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IST – Execução de Estruturas Sistemas de Pré-esforço Janeiro 2010

SISTEMAS DE PRÉ-ESFORÇO


1. TIPOS DE PRÉ-ESFORÇO


2. APTIDÃO DOS SISTEMAS

4. INSTALAÇÃO EM OBRA

3. PROJECTO DE PRÉ-ESFORÇO

5. APLICAÇÕES







5. APLICAÇÕES


Betão Pré-esforçado



Pré-tensão



Pós-tensão


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Sistemas de Pré-esforço:

Ancoragens

Bainhas / Tubos

Acessórios Especiais

Armaduras de Reforço


Elementos a tensionar (Cordão ou barra)

Ancoragem Activa Ancoragem Passiva

Purga Bainha Tubo de Injecção / PurgaTubo de Injecção / Purga

Tubo Injecção /Purga Calda de Injecção


Cordão de Alta Resistência



Categorias Principais:

• Cabos Interiores

• Cabos Exteriores

Não Aderentes polietileno

Protecção anti-corrosiva

cordão

Aderentes



Sistemas Multi-Cordão

TIPOS DE SISTEMAS DE PRÉ-ESFORÇO


Casting

Steel DuctTubo de Injecção

Placa de ancoragem

Cordão

cunhas

Casting

Bainha

Tubo de Injecção

Placa de ancoragem

Cordão

cunhas


Cabos Circulares

CordãoProtecção

Bainha Exterior



ActivaPassiva

1ª Betonagem 2ª Betonagem

Junta de betonagem


Cabos Circulares

Ancoragens

Continuidade


Activa

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Cabos Verticais


Bainha ou

Tubo rígido recto

Purga

Bainha ou

Tubo rígido curvo




Cabos Circulares

Protecção

Sistema Encapsulado



Casting

BainhaPlaca de

ancoragem

cunha


Cabos planos

CordãoProtecção

Bainha Exterior

Tubo de Injecção




Cabos Planos

Protecção

Sistema encapsulado



CordãoProtecção

Bainha Exterior

Sistemas Mono-cordão


- Não Aderente

Cordão auto-embainhado

Molde

Bainha

Tubo de Injecção

Molde

cordão

- Aderente

Placa de ancoragem

Placa de ancoragem


ActivaPassiva

1ª Betonagem 2ª Betonagem

Junta de betonagem

Sistemas Mono-cordão

Ancoragens


Continuidade

4


Tirantes



Barras de Alta Resistência



Não Metálicos








5. APLICAÇÕES


Norma EuropeiaHarmonizada

EN

APROVAÇÃO EUROPEIAETA

M a r c a ç ã o

Autorização de Aprovação sem Guia

CUAP

ou

GUIA DE APROVAÇÃO EUROPEIA

ETAG

ou

Directiva dos Produtos de ConstruçãoDPC



www.eota.be


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IST – Execução de Estruturas Sistemas de Pré-esforço Janeiro 2010Valid ETAs: Criteria: Number Guideline (xyz): 013

www.eota.be



Categorias Opcionais:- Cabos retensionáveis (interiores e exteriores)- Cabos substituíveis (interiores e exteriores)- Cabos para aplicações criogénicas- Cabos interiores aderentes com bainha de plástico- Cabos encapsulados- Cabos isolados electricamente- Cabos exteriores para estruturas metálicas e mistas- Cabos para estruturas de alvenaria- Cabos para estruturas em madeira

ETAG 013 Sistemas de Pré-esforço

Categorias Principais:- Cabos Interiores - Aderentes

- Não aderentes- Cabos Exteriores


Ensaio Estático : • Carga máxima 95% da tensão de rotura do aço de pré-esforço• Alongamento máximo dos elementos tensionados 2% • Falha por rotura dos elementos tensionados

Resistencia Mecânica e Estabilidade:



Ensaio de Fadiga: 2x106 de ciclos com 80 MPa de variação de tensãocarga máxima de 65% GUTS




Ensaio de Transferência de Carga à Estrutura : •Fu 1.1 Fpk (f cm,e / f cm,0) 1ª 80% GUTS 0.15mm

10ª 12% GUTS 0.15mm10ª 80% GUTS 0.25mm




Ensaio de Atrito:

• Atrito ao longo do traçado, Perdas por atrito nas ancoragens

• Desvio / Deflexão (limites): Raio Mínimo dos cordões internos, Raiomínimo dos desviadores de cabos exteriores(critérios de aceitação para o ensaio estárico)

• Revestimento de cabos exteriores(critério de aceitação para revestimentos )



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Exequibilidade / Fiabilidade da Instalação :

• Componentes tradicionais:Experiência é suficiente

• Novos Componentes:- Instalação; - Aplicação de Tensão;- Injecção.




