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Questionário de Pontes 1) Para os projetos de pontes consideramos três aspectos: segurança, estética e economia. Comente como esses fatores se relacionam. R- Como em todas as estruturas, a segurança, é um requisito de vital importância não só para a integridade de veículos e pessoas, mas também pelas consequências desastrosas de uma interrupção temporária ou definitiva do obstáculo. Estética: A aparência de uma ponte é sua mais óbvia influência sobre o meio ambien- te. Uma grande ponte urbana domina seus arredores, e sua aparência torna -se um monumento ao bom gosto ou ao mau gosto. Apesar de ser muito difícil medir ou definir valores estéticos existem critérios que alcançam aprovação geral e unânime. Uma aparência refinada e agradável tem um valor real e representa o benefício duradouro. Economia: O custo de uma ponte é dado pelo seu custo inicial, diluído ao longo da vida a útil da obra, ao qual é somado ainda o custo na manutenção. É o mais óbvio inconveniente de uma ponte e deve sempre ser estimado em detalhe e com cuidado. Evidentemente o custo não é o único fator significativo da escolha de um projeto. Um projeto de custo mínimo não é necessariamente o melhor projeto, a escolha de um ótimo deve levar em conta obrigatoriamente, fatores como funcionalidade e a estática. 2) O projeto de pontes e grandes estruturas é por si um tema complexo e multidisciplinar. Cite e comente a respeito de 4 conhecimentos utilizados para o projeto de execução de uma ponte. R- Inicialmente, para a realização de um projeto e dimensionamento de pontes é realizada a concepção estrutural que engloba a definição do tipo de estrutura, materiais a serem utilizados e processo construtivo. Essas escolhas dependem de fatores econômicos e técnicos que poderão interferir diretamente ou indiretamente na execução da ponte. Além dessas informações, a execução do projeto de uma ponte exige ainda, levantamentos topográficos, hidrológicos e geotécnicos. 3) Qual a diferença entre ponte e viaduto? Qual o conceito de viaduto de acesso? R- Os viadutos são estruturas rodoviárias elevadas do solo e são construídos para cruzar pistas em níveis diferentes e auxiliar o fluxo do trânsito. Compostas de um trecho de travessia, geralmente plano, o viaduto tem rampas de acesso e precisa ter uma altura de pelo menos 4,5m. Já as pontes são construções que permitem interligar, ao mesmo nível, pontos não acessíveis separados por rios, vales, ou outros obstáculos naturais ou artificiais. O Viaduto de acesso antecede a ponte, serve para continuar em viga em áreas sem água para com água. 4) Quais os materiais mais utilizados na construção de pontes? Cite-os e comente duas vantagens e duas desvantagens de cada um. Pedra: é um dos mais antigos materiais usados na construção de pontes. Vantagens: Ela é forte e resiste à erosão causada pelo vento e pela água. O granito e o calcário, por exemplo, são naturalmente atraentes e duram séculos, com pouca ou nenhuma manutenção. Desvantagens: As desvantagens da pedra são o peso e o elevado custo de instalação. Por isso costuma-se usá-la na construção dos alicerces e pilares das pontes, permitindo que as partes superiores sejam feitas de materiais mais baratos e leves. Cimento Vantagem: O concreto é muito usado na construção de todos os tipos de ponte por causa de sua resistência e baixo custo. Exige pouca manutenção. Desvantagem: Se desgasta quando exposto à água salgada e à erosão. Aço: Vantagens: O aço pode ser usado para cobrir distâncias que com outras materiais seria impossível. Ele é de dez a cem vezes mais forte do que o cimento, além de pesar menos. Desvantagens: Entretanto, pontes de aço estão sujeitas à oxidação e corrosão e tendem a exigir muita manutenção. Madeira: A madeira não é tão confiável quanto outros materiais, e só deve ser usada em estruturas relativamente simples. Vantagens: É um dos materiais mais baratos, e pode ser trabalhada utilizando ferramentas e equipamentos básicos. Pontes de madeira são opção ideal para quem busca beleza natural, e são utilizadas para o acesso de pedestres ou tráfego de veículos leves. Desvantagens: A madeira pode inchar e apodrecer se for exposta à umidade, as pontes de madeira duram mais quando recebem um tratamento químico que as protege da chuva. Materiais compósitos: Entre os materiais mais recentes usados na construção de pontes estão os polímeros reforçados com fibra (PRF). Vantagens: Eles pesam de 70 a 80% menos que o aço, mas têm a mesma resistência e durabilidade. Enquanto até as pontes mais resistentes de aço ou concreto armado exigem considerável manutenção ao longo dos anos, as pontes de PRF praticamente não precisam disso. Esse material também é a melhor opção para construção na água salgada, pois é resistente à corrosão Desvantagens: Como o PRF só vem sendo usado em pontes desde 1975, suas características no longo prazo ainda estão sob avaliação. 5) Quais as nomenclaturas utilizadas para os elementos de uma ponte? Como eles são classificados? Superestrutura: Parte da ponte onde passa a carga. Parte de cima. Na superestrutura estão contidos o tabuleiro, vigas principais e secundárias. Pode-se entender a parte da ponte destinada a vencer o obstáculo. É dividida em estrutura principal (vigas e longarinas) e secundária (tabuleiro ou estrado composto por laje, tábuas ou chapas metálicas) que recebe a ação direta das cargas. Mesoestrutura: É composta por : Pilares: elemento de suporte situado na região intermediária e sem função de arrimar o solo. Encontro: elemento situado nas extremidades da ponte e com função de arrimar o solo e suportar a ponte. Pilare s: elemento de suporte situado na região inte rmed iária e sem Aparelho de apoio (transmite os reforços, reações de apoio e permissão de determinados movimentos da superestrutura para a mesoestrutura), pílar, apoio. Elemento colocado entre a infraestrutura e a superestrutura. Destinado a transmitir as reações de apoio e permitir determinados movimentos da superestrutura. Infraestrutura: Fundações; transmissão de esforços para o solo, Entende-se como infraestrutura, os elementos de fundação (blocos, estacas e tubulões), os quais transmitem as cargas ao solo. Entre a superestrutura e a mesoestrutura encontram-se os aparelhos de apoio que são elementos destinados a transmitir as reações de apoio e permitir deslocamentos e movimentos da superestrutura. 6) Qual o sistema estrutural mais utilizado para a construção de pontes no Brasil? Por que? Quais suas vantagens? R- Pontes em viga é o sistema estrutural mais utilizado no Brasil. Umas das principais características de ponte em viga é que suas vinculações não transmitem momentos fletores da superestrutura para a infraestrutura. 7) Quais as nomenclaturas utilizadas para o tabuleiro de uma ponte? R- Ponte com tabuleiro superior; Ponte com tabuleiro intermediário; Ponte com tabuleiro inferior; 8) Quais os sistemas estruturais mais utilizados nas pontes? R- Pontes em viga, ponte em treliça, ponte em laje, ponte em arco, ponte em pórticos, ponte estaiada e ponte pênsil. 9- Como se dividem a pontes com relação a natureza do trafego? Qual a diferença entre eles com relação a projeto e execução? Resp.: Estas denominações são associadas ao tipo de tráfego principal Pontes rodoviárias; Pontes ferroviárias; Passarelas; Aquedutos; Pontes mistas: aquelas destinadas a mais de um tipo de tráfego As diferenças que são necessárias ser observadas para o projeto e execução desses tipos de pontes são: Condições locais, materiais e técnicas construtivas e realizar obra que atenda as funções previamente definidas. Para isso é necessário verificar também a Geometria (da via, da ponte e do gabarito), a topografia, as informações hidráulicas e hidrológicas (fluxo de água, nível máximo de água, altura de lâmina de água) e as Condições locais: acesso, disponibilidade de materiais e serviços, impacto ambiental, limitações. Tambémdeve ser considerado para o projeto estruturas os carregamentos a qual a ponte estará exposta, tais como Cargas permanentes, cargas variáveis e cargas excepcionais, os esforços solicitantes, o dimensionamento e o detalhamento. 