Questionário de protensão

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Questionário de Protensão
1) O que é protender? Definir Concreto Protendido.
R: Protender um elemento de concreto significa esticar um cabo de aço - a cordoalha - que passa em seu interior. Ao tensionar o elemento de concreto dessa maneira, ele ganha em resistência para alguns tipos de solicitação. Assim, é possível obter vãos maiores de lajes e vigas.
R: A protensão é uma tecnologia que confere ao concreto maior resistência à tração, sendo bastante interessante em estruturas onde existem esforços de flexão elevados. Trata-se de tecnologia inteligente, eficaz e duradoura, capaz de oferecer soluções estruturais com ótimas relações custo-benefício.
2) Como a protensão pode melhorar as condições de utilização do concreto?
R: A protensão eleva o concreto ao seu potencial de compressão máximo, tornando-o mais resistente, aumentando a sua resistência a tração, que naturalmente é muito baixa, possibilitando vencer grandes vãos de vigas e lajes.
3) Definir armaduras ativa e passiva.
R: Ativa: Constituída por barra, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré alongamento inicial.
Passiva: Qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada. A armadura do concreto armado comum, é um exemplo de armadura passiva. 
4) Faça comparações entre o Concreto Armado e o Concreto Protendido.
R: Ambos são composto por aço e concreto, o concreto armado possui barras de aço que trabalham a resistência a tração, também conhecidas como armaduras passivas. Pode-se citra como vantagens o custo para execução é menor, não necessita de mão de obra especializada, é possível aplica-lo em qualquer tipo de estrutura.
Enquanto o concreto protendido, além de, possuir armaduras passivas, também leva em sua composição cabos de aços de alta resistência, que são tracionados para aumentar a resistência do concerto. O protendido tem um custo mais elevado, uma vez que necessita de aço e concreto com maior resistência, necessita de mão de obra especializada, é recomendado para grandes obras, pois, possibilita vencer grandes vãos, sem que vigas muito grandes sejam utilizadas, economizando assim no concreto.
5) O que é Concreto Protendido com armadura ativa pré-tracionada (protensão com aderência inicial) e como é aplicada na fabricação das peças?
R: (protensão com aderência inicial) Concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do concreto, sendo a ligação da armadura de protensão com os referidos apoios desfeita após o endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se só por aderência.
6) O que é Concreto Protendido com armadura ativa pós-tracionada com aderência posterior, e como é aplicada na fabricação das peças?
R: (protensão com aderência posterior ) Concreto protendido em que o pré alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto de modo permanente, através da injeção das bainhas.
7) O que é Concreto Protendido com armadura ativa pós-tracionada sem aderência, e como é aplicada na fabricação das peças?
R: (protensão sem aderência) Concreto protendido em que o pré alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados.
8) Qual a resistência mínima à compressão para o concreto nas peças de Concreto
Protendido? Relacione a resistência com a relação a/c.
R: A resistência característica à compressão do concreto (fck) situa-se frequentemente na faixa entre 30 e 50 MPa, o que resulta estruturas com menor peso próprio e maiores vãos. No caso de peças protendidas pré-fabricadas são muitas vezes utilizados concretos de resistência superior a 50 MPa
Fptk- 1500MPA a 1900MPA
Quanto maior for a relação a/c, menor será a resistência desse concreto.
9) Por que são desejadas resistências elevadas para o concreto no Concreto Protendido?
R: Para suportar o grande esforço ao qual o concreto é submetido pelos cabos de aço, concretos com baixa resistência a compressão não suportam tal esforço, a ponto de conseguir uma protensão satisfatória.
10) Por que pode ser interessante usar o cimento ARI?
R: Com cimento ARI e cura a vapor consegue-se, em 12 h, cerca de 70 % da resistência à compressão aos 28 dias de cura normal.
O cimento ARI (alta resistência inicial) não possui aditivos. Porém, seu clínquer possui dosagem diferenciada. Esse tipo de cimento pode atingir até 26 MPa com 1 dia de cura! É indicado para obras que necessitam de desforma rápida.
11) O que é cura térmica a vapor? Quando é interessante aplicá-la?
