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INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS DE PROTENSÃO - Coggle Diagram

- - - - No interior da fôrma são colocados dutos (bainhas), dispostos ao longo do comprimento da peça, o concreto é lançado na fôrma, envolvendo as armaduras passivas. Após o endurecimento do concreto, as cordoalhas, que são denominadas de cabo de protensão (armadura ativa) são posicionadas dentro das bainhas, atravessando a peça de uma extremidade à outra. No momento que o concreto apresenta a resistência exigida em projeto, a armadura de protensão, fixada em uma das extremidades (ancoragem passiva), é estirada (tracionada) pelo cilindro hidráulico, posicionado e apoiado na própria peça na outra extremidade (ancoragem ativa).
        
        Ao fim da operação de estiramento, a força no cilindro hidráulico é relaxada, e a armadura, tende a voltar a sua posição inicial, quando a armadura tende a voltar a sua posição inicial, o concreto da peça é comprimido durante a operação de retorno, e a protensão (tensões de compressão) é mantida por forças transferidas pela armadura, de maneira concentrada nas placas de aço apoiadas no concreto
      - A NBR 6118 define a protensão com aderência posterior como sendo o concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizadas, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto, de modo permanente, através da injeção das bainhas.
        
        Os cabos de protensão (conjuntos de cordoalhas) podem ser estirados em estágios diferentes, proporcionando incrementos de força de protensão na peça, conforme existam diferentes estágios de construção e as cargas vão sendo progressivamente aumentadas.
        
        Após a operação de estiramento, a bainha é geralmente preenchida com calda (nata) de cimento sob pressão, com o propósito de proteger o aço e proporcionar aderência com o concreto, o que faz com que os dois materiais trabalhem de modo solidário, em conjunto, e com melhor comportamento da peça na resistência à fissuração e à flexão.
        
        VANTAGENS DA PROTENSÃO COM ADERÊNCIA
        
        • aumento de capacidade das seções no estado limite último;
        
        • melhoria do comportamento da peça entre os estágios de fissuração e de ruptura;
        
        • A falha de um cabo tem consequências restritas (incêndio, explosão, terremoto).
    - - Com a injeção de calda de cimento tem-se a pós-tensão com aderência, e sem a injeção tem-se a pós-tensão sem aderência.
      - Se refere a protensão aplicada sobre uma peça de concreto já endurecido não havendo, entretanto, aderência entre os cabos e o concreto.
      - A inexistência de aderência refere-se somente à armadura ativa, já que a armadura passiva sempre deve estar aderente ao concreto.
      - O uso de cordoalha engraxada vem sendo aplicada para o conceito de pós-tensão sem aderência, especialmente em lajes maciças e nervuradas, pisos industriais, vigas e em reforço estrutural.
        
        A cordoalha é envolta com graxa para diminuir o atrito com a capa de polietileno durante a movimentação na operação de estiramento, a capa por sua vez trabalha como uma bainha, impedindo o contato do concreto com a cordoalha.
      - As cordoalhas são colocadas na forma da peça ou estrutura, fixadas em uma das extremidades por dispositivos apropriados de ancoragem, e são envolvidas pelo concreto após o lançamento na fôrma.
      - Quando o concreto adquire a resistência exigida, as cordoalhas são estiradas por um cilindro hidráulico e fixadas na ancoragem ativa. Como não existe aderência entre as cordoalhas e o concreto, a força que comprime o concreto da peça concentra-se apenas nas extremidades (ancoragens).
      - A NBR 6118 define a protensão sem aderência como o concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizadas, 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.
      - A protensão com a armadura ativa dentro da peça (inserida dentro do concreto), representa a grande maioria dos casos de aplicação nas estruturas, mas a protensão externa vem sendo utilizada, em alguns casos específicos.
        
        Sendo externa, a armadura de protensão pode ser removida ou substituída quando necessário, ao decorrer do tempo de utilização. A armadura de protensão externa configura uma parcela da armadura total, composta também por armaduras inseridas no concreto, que pode ser passiva, ativa ou ambas.
        