10- O que é gabarito de uma ponte? Para que ele é utilizado? Resp.: Gabarito é o conjunto de espaços livres que deve apresentar o projeto de uma ponte de modo a permitir o escoamento do fluxo, ou seja é a largura das pistas de pontes que serve para permitir o fluxo de veículos sobre elas conforme seu tamanho. 11- considerando que a construção de uma ponte envolve na maioria das vezes, condições únicas, qual a importância do estudo preliminar para o projeto de pontes? Resp.: O estudo preliminar analisa todas condições para a execução e implantação da ponte, respeitando o tipo de ponte e o sua função no local, ou seja, qual será sua finalidade, para isso são analisadas as condições geométricas da ponte, para se ter as dimensões da mesma, a topografia do local, junto com as condições hidráulica e hidrológicas e as condições locais também precisam ser levadas em consideração para poder ter noção do local e quais intempéries a mesma estará exposta, com essas informações podemos definir qual melhor tipo de ponte para o local junto com a melhor escolha de materiais e técnicas a serem usadas. 12- Qual importância da durabilidade de uma estrutura de Pontes? No quê isso relaciona-se com inspeções Técnicas rotineiras? Resp.: A durabilidade das estruturas de concreto armado tem motivado muitas pesquisas, considerando os altos custos dos reparos em muitas situações, como é o caso das pontes, bem como os prejuízos causados pela necessidade de interdição quanto aos serviços de recuperação. a durabilidade envolve todos esses fatores em conjunto com fases de projeto, construção e manutenção. A durabilidade de estruturas de concreto pode ser definida pela capacidade de resistir às intempéries, ataques químicos, abrasão e outros processos de deterioração, a inspeções e manutenções devem ser preventivas e rotineiras, pois a ausência dela é umas das principais causas da redução da vida útil das pontes, essas inspeções são feitas em três etapas: inspeção visual, procedimento experimental (ensaios não destrutivos in loco), aplicação das metologias de inspeção. 13- quais são os elementos que compõem o sistema estrutural em vigas? Defina-os. Resp.: Os elementos são: Longarinas: são vigas longitudinais que têm como função suportar o tabuleiro onde será realizado o tráfego de pedestres ou veículos. Transversinas: são vigas transversais que procuram aumentar a rigidez do sistema estrutural. Laje: Estrutura plana e horizontal de pedra ou betão armado, apoiado em vigas e pilares, que serve como suporte ao trafégo. Esse tipo de estrutura pode ser simplesmente apoiada com ou sem balanço, contínua ou Gerber. 14- qual a diferença de comportamento estrutural de uma ponte em vigas Simplesmente apoiadas e em vigas continuas? Resp.: Viga em balanço: ou em console: é uma viga de edificação com um só apoio. Toda a carga recebida é transmida a um único ponto de fixação. Viga biapoiada: ou simplesmente apoiada: diz-se das vigas com dois apoios, que podem ser simples e/ou engastados, gerando-se vigas do tipo simplesmente apoiadas, vigas com apoio simples e engaste, vigas biengastadas. Viga continua: diz-se da viga com múltiplos apoios. As vigas simplesmente apoiada sem balanço é como uma sucessão de tramos simplesmente apoiados, utilizam geralmente vigas pré-moldadas, Seu Tipo estrutural limita o tamanho do vão e viabilidade do emprego dessa vinculação; Atualmente é usual executar a laje do tabuleiro contínua em três ou quatro tramos(diminuição do número de juntas). As vigas simplesmente apoiada com balanço Este tipo de vinculação possibilita uma melhor distribuição de esforços solicitantes: redução dos momentos fletores positivos no centro dos vãos pela introdução de momentos negativos nos apoios; Possibilita a eliminação do encontro, que é uma estrutura relativamente cara; apresenta uma desvantagem relacionada à manutenção, que é a dificuldade de impedir a fuga de material nas extremidades da ponte junto ao aterro, O comprimento do balanço deve ser fixado de forma a se ter uma distribuição dos esforços, atendendo no entanto às condições topográficas, Devem ser evitados balanços muito grandes para não introduzir vibrações excessivas nas suas extremidades. Vigas contínuas: não possui juntas de dilatação; Os deslocamentos provocados pela ação do tráfego, comportamentos reológicos do concreto e demais deformações são acomodadas diretamente no encontro entre a estrutura da ponte e o solo da cabeceira; Em vãos maiores é comum a utilização de pilares articulados, de forma que permita esses deslocamentos e acomodação das deformações nas extremidades da ponte. 15- quando o projetista opta por um sistema de vigas apoiadas com balanço, quais os efeitos desejados para o projeto e a execução? Resp.: Ele espera ter uma redução dos momentos fletores positivos no centro dos vãos pela introdução de momentos negativos nos apoios; ter melhor distribuição de esforços solicitantes, Possibilita a eliminação do encontro, que é uma estrutura relativamente cara. 16- As vigas caixão formam um tipo estrutural bastante executado no Brasil. Explique como é este sistema e suas principais vantagens. Resp.: Esse sistema construtivo é realizado por etapas, como se fosse uma montagem em partes que se encaixam, possui Balanço progressivo, as peças pré-moldadas são fixadas a partir dos apoios, para o centro do vão, (chegando junto), As peças vão sendo solidarizadas através da protensão, até uma protensão final no centro do vão. Suas vantagens estão no fato de ser uma boa opção para pontes curvas, pois é muito resistente a tração e em poder utilizar a mesa superior como laje do tabuleiro, uma vez que está viga tem uma configuração celular. 17- descreva os tipos estruturais abaixo, citando suas principais vantagens e desvantagens, considerando projeto, execução e manutenção: Resp.: Tipo de ponte Estrutura Vantagens Desvantagens Ponte em Viga Viga apoiada por pilares nas suas extremidades. Vinculações que não transmitem momentos fletores da superestrutura pra a insfraestrutura, formado por longarinas, transversinas e laje. É uma ponte simples e muito rápida de construir; Os suportes podem ser apenas pilares verticais, uma vez que não existem forças horizontais. Como a ponte está sustentada em cima de suportes, a expansão do tabuleiro devido ao calor e os movimentos do solo são muito mais facilmente sustentados. O tabuleiro pode ser construído longe do local onde se erguerá, minimizando assim a interrupção de tráfego Custo baixo para construção e manutenção Conforme o comprimento do tabuleiro pode ocorrer problemas devido a temperatura Requer maior atenção as pontes com raio de curvatura muito pequeno e pontes muito enconsas. Maior possibilidade de haver recalque de apoio Ponte em Treliça Consiste na montagem de triângulos na armação. As pontes em treliça são geralmente feitas a partir de uma série de pequenas barras tubulares em aço; Geralmente feita em aço ou madeira; mesmo leve pode-se tornar estruturas complexas e de grande portes. Economia de material, Economia no processo construtivo, Redução da carga Permanente, redução das deformações e aumento da rigidez da estrutura. Maiores despesas de fabricação e manutenção. Ponte em Laje Utiliza como estrutural principal a laje maciça, de concreto armado ou de concreto protendido. Pode ter um sistema estrutural simplesmente apoiado ou contínuo; Possuem a seção transversal desprovida de qualquer vigamento; Pequena altura de construção, Boa resistência à torção e rapidez de execução, Boa capacidade de distribuição Boa relação estética; Podem ser constituídas de elementos pré-moldadosou serem moldadas no local; Detalhamento de fôrmas e armaduras e a concretagemsão bastante simples; Vãos muito grandes: lajes alveolares. Pela grande quantidade de material utilizado nas fôrmas, posteriormente descartadas, há custo elevado no valor total da obra e maior geração de resíduos. Destaca-se ainda que por conter maior volume de concreto e consequentemente, maior peso, os outros elementos da estrutura também devem ser reforçados, o que leva a um aumento material usado na estrutura. Ponte em Pórtico Não utilizam aparelho de apoio entre a superestrutura e a infraestrutura, a viga