Dimensionamento Viga Concreto Protendido

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JÚLIA KNOBELOCH DIHL

LUIZA GIRELLI CHITOLINA

SUZAN STOCKEY PEREIRA

CÁLCULO DE VIGA DE COBERTURA BI-APOIADA EM CONCRETO PROTENDIDO COM ADERÊNCIA INICIAL.

Relatório apresentado como requisito parcial de aprovação na disciplina de Tópicos Especiais II - Ecivil do Curso de Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.

Professora Bruna Manica Lazzari

PORTO ALEGRE

2018

LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Seção Transversal da Viga        6

Figura 2- Vão da Viga        6

Figura 3- Divisão da Seção Transversal para Cálculo        8

Figura 4- Tensões Atuantes no ELU        10

Figura 5- Tensões Atuantes no ELS-D        11

Figura 6-Deformada da Viga com as Cargas PP + g + q        13

Figura 7- Especificações Cordoalhas para Protensão        16

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        4

2.        DESENVOLVIMENTO        6

2.1.        Dados de Projeto        6

2.2.        Propriedades Geométricas da Seção        8

2.3.        Limites de Tensões        9

2.4.        Pré Determinação da Força de Protensão        12

2.5.        Número de Cordoalhas        15

2.6.        Perdas Instantâneas        17

2.7.        Perdas Progressivas        18

2.7.1.        Perdas por Retração do Concreto        20

2.7.2.        Perdas por Fluência do Concreto        22

2.7.3.        Perdas por Relaxação do Aço        24

2.7.4.        Perdas Progressivas Totais Corrigidas        25

2.7.5.        Possíveis Soluções        26

3.        CONCLUSÃO        29

4.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        31

1. INTRODUÇÃO

Segundo o dicionário, a palavra protensão tem como definição: “Processo pelo qual se aplicam tensões prévias no concreto”. Tal definição está correta, embora o significado de protensão seja bastante amplo e expresse a ideia da instalação de um estado prévio de tensões em algo. É evidente que a protensão pode ser aplicada aos mais diversos objetos, estruturas e materiais.  

Em 1984, Pfeil propôs a seguinte definição à protensão: “Protensão é um artifício que consiste em introduzir em uma estrutura um estado prévio de tensões capaz de melhorar sua resistência ou o seu comportamento, sob diversas condições de carga.” Na engenharia, a protensão é aplicada a materiais de construção e, principalmente, peças estruturais.

A partir do advento do Cimento Portland, em 1824 na Inglaterra, o desenvolvimento do concreto armado e protendido foi iniciado. Nos anos seguintes, alemães e franceses também começaram a produzir Cimento Portland e desenvolveram diversas formas de melhorar a capacidade portante do concreto.

No século XIX, a possibilidade de reforçar elementos de concreto com armaduras de aço já era difundida mundialmente, e, em 1877, o americano Hyatt reconheceu claramente o efeito da aderência entre o concreto e a armadura. A partir de então, a colocação de armaduras do lado tracionado da peça passou a ocorrer.

A primeira proposição de pré-tensionar o concreto foi anunciada por P. H. Jackson, em 1886, em São Francisco, Califórnia (EUA). Somente em 1924, entretanto, foi apresentado o primeiro trabalho consistente a respeito do Concreto Protendido. Esse foi publicado pelo francês Eugene Freyssinet, que, em sua obra, reconheceu a importância da protensão, contribuindo de forma expressiva para o desenvolvimento do Concreto Protendido.

No Brasil, a primeira obra utilizando tal tecnologia ocorreu em 1948. A ponte do Galeão, no Rio de Janeiro foi construída com o sistema Freysseneit. Logo após, em 1952, a indústria brasileira passou a fabricar aço de protensão, e na segunda obra brasileira com tal tecnologia, a Ponte de Juazeiro, foi empregado o insumo nacional.

É de conhecimento de todos que a protensão induz uma força inicial que está fortemente relacionada com o alongamento que acontece na armadura ativa. Diversos fatores, dentre eles o acionamento dos macacos, liberação dos cabos de protensão, dão advento a efeitos que conduzem a força de protensão à queda.

Tal efeito é denominado “Perdas de Protensão”, que devem ser estimadas ao longo do dimensionamento de uma peça protendida, originando, assim, uma sobretensão a ser aplicada na peça. A força de sobretensão tem como função neutralizar, em parte ou todo, os esforços de tração instaurados pelas cargas de utilização, e, por conseguinte, após as perdas, a força de protensão que efetivamente atuará na peça será a força calculada previamente.

As perdas de protensão podem ser caracterizadas como imediatas ou progressivas. São chamadas imediatas aquelas que acontecem de modo instantâneo, ou seja, durante a operação da protensão. Para tais perdas, podem-se citar como motivo a deformação elástica do concreto, o atrito do cabo com a bainha e, também, a acomodação da ancoragem.