R: Cura térmica é o processo utilizado para acelerar as reações de hidratação do concreto, com o intuito de obter ganhos de resistências mecânicas nos primeiros dias, este processo comumente utilizado na indústria de pré-fabricados, pois, permite a utilização das fôrmas, leitos de protensão e equipamentos de cura a intervalos mais frequentes, reduzindo as áreas de estocagem e permitindo colocar peças em serviço em um período menor ao que se teria se fosse utilizada a cura convencional.
12) Quais são os dados de interesse no projeto das estruturas de Concreto Protendido?
R: a) resistências características à compressão (fckj) e à tração (fctkj), na idade j da aplicação da protensão e na idade de 28 dias;
b) módulo de elasticidade do concreto na idade to (Eci(to)), quando se aplica uma ação permanente importante, como a força de protensão, bem como também aos 28 dias de idade;
c) relação a/c do concreto.
13) De que forma os aços para armadura ativa são apresentados pelas fábricas no Brasil? Em que forma são fornecidos?
R: São apresentados como fios de aço com alta resistência a tração, regulamentados pela ABNT NBR 7483, são vendidos como cabos de aço(cordoalhas), em formas de bobinas, com espessuras e resistências diferentes.
14) O que é cordoalha engraxada? Em que tipo de estrutura vem sendo aplicada em grande quantidade no Brasil?
R: As Cordoalhas Engraxadas são fabricadas por meio de um processo contínuo. Elas possuem camadas de graxa e são revestidas de Polietileno de Alta Densidade, aplicado diretamente sobre a cordoalha já engraxada, em toda a sua extensão.
Usada mais em vigas com vãos maiores.
15) O que são barras de aço-liga?
R: É uma liga de ferro-carbono com elementos de adição (níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdênio, vanádio, silício, cobalto e alumínio) para conferir a esse aço características especiais, tais como: resistência à tração e à corrosão, elasticidade e dureza, entre outras, tornando-os melhores do que os aços-carbono comuns.
16) O que é relaxação? O que significam as notações RN e RB?
R: é a perda de tensão com o tempo em um aço estirado, sob comprimento e temperatura constantes. Quanto maior a tensão ou a temperatura, maior a relaxação do aço.
RN- aços de relaxação normal (RN);
RB- aços de relaxação baixa (RB): são aqueles que tem suas características elásticas melhoradas para reduzir as perdas de tensão por relaxação, que é cerca de 25 % da relaxação do aço RN.
17) Como se prescreve um aço para armadura ativa?
R: Aço para armadura ativa, deve possuir alto nível de resistência de acordo com o que estabelece a NBR 7482. Com por exemplo; CP 175 RN - aço para Concreto Protendido, com resistência característica mínima à tração (fptk) de 175 kN/cm2 (1.750 MPa) e de relaxação normal.
18) O que são fptk e fpyk ?
R: fptk = resistência característica à ruptura por tração do aço de protensão;
R: fpyk = resistência característica de escoamento, equivalente à tensão que conduz a uma deformação permanente de 2o /oo fios e a 1o /oo nas cordoalhas.
19) Quais os valores para o módulo de elasticidadedo aço de protensão?
R: Os dados devem ser obtidos de acordo com ensaios estabelecidos pela NBR 8522, caso onde não seja possível, a mesma norma permite que seja utilizado o seguinte valor. Ep = módulo de elasticidade = 200 GPa para fios e cordoalhas (na falta de dados do fabricante e de ensaio);
20) Desenhe o diagrama tensão x deformação do aço de protensão?
21) O que é ancoragem? Por que é usada no Concreto Protendido?
R: A forma mais simples e econômica de fixação dos fios e cordoalhas é por meio de cunhas e porta-cunhas. As cunhas podem ser bi ou tripartidas, e ficam alojadas em cavidades de blocos ou placas de aço (porta-cunha). No caso de armaduras pós-tracionadas, existem conjuntos de elementos, que constituem os chamados “sistemas de protensão”, com objetivo de aumentar a resistência do concreto.
22) Para que servem a cunha e porta-cunha?