e o pilar são um único elemento estrutural, que permite a transferência de momentos fletores entre os elementos (superestrutura e mesoestrutura monoliticamente ligadas). Custo mínimo com manutenção pela ausência de articulações ou aparelhos de apoio, Distribuição homogênea das solicitações, esbelteza nos pilares (economia de materiais e estética); Emendas em ângulo (altas solicitações) Ponte em Arco Apresenta a possibilidade de ter os esforços de flexão reduzidos em função da sua forma. no caso de arcos de concreto, essa possibilidade de redução da flexão resultando na predominância da compressão, é adequada ao material, permitindo seu uso em pontes com grandes vãos com pequeno consumo do material (custo). Podem ser projetadas com tabuleiro superior (sustentado por montantes),com tabuleiro inferior (sustentado por tirantes ou pendurais), ou ainda o sistema misto com arco intermediário, sustentado lateralmente por montantes e, no centro, por pendurais. São comumente construídos com concreto armado, o que reduz o custo de construção e empresta o apelo estético O arco contribui Força em virtude da sua forma requer um maior número de materiais A principal desvantagem deste sistema é apresentar-se como uma solução única para vários casos de aplicação resultado em sobre dimensionamento da espessura do arco. Ponte Estaiada É um tipo de ponte suspensa por cabos (estais), constituída de um ou mais mastros, de onde partem cabos de sustentação para os tabuleiros da ponte; Peças mais esbeltas vantagens para a utilização de torres com geometria de “A” em planos inclinados esforços horizontais são reduzidos (verticalidade) •Suportam apenas os esforços verticais do tabuleiro (os esforços de torção oriundos do carregamento acidental devem ser suportados pelo tabuleiro, exigindo destes, seções mais rígidas à torção, como a seção celular; •A magnitude nas zonas de ancoragem dos cabos é relativamente alta, acarretando no aumento do custo deste detalhe de projeto (diâmetros maiores e mais caros). •A passagem da torre pelo centro do tabuleiro têm inferência significativa para grandes vãos (as dimensões da torre estão diretamente ligadas ao tamanho do vão) Custo maior com a elevação de dois ou mais mastros e um maior número de cabos problemas de ligação na região onde os estais convergem na torre Ponte Pênsil Possuem o tabuleiro contínuo, sustentando por vários cabos metálicos (pendurais) atirantados ligados a dois cabos maiores (ou barras articuladas) apoiados nas torres de sustentação e ancorados nas extremidades. os cabos comprimem as torres de sustentação, que transferem os esforços de compressão para as fundações. Possibilitam maiores vão, ideal para rios, lagos, etc Suas vigas treliçadas assegura estabilidade dinâmica Os cabos principais são elementos estabilizadores da estrutura As torres transferrem os carregamentos para a fundação Quando sujeita grandes cargas de vento, apresenta movimentos do tabuleiro que podem tornar o tráfego desconfortável e até perigoso 18) Quais as ações permanentes mais comum atuantes nas pontes? E variáveis? E excepcionais? Comente. Ações permanentes: pesos próprios dos elementos da construção, incluindo-se o peso próprio da estrutura e de todos os elementos construtivos permanentes, os pesos dos equipamentos fixos e os empuxos devidos ao peso próprio de terras não removíveis e de outras ações permanentes sobre elas aplicadas. → Diretas Protensão, os recalques de apoio e a retração dos materiais. → Indiretas Ações variáveis: Consideram-se como ações variáveis as cargas acidentais das construções, bem como efeitos, tais como forças de frenação, de impacto e centrífugas, os efeitos do vento, das variações de temperatura, do atrito nos aparelhos de apoio e, em geral, as pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas. Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, as ações variáveis são classificadas em normais ou especiais: a) ações variáveis normais: ações variáveis com probabilidade de ocorrência suficientemente grande para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de um dado tipo de construção; b) ações variáveis especiais: nas estruturas em que devam ser consideradas certas ações especiais, como ações sísmicas ou cargas acidentais de natureza ou de intensidade especiais, elas também devem ser admitidas como ações variáveis. As combinações de ações em que comparecem ações especiais devem ser especificamente definidas para as situações especiais consideradas. Ações excepcionais: Consideram-se como excepcionais as ações decorrentes de causas tais como explosões, choques de veículos, incêndios, enchentes ou sismos excepcionais. Os incêndios, ao invés de serem tratados como causa de ações excepcionais, também podem ser levados em conta por meio de uma redução da resistência dos materiais constitutivos da estrutura. 19) Quais os carregamentos permanentes principais que atuam na viga longarina de uma ponte? Peso próprio dos elementos estruturais Peso próprio das barreiras de proteção Peso próprio dos Passeios Peso próprio das longarinas Peso próprio da transversina de fechamento OBS: Procurei em vários matérias, mas foi difícil achar as permanentes que atuam só nas longarinas, normalmente eles falam das permanentes no contexto geral. 20) O que é um trem tipo? Porque ele é definido? Qual a sua importância no cálculo de pontes? Denomina-se trem-tipo o conjunto do carregamento móvel a ser aplicado à estrutura em sua posição mais desfavorável para cada seção de cálculo e combinação de carregamento. Os trens tipos compõem-se de compressores, caminhões e multidão. A multidão representa o tráfego de veículos de pequeno porte que pode acompanhar a passagem do caminhão e/ou do compressor. A multidão é constituída por carga uniformemente distribuída. Os trens-tipos compõem-se de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas. O trem-tipo é importante para o cálculo de pontes, pois utiliza-se para calcular os esforços na estrutura sujeita a cargas móveis, como nas pontes. OBS: Não entendi realmente o que é esse ¨definido¨ que ele fala, pensei que ele poderia estar falando em relação as normas → definido por normas de projeto de cada país, que variam em função da natureza e forma de utilização da estrutura. 21) Qual a definição de linha de influência? Qual a diferença de linha de influência para o diagrama de esforços solicitantes? Linhas de Influência ( LI ) descrevem a variação de um determinado efeito (por exemplo, uma reação de apoio, um esforço cortante ou um momento fletor em uma seção) em função da posição de uma carga vertical unitária que passeia sobre a estrutura. Assim, a LI de momento fletor em uma seção é a representação gráfica ou analítica do momento fletor, na seção de estudo, produzida por uma carga concentrada vertical unitária, geralmente de cima para baixo, que percorre a estrutura. Em geral, os valores positivos dos esforços nas linhas de influência são desenhados para baixo e os valores negativos para cima. As envoltórias limites de um determinado esforço em uma estrutura descrevem para um conjunto de cargas móveis ou acidentais, os valores máximos e mínimos deste esforço em cada uma das seções da estrutura, de forma análoga a que descreve o diagrama de esforços para um carregamento fixo. Assim, o objetivo da Análise Estrutural para o caso de cargas móveis ou acidentais é a determinação de envoltóriasde máximos e mínimos de momentos fletores, esforços cortantes, etc., o que possibilitará o dimensionamento da estrutura submetida a este tipo de solicitação. As envoltórias são, em geral, obtidas por interpolação de valores máximos e mínimos, respectivamente, de esforços calculados em determinado número de seções transversais ao longo da estrutura. Conforme visto, para determinar os valores limites de esforços em uma seção transversal precisa-se conhecer as posições de atuação do trem-tipo que causam esses esforços limites. Para casos mais simples de trem-tipo e linhas de influência, como no exemplo acima, é intuitiva a determinação dessas posições limites. Porém, para casos mais complexos, torna-se impossível essa determinação por simples observação. Esse problema de determinar posições limites constitui um problema de otimização, em que o objetivo é minimizar e maximizar os valores dos esforços nas seções transversais dos elementos estruturais em função da posição de atuação do trem-tipo. Porém, não existe uma função matemática que descreva a envoltória de esforços de uma estrutura, o que torna impossível o uso da maioria dos métodos clássicos de otimização para resolver este problema, já que muitos deles utilizam derivadas da função objetivo. → EXTRA 22) Porque são utilizadas as linhas de influência no cálculo de pontes? Uma linha de influência mostra como um determinado esforço numa seção varia quando uma carga concentrada move sobre a estrutura. A linha de influência é construída sobre o eixo da estrutura sendo que as abscissas representam as posições da carga móvel e as ordenadas representam os respectivos valores do esforço considerado. 