• Nome do Fabricante do Kit• Ano de aposição da marcação• Número do Certificado de Conformidade• Número da ETA• Categorias• Número do ON








5. APLICAÇÕES


3.1. Traçados dos Cabos

3.2. Cálculo de Perdas e Alongamentos

3.3. Armaduras de Reforço

3.4. Plano de Tensionamento dos Cabos

3. PROJECTO DE APLICAÇÃO DE PRÉ-ESFORÇO


3.1. Traçados dos CabosPlanta



Corte Longitudinal3.1. Traçados dos Cabos


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Cortes Transversais3.1. Traçados dos Cabos3. PROJECTO DE APLICAÇÃO DE PRÉ-ESFORÇO


Condicionantes do Sistema de Pré-esforço:

- Curvaturas mínimas dos cabos e troços rectos nas zonas das ancoragens.

- Recobrimento e afastamento mínimos entre ancoragens.

- Recobrimento e afastamento mínimos entre bainhas.

- Dimensionamento de nichos de ancoragem.

3.1. Traçados dos Cabos3. PROJECTO DE APLICAÇÃO DE PRÉ-ESFORÇO


- Curvaturas mínimas dos cabos e troços rectos nas zonas das ancoragens.

Raio mínimo das bainhas metálicas correntes (ETA VSL):

pkFR 8.2R em metros e Fpk em MN.

- Dimensão mínima dos troços rectos nas ancoragens:

Os comprimentos dos troços variam entre 0.8, 1.0 e 1.5 m,

Respectivamente para Fpk ≤ 2MN, 2MN ≤ Fpk ≤ 7MN e Fpk ≥ 2MN. (ETA VSL),




- Valores mínimos para afastamentosentre ancoragens e distâncias das ancoragens ao bordo do elementoem betão.


- Recobrimento e afastamento mínimo de bainhas.

- Regulamentarmente, o recobrimento mínimo que um cabo deve possuir, é maior ouigual ao diâmetro da sua bainha.

- Em situações específicas, as bainhas poderão aproximar-se e até tocar-se, desdeque o contacto se faça pontualmente. O contacto de bainhas noutras situações e de forma continuada, é de evitar porque poderá haver penetração de uma bainha noutra, devido às forças de desvio dos cabos e passagem de calda de injecção de um cabopara outro em esticamentos desfasados, com a sua consequente obstrução.



- Dimensionamento de nichos de ancoragem.


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3.2. Cálculo de Perdas e Alongamentos- Folha de cálculo de perdas e alongamentos VSL

- Parâmetros usados no cálculo.

- Discretização das secções em função do traçado. Consideração de desenvolvimentosrectos e parabólicos.

- Cálculo aproximado das perdas diferidas. Utilização de valores médios para as tensõesde compressão no cálculo de perdas porfluência e retracção.

PERDAS DE PRÉ-ESFORÇO - CÁLCULO

Passagem Superior 3FASE 4 - Cabos A4

Número de secções de cálculo 8

Coeficiente de atrito em curva ( 0,2 rad-1

Coeficiente de atrito em recta (k) 0,001 m-1

Área de aço de pré-esforço (Asp) 26,60 cm2

Tensão de rotura do aço de pré-esforço ( rot) 1860 MPa

Módulo de elasticidade do aço de pré-esforço (Ep) 195 GPa

Módulo de elasticidade do betão aos 28 dias (Ec,28) 33,5 GPa

Módulo de elasticidade do betão à data da aplicação do p.e.(Ec,j) 29,8 GPa

Coeficiente de Fluência do betão (c) 2,7

Extensão de Retracção do betão (c) -2,0E-04

Relaxação do aço às 1000 h a 20°C e a 70% da rotura 2,5%

Número de cabos na mesma secção transversal 8

Aplicação da força de pré-esforço

Puxe e reaperto (S/N)? N Puxe a 80,0% da r

Lado de início de pré-esforço (E/D) D

Esquerda Direita

Força de puxe Po' [kN] 0 3958,1

Reentrada das cunhas [m] 0,006 0,006

Alongamento Teórico [m] 0,000 0,170

Traçado do Cabo

Secção Curva / Recta x [m] h [m] R planta [m] c [MPa] c,Po+g [MPa] c,Po [MPa]1 - 0 0,555 0 -3,0 -4,0 -6,02 R 1 0,452 57,3 -3,0 -4,0 -6,03 C 7,156 0,15 57,3 -3,0 -4,0 -6,04 C 16,697 0,859 57,3 -3,0 -4,0 -6,05 C 19,082 1,05 57,3 -3,0 -4,0 -6,06 C 22,14 0,857 57,3 -3,0 -4,0 -6,07 C 24,197 0,638 57,3 -3,0 -4,0 -6,08 R 25,197 0,555 57,3 -3,0 -4,0 -6,0



