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Noções de concreto protendido Prof. Monica Machado Stuermer 2 3 Como combater o momento fletor existente na viga? Com armadura (aço comum de construção) na região tracionada do concreto, chamada de “armadura passiva”: 4 Como combater a força cortante existente na viga? Com armadura (aço comum de construção) em forma de estribos ao longo de toda a viga, porém em maior quantidade nas regiões de maior força cortante: 5 Concreto protendido EFEITO DA PROTENSÃO 7 Excesso de tração / deformação no concreto armado Protensão: vantagens 8 → Possibilita grandes vãos → Pode ser usada em ambientes agressivos → Permite projetos arquitetônicos ousados → Permite aplicação em peças pré-fabricadas → Pode ser usada como forma de se recuperar e/ou reforçar estruturas → Permite lajes e vigas mais esbeltas do que equivalentes em concreto armado Fonte: http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/19/artigo267610-2.aspx Reforço em viga Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. O aço usado em estruturas protendidas é normalmente do tipo CP190, fabricado no Brasil somente pela Companhia Siderúrgica Belgo Mineira (hoje denominada Arcelor Mittal). É fornecido em bobinas. bobina de aço CP190 para protensão com aderência bobina de aço CP190 para protensão sem aderência (aço engraxado) Fonte: https://www.belgo.com.br/produtos/construcao_civil/fios_cordoalhas/pdf/fios_cordoalhas.pdf O aço de protensão 12 Um cabo de protensão pode ser constituído por uma única cordoalha (cabo monocordoalha) ou por várias cordoalhas, conforme o caso. Quanto mais cordoalhas tiver um cabo, maior será a sua capacidade de tração. Cabo monocordoallha engraxado Cabos com diversas cordoalhas Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. Macaco de protensão Bomba hidráulica para acionamento dos macacos de protensão Equipamento para injeção de nata de cimento nas bainhas Equipamento de protensão Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. A ancoragem de protensão pode ser do tipo “ativa”, que recebe a força de protensão do macaco, ou “passiva”, que não recebe diretamente a força de protensão, ficando escondida dentro da peça concretada: ancoragem ativa ancoragem passiva Ancoragens de protensão 15 Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. Alguns exemplos de ancoragens ativas: 16 Armaduras e ancoragens nas extremidades de peças protendidas Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. Lajes em construção com cabos não aderentes (cordoalhas engraxadas) Fonte: Rudloff Sistema de Protensão Ltda. ESTUDO DE CASOS Ed. Brookfield Malzoni - Arq. Marc Rubin Uso interessante de vigas de transição: Vigas de transição: usar ou não? Viga de transição Pilar que nasce em um piso elevado Pilares que morrem em um piso elevado Vigas de transição Desafio da arquitetura: desenvolver o empreendimento de moderno edifício comercial, sem interferir em área preservada 2.000 m², tombada pelo Condephaat. Diversas soluções foram estudadas, inclusive com vigas metálicas. Esta solução foi inviabilizada porque interditaria por 21 dias a Av. Brig. Faria Lima, para o lançamento das vigas. Solução adotada: 4 vigas de transição para a sustentação de edifício de 12 andares. Projeto de estrutura de concreto: JKMF - Julio Kassoy e Mario Franco Ed. Brookfield Malzoni - Arq. Marc Rubin 4 vigas de transição em concreto protendido, com comprimento de 44 m e altura de 6,0 m Transição: planta Concreto autoadensável, misturado com gelo no lugar de água A elevada concentração de aço praticamente obrigou o uso de concreto autoadensável. São oito pavimentos-tipo e três subsolos - totalizando 19.945,73 metros quadrados de área construída -, dois helipontos com sala vip e cinco elevadores. Voltado para a avenida marginal do Pinheiros e implantado na rua que faz parte de seu nome, o edifício Quadra Hungria tem testada de quarteirão. A construção horizontalizada atende à legislação de uso e ocupação do solo para aquela zona da cidade, e forma uma barreira acústica para as casas vizinhas, na região dos Jardins. edifício Quadra Hungria arquiteto Miguel Juliano, 2005 edifício Quadra Hungria arquiteto Miguel Juliano, 2005 Dispostos a cada quatro metros, os pilares foram revestidos com painéis de alumínio composto na cor azul, também aplicados na parede curvilínea. No lado interno da edificação, eles estão envolvidos por vidros curvos, no formato de meia esfera. As laterais do edifício receberam caixilhos entre vãos e as frentes de laje foram revestidas com granito. Após a locação, a parede curva e os pilares ganharam película de alta performance, na cor prata. VIGAS DE TRANSIÇÃO Na construção foram utilizadas vigas de transição de concreto, que, associadas aos pilares periféricos, distribuem as cargas do edifício. São duas vigas vierendel, uma frontal e outra posterior, colocadas no segundo pavimento. As aberturas que, do ponto de vista estrutural, aliviam as tensões do edifício, enquanto os pilares periféricos fazem o mesmo com a carga de cada andar-tipo. Dos pilares periféricos, as cargas são distribuídas para a viga vierendel. Esta, por sua vez, distribui o peso para os quatro pilares do térreo, o que permitiu criar amplos vãos livres. O projeto de arquitetura tirou partido das aberturas das vigas, transformando-as em vãos circulares, nos quais foram colocados caixilhos pivotantes e fixos, que promovem a entrada de luz no interior do andar. Foram instalados 15 caixilhos em cada fachada, no formato de círculos concêntricos - elementos de 1,20 metro de diâmetro dentro de um círculo maior, com diâmetro de 2,70 metros. edifício Quadra Hungria arquiteto Miguel Juliano, 2005 . MASP - Arq. Lina Bo Bardi vigas com altura de 3,50 m e vãos de 74,0 m • MASP: construção http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/07.084/245 Modelo estrutural: http://www.lmc.ep.usp.br/disciplinas/pef2401/2007/Trabalhos/T1/Apresenta%C3%A7%C3%A3o_MASP.pdf Seção longitudinal da estrutura : http://www.lmc.ep.usp.br/disciplinas/pef2401/2007/Trabalhos/T1/Apresenta%C3%A7%C3%A3o_MASP.pdf (a viga principal está pintada de amarelo) Seção transversal da estrutura: http://www.lmc.ep.usp.br/disciplinas/pef2401/2007/Trabalhos/T1/Apresenta%C3%A7%C3%A3o_MASP.pdf Estudo de caso - MASP (as vigas principais estão pintadas de amarelo) Seção transversal das vigas principais: http://www.lmc.ep.usp.br/disciplinas/pef2401/2007/Trabalhos/T1/Apresenta%C3%A7%C3%A3o_MASP.pdf Seção transversal das vigas principais (com armadura de protensão): http://www.lmc.ep.usp.br/disciplinas/pef2401/2007/Trabalhos/T1/Apresenta%C3%A7%C3%A3o_MASP.pdf Protensão com 122 cabos (5 mm)