23) Quais as diferenças na consideração das cargas variáveis para pontes rodoviárias, ferroviárias e passarelas? Carga móvel - Ponte rodoviária e passarela: NBR7188- Carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestres. classificação das pontes rodoviárias: - Classe 45: veículo-tipo de 450 kN de peso total; - Classe 30: veículo tipo de 300 kN de peso total; - Classe 12: veículo tipo de 120 kN de peso total. - Trem-tipo - Veículo tipo e cargas q e q' uniformemente distribuídas - q - aplicada em todas as faixas da pista de rolamento, nos acostamentos e afastamentos, descontando-se apenas a área ocupada pelo veículo - q' - aplicada nos passeios sem efeito dinâmico - passarela de pedestres: - classe única - q= 5kN/m2 não majorada pelo coeficiente de impacto. - estruturas de transposição com carregamentos especiais: órgão com jurisdição sobre a referida obra. - estrutura de suporte do passeio: sobrecarga de 5kN/m2 sem efeito dinâmico. - guarda-rodas e defensas: força horizontal de 60kN sem efeito dinâmico, aplicada na aresta superior. 24) Quais as diferenças de classes de carregamento para os trens tipos rodoviários?/ 25) Quais as dimensões dos trens tipos rodoviários? As pontes rodoviárias são agrupadas em três classes: - Classe I: Pontes situadas em estradas-tronco federais e estaduais ou nas estradas principais de ligação entre esses troncos; - Classe II: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias, mas em que, atendendo a circunstâncias especiais do local, haja conveniência em se prever a passagem de veículos pesados; - Classe III: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias não incluídas na classe II. Sistema de cargas representativo dos valores característicos dos carregamentos provenientes do tráfego a que a estrutura está sujeita em serviço. A carga em ponte rodoviária é também referida pelo termo tremtipo. De acordo com a NBR 7188 (Carga Móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de Pedestre), o carregamento será feito por cargas concentradas e cargas uniformemente distribuídas para três classes de pontes, as quais são denominadas pelos pesos, em toneladas, dos veículos de cálculo: CLASSE 45: A base do sistema é um veículo-tipo de 45tf (450kN) de peso total; CLASSE 30: A base do sistema é um veículo-tipo de 30 f (300kN) de peso total; CLASSE 12: A base do sistema é um veículo-tipo de 12tf (120kN) de peso total. QUESTÕES TEÓRICAS PROTENDIDOS 01-)Qual a definição de protensão? Cite exemplos de sua aplicação. R: 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. Outra definição: A protensão é uma tecnologia que confere ao concreto maior resistência à tração, sendo bastante interessante em estruturas onde existem esforços de flexão elevados. Exemplos de aplicação: Grandes vãos (Ex Edifício Pátio Victor Malzoni), Controle e redução de deformações e da fissuração; Projetos arquitetônicos ousados (Ex. MASP), aplicação em peças pré-fabricadas, Recuperação e reforço de estruturas, Construções como pontes (ex. Ponte da Laguna SP), viadutos, fundações, entre muitos outros. 02-)Qual a diferença do comportamento estrutural de uma viga em concreto armado para uma viga em concreto protendido? Quais as vantagens/ ganhos conseguidos com a protensão com relação ao ELS e ELU R: “Considera-se que os elementos de Concreto Protendido são aqueles nos quais parte das armaduras são previamente alongadas 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 de aços de alta resistência. ELU – Estado Limite Último “Estado-limite relacionado ao colapso, ou a qualquer outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura" a protensão permite o melhor aproveitamento de aços de alta resistência. ELS - Estado Limite de Serviço, a protensão impede ou limita a fissuração e os deslocamentos da estrutura. No caso da viga de concreto armado, esta estará limitada, pois a fissuração e a plastificação (devidas a deformações e cargas) acontecerão antes, em comparação ao protendido. Portanto a grande diferença está na curva carga-flecha em uma viga de concreto armado (CA) e em uma viga com armadura de protensão (CP). Ambas têm a mesma capacidade última (Mu), mas a peça protendida tem um momento de fissuração (Mr”) muito maior que a viga de concreto armado. Devido a contra-flecha inicial da viga protendida, suas deformações iniciais são menores do que a viga de concreto armado, para um mesmo nível de carregamento. 03-)O que é armadura ativa e passiva? R: Armadura passiva , ou armadura frouxa: "Qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada.”, aquela cuja tensão só é mobilizada pela deformação do concreto nela aderente; Ocorrem normalmente nas estruturas de concreto armado, mas podem ser usadas como armaduras complementares em estruturas de concreto protendido; composta geralmente por vergalhões, estribos em aço geralmente de CA 25, CA 50 e CA 60, amarrados com arame recozido. A armadura ativa: é aquela submetida a tensão independentemente do concreto da estrutura estar sob tensão; Deforma-se após a operação de protensão e passa a funcionar independentemente da deformação do concreto da estrutura; Ocorrem nas estruturas em concreto protendido e precisam de meios externos para ser distendida para provocar a protensão; A armadura ativa do concreto protendido é basicamente composta pelos cabos de protensão (barras, fios, cordões e cordoalhas etc). 04-) Porque considera se a necessidade de ter maior atenção com relação à manutenção e durabilidade de estruturas em concreto protendido? R: A manutenção é fundamental para qualquer projeto de engenharia e construção civil. As construções de concreto protendido são obras civis mais esbeltas, com maior utilização/ solicitação, exigem um projeto diferenciado, mão de obra especializada para execução e controle rígido dos materiais, mas a maior necessidade se dá pelo fato de que o aço do concreto protendido sofrer relaxação, ou seja perda de tensão dos cabos protendidos. As perdas acontecem emtodo o tipo de sistema. Neste caso, elas podem ser imediatas ou progressivas. Com as perdas, ocorrem as fissurações, trincas, infiltrações de água e possível colapso da estrutura. As manutenções podem ser preventiva ou corretiva. Desde a concepção da estrutura, o projetista pode estabelecer periodicidades para as manutenções, que contribuirão para atingir a Vida Útil do Projeto. A manutenção preventiva pode ser representada pela aplicação de um sistema de proteção superficial hidrófugo ou formador de película. Por outro lado, a corretiva acontece quando determinada manifestação patológica já se instalou e ocorreu diminuição de desempenho estrutural ou mesmo estético. “Nesses casos, pode ser necessária a realização de um reparo, recuperação ou reforço da estrutura”, para não comprometer sua resistência/ durabilidade. Considera se a necessidade de ter maior atenção com relação a manutenção e durabilidade de estruturas em concreto protendido pelos efeitos da retração e da fluência do concreto e da relaxação do aço de protensão; as perdas por atrito e encunhamento; as outras variações de força de protensão. É necessária também uma verificação mais pormenorizada de todas as etapas da vida da peça, visto que a protensão introduz, desde a fase de execução, esforços importantes nos elementos estruturais. 