- Folha de cálculo de perdas e alongamentos VSL

- Perdas totais cerca de 20 a 25%- Valores expectáveis de P∞ por cordão de 0.6”Cordão de secção 1.4 cm2: 140 a 150 kNCordão de secção 1.5 cm2: 160 a 170 kN

- Cabos muito curtos, pesam mais as perdasdevidas à reentrada de cunhas. Evitar cabosinferiores a 8/9 m.

- Cabos muito longos, pesam mais as perdaspor atrito.

Perdas imediatas

Secção x [m] h [m] [rad] Patr ito[kN] Pr.c.

[kN] Pd.i.

[kN] Po [kN]1 0,000 0,555 0,916124 744,7 0,0 22,8 3190,62 1,000 0,452 0,898672 730,2 0,0 22,8 3205,03 7,156 0,150 0,753388 614,5 0,0 22,8 3320,74 16,697 0,859 0,530915 428,9 0,0 22,8 3506,45 19,082 1,050 0,366733 302,3 194,0 22,8 3438,96 22,140 0,857 0,230299 189,7 419,3 22,8 3326,37 24,197 0,638 0,017452 17,7 763,2 22,8 3154,38 25,197 0,555 0,000000 0,0 798,7 22,8 3136,5

Esquerda Direita

Comprimento de reentrada das cunhas [m]1000000,00

0 7,944

Perdas diferidas

Secção x [m] h [m] Po [kN] Pflu.

[kN] Pretr.

[kN] Prel.

[kN] P [kN]1 0,000 0,555 3190,6 167,2 103,7 102,8 2840,72 1,000 0,452 3205,0 167,2 103,7 104,7 2853,33 7,156 0,150 3320,7 167,2 103,7 120,1 2953,84 16,697 0,859 3506,4 167,2 103,7 146,6 3113,35 19,082 1,050 3438,9 167,2 103,7 136,7 3055,56 22,140 0,857 3326,3 167,2 103,7 120,9 2958,57 24,197 0,638 3154,3 167,2 103,7 98,2 2809,08 25,197 0,555 3136,5 167,2 103,7 96,0 2793,5




O cálculo de armaduras de reforço junto das cabeças de ancoragem

- As armaduras devem ser distribuidas em profundidade, na chamada distância de regularização

- A quantidade de armadura é determinada pelo quociente entre a força de tracção Tsd e a tensão de cedência do aço fsyd (limitado a 270 MPa no REBAP e 300 MPa no EC2).

O cálculo da força de tracção Tsd, devido a uma força concentrada pode ser efectuado com base no REBAP ou no EC2 (EN 1992-1-1).

- REBAP: Artº. 140 com Fsd = 1.35 x Fpuxe)1(30.0baFsdTsd

- EC2: Cap.6.5.3 com Fsd = 1.20 x Fpuxe)1(25.0baFsdTsd

Conjugando os factores, a força de tracção Tsd calculada pelo EC2 vem reduzida em cerca de 17%, face ao cálculo pelo REBAP.



3.3. Armaduras de Reforço3. PROJECTO DE APLICAÇÃO DE PRÉ-ESFORÇO

Detalhe de armaduras de reforço para força concentrada (Artº. 140 REBAP) ou Cap. 6.5.3 (EC2) e nichos de ancoragem



Detalhe de armaduras de reforço para força excêntrica, fora do núcleo central (Artº. 140.2 REBAP)



3.3. Armaduras de ReforçoDetalhe de armaduras de reforço para forças actuando afastadas (Artº. 141.3 REBAP)


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Detalhe de armaduras de reforço em junta construtiva de tabuleiro vigado



3. PROJECTO DE APLICAÇÃO DE PRÉ-ESFORÇO 3.3. Armaduras de Reforço



Detalhe de armaduras de reforço em maciço de ancoragem, típicamente usado em obras com caixão fechado




Detalhe de armaduras de reforço para forças concentradas em lajes de edifícios



3.4. Plano de Tensionamento dos Cabos

Puxe com um só macaco. Sequência de puxe de forma a minimizar os desequilibrios transversais na secção

durante a aplicação da força e as movimentações do macaco (com grua).