R: As cunhas podem ser bi ou tripartidas, e ficam alojadas em cavidades de blocos ou placas de aço (porta-cunha). Elas servem para não deixar a cordoalha ir no interior do protendido.
23) O que são ancoragem ativa e passiva?
R: Ancoragem ativa utiliza um cilindro hidráulico para tracionar os cabos, enquanto a ancoragem passiva na outra extremidade, as cordoalhas de protensão são apenas fixadas.
24) Como são os dispositivos para a ancoragem da armadura de protensão na peça?
R: São as macacos hidráulicos, utilizados para o tracionar os cabos, cunhas e porta-cunha, para fixar os cabos na extremidade, e dispositivos para ancoragem engraxada.
25) O que é a bainha e para que serve?
R: São tubos dentro dos quais a armadura de protensão é colocada, utilizados em protensão com aderência posterior ou também sem aderência. São fabricados em aço, com espessura de 0,1 a 0,35 mm, costurados em hélice. Para criar aderência com a armadura de protensão, as bainhas são preenchidas com calda de cimento.
26) Que tipo de ancoragem é comum no uso da cordoalha engraxada?
R: Ancoragem ativa (ponto em que é tracionado) e passiva (ponto que fica apenas preso).
27) Definir as forças de protensão Pi , Pa , Po e Pt .
R: São forças utilizadas como orientação na verificação de esforços solicitantes e nas fases de execução da protensão.
Pi = força máxima aplicada à armadura de protensão pelo equipamento de tração.
força na armadura de protensão no instante imediatamente anterior à sua liberação das ancoragens externas.
Po(x) = força de protensão no tempo t = 0 na seção de abcissa x.
Pt é variável no tempo t em função das perdas progressivas, e tendem ao valor final da força de protensão (P∞(x)). P∞ = força de protensão final após ocorridas todas as perdas.
28) Desenhe um diagrama força de protensão x tempo para estruturas protendidas com prétração.
29) Desenhe um diagrama força de protensão x tempo para estruturas protendidas com póstração.
30) O que são valores limites de tensão na armadura de protensão e por que existem?
R: São os valores de máxima tensão que os cabos de aço podem ser submetidos, segundo a NBR 6118, as tensão prescritas, a fim de evitar solicitações irreversíveis.
31) O que é perda de protensão?
R: São perca que ocorrem no processo de protensão do aço, como por exemplo, perca por escorregamento dos fios na ancoragem, perca devido a relaxação da armadura, perca devido a retração inicial do concreto em pista de protensão.
32) Definir perda de protensão por escorregamento dos fios na ancoragem. Quando ocorrem na fabricação dos elementos de Concreto Protendido com pré-tração e pós-tração?
R: Ocorre devido ao escorregamento dos fios e acomodação das cunhas nos furos porta-cunha, de ordem 4 a 6mm, dependendo do tipo de armadura de protensão e da existência ou não de pistão de cravação de cunhas nos macacos de protensão. O escorregamento causa perda apenas na ancoragem ativa, enquanto na ancoragem passiva a acomodação/escorregamento vai sendo anulada na operação de estiramento.
33) Definir perda de protensão por retração e por fluência. Em que fases ocorrem? Como são calculadas?
R: A perda de protensão por retração e fluência inicial do concreto ocorre quando os cabos de protensão são protendidos em instantes diferentes, ou seja, o cabo protendido numa primeira etapa já vai sofrendo perdas de protensão até o instante de protensão de cada um dos cabos restantes.
Não havendo necessidade de se considerar um cálculo mais refinado, essa perdas iniciais podem ser estimadas, ou desprezadas quando forem pequenas.
34) O que é perda por relaxação da armadura de protensão? Quando ocorre e como é
calculada?
R: Perda de Tensão.
R: são devidas a uma diminuição de volume de concreto, decorrente dos fenômenos de retração e deformação lenta.
	
	Onde;
Ψσpr(t;to) – perda de tensão por relaxação pura desde o instante t0 do estiramento da armadura até o instante t.
σpi – tensão na armadura de protensão no instante de seu estiramento.
35) O que é perda por deformação imediata do concreto? Quando ocorre e como é calculada?