05-) Qual a classificação com relação à aderência e ao processo executivo da protensão? Explique, citando vantagens e desvantagens R: Hoje, são três os tipos de concretos protendidos – ou maneiras de executar a protensão – existentes: pré-tracionado, pós-tracionado aderente e pós-tracionado não aderente. •Com aderência inicial (também chamado de pré-tração): A aderência entre a armadura e o concreto é iniciada quando se inicia o lançamento do concreto (a armadura se encontra tracionada e ancorada em dispositivos externos à peça antes do lançamento do concreto) •Com aderência posterior (também chamado de pós-tração com aderência):A aderência entre a armadura e o concreto é iniciada posteriormente à execução da protensão, quando o concreto já está endurecido e injeta-se nata de cimento na bainha que isola a armadura de protensão e o concreto; •Sem aderência (também chamado de pós-tração sem aderência): Neste caso a armadura só estará solidária ao concreto na região das (e através das) ancoragens (igual a aderência posterior, porém no lugar de grout, coloca se graxa). Vantagens e Desvantagens da aderência inicial: A protensão, nas pistas, é feita por meio de macaco monocordoalha, em fios e cordoalhas nuas, sem bainhas, pois eles transferirão sua carga à peça que foi concretada, mediante a aderência direta do concreto ao aço de protensão. O uso da protensão permite a elaboração de peças relativamente leves, facilitando o transporte, manuseio e montagem nas obras. A fabricação em usinas (fábricas) facilita o controle dimensional do produto, o controle da qualidade do concreto, o posicionamento das armaduras etc. Essa grande padronização, no entanto, exige que existam poucos tipos e seções de peças, forçando que em cada projeto sejam utilizadas apenas as seções e peças existentes. Vantagens do concreto protendido pós-tracionado: 1. Efetivo e eficiente uso de materiais de alta resistência (concreto e aço) 2. Seções mais esbeltas e leves, permitindo estruturas mais atraentes 3. Redução da altura total do edifício pela ausência de vigas (economizando revestimentos externos e outros materiais e serviços) 4. A redução do peso total ou de partes do edifício diminui o custo das fundações 5. Redução do número de pilares e das cargas nas paredes de contraventamento, economizando material 6. O peso menor permite que as cargas devidas a abalos sísmicos sejam reduzidas 7. Vãos longos mais econômicos (menor número de pilares) 8. Melhor controle das flechas 9. Redução das fissuras 10. Construção impermeável 11. Baixo custo da construção resistente ao fogo 12. Custos de manutenção reduzidos 13. Custo de vida útil mais baixo 14. Fôrmas simples e de fácil montagem/desmontagem, resultando em menos mão-deobra, rapidez na execução e enorme economia 15. A ausência de vigas e a concretagem dos pilares antes da laje resulta em aumento da precisão e da qualidade da estrutura 16. Facilidade de execução dos processos a jusante da estrutura, resultando em menor custo do edifício (muito importante) O concreto protendido pós-tracionado proporciona as seguintes vantagens em relação ao concreto protendido pré-tracionado: 1. Continuidade estrutural dos componentes (difícil de executar na pré-tração) 2. Protensão em estágios 3. Protensão no campo 4. Perdas de protensão reduzidas 5. Conexões em campo para elementos pré-moldados 6. Construção em áreas limitadas ou de acesso restrito 7. Uso de mão-de-obra e materiais locais 8. Uso de cabos com catenária, diminuindo o custo da armadura frouxa Vantagens e desvantagens da Pós Tração sem aderência: Maior facilidade e rapidez na colocação das cordoalhas nas fôrmas; Maior excentricidade possível (importante em lajes finas); O aço de protensão já chega ao canteiro protegido pela graxa e capa plástica; Menor perda por atrito; Ausência da operação de injeção de pasta de cimento. A solução ideal e prática para a fabricação de peças não padronizadas, em fábricas, é a utilização de pós-tensão com monocordoalhas plastificadas e engraxadas, por diversas razões: Podem ser utilizadas fôrmas metálicas ou de madeira, especiais para as peças despadronizadas, e fundir as peças em qualquer área da fábrica; Pode-se utilizar o pessoal treinado da fábrica; Podem ser utilizados os macacos monocordoalha já existentes na fábrica, não sendo necessárias novas aquisições; Não há necessidade de se tomar cuidados contra danificações em bainhas metálicas; A colocação das cordoalhas plastificadas dentro da armadura frouxa das peças de concreto é muito simples - quase como a colocação da própria armadura frouxa; O custo das ancoragens que ficarão incorporadas às peças de concreto é muito baixo, interferindo muito pouco no custo da peça completa; Os nichos das ancoragens são muito pequenos e facilmente disfarçáveis, por meio de grauteamento, após a protensão; Não há necessidade de injeção de pasta de cimento; consequentemente, nem do equipamento de mistura nem da bomba para a injeção; Os cabos monocordoalha podem assumir todas as curvaturas características da pós-tensão, economizando aço nas peças. O processo que é mais utilizado, atualmente, é a protensão não aderente com cordoalhas engraxadas e plastificadas, que pode ser aplicadas em lajes, vigas e placas de fundações (Radiers). As cordoalhas são de fácil manuseio, colocação e fixação sem dificuldades, sendo facilmente desviadas de obstáculos. Este processo já é utilizado desde a década de 60 nos Estados Unidos, e foi introduzida no Brasil em meados de 1996, este é o método mais utilizado no Brasil, pois é o mais rápido, e portanto mais barato. 06-) Em quais estruturas é mais comum o uso de pré tração? e da pós tração? R: Na pré-tração, é comum utilizar fios ou cordoalhas de sete fios como unidades de protensão. Este método é possível quase que exclusivamente para elementos pré-fabricados. Isso se deve à necessidade do aço ser tracionado antes da concretagem da peça e, para que isto seja possível, é necessário ter uma ancoragem temporária. Em fábricas para tais elementos, esta ancoragem vem na forma de pistas de protensão: pátios com centenas de metros de extensão com contrafortes nas extremidades e, se necessário para a protensão de fios mais curtos, em pontos intermediários. Estes contrafortes são dimensionados para resistir e transmitir os esforços da protensão ao solo de forma segura. Os fios são então locados, tracionados e ancorados nos contrafortes. Após esta etapa, o concreto é lançado e quando este atingir a resistência necessária, os fios são cortados. O segmento dentro da viga é impedido de encurtar pelo atrito com o concreto e logo permanece tracionado e o concreto é comprimido. Uma limitaçãoda aplicação da pré-tração é que o traçado dos fios em vigas com pré-tração tendem a ser retilíneos ou poligonais, uma vez que qualquer desvio do traçado requer um contraforte adicional. Porém, dependendo do tamanho da obra e/ou da sua proximidade de uma pista de protensão, esta pode ser a solução mais econômica, devido à simplicidade de execução em relação à pós-tração, a possibilidade de execução de vários elementos ao mesmo tempo devido ao tamanho da pista de protensão e o maior controle tecnológico devido ao ambiente fabril controlado. A pós-tração é separada em dois métodos: 1. Aderente: Antes do lançamento do concreto, passa-se uma bainha metálica corrugada que pode ou não já conter o cabo. Esta bainha é flexível e permite uma disposição sinuosa do cabo, o que normalmente conduz ao desenvolvimento de um traçado ótimo em muitas situações. O concreto é então lançado nas formas e, quando este atinge a resistência necessária, macacos hidráulicos são locados nas ancoragens dos cabos, que são então protendidos. A bainha deve então ser preenchida com graute para impedir a movimentação das cordoalhas no seu interior e promover a aderência entre o cabo e o concreto ao longo do traçado. A injeção da bainha é um processo complexo e com possíveis complicações, tais como entupimentos devido a detritos dentro da bainha, bolsões de ar que impedem a aderência do cabo ao concreto e falhas nas vedações das ancoragens e das emendas das bainhas. Embora o cabo apresente aderência ao longo do seu traçado, as ancoragens dos