5. APLICAÇÕES

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MontagemColocação de Bainhas

Enfiamento de aço

Colocação das ancoragens

Máquina de enfiarDesenrolador Cabo

Colocação das ancoragens

Máquina de enfiarDesenrolador Cabo



Aplicação de Tensão



Injecção

NP EN 446 / 447



Injecção




Qualificação das Empresas de Pré-esforço e do seu Pessoal


Qualificação das Empresas de Pré-esforço e do seu PessoalCWA 14646

Empacotagem, Transporte, Armazenamento e ManuseamentoEquipamentoMontagem, Aplicação de Tensão, Injecção

Instalação de Kit’s de Pré-esforço

Encargos da OrganizaçãoVerificações Técnicas e Práticas

Empresa de Aplicação de Pré-esforço

Staff TécnicoPessoal em Obra

Experiência, Conhecimento, Formação e Qualificação de Pessoal


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SISTEMA DE PRSISTEMA DE PRÉÉ--ESFORESFORÇÇOO

• Concepção do Sistema:

• Colocação dos Componentes em Obra:

• Aplicação do Sistema em Obra

- NP ISO 9001:2000- CWA 14646

Certificado de Conformidade- ETAG 013

Aprovação Técnica Europeia (ETA)- ETAG 013

Certificação da Empresa


REGULAMENTAÇÃO / DOCUMENTAÇÃO


MATERAISMATERAIS

• Aço de Pré-esforço:

• Componentes das Ancoragens:

• Bainhas:

Marcação CEETA / ETAG 013

Certificação (CERTIF)LNEC E453 (DL 28/2007)

Marcação CE NP EN 523/4

Documentação / Certificados de QualidadeRastreabilidade Completa



(Metálicas)


EXECUEXECUÇÇÃO DOSÃO DOS TRABALHOSTRABALHOS

• Montagem:

• Aplicação de Tensão:

• Injecções:

Especificações ETA / ETAG 013Tolerâncias prEN 13670 - 10.6

Especificações ETA / ETAG 013Tolerâncias prEN 13670 – 7.5.3Alongamentos: +/-15% - cabo individual

+/-5% - secção total

Especificações NP EN 446 / 447









5. APLICAÇÕES


TirantesPonte da Lezíria, Portugal

5. APLICAÇÕES

Pontes por Avanços Sucessivos


SHENZEN WESTERN CORRIDOR HONG KONG

Tabuleiros Pré-fabricados

5. APLICAÇÕES

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Tabuleiros Pré-fabricados

5. APLICAÇÕES

LRT DUBAI

IST – Execução de Estruturas Sistemas de Pré-esforço Janeiro 2010HIGH SPEED RAIL, TAIWAN

Tabuleiros Pré-fabricados5. APLICAÇÕES


5. APLICAÇÕES

P. S/ RIO ÁGUEDA, PORTUGAL


Tirantes

5. APLICAÇÕES


EDIFÍCIOS5. APLICAÇÕES


EDIFÍCIOS5. APLICAÇÕES

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EDIFÍCIOS

Portugal

5. APLICAÇÕES


EDIFÍCIOSReforços

Aberturas

Remoção de Pilares

5. APLICAÇÕES


DAMPING SYSTEMSBUILDINGS

5. APLICAÇÕES


LNG / LPG5. APLICAÇÕES

SINES, PORTUGALEnsaiosCriogénicos


YONGGWANG NUCLEAR PLANT

Centrais Nucleares

5. APLICAÇÕES


PavimentosPavimentos PrPréé--esforesforççadosados

5. APLICAÇÕES

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PavimentosPavimentos PrPréé--esforesforççadosados

5. APLICAÇÕES


Figueira da Foz, Portugal

REFORÇO ESTRUTURAL

5. APLICAÇÕES


N’KOSSA BARGE, FRANCE CONGO

5. APLICAÇÕES


HEAVY LIFTINGBURJ DUBAI, UNITED EMIRADES

Top Pinacle 500ton 102m 818m high

5. APLICAÇÕES


5. APLICAÇÕES


PlantsTechnical CenterR & D Center

L LicenceesPC Profits Centers

PC

PC PC

PCPC PC

PC

PC

PC

PC

PCPC

PC

PC

PCPC

PCPC

PC

PC PC

PC

L

LL

L

L

L

L

L

LL

L

North and South East Asia, Australia, Pacific

(ASIAPAC)

Europe and Middle East, Europe + USA

(CEME)

Iberian peninsula, South Africa and

Latin America (IPSALA)

VSL INTERNACIONAL

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VSL SISTEMAS PORTUGAL

1985 - 2010



Romão Almeida [email protected]

Carlos Pereira [email protected]

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