R: Ocorre nas estruturas executadas em pós-tração, a protensão realizada sucessivamente de cada cabo, provoca uma deformação imediata do concreto e também dos cabos que foram anteriormente protendidos, esta perda pode ser calculada com a seguinte formula:
	
	Onde;
σcp – tensão no concreto ao nível do baricentro da armadura de protensão simultânea dos n cabos.
σcg – tensão no mesmo ponto anterior, devido à carga permanente mobilizada pela protensão ou simultaneamente aplicada com a protensão.
36) O que é perda por atrito? Quando ocorre e como é calculada?
R: Nas peças pós-tracionadas, a armadura ativa ao ser posta em tensão pelo macaco sofre um alongamento gradativo que varia de zero até o valor final. Em conseqüência, e como a bainha apresenta quase sempre desenvolvimento curvo e sinuosidades involuntárias, surge o inevitável atrito entre o aço de protensão e a bainha.
37) O que são perdas de protensão iniciais e progressivas? Cite exemplos.
R: Perdas de protensão iniciais: São perdas ocorridas na pré-tração antes da liberação do dispositivo de tração, tem-se como exemplos; Atrito nos pontos de desvio da armadura poligonal, escorregamento dos fios na ancoragem, relaxação inicial da armadura e também a retração inicial do concreto.
Perdas de protensão progressivas: São perdas decorrentes da retração e da fluência do concreto e da relaxação do aço de protensão, e deve ser determinado considerando a interação dessas causas.
38) Como é determinada a força de protensão Pa no caso de pré-tração?
R: Pa É a força Pi (força no macaco hidráulico) subtraídas as perdas de protensão decorrentes do escorregamento dos fios (ou cordoalhas) e acomodação das ancoragens provisórias nos blocos de ancoragem, da relaxação do aço e da retração inicial do concreto. Também pode-se dizer que é a “força ancorada” imediatamente anterior à transferência da força de protensão para o concreto.
39) Como é determinada a força de protensão Po no caso de pré-tração?
R: É o valor inicial da força de protensão transferida ao concreto (t = 0). Na pré-tração é a força ancorada (Pa) diminuída da perda de protensão por deformação imediata, devido ao encurtamento elástico do concreto.
40) Como é determinada a força de protensão Po no caso de pós-tração?
R: Na pós-tração é a força no macaco (Pi) diminuída das perdas de protensão devidas ao atrito dos cabos nas bainhas, ao escorregamento dos fios (ou cordoalhas) na ancoragem e acomodação da ancoragem, da deformação imediata do concreto devida aos cabos restantes, da retração e fluência inicial do concreto e da relaxação inicial da armadura de protensão.
41) O que é e como é determinada a força de protensão P ?
R: força de protensão final após ocorridas todas as perdas.
P∞ = força de protensão final após ocorridas todas as perdas.
42) Definir os seguintes Estados Limites de Serviço: ELS-D, ELS-DP, ELS-F, ELS-W, ELSCE.
ELSD – Estado Limite de Descompressão (sct ≤ 0) (não há tração na seção)
ELSF – Estado Limite de Formação de Fissuras (sct ≤ fctm) (não há formação de fissuras)
ELSW –Estado Limite de Abertura de Fissuras (sct ≥fctm) (há formação de fissuras – w ≤ wlim)
ELS-DP estado no qual garante-se a compressão na seção transversal, na região onde existem armaduras ativas. Essa região deve se estender até uma distância ap da face mais próxima da cordoalha ou da bainha de protensão.
ELS-CE estado em que as tensões de compressão atingem o limite convencional estabelecido. Usual no caso do concreto protendido na ocasião da aplicação da protensão
43) Para verificação no ELU no ato da protensão, qual é a tensão limite especificada pela NBR 6118 para o concreto comprimido?
R:
44) Definir o que são as combinações: quase-permanente, frequente e rara. Como são
calculados os valores das ações relativas a essas combinações?
R: quase permanentes: podem atuar durante grande parte do período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado-limite de deformações excessivas;
R: frequentes: repetem-se muitas vezes durante o período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação dos estados-limites de formação de fissuras, de abertura de fissuras e de vibrações excessivas. Podem também ser consideradas para verificações de estados-limites de deformações excessivas decorrentes de vento ou temperatura que podem comprometer as vedações;
R: raras: ocorrem algumas vezes durante o período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado-limite de formação de fissuras.