cabos devem ser dimensionadas e detalhadas cuidadosamente; Mais utilizado em estruturas pesadas, como por exemplo vigas de superestruturas de pontes, 2. Não-aderente: O método é similar ao aderente, exceto que em vez do uso da bainha metálica, a cordoalha é envolta em graxa e protegida por um duto de polietileno. A graxa impede o desenvolvimento de aderência entre a cordoalha e o concreto, permitindo assim que se deformem independentes um do outro. Isto significa que a totalidade da ancoragem da cordoalha ocorre nas extremidades, sendo então absolutamente essencial um dimensionamento efetivo dos esforços nas regiões das ancoragens que permita uma concretagem eficiente. Devido a isso, a carga de ruptura da pós-tração não-aderente tende a ser 10 a 35% menor que a da aderente. A protensão não-aderente não requer o difícil preenchimento do duto com graute, o que simplifica bastante este método e o torna, nos casos que não necessitam de grande carga de protensão, mais economicamente viável que o método aderente. O método aderente normalmente adota cabos compostos de múltiplas cordoalhas como unidade de protensão. Já o não-aderente adota cordoalhas individuais ou cabos compostos de poucas cordoalhas. Adotado para estruturas mais leves, tais como lajes e vigas de estruturas prediais. Embora todos estes métodos sejam de interesse em determinadas situações. Protensão completa/total • condições (nbr 7197) : não se admite tração no concreto; estado limite de formação de fissuras • melhores condições contra corrosão Protensão limitada • condições (nbr 7197) : estado limite de descompressão; estado limite de formação de fissuras • projetadas para tensões moderadas • comum em pontes e passarelas Protensão parcial • condições (nbr 7197) : estado limite de descompressão; estado limite de abertura de fissuras • tensões de tração mais elevadas 07-) Como é o controle de deformação e uso da contra flexa em estruturas protendidas? R: Controlando-se a protensão é possível obter-se como efeito final, uma leve curvatura para “cima” melhorando o estado de deformação da estrutura. Contra Flecha: Deformação das peças estruturais para cima, propositalmente provocada pelo ajuste das fôrmas ou causada pela aplicação da força de protensão. 08-) Quais as desvantagens do uso da protensão? Ela é viável (técnica e economicamente) em qualquer estrutura? R: Acredito que a "desvantagem do concreto protendido" fica a cargo das necessidades de colocação de elementos específicos como os cabos de protensão, bainhas, placas de ancoragem e também para encontrar profissionais habilitados (mão de obra especializada), além de exigir maior controle de execução. O uso de estruturas protendidas tem como diferencial vencer grandes vãos. Em obras de pequeno porte, e até em alguns grandes prédios, o uso do concreto armado convencional ou de estruturas pré-moldadas, que é mais barato que o protendido, consegue suprir as demandas de vãos e cargas. Logo, o principal foco das estruturas protendidas são as grandes obras. O concreto protendido representa um avanço tecnológico na arte de construir em concreto, porém: - nem sempre existe disponibilidade tecnológica (conhecimento, recursos humanos e materiais) para se projetar e executar obras de concreto protendido. - em nem todas as situações o uso da protensão se manifesta se de modo tão favorável em estruturas, cita se por exemplo a execução de fundações e de pilares sujeitos à compressão com pequena excentricidade. Portanto a correta utilização da protensão depende de uma analise de cada caso em particular. 09-) Onde podem ser aplicadas as estruturas protendidas na construção civil? Comente citando exemplos R: Estruturas protendidas é melhor utilizada em obras de grandes portes como hospitais, shoppings centers, edifícios garagens, pontes, viadutos, etc. Ou seja, obras com necessidade de grandes vãos entre pilares, exigindo maior capacidade de carga e resistência da estrutura. Aplicada em lajes Alveloar, estacadas pré moldadas, ponte de seção celular, lajes nervuradas protendidas, Reforço em viga, Dormentes ferroviários com pré tração, grandes vãos (Exemplo o Edifício Pátio Victor Malzoni), Controle e redução de deformações e da fissuração; Projetos arquitetônicos ousados (Ex. MASP), aplicação em peças pré-fabricadas, Recuperação e reforço de estruturas, Construções como pontes (ex. Ponte da Laguna SP), viadutos, fundações, entre muitos outros. 10-) Defina tensão de protensão. A partir disto, existe limite para o uso da protensão? R: Tensão é a situação na qual se encontra um corpo que está sob a influência de forças que são opostas, as quais exercem uma certa atração sobre ele. A protensão é uma tecnologia que confere ao concreto maior resistência à tração, sendo bastante interessante em estruturas onde existem esforços de flexão elevados. Flexão (curvatura). Protender significa comprimir o concreto. A compressão estabelece -se apenas onde o encurtamento é possível. O cuidado é para que a estrutura possa encurtar se na direção da protensão. As tensões nas armaduras protendidas são limitadas a certos valores máximos, a fim de se reduzir o risco de ruptura dos cabos, e também de evitar perdas exageradas por relaxação do aço portanto, segundo o código modelo CEB-78, as tensões utilizadas no momento da protensão ficam limitadas. 11-) O que é momento de fissuração? Porque ele é maior no concreto protendido do que no concreto armado? R: Momento de fissuração é o momento em que a armadura do concreto é solicitada, ou seja, o concreto apresenta fissurações internas, passando a exigir que o aço entre em ação. No concreto armado esse "momento de fissuração" acontece antes em comparação ao concreto protendido, portanto o momento de fissuração no concreto protendido é maior, devido as características da protensão (armadura ativa). Define-se como momento de fissuração (Mf), o momento fletor capaz de provocar o surgimento da primeira fissura na peça de concreto. Esse momento representa o nível de solicitação que corresponde à passagem do estádio I para o estádio II. Embora seja de baixo valor e muitas vezes desprezado no calculo dos ELU, a resistência à tração do concreto desempenha papel determinante nas análises de ELS, ou seja, na analise de uso das peças de concreto. Em serviço é fundamental conhecer a partir de que momento fletor uma seção poderá ter iniciada uma fissura devida à tração nela provocada pela flexão. A esse momento fletor, a partirdo quel se iniciará a fissuração por flexão, se dá o nome de momento de fissuração. 12-) O que é excentricidade de protensão? Como ela relaciona se na melhora da resistência aos momentos fletores atuantes? R: O concreto é um material resistente às tensões de compressão, mas sua resistência à tração varia de 8 a 15% da resistência à compressão. O Concreto Protendido surgiu como uma evolução do Concreto Armado, com a ideia básica de aplicar tensões prévias de compressão, na região da seção transversal da peça, que será tracionada posteriormente pela ação do carregamento externo aplicado na peça. Desse modo, as tensões de tração finais são diminuídas pelas tensões de compressão pré-aplicadas na peça (protensão). Assim, pretende-se diminuir os efeitos da baixa resistência do concreto à tração. 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. As seções podem atuar elasticamente e a capacidade “total” do concreto à compressão pode ser eficientemente utilizada, em toda a altura da seção, a todas as ações aplicadas. Excentricidade é desvio ou distanciamento do centro. A força de protensão com a máxima excentricidade causa tensão de tração na borda superior, combatida pela tensão de compressão da carga permanente. A maior excentricidade da força de protensão diminuiu a tensão final de compressão no topo da laje. Os efeitos da força de protensão resultam da sua intensidade e da sua excentricidade. Variando se a intensidade e a excentricidade da força de protensão, obtém-se os efeitos desejados. 13-) Qual o menor valor de resistência à compressão do concreto a ser utilizado para os sistemas protendidos? R: Conforme a NBR 6118/2014, o valor é C 25, ou seja, fck maior ou igual a 25MPa ou ainda 250Kgf/cm² (é o menor valor para classe de agressividade I). 