8 Manual de Estruturas de Concreto ABCP Protensão

Prévia do material em texto

1PTNManual de Estruturas
Conceitos
Materiais empregados
Quando utilizar
Projeto
Sistematizaçªo
Protensªo
Conceitos
Definiçªo
Tipos de protensªo
Protensªo leve
Materiais empregados
Ancoragem
Ancoragem ativa
Ancoragem passiva
Cabos de protensªo
Cordoalhas engraxadas e plastificadas
Quando utilizar
Projeto
Sistematizaçªo
Produçªo dos cabos
Recebimento dos materiais e equipamentos
Armazenamento e manuseio
Execuçªo
 Montagem das fôrmas e cimbramento
 Posicionamento das ancoragens e armaduras passivas
 Posicionamento dos cabos
 Concretagem
 Protensªo dos cabos
 Desfôrma
 Preenchimento dos nichos de protensªo
2PTN Manual de Estruturas
3PTNManual de Estruturas
Conceitos
A palavra protensªo ou prØ-tensªo jÆ transmite a idØia de se instalar um estado
prØvio de tensªo em algo.
Nessa lógica, podemos definir uma
estrutura de concreto protendida como
sendo aquela que recebe um conjunto
de esforços permanentemente aplicados,
cuja açªo neutraliza - parcial ou
totalmente - os efeitos das cargas
externas que incidem sobre a estrutura.
O concreto protendido surgiu da
necessidade de suplantar algumas
limitaçıes do concreto armado, aos
quais se destacam:
• Aumentar as resistŒncias à traçªo
e ao cisalhamento do concreto;
Ao aplicarmos a força de protensªo na estrutura, temos as seguintes características melhoradas:
Para entendermos melhor esse conceito,
vejamos o que ocorre, por exemplo,
quando resolvemos carregar um
conjunto de livros enfileirados na
horizontal.
Como os livros sªo peças soltas, para
que se mantenham em equilíbrio, Ø
necessÆrio que se aplique uma força
horizontal comprimindo os livros uns
contra os outros.
Veja que, para que seja possível levantar
a pilha de livros, a força horizontal deve
ser aplicada antes da força vertical. Essa
força horizontal cria tensıes prØvias
(protendidas) e contrÆrias àquelas que
possam vir a prejudicar o uso ou a
operaçªo desejada.
Notas
O dimensionamento do concreto
armado conduz a elevadas
tensıes de cisalhamento. Como
a capacidade do concreto resistir
à compressªo Ø maior do que à
traçªo, as seçıes da estrutura
tornam-se espessas. O concreto
protendido visa suplantar essas
limitaçıes.
A resistŒncia à traçªo do concreto
e a aderŒncia açoxconcreto
influenciam diretamente na
ocorrŒncia de fissuras do
concreto, na zona tracionada.
GlossÆrio
Armadura passiva:
armadura que recebe a
solicitaçªo da estrutura atravØs
do concreto. Nesse caso, quanto
maior a aderŒncia entre
o aço e o concreto, melhor serÆ a
absorçªo dos esforços pela
armadura e, consequentemente,
a estrutura suportarÆ um maior
esforço.
ConsiderÆvel tensªo
de cisalhamento
Armadura
Tensªo de traçªo
Tensªo de cisalhamento
Concreto armado Concreto protendido
Utiliza armadura passiva Utiliza armadura ativa,
melhorando a resistŒncia
à fissuraçªo.
ConsiderÆvel tensªo de traçªo Reduçªo ou eliminaçªo
das tensıes de traçªo,
eliminando o potencial de
aparecimento de fissuras
Reduçªo da tensªo de
cisalhamento, reduzindo as
seçıes das peças estruturais.
4PTN Manual de Estruturas
Tipos de protensªo
A aplicaçªo da força de protensªo numa estrutura pode ocorrer em momentos
distintos, denominando-se:
Concreto protendido com prØ-
traçªo da armadura
quando a força de protensªo Ø aplicada
antes da concretagem.
Concreto protendido com pós-
traçªo da armadura
quando a força de protensªo Ø aplicada
após a concretagem.
Ao utilizarmos a pós-tensªo, podemos empregar os sistemas aderentes e os nªo aderentes.
No sistema aderente, procura-se impedir a movimentaçªo relativa entre a cordoalha
e a estrutura de concreto. Para isso, injeta-se a nata de cimento dentro da bainha
após a protensªo da estrutura, garantindo a aderŒncia da cordoalha à pasta. As
bainhas, por sua vez, sªo corrugadas, ficando aderidas à estrutura de concreto e
impedindo o movimento entre as cordoalhas e o concreto.
