Hoje continuamos nossa série sobre o concreto na construção civil. O assunto de hoje é relativamente técnico, então, se você tiver alguma dúvida ou quiser dar uma conferida, sugerimos o conteúdo de introdução da nossa série sobre concretos.
Vamos lá então?
Sob flexão, o concreto desenvolve fissuras, ainda em estágios iniciais de carregamento, e para reduzir ou impedir tais fissuras, uma força de compressão concêntrica ou excêntrica pode ser imposta na direção longitudinal do elemento, que age eliminando ou reduzindo as tensões de tração nas seções críticas do meio do vão e dos apoios, elevando a capacidade das seções à flexão, à força cortante e à torção.
Protensão
Segundo a NBR 6118, definem-se como elementos protendidos:
“aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor aproveitamento dos aços de alta resistência no estado limite último”
A protensão pode ser definida como o artifício de introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões, de modo a melhorar sua resistência ou seu comportamento, sob ação de diversas solicitações.
É um esforço contrário àquele que a estrutura irá suportar, que irá reduzir ou anular as tensões de tração no concreto e permitirá a redução na altura da sessão.
Concreto armado
Na viga de concreto armado convencional, sujeita a uma solicitação de flexão simples, a parte superior da seção de concreto é comprimida e a inferior é tracionada, admitindo-se fissurada para efeito de análise. Os efeitos de tração são resistidos pelas armaduras de aço.
Concreto protendido
Uma peça é considerada de Concreto Protendido quando é submetida à ação de forças especiais e permanentemente aplicadas, chamadas forças de protensão, e quando a peça é submetida à ação simultânea dessas forças, das cargas permanentes e variáveis, o concreto não seja solicitado à tração ou só o seja dentro dos limites permitidos.
A figura abaixo apresenta aplicação de um estado prévio de tensões na viga de concreto, mediante cabos de aço esticados e ancorados nas extremidades, sendo P o esforço transmitido ao concreto pela ancoragem do cabo, geralmente denominado forças de protensão.
Para que sejam fabricadas as peças de concreto protendido é necessário o uso de concreto com elevada resistência a compressão e aços com elevada resistência a tração.
Usualmente, as peças de concreto protendido são construídas com concretos de maior resistência com o objetivo de aproveitar melhor sua rigidez e proporcionar maior durabilidade para a peça.
Associa-se a isto, o fato de trabalhar-se com seções transversais com geometria voltada ao aproveitamento dos materiais e redução do peso próprio, o que permite que as peças alcancem vãos mais elevados com desempenho adequado, tanto para os esforços quanto para os deslocamentos.
Sistemas de protensão
Estão relacionados à forma como ocorre aderência entre armadura ativa e concreto, e se dividem em:
- pré ou pós-tração,
- protensão sem ou com aderência e
- interna ou externa.
PRÉ-TENSÃO:
- Armadura pré-tracionada
- Com aderência
- Cabos são sempre internos
- Com aderência inicial, a aderência entre a armadura e o concreto é iniciada quando se inicia o lançamento do concreto.
PÓS-TENSÃO:
- Armadura pós-tracionada
- Com aderência posterior
- Sem aderência
- Cabos internos
- Cabos externos
Concreto Armado x Concreto Protendido
O concreto armado não exige que o aço tenha resistência muito alta, para que não sejam necessárias deformações muito elevadas até o esgotamento da capacidade da armadura, o que ocasionaria fissuração excessiva na peça
O concreto protendido, ao contrário, exige que os aços possuam resistência elevada para que o efeito da retração e da fluência não diminuam o efeito da protensão aplicada à peça.
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Vantagens do Concreto Protendido
- Concreto Protendido utiliza concretos e aços de alta resistência;
- Em Concreto Protendido toda a seção transversal resiste às tensões;
- Devido aos itens 1 e 2, elementos de Concreto Protendido são mais leves, mais esbeltos e esteticamente mais bonitos;
- Concreto Protendido fica livre de fissuras, com todas as vantagens daí provenientes;
- Concreto Protendido apresenta melhor controle de flechas;
- Concreto Protendido tem melhor resistência às forças cortantes (devido à inclinação dos cabos próximos aos apoios e a pré-compressão que reduz as tensões de tração diagonais);
- O aço é pré-testado durante o estiramento.
- Com relação ao custo, os aumentos percentuais de preços são muito inferiores aos acréscimos de resistência utilizáveis, tanto para o concreto como para o aço de protensão.