PROTENDIDO   CAPITULO I
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PROTENDIDO CAPITULO I


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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS 
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL
ÁREA DE ESTRUTURAS
ESTRUTURAS DE CONCRETO PROTENDIDO: INTRODUÇÃO
(ECP \u2013 NO 01)
PROFESSOR: JOSÉ GOMES DA SILVA
CAMPINA GRANDE \u2013 PARAÍBA
FEVEREIRO / 2005
ESTRUTURAS DE CONCRETO PROTENDIDO: INTRODUÇÃO
1 \u2013 PRELIMINARES
	As principais aplicações da protensão de elementos estruturais datam do final do século 19 (1886). Inicialmente, sentiu-se a necessidade de ser reforçar elementos de concreto armado quando submetidos a tensões de tração, tendo em vista que a resistência à tração do concreto é relativamente pequena. A protensão teria a finalidade de combater os esforços (tensão) de tração, de modo que, a peça ficasse totalmente comprimida, o que também evitaria o aparecimento de fissuras.
	Apesar de a protensão ter surgido a partir do concreto armado, hoje ela é aplicada em vários tipos de estruturas e materiais, entretanto, a sua aplicação mais corrente é no dimensionamento de peças de concreto estrutural.
 A NBR 6118/03 \u2013 Projeto de Estruturas de Concreto, define o concreto estrutural como sendo o termo que se refere ao espectro completo das aplicações do concreto como material estrutural, compreendendo:
elementos de concreto simples estrutural: elementos estruturais elaborados com concreto que não possui qualquer tipo de armadura (ou que possui uma quantidade inferior ao mínimo exigido para o concreto armado;
elementos de concreto armado: elementos cujo comportamento estrutural depende da aderência entre o concreto e a armadura, e nos quais não se aplicam alongamentos das armaduras antes da materialização dessa aderência;
elementos de concreto protendido: são aqueles elementos estruturais nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado limite último. 
	Na realidade, a protensão nada mais é do que o pré-carregamento de uma estrutura, antes da aplicação das cargas de serviço.
	Podemos definir a protensão como sendo \u201co artifício de introduzir, numa peça, um estado prévio de tensões contrário ao que vai ocorrer devido aos carregamentos que serão aplicados, de modo a melhorar sua resistência ou seu comportamento\u201d.
	Sabemos que o concreto é um material que resiste bem à compressão, enquanto que a sua resistência à tração é relativamente pequena, e, em vários casos, no diimensionamento, ela é desprezada. Para suprir esta deficiência do concreto pensou-se na aplicação prévia de um esforço de compressão de forma que as tensões de tração sejam reduzidas ou eliminadas.
	Inicialmente o conceito da protensão de uma peça de concreto era o de se introduzir uma pré-compressão axial na mesma, de forma que fosse totalmente eliminada toda tensão de tração no concreto, sob as cargas de serviço. Entretanto, atualmente, com o desenvolvimento de novas formas e técnicas de construção, verificou-se que este procedimento pode ser desnecessário e até mesmo restritivo, podendo-se, no dimensionamento de peças submetidas à protensão, permitir o aparecimento de tensões de tração no concreto, como também até certas fissuras com aberturas limitadas. Variando-se o valor da tensão de compressão, podemos controlar o número e a abertura das fissuras. Também podemos controlar as deformações dos elementos estruturais, estes podem ser dimensionados para ter deformações nulas, para determinadas combinações de protensão e carregamento externo. Dessa forma, ao admitirmos certa tensão de tração ou o aparecimento de fissuras limitadas (seria a protensão parcial, como será visto posteriormente) tal forma de protensão representa uma melhoria considerável nas construções de concreto estrutural.
	Outro aspecto importante da aplicação da protensão é que devido ao controle das fissuras e das deformações, em serviço, foi possível empregarmos de forma eficiente e econômica aços de alta resistência à tração e concretos de alta resistência à compressão.