        Além das pontes, as aplicações mais comuns são em recuperação e reforço de estruturas já existentes, em estruturas circulares (silos, reservatórios), grandes tubos e tanques de água.
      - VANTAGENS DA PROTENSÃO NÃO-ADERENTE
        
        • Permite posicionar os cabos com excentricidades maiores;
        
        • Permite a proteção do aço contra corrosão fora da obra;
        
        • Permite a colocação dos cabos de forma rápida e simples;
        
        • Perdas por atrito muito baixas;
        
        • Eliminação da operação de injeção.
- - - - auxilia a definir os parâmetros do concreto a ser aplicado, como:
      - • Resistência à compressão (fck);
        
        • Relação água/cimento máxima (a/c);
        
        • O cobrimento (c) das armaduras pelo concreto.
  - - - IMAGEM 4
  - - - Segundo a NBR 6118 define o cobrimento mínimo da armadura como o menor valor que deve ser respeitado ao longo de todo o elemento projetado. Para garantir o cobrimento mínimo (Cmín), o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (Cnom), que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução (Δc). As dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais.
      - As obras em geral adotam valor de (Δc) próximo de 10 mm. Esse valor pode ser reduzido para 5 mm quando a execução for rigorosa e com controle adequado de qualidade.
- - - - Estado-Limite Último (ELU) é o estado-limite relacionado ao colapso, ou a qualquer outra forma de ruína estrutural,
      - Estado-Limite de Serviço (ELS) são aqueles relacionados ao conforto do usuário e à durabilidade, aparência e boa utilização das estruturas
      - Estados-Limites de Serviço definidos pela NBR 6118 :
        
        • Estado-Limite de Formação de Fissuras (ELS-F) estado em que se inicia a formação de fissuras. Admite-se que este estado-limite é atingido quando a tensão de tração máxima na seção transversal for igual a fct,f (resistência do concreto à tração na flexão);
        
        • Estado-Limite de Abertura das Fissuras (ELS-W) estado em que as fissuras se apresentam com aberturas iguais aos máximos especificados pela 6118. No caso das estruturas de Concreto Protendido com protensão parcial, a abertura de fissura característica está limitada a 0,2 mm, a fim de não prejudicar a estética e a durabilidade;
        
        • Estado-Limite de Deformações Excessivas (ELS-DEF) estado em que as deformações atingem os limites estabelecidos para a utilização normal, dados pela 6118. Os elementos fletidos como as vigas e as lajes apresentam flechas em serviço. O cuidado que o projetista estrutural deve ter é de limitar as flechas aos valores aceitáveis da norma, que não prejudiquem a estética e causem insegurança aos usuários;
        
        • Estado-Limite de Descompressão (ELS-D) para esse estado tem-se que em um ou mais pontos da seção transversal, a tensão normal é nula, não havendo tração no restante da seção. Verificação usual no caso do concreto protendido. Situação onde a seção comprimida pela protensão vai sendo descomprimida pela ação dos carregamentos externos, até atingir o ELS-D. Esta verificação deve ser feita no Estádio I (concreto não fissurado, comportamento elástico linear dos materiais), conforme o item 17.3.4 da NBR 6118.
        
        • Estado-Limite de Descompressão Parcial (ELS-DP) é o 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.
        
        • Estado-Limite de Compressão Excessiva (ELS-CE) para esse estado, as tensões de compressão atingem o limite convencional estabelecido. Condição que pode acontecer em concreto protendido. Quando o concreto é submetido a tensões de compressão inicia-se um processo de danificação progressiva, principalmente pelo crescimento de microfissuras a partir de falhas pré-existentes no concreto e na interface pasta-agregados. Esse processo é responsável pelo comportamento não-linear do concreto e pelo efeito Rüsch. Por isso que no projeto das peças protendidas em serviço é geralmente adotada a tensão de apenas 50 ou 60 % da resistência característica do concreto à compressão.
        
        • Estado-Limite de Vibrações Excessivas (ELS-VE) estado em que as vibrações atingem os limites estabelecidos para a utilização normal da construção.
      - Deve-se ter atenção a respeito dos (ELS-D), (ELS-DP), (ELS-CE) pois tratam sobre os critérios de serviço de peças estruturais protendidas, assunto de estudo neste capítulo.
      - Como critério de projeto, o projetista precisa ter conhecimento da forma que a peça estrutural irá romper, ou seja, os domínios são justamente as diferentes formas que uma peça de concreto pode se romper.
      - Segundo a NBR 6118/2014 para uma efetiva análise estrutural temos que considerar a interferência de todas as ações que possam produzir efeitos para a segurança da estrutura, levando-se em conta os possíveis estados-limites últimos e de serviço.