Com esse processo, a estrutura responde por uma melhor distribuiçªo das fissuras,
maior segurança à ruína e por uma maior segurança diante de situaçıes como
incŒndios e explosıes.
No sistema nªo aderente, possibilita-se a movimentaçªo entre a cordoalha e a
estrutura de concreto, sendo dispensada a utilizaçªo de bainhas metÆlicas e a injeçªo
de pasta de cimento. Com essa soluçªo, obtemos maior rapidez na colocaçªo das
cordoalhas, ausŒncia da operaçªo da injeçªo e um menor custo.
Características dos tipos de sistemas de pós-tensªo em estruturas de concreto
Sistema aderente
Colocaçªo das
cordoalhas nas fôrmas Complexo
Excentricidade
Perda por atrito
Segurança à ruína
Sistema nªo aderente
FÆcil
Menor Maior
Maior Menor
Maior Menor
Protensªo Leve
Denomina-se protensªo leve o sistema nªo aderente com o emprego de cordoalhas
engraxadas e plastificadas.
Inicialmente, esse sistema tinha seu emprego restrito às indœstrias de prØ-fabricados.
Devido à praticidade na execuçªo e a possibilidade de aumento dos vªos, atualmente
a protensªo leve Ø difundida tambØm na construçªo de edificaçıes, sobretudo no
emprego em lajes.
Neste capítulo, o foco serÆ dado para a estrutura de concreto protendido com o
sistema de protensªo leve, por ser um sistema recente cujo emprego nos edifícios
vem se tornando crescente no Brasil.
GlossÆrio
Armadura ativa: aço que introduz
uma tensªo na estrutura, pois Ø
submetida à força de protensªo.
Dessa forma, o aço nªo tem mais
a tensªo limitada pela aderŒncia
com o concreto.
Tipos de Protensªo
5PTNManual de Estruturas
Materiais empregados
no sistema de protensªo leve, a
ancoragem Ø o elemento que realiza o
travamento da cordoalha e distribui as
tensıes geradas pela peça estrutural.
a protensªo ocorre pelas extremidades
ativas, sendo a ancoragem ativa aquela em
que se acoplam os macacos de protensªo.
possuem cunhas prØ-cravadas durante a
fabricaçªo dos cabos, sendo essa a
extremidade a qual nªo se acopla o macaco.
conjunto formado por ancoragens,
composto por cunha e cordoalha de
protensªo.
cordoalhas envolvidas por uma graxa
especial, que permite deslizar livremente no
interior de uma bainha extrudada de
polietileno reticulado de alta densidade.
A graxa age como um elemento protetor e
inibidor da corrosªo, alØm de servir como
lubrificante entre a cordoalha e a capa.
Ancoragem
Ancoragem ativa
Cabos de protensªo
Cordoalhas engraxadas
e plastificadas
Quando utilizar?
De um modo geral, a estrutura protendida Ø empregada quando existem:
• Viabilidade tØcnica
• Viabilidade econômica
• ConveniŒncias arquitetônicas
TØcnica ou economicamente, a utilizaçªo da protensªo leve torna-se vantajosa nas
seguintes situaçıes:
• Quando o projeto da estrutura de concreto armado for concebido
com espaçamento de 3 a 6 metros entre pilares, ou quando houver uma grande
quantidade de vigas;
• Para otimizar as vagas das garagens, atravØs de um maior espaçamento
entre os pilares;
• Para facilitar a passagens das instalaçıes prediais no forro.
O projeto
Para que a execuçªo do concreto protendido
tenha o resultado esperado, Ø preciso alguns
cuidados na etapa do projeto.
É fundamental que haja um
entrosamento entre os diversos projetos do
empreendimento:
Arquitetura
Ø preciso pensar numa disposiçªo de
modo a facilitar a disposiçªo das
ancoragens.
Estrutura
o projeto de arquitetura deve ser
compatibilizado com o de estrutura, o
qual deve dimensionar os pilares
considerando-se a localizaçªo e as
características geomØtricas, para nªo
interferir no projeto arquitetônico e, ao
mesmo tempo, garantir a estabilidade
global da estrutura.
Nota
No caso do sistema de cordoalha
engraxada, a ancoragem Ø
composta por uma fôrma plÆstica
que protege o furo tronco-cônico
contra a entradade nata de
cimento, proporcionando ainda o
correto afastamento da
ancoragem em relaçªo à fôrma.