	Portanto, a aplicação da protensão em peças de concreto estrutural tornou-se bastante atrativa, não somente devido ao melhoramento do seu comportamento sob cargas de serviço (pelo controle das deformações e das aberturas das fissuras), como também, porque ela permite a utilização eficiente de materiais (aço e concreto) de alta resistência.
2 \u2013 APLICAÇÕES DA PROTENSÃO
	A aplicação da protensão às peças e elementos estruturais é antiga. Ela vem sendo usada até por pessoas leigas, sem nenhum conhecimento teórico ou experimental desde a antiguidade, é o caso de sua aplicação nos aros de barris de madeira (os aros são pré-aquecidos antes de serem colocados), nas rodas de madeira das carroças reforçadas com aros metálicos externos (previamente aquecidos), nos raios de bicicletas que são previamente tracionados, etc.
	Atualmente a protensão pode ser aplicada em estruturas de concreto, aço, madeira, etc. e em estruturas pré-moldadas ou moldadas \u201cin loco\u201d, sendo que sua aplicação nas estruturas de concreto estrutural é a mais comum e mundialmente mais difundida. Podemos aplicar a protensão em qualquer elemento estrutural de concreto, como, por exemplo: vigas, lajes, tirantes, estacas, tubulões, cilos, reservatórios, centrais nucleares, estruturas \u201coff shore\u201d, etc.
	A protensão também pode ser aplicada, com grande vantagem, em estruturas premoldadas, principalmente nas fabricadas em série, em usinas, onde a padronização dos elementos permite considerável economia em fôrmas e mão de obra.
	Outra aplicação muito importante da protensão é na execução de estruturas (principalmente pontes) em avanços (balanços) sucessivos, onde uma peça pré-moldada é protendida à anterior e assim sucessivamente, podendo-se vencer grandes vãos, principalmente em lugares de difícil colocação de escoramentos.
	No Brasil, um exemplo de estruturas protendidas pelo método dos avanços (balanços) sucessivos é a Ponte Rio Niterói, a qual, tendo em vista as difíceis condições de colocação de escoramentos e também os comprimentos dos vãos a serem vencidos, não poderia ter sido executada em concreto estrutural sem o emprego da protensão.
3 \u2013 CONCRETO ESTRUTURAL: HISTÓRICO
	A história do concreto estrutural tem origem a partir do desenvolvimento do cimento. Josef Aspdin, em 1924, desenvolveu na Inglaterra (ilha de Portland), o primeiro cimento, que hoje é conhecido como cimento Portland.
	O primeiro registro de peças de concreto armado data de 1861, quando o jardineiro parisiense Monier, fabricou vasos de flores com argamassa de cimento, utilizando como reforço malhas de fios de aço. Em 1867 Monier recebe a primeira patente para construção de vasos de flores de concreto com armaduras de aço.
	Os primeiros ensaios com construções de concreto foram realizados por Hyatt (EUA). Hyatt já conhecia o efeito da aderência, e, em 1877 construiu uma casa em concreto armado, em Londres, tendo feito nela ensaios de resistência ao fogo.
	Em 1878 Monier recebeu novas patentes que deram base à introdução do concreto armado em outros países.
	O primeiro registro de que se tem conhecimento do uso da protensão no concreto é de 1886, através de P.H. Jackson, de São Francisco, o qual propôs reforçar pisos abobadados de concreto por meio de tensores (patente americana 375-999).
	Em 1888, W. Dohrung de Berlim, apresentou uma patente (DRP 53-548), que previa uma protensão em bancada, segundo a qual as resistências de lajes e pequenas vigas seriam aumentadas através da protensão da armadura, que era constituída por fios de aço, sendo esta, provavelmente, a primeira proposta para a construção de peças de concreto pré-fabricadas.
	Em 1906, M. Koenen, também em Berlim, realizou ensaio em armadura de peça de concreto sob tensão.