45) Quais as características principais de cada um dos três níveis de protensão?
CQP- Nas combinações quase permanentes de serviço, todas as ações variáveis são consideradas com seus valores quase permanentes ψ2 Fqk
CF- Nas combinações frequentes de serviço, a ação variável principal Fq1 é tomada com seu valor frequente ψ1 Fq1k e todas as demais ações variáveis são tomadas com seus valores quase permanentes ψ2 Fqk
CR- Nas combinações raras de serviço, a ação variável principal Fq1 é tomada com seu valor característico Fq1k e todas as demais ações são tomadas com seus valores frequentes ψ1 Fqk
46) Numa peça em ambiente CAA II e com pré-tensão, qual o nível de protensão indicado pela NBR 6118?
R: Combinação Perfeita.
47) Uma peça em ambiente CAA III e com pré-tensão pode ser projetada com protensão
parcial? Explique.
R: Não apenas em nível completa porque a combinação seria rara.
48) Uma peça em ambiente CAA II e com pré-tensão pode ser projetada com protensão
completa? Explique.
R: Não apenas no nível limitado com combinação frequente.
49) Uma peça em ambiente CAA IV e com pós-tensão pode ser projetada com protensão limitada? Explique.
R: Não apenas em nível limitado com combinação frequente.
50) Por que devem ser verificadas as tensões na seção transversal na seção mais solicitada? Quais as etapas importantes nessa verificação?
R: Após serem determinadas as forças de protensão (Pi, Pa, Po e P∞), deve-se verificar as tensões normais no concreto (seção), referentes às diferentes etapas da peça (produção, transporte, montagem, tomando os esforços na seção mais solicitada pelos carregamentos externos, e deve seguir as seguintes etapas;
Transferência da força de protensão à seção (quando geralmente atua o peso próprio e a protensão);
Transporte da peça pré-moldada internamente ou no canteiro (peso próprio, protensão, efeitos dinâmicos no transporte);
Estocagem (no caso de peças pré-moldadas);
Transporte externo à fábrica;
Montagem das peças;
“Estado em vazio” (protensão e peso próprio);
Estado em serviço” (protensão, peso próprio, demais ações permanentes e demais ações permanentes e frações das ações variáveis).
51) O que são estados em vazio e em serviço? Qual a importância de fazer verificações de tensões nesses estados?
R: São estados que considera a situação mais desfavorável definida com a atuação do peso próprio da peça e da protensão antes das percas. É de extrema importância para delimitação das seções críticas da peça.
52) Por que se deve fazer a verificação das tensões ao longo do vão? Quais os processos
existentes?
R: A verificação deve ser feita, uma vez que podem ocorrer tensões elevadas em regiões com baixas solicitações do carregamento externo. São utilizados dois processos: das “curvas limites” e do “fuso limite”.
53) O que representam as curvas limites e o fuso limite?
R: No processo das curvas limites são estabelecidos limites para as tensões devidas à protensão, mas no processo do fuso limite são estabelecidos limites para a excentricidade da força de protensão.
R: O processo do fuso limite é adequado onde a força de protensão se mantém aproximadamente constante ao longo do vão (cabos retos ou com curvatura suave, forças de atrito pequenas), com todos os cabos ancorados juntos aos apoios.
54) O que representa o fuso limite?
R: O fuso limite é uma faixa dentro da altura da peça onde os cabos de protensão devem se situar, de modo que assim os limites das tensões normais são atendidos.
Cabos curvos pós-tracionados e cabos poligonais pre tracionados.
55) Quando é indicado o uso do fuso limite?
R: O processo do fuso limite é indicado quando toda a armadura de protensão é ancorada nos topos da peça, e pode-se considerar a força de protensão aproximadamente constante ao longo do vão, que acontece quando a inclinação do cabo resultante é relativamente pequena, e quando as perdas de protensão, principalmente por atrito, não inviabilizam a consideração de um único valor ao longo do vão.