14-) Qual a importância da trabalhabilidade do concreto para a execução de peças protendidas? R: De uma maneira geral as peças de protensão, por terem grandes taxas de armaduras (além da armadura passiva, também a armadura ativa de protensão), são especificadas com valores altos de abatimento, também chamado de “SLUMP”. O concreto com maior SLUMP é em geral mais fácil de lançar e de adensar e, portanto, considerado mais trabalhável, portanto no concreto protendido, o uso dos aditivos, para melhorar a trabalhabilidade, é muito comum, pois preciso do concreto mais fluido. 15-) Qual a importância da resistência à tração para momento de fissuração? R: Embora seja de baixo valor e muitas vezes desprezado no calculo dos ELU, a resistência à tração do concreto desempenha papel determinante nas análises de ELS, ou seja, na analise de uso das peças de concreto. Em serviço é fundamental conhecer a partir de que momento fletor uma seção poderá ter iniciada uma fissura devida à tração nela provocada pela flexão. A esse momento fletor, a partir do qual se iniciará a fissuração por flexão, se dá o nome de momento de fissuração. 16-) Quais os cuidados devemos tomar com as bainhas de protensão e as cordoalhas durante a fase executiva? porque? R: As bainhas ou tubos metálicos utilizados para os cabos de protensão devem ser estanques com relação à entrada de nata de cimento durante a concretagem. As bainhas devem ser flexíveis e suficientemente resistentes, para suportar o peso do concreto depositado sobre elas, bem como solicitações de tração daí decorrentes. O fornecimento de bainhas ou tubos metálicos deve ser feito em barras de 6m. No caso de emenda, deverá ser garantida a sua absoluta estanqueidade, recomendando-se a utilização de emendas das próprias bainhas ou solda, no caso dos tubos metálicos. Cuidados especiais devem ser tomados com as bainhas no que diz respeito à perfeita vedação de suas extremidades e rigorosa fixação das mesmas no sentido de impedir seu deslocamento, quando do lançamento de concreto. Na região das ancoragens, verificar se as placas funil estão fixas nos nichos ou rebaixos, observando-se rigorosamente os ângulos de saída e dimensões de acordo com o projeto, assim como a fixação das fretagens. As bainhas devem estar sempre ortogonais com a placa funil. Examinar as junções entre respiros de injeção e bainhas e estes com os cones de ancoragem, para garantir sua estanqueidade e rigidez de fixação. As bainhas devem ser examinadas para a localização de todos os indícios de danos nas mesmas. Bainhas deformadas transversalmente ou perfuradas deverão ser substituídas ou reparadas por algum método aprovado. Conferir se foram colocados todos os cabos definidos em projeto, assim como a armadura passiva, incluindo armadura de fretagem e fendilhamento. Verificar se há espaço útil suficiente para colocação e operação do equipamento de protensão, conforme recomendações. A operação de colocação de bainhas na forma é a mesma, tanto para cabos pré-fabricados (com ou sem aderência), quanto para os de enfiação posterior. Em ambos os casos, devem ser respeitadas as seguintes orientações: Locar na forma as cotas de posicionamento das bainhas indicadas no projeto. Em lajes protendidas, os cabos devem ser colocados conforme ordem definida. Colocar as bainhas na forma com fixação a cada 1,0m por meio de apoios constituídos por travessas, caranguejos, estribos ou pastilhas. A fixação de bainhas deve ser feita com cuidado, para que, durante a operação de concretagem, elas não saiam da posição originalmente estabelecida no projeto. A tolerância horizontal na locação das bainhas em relação à linha teórica do projeto é de 10mm nas cabeças de protensão e 20mm no interior da massa, não devendo ser acumuladas. Verticalmente, a tolerância é de 5mm em lajes e de 10mm em vigas. Se em algum caso for necessário desvios maiores do que estes, deve-se consultar o projetista. Quando condições particulares assim o exigirem, a posição das ancoragens ativas e passivas poderá ser trocada, desde que com a devida autorização do projetista. O eixo dos cabos de protensão deve coincidir rigorosamente com o eixo das ancoragens e estar normal às faces da ancoragem. As travessas ou estribos devem ser de preferência semi-circulares, a fim de se criar uma maior superfície de contato para a bainha e evitar que a mesma se desloque horizontalmente. Não é permitido o uso de solda entre as travessas ou estribos de sustentação e a armadura frouxa. Deve ser colocada armadura de fretagem e fendilhamento, tanto nas ancoragens ativas, como nas passivas, de acordo com o especificado no projeto ou conforme recomendações. Na protensão com aderência, quando necessário, deverão ser feitas vedações com fita adesiva, massa de vidro ou durepox, nas emendas de bainhas, nas ancoragens ativas e passivas já colocando os purgadores, evitando assim, entrada de nata nos cabos, quando da concretagem dos mesmos. Deixar purgadores para saída de ar e controle de injeção de nata, nas extremidades dos cabos. Em cabos longos, deixar purgadores nos pontos altos do mesmo, bem como purgadores nas cordoalhas mais altas da ancoragem para execução do efeito chaminé. Os primeiros 50cm a partir da ancoragem de qualquer cabo, devem ser sempre retilíneos. Deve-se evitar que as pessoas caminhem na obra pisando nos cabos já colocados. No caso de enfiação dos cabos posterior à colocação de bainhas, devem ser tomados os seguintes cuidados: As bobinas de cordoalhas devem ser pré-selecionadas em função do módulo de elasticidade obtido. Em um mesmo cabo as cordoalhas utilizadas devem ter o módulo de elasticidade o mais próximo possível. As cordoalhas devem estar limpas, não podendo conter óleo, oxidação, tinta, ferrugem ou qualquer outro material estranho à sua composição. A operação de enfiação dos cabos deve ser feita com cuidados extremos, poisnão poderá haver dobramento e nem fricção das cordoalhas contra bordas aguçadas das bainhas e cabeçotes. Recomenda-se que o prazo máximo entre a operação de enfiação do cabo e a protensão seja de 15 dias. As pontas das cordoalhas que ficam na parte externa dos blocos, devem ser protegidas com lona plástica, para evitar que fiquem expostas ao tempo. Todos os cuidados tomados são para termos menores perdas na protensão. 17-) Quais os elementos compõem o processo produtivo do sistema de protensão? R: Armadura ativa de protensão é constituída por barras, fios isolados, cordões ou cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré alongamento inicial. Na pré tração de aderência inicial precisamos da pista de protensão, ancoragem inicial de aderência... Na Pós tração são utilizadas as bainhas, purgadores (respiradores)... Luvas (emendas). Macacos hidráulicos e bombas de injeção. Equipamentos por encunhamento: cunha (macho), apoio da cunha (fêmea), cone macho e cone femea. Ancoragens terminais: ativas (móveis) e passivas (fixa). 18-)Porque não podemos utilizar aço comum para concreto armado (CA60- CA50) para o uso na protensão? R: O aço empregado na protensão de estruturas de concreto se caracteriza pela elevada resistência e pela ausência de patamar de escoamento. O aço para armadura ativa, em geral, é mais econômico que o aço para armadura passiva, pois sua resistência pode alcançar até três vezes o valor da resistência da armadura passiva. Com esse tipo de aço também pode ser evitado o problema de emendas, que muitas vezes aparecem em estruturas de concreto armado de grandes vãos. Esse empecilho é contornado pelo fato do aço de alta resistência ser fornecido em grandes comprimentos, basicamente na forma de fios e cordoalhas. Freyssinet, considerado o pai do concreto protendido, verificou que utilizando aços com resistência mais alta, o efeito da queda da força de protensão transferida para o concreto era menos drástica. Os tratamentos recebidos pelos aços de concreto armado e protendido recebem tratamentos diferentes (RB e RN). As designações são: 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; Portanto CP de 145, 170, 175, (aços para protensão). Em outras palavras, existe um efeito "mola" que confere ao concreto protendido maior ou menos grau de resiliência. 