). Essa resistncia usualmente determinada em ensaios de ruptura de corpos de prova padronizados.</p> <p>A resistncia trao simples do concreto (fct) pode ser determinada em ensaios de trao simples de corpos de prova prismticos em cujas extremidades so coladas peas metlicas onde se prendem as garras da mquina de ensaio.</p> <p>3.2 - ARMADURAS NO-PROTENDIDAS</p> <p>As armaduras no protendidas so realmente formadas pelos vergalhes usualmente empregados em concreto armado. Em estruturas protendidas, essas armaduras recebem as designaes de convencionais ou suplementares</p> <p>Os aos empregados como armadura suplementar so designados pelas letras CA (concreto armado) seguidos do valor caracterstico do limite de escoamento em kgf/mm.</p> <p>As armaduras no protendidas podem tambm ser constitudas por aos de alta resistncia (designao CP), aplicados sem protenso. Esse emprego , entretanto, pouco corrente, devido ao maior custo dos aos tipo CP.</p> <p>3.3 - ARMADURAS PROTENDIDAS</p> <p>Os aos utilizados como armaduras de protenso podem ser divididos em trs categorias:</p> <p>-Fios trefilados de ao carbono, com dimetros variando entre 3mm e 8mm, fornecidos em rolos ou bobinas com grande comprimento de fio.</p> <p>-Cordoalhas, constitudas por fios trefilados, enrolados em forma de hlice, como uma corda; so tambm fornecidas em bobinas, com grande comprimento.</p> <p>-Barras de ao baixa liga, laminadas a quente, fornecidas em peas retilneas de comprimento limitado.</p> <p>As principais propriedades mecnicas dos aos de protenso so as seguintes:</p> <p>-Limite de elasticidade, maior tenso. O limite de elasticidade definido, convencionalmente, como a tenso que produz uma deformao unitria de 0,01%.</p> <p>- Limite de escoamento convencional trao, igual tenso para a qual o ao apresenta uma deformao unitria residual de 0,2%, aps descarga.</p> <p>- Mdulo de elasticidade, inclinao da parte elstica do diagrama.</p> <p>- Resistncia ruptura por trao, igual ao esforo de ruptura da barra dividido pela rea de seo inicial (rea da seo com carga zero).</p> <p>- Alongamento unitria de ruptura.</p> <p>Os aos de protenso so geralmente designados pelas letras CP (Concreto Protendido), seguidas da resistncia caracterstica ruptura por trao, em kgf/mm.</p> <p>As armaduras protendidas, ancoradas com tenses elevadas apresentam, com o passar do tempo, uma perda de tenso devida relaxao normal (RN).</p> <p>Nos fios e cordoalhas pode-se fazer um tratamento termo-mecnico que reduz a perda por relaxao, sendo o ao denominado de relaxao baixa (RB). O tratamento consiste em aquecimento a 400 C e tracionamento at a deformao unitria de 1%.</p> <p>Os aos de protenso devem sempre ser instalados com...</p>