DicionÆrio
Cordoalhas:
conjunto de fios de pequeno
diâmetro (aproximadamente
5 mm), dispostos em hØlice ao
redor de um fio central
ligeiramente mais grosso.
Dica
Analise a viabilidade de empregar a
laje protendida nos edifícios cuja laje
seja repetida mais que trŒs vezes,
nos edifícios residenciais com vªos
superiores a 4 metros, nos edifícios
comerciais e em hotØis.
Materiais
Ancoragem passiva
6PTN Manual de Estruturas
Instalaçıes
em princípio, nªo hÆ interferŒncias para
o encaminhamento horizontal das
instalaçıes. Mas Ø possível otimizar a
disposiçªo das passagens verticais das
instalaçıes que correm sobre a laje, para
que a passagens de shafts nªo venha a
provocar regiıes de grandes
concentraçıes de esforços.
Sistematizaçªo
Produçªo dos cabos
Essa atividade pode ser realizada fora do canteiro de obras (terceirizada)
e compreende:
• cortar as cordoalhas nos comprimentos especificados no projeto;
• cravar as ancoragens passivas, caso seja previsto; e
• identificar os cabos.
Para facilitar a identificaçªo dos cabos, alØm da etiqueta identificando o edifício,
a peça ou o setor a ser concretado, utiliza-se tambØm cores diferentes nos cabos,
de acordo com o comprimento.
Recebimento dos materiais e equipamentos
No recebimento dos materiais, verifique inicialmente se as informaçıes que constam
no romaneio conferem com o pedido de compra.
Num segundo momento, veja se as informaçıes contidas no romaneio conferem
com o material entregue.
É preciso conferir tambØm se as bainhas plÆsticas apresentam algum dano, como
rasgos ou falhas.
No caso dos equipamentos de protensªo – macacos hidrÆulicos e manômetro – confira
os registros de calibraçªo. Se a data de validade da calibraçªo estiver vencida, entre em
contato com a empresa de protensªo, para que sejam tomadas as devidas providŒncias.
A correta calibraçªo do macaco e do manômetro garantem que a força de protensªo
especificada no projeto seja efetivamente aplicada na estrutura.
Armazenamento e manuseio
Os cabos sªo entregues em rolos. Para a sua descarga, utilize correias de nylon, a
qual deve passar no centro dos rolos.
Enganche a alça da correia no equipamento de içamento, tomando o cuidado para
nªo estrangular a correia nem os cabos de aço durante o manuseio.
O armazenamento deve ser realizado em um ambiente seco, coberto e protegido
das intempØries.
No caso dos cabos, espaçadores e demais acessórios, a estocagem deve ser realizada de modo
que as peças sejam identificadas individualmente por seqüŒncia de concretagem ou pavimentaçªo.
A peça programada para a concretagem nªo estÆ disponível na obra.
Posso utilizar outra peça?
Dicas
No projeto arquitetônico, pode-
se, por exemplo, utilizar os
pontos de ancoragens como
elemento de acabamento.
Na etapa de produçªo dos cabos
Ø importante realizar o pedido
com pelo menos 14 dias de
antecedŒncia ao fornecedor de
cabos cortados, para nªo
comprometer o cronograma da
obra.
O romaneio indica:
• a quantidade de cabos com os
seus respectivos comprimentos;
• nœmero total de ancoragens
ativas, passivas e intermediÆriais;
• quantidade de cunhas, luvas
plÆsticas, tubos e fôrmas para nicho.
Em hipótese alguma, nas cargas
e descargas, utilize cabos de aço
ou correntes, pois esses podem
provocar danos na capa plÆstica.
Nesse caso, pode-se utilizar
peças de outras concretagens,
desde que atendam às mesmas
características. PorØm, deve-se
comunicar essa alteraçªo à
empresa de protensªo, pois
todas as peças sªo rastreadas e
as informaçıes precisam ser
atualizadas.
No caso da armazenagem dos
equipamentos de protensªo, assegure
que o macaco e o manômetro da
bomba estejam sempre juntos, pois
ambos sªo calibrados conjuntamente.
Esses equipamentos devem estar num
local com acesso controlado, sendo
permitido somente a entrada de pessoas
treinadas e qualificadas.
Sistematizaçªo
7PTNManual de Estruturas
Execuçªo da estrutura
A execuçªo da estrutura envolve as seguintes atividades:
1. montagem das fôrmas e cimbramento
2. posicionamento das ancoragens e armaduras passivas
3. posicionamento dos cabos
4. concretagem
5. protensªo dos cabos
6. desfôrma
7. preenchimento dos nichos de protensªo
Montagem das fôrmas e cimbramento
Na montagem das fôrmas, se possível, monte o assoalho numa dimensªo maior
que o pano da laje, para facilitar o acesso à borda externa no momento da protensªo.
