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CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO

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.

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.

1 - CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO

1.1 - DEFINIO DE PROTENSO

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.

1.2 - PROTENSO APLICADA AO CONCRETO

O artifcio de protenso tem importncia particular no caso do concreto, pelas seguintes razes:

a) O concreto um dos materiais de construo mais importantes. Seus ingredientes so disponveis a baixo custo em todas as regies habitadas na terra.

b) O concreto tem boa resistncia a compresso.

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.

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.

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.

A protenso do concreto realizada, na prtica, por meio de cabos de ao de alta resistncia, tracionados e ancorados no prprio concreto.

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.

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.

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.

Sendo os cabos de ao tracionados e ancorados, pode-se empregar neles aos com alta resistncia , trabalhando com tenses elevadas, assim temos:

concreto com elevada resistncia a compresso,

aos com elevada resistncia a trao,

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.

1.3 - ARMADURAS DE VIGAS PROTENDIDAS

As armaduras de vigas protendidas so de dois tipos:

- armaduras protendidas;

- armaduras no protendidas.

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.

As armaduras no protendidas so constitudas pelos vergalhes usuais de concreto armado, utilizados nas seguintes posies:

a) Armaduras longitudinais, geralmente denominadas suplementares; destinam-se a melhorar o comportamento da viga e controlar a fissurao da mesma, para cargas elevadas.

b) Armaduras da alma, geralmente constitudas por estribos, e denominadas armaduras transversais; destinam-se a resistir aos esforos de cisalhamento.

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.

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.

1.4 - COMPORTAMENTO DE VIGAS PROTENDIDAS SOB AO DAS SOLICITAES

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.

Se as tenses de trao provocadas pelas cargas forem inferiores s tenses prvias de compresso, a seo continuar comprimida, no sofrendo fissurao.

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.

1.5 - SENTIDO ECONMICO DO CONCRETO PROTENDIDO

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.

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.

1.6 - VANTAGENS TCNICAS DO CONCRETO PROTENDIDO

a) Reduz as tenses de trao provocadas pela flexo e pelos esforos cortantes.

b) Reduz a incidncia de fissuras.

c) Reduz as quantidades necessrias de concreto e ao, devido ao emprego eficiente de materiais de maior resistncia .

d) Permite vencer vos maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vo, permite reduzir a altura necessria da viga.

e) Facilita o emprego generalizado de pr-moldagem, uma vez que a protenso elimina a fissurao durante o transporte das peas.

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.

2 - SISTEMAS DE APLICAO DA PROTENSO

2.1 - INTRODUO

A protenso do concreto feita por meio de cabos de ao, que so esticados e ancorados nas extremidades.

Os cabos de ao, tambm denominados armaduras de protenso, podem ser pr-tracionados ou ps-tracionados.

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.

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.

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.

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.

2.2 - SISTEMAS COM ARMADURAS PR-TRACIONADAS

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.

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.

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).

lbp

Fig.5 Esquema de um fio pr-tracionado ancorado no concreto (lbp = compr