PROJETO CONCRETO PROTENDIDO
Por: Lucas Mesquita • 5/10/2020 • Trabalho acadêmico • 7.901 Palavras (32 Páginas) • 142 Visualizações
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
LUCAS DA SILVA MESQUITA
MANOEL CAIO DE OLIVEIRA
PROJETO DE CONCRETO PROTENDIDO
Boa Vista, RR
2018
Sumário
1. INTRODUÇÃO 7
2. DADOS DE PROJETO 9
3. PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS DA SEÇÃO 14
4. PARÂMETROS DO AÇO E DO CONCRETO 14
4.1 CONCRETO 14
4.2 AÇO 15
5. DIMENSIONAMENTO PELO PROJETO ELÁSTICO 16
5.1 Projeto Preliminar 16
5.2 Número de cabos e detalhamento 17
5.3 Verificação das Tensões 17
6. VERIFICAÇÕES PARA O ESTADO LIMITE ÚLTIMO 20
6.1 Deformação de pré-alongamento 22
7. TRAÇADO LONGITUDINAL DOS CABOS 32
7.1. DETALHAMENTO DO CABO 4 33
7.2. DETALHAMENTO DO CABO 3 34
7.3. DETALHAMENTO DOS CABOS 2 E 1 35
8. PERDAS IMEDIATAS DA FORÇA DE PROTENSÃO 36
8.1. PERDAS POR ATRITO 36
8.2. ALONGAMENTO TEÓRICO DOS CABOS 39
8.3. PERDAS POR ACOMODAÇÃO DAS ANCORAGENS 41
8.4. PERDAS POR ENCURTAMENTO DO CONCRETO 45
9. PERDAS PROGRESSIVAS DA FORÇA DE PROTENSÃO 46
9.1. PERDAS DEVIDO À FLUÊNCIA 47
9.2. PERDAS DEVIDO À RETRAÇÃO 49
9.3. PERDAS DEVIDO À RELAXAÇÃO 51
REFERÊNCIAS 54
INTRODUÇÃO
O concreto é um aglomerado constituído de agregados e cimento como aglutinante. Quando seco, torna-se uma rocha artificial. A fabricação é feita pela mistura dos agregados (areia e cascalho) com cimento e água, à qual, conforme a necessidade, são acrescentados aditivos que influenciam as características físicas e químicas do concreto fresco ou endurecido. O endurecimento do concreto começa após poucas horas e, dependendo do tipo de cimento, atinge cerca de 60 a 90% de sua resistência aos 28 dias. O aglomerado é classificado como um material frágil que possui grande capacidade resistente à compressão e baixa resistência à tração.
A deficiente resistência à tração do concreto fez com que, desde o início, se pensasse em colocar sob compressão as zonas tracionadas das estruturas de concreto, através de uma protensão, de tal modo que os esforços de tração anulem estas tensões de compressão antes que surjam tensões de tração no concreto.
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A Figura 1 esclarece através de uma viga biapoiada como ocorre a tensão prévia de compressão. A partir da protensão P originam-se tensões no concreto as quais ao se sobrepõem em serviço com as tensões produzidas pelas cargas q, anulam ou diminuem consideravelmente as tensões de tração no concreto.
O concreto protendido apresenta algumas vantagens em relação ao concreto armado, dentre elas:
- Permissão de vãos maiores e estruturas mais esbeltas devido ao emprego de materiais de resistência elevadas – tanto o aço quanto o concreto;
- Capacidade de utilização elevada devido ao impedimento do desenvolvimento de fissuras no concreto;
- Pequenas deformações;
- Elevada resistência à fadiga devido a amplitude de oscilações das tensões no aço permanecerem pequenas;
- Capacidade de suportar excessos de carga sem danos remanescentes, desde que as tensões permaneçam abaixo do limite de alongamento.
A ideia de protensão é muito antiga. A primeira proposição de se pré-tensionar o concreto foi feita em 1886 por P.H. Jackson de S. Francisco. Em 1888, W. Dohrung, de Berlim, apresentou uma patente que previa uma protensão em bancada. Em 1906, Mkoenen, também de Berlim, realizou o primeiro ensaio com armadura concretada sob tensão. Seguiram-se novas patentes e ensaios, mas todos sem êxito.
Entretanto, as hipóteses fundamentais necessárias para o êxito obtido pelo concreto protendido foram pela primeira vez estabelecidas e descritas de maneira absolutamente correta por Eugène Freyssinet, o qual em 1928 patenteou um sistema de protensão com tensões no aço superiores 400 MPa. Freyssinet conseguiu este engenho através de estudos da retração e da fluência do concreto, tendo retirado conclusões corretas aplicáveis ao concreto protendido. Seguiram-se então, rapidamente, novas invenções e contribuições, principalmente de engenheiros alemães.
DADOS DE PROJETO
Projeto estrutural de uma viga biapoiada em concreto protendido de uma ponte rodoviária com 27,0 metros de vão.
A seção transversal da ponte ferroviária é composta por cinco longarinas (vigas principais) com laje superior formando vigas T. A ponte possui transversinas ligando as cinco longarinas. Há uma transversina interna e uma transversina de extremidade em cada um dos apoios. As vigas estão apoiadas em pilares por meio de aparelhos de apoio tipo neoprene.
A Figura 2 mostra um corte longitudinal e a variação de inércia e a variação de inércia da viga de uma das longarinas da ponte biapoiada sobre as vigas travessas.
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