No caso do cimbramento, a preferŒncia Ø pelo emprego da escoras do tipo “drop
head”, para facilitar o reescoramento.
Posicionamento das ancoragens e
armaduras passivas
As ancoragens sªo marcadas na tabeira
(fôrma de borda). Durante a montagem
dos cabos e das ancoragens, deve-se atentar
para que fiquem perpendiculares à tabeira
(fôrma de borda).
As ancoragens e os cabos nªo devem conter
nenhuma curva ou desvio numa distância
mínima de 50 cm, a partir da tabeira (fôrma
de borda).
As ancoragens devem ser organizadas
juntamente com as armaduras passivas,
para facilitar a aplicaçªo do concreto.
AlØm disso, os vazios entre o aço e o
concreto podem ser eliminados durante
o processo de adensamento.
Posicionamento dos cabos na estrutura
Durante a colocaçªo dos cabos, deve-se
tomar o cuidado para que esses mantenham
a posiçªo definida nos projetos.
No plano vertical, recomenda-se o
emprego do espaçador, que deve ser
colocado, no mÆximo, a cada um metro.
No cruzamento entre os cabos e a
armadura passiva, deve-se amarrÆ-los
para evitar que ocorra a movimentaçªo
dos mesmos durante a concretagem.
No encontro entre a bainha plÆstica e
a ancoragem, deve ser realizada uma
vedaçªo com fita adesiva à prova de
umidade, para impedir a penetraçªo da
nata de concreto nessa regiªo.
Dica
É importante que a obra tenha
um plano de reescoramento
devidamente projetado.
Sistematizaçªo
8PTN Manual de Estruturas
Concretagem
A concretagem Ø realizada do mesmo modo que a estrutura de concreto tradicional.
Atençªo especial deve ser dada na vibraçªo em algumas regiıes suscetívies às falhas
na concretagem, como a regiªo da ancoragem, nos pontos de congestionamento
dos cabos e mudança na direçªo dos cabos.
Protensªo dos cabos
Geralmente quatro dias após a concretagem, realiza-se o ensaio de resistŒncia à
compresªo do concreto. Estando os resultados de acordo com o esperado em projeto,
pode-se realizar a protensªo da estrutura.
Para a protensªo dos cabos, utiliza-se macacos hidrÆulicos com pistıes paralelos,
os quais seguram a cordoalha no centro dos dois pistıes.
No sistema aderente, utiliza-se um macaco com furo central, que precisa ser enfiado
pela ponta da cordoalha, que Ø de aproximadamente 50 cm da face do concreto.
No sistema nªo aderente, o macaco de dois cilindros se apoia na cordoalha junto
à face do concreto, facilitando a execuçªo.
A leitura do alongamento pode ser realizada somente ao final da protensªo, pois no sistema
de cordoalhas engraxadas nªo hÆ o risco da
entrada de nata de cimento que possa
prender a cordoalha e tambØm nªo hÆ a
preocupaçªo de eventuais amassamentos nas
bainhas.
Uma planilha contendo a identificaçªo de
cada cabo, seu comprimento inicial e final,
alØm de seu alongamento calculado pela
empresa que executou a protensªo. Essas
informaçıes devem ser enviadas ao projetista
da estrutura para que sejam conferidos e
aprovados. Uma vez aprovado, poderÆ ser realizado o corte e o preenchimento dos nichos
de ancoragem.
Desfôrma
A desfôrma de uma laje pode ser feita logo após a sua protensªo, geralmente após
o quarto dia da concretagem.
O escoramento tambØm pode ser removido, devendo-se permanecer o reescoramento,
na localizaçªo e nos prazos determinados pelo projetista estrutural.
Preenchimento dos nichos de protensªo
Os nichos de protensªodevem ficar bem vedados, para que fiquem devidamente
protegidos das agressıes do meio ambiente. Dessa forma, o preenchimento desses
nichos deve ser realizado com material cimentício compacto e de baixa retraçªo.
Dica
Caso nªo seja aprovado, o
projetista determinarÆ uma nova
data para a protensªo ou, na sua
impossibilidade, a verificaçªo da
capacidade resistente da laje, a
necessidade da realizaçªo de
algum reforço ou atØ mesmo a
reduçªo da carga de utilizaçªo.
Sistematizaçªo