19-)Como podem ser fornecidos os aços de protensão pelas siderúrgicas? R: BARRAS:elementos fornecidos em segmentos retos com comprimento normalmente compreendido entre 10 e 12m. FIOS: elementos de diâmetro nominal entre 3mm e 8mm, cujo processo de fabricaçãopermita o fornecimento em rolo. CORDOALHAS: também conhecidas como cordas, e consistem em grupamentos de pelo menos 6 fios enrolados em uma ou mais camadas, em torno de um fio cujo eixo coincida com o eixo longitudinal do conjunto. Assim como os fios são fornecidas em bobinas, com grande comprimento. CORDÕES: grupamentos de 2 ou 3 fios enrolados em hélice com passo constante e com eixo longitudinal comum. 20-)O que são cordoalhas engraxadas? Qual a sua finalidade? R: Cordoalha de 7 fios de aço de alto teor de carbono encordoados em volta de um fio central, cobertos por uma camada de graxa e revestidos com uma capa plástica de alta densidade (PEAD). São empregadas em processos de protensão não aderente, possibilitando maior flexibilidade em projetos arquitetônicos. Por dispensar a injeção de nata de cimento e permitir a ausência de bainhas metálicas a Cordoalha engraxada para protensão garante obras mais econômicas, fáceis e rápidas de construir (facilmente desviadas dos obstáculos, contudo, também exigem mais dispositivos de suporte e uma melhor fixação). Essas características, além de inibirem a corrosão, são fundamentais para diminuir o atrito entre a armadura ativa e a bainha plástica, permitindo o deslizamento da cordoalha no interior da bainha. A Cordoalha Engraxada é utilizada em estruturas de concreto protendido não aderente, a qual garante maior resistência à tração melhorando a eficiência, durabilidade e reduzindo custos da obra. É utilizada em estruturas onde exigem esforço de flexão elevado (Ex. Lajes Protendidas). Viabilização surpreendente aconteceu no mercado de pisos comerciais, industriais e de “radiers” para fundações, desde os para residências populares e de classe média até os edifícios de mais de 15 andares. O baixo coeficiente de atrito (0,07) cabo/bainha plástica auxiliado pela graxa protetora encontrou um uso ideal nos silos e reservatórios cilíndricos, nos quais o formato circular dos cabos provocava grandes perdas por atrito quando era usada a protensão tradicional (coeficiente de atrito igual a 0,24). Com a cordoalha engraxada os cabos agora podem percorrer 360º sem perda de força significativa. 21-)O que é relaxação do aço? R: Relaxação: 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. 22-)O que são aços tipo RN e RB? Qual a diferença entre eles? R: Relaxação Normal (RN) – também chamados de aços aliviados, são caracterizados pela retificação do aço por meio de tratamento térmico, que visa aliviar as tensões de trefilação. Relaxação Baixa (RB) – também chamados de aços estabilizados, recebem tratamento termomecânico que melhora as características elásticas e reduz a perda por relaxação. 23-)Como é a designação (nomenclatura) para as cordoalhas de aço de protensão? R: CORDOALHAS: também conhecidas como cordas, e consistem em grupamentos de pelo menos 6 fios (2, 3 ou sete fios) enrolados em uma ou mais camadas, em torno de um fio cujo eixo coincida com o eixo longitudinal do conjunto. Assim como os fios são fornecidas em bobinas, com grande comprimento. Para Fios é a mesma coisa, mas no lugar do "3" é E (entalhado) ou L (liso). Para aço é a mesma coisa, mas no lugar do "3" é o diâmetro nominal. 24-)Qual a importância do controle da corrosão em aço para protensão? R: A corrosão no aço de protensão é um fator preocupante pelo menos por dois motivos. Em primeiro lugar porque normalmente o diâmetro dos fios é pequeno e em segundo lugar porque o aço quando sujeito a elevadas tensões fica mais susceptível à corrosão. Um certo grau de corrosão, considerado inofensivo para um aço de concreto armado, pode ser crítico no caso de fios de protensão com pequena seção transversal. A chamada corrosão e o fenômeno da fragilidade são fenômenos que podem ocorrer devido à existência simultânea de umidade, tensões de tração e certos produtos químicos como cloretos, nitratos, sulfetos, sulfatos e alguns ácidos. Este tipo de corrosão, que não é detectada exteriormente, dá origem a fissuras iniciais de pequena abertura e pode, depois de um certo tempo, conduzir a uma ruptura frágil. Pode levar um cabo de protensão ao colapso. Devido à sua sensibilidade à corrosão, os aços de protensão devem ser protegidos contra a corrosão na fábrica, durante o transporte e na obra, devendo ser armazenados e instalados em lugares cobertos, aquecidos, secos e aerados, para não serem afetados pela água de condensação. É preciso evitar sempre que os fios entrem em contato com o solo (ácido húmico) ou com os agentes químicos já mencionados. Por ocasião da montagem dos cabos, as bainhas devem estar bem impermeabilizadas. 25-)O que é ancoragem ativa e passiva? R: Ancoragem é o dispositivo e/ou artifício responsável por fixar os cabos de protensão tensionados. A ancoragem tem por objetivo evitar que os cabos de protensão percam a carga aplicada pelo macaco hidráulico, ou seja, evitar que os cabos retornem ao seu estado original, perdendo dessa forma a tensão aplicada aos cabos. Ancoragem Conjunto de peças mecânicas incluindo todos os componentes requeridos para ancorar (fixar) o aço para protensão e transmitir permanentemente a força de protensão ao concreto. A Ativa é aquela pela qual é feito o estiramentodos cabos. 26-)Como se dá a ancoragem por encunhamento? R: Ancoragem por meio de cunhas: Esse tipo de ancoragem é feito basicamente por duas peças, um cone macho e um cone fêmea. Atualmente os sistemas de ancoragem por meio de cunhas, podem ser subdivididos em duas categorias, que são: Ancoragem com cunha cravada: nesse sistema o macaco hidráulico tensiona os fios de protensão até atingir o valor da força de protensão inicial P. Após alcançar esse valor um dispositivo do macaco aciona com um esforço F a cunha contra uma peça fixa. Quando o macaco hidráulico cessar a tensão sobre os fios, a peça fixa e a cunha serão responsáveis por absorver a força de protensão, constituindo dessa forma a ancoragem definitiva. Embora a cunha tenha sido cravada, haverá o deslizamento da cunha em relação ao cone fêmea no momento em que os fios forem liberados. O deslizamento da cunha ocasiona na perda de tensão do fio, por causa da redução do alongamento do mesmo. Essa perda de protensão ocorrerá em todos os sistemas de ancoragem por meio de cunhas, e é chamada de perda por cravação. Ancoragem com cunhas deslizantes - Nesse sistema de ancoragem os fios quando forem tensionados pelo macaco hidráulico se movimentarão entre as cunhas, que ainda estão soltas, e que deverão ser colocadas manualmente ou com auxílio de um martelo, antes da liberação dos fios a fim de garantir o surgimento de uma compressão transversal. Quando os cabos são liberados pelo macaco, as cunhas recuam para dentro do cone fêmea por conta do atrito existente, gerado pela compressão axial. O deslizamento da cunha depende da inclinação das faces da cunha e da profundidade das ranhuras, que tem por objetivo aumentar o atrito entre o cabo e a cunha, impedindo que ela deslize. Assim como no caso da ancoragem com cunha cravada, há perda de protensão por conta do deslizamento que também é chamado de perda por cravação. Basicamente existem dois tipos de cunha. A primeira onde os fios ou cordoalhas passam por dentro do cone macho e do cone fêmea, e o segundo onde o cone macho é dividido em três partes iguais e possui um furo longitudinal por onde passam os fios ou cordoalhas. A cunha dividida em três partes iguais também é conhecida como cunha tripartida. Nas Fábricas de pré-moldados protendidos e na maioria dos sistemas de protensão que empregam fios e cordoalhas, a ancoragem é feita por meio de cunhas de aço (elemento do gênero macho) bi ou tri-partidas e blocos e placas de aço (elemento do gênero fêmea). As cunhas são internamente ranhuradas e o aço recebe tratamento especial (tipo tempera) para alcançar as propriedades de dureza desejadas. As cunhas envolvem o fio ou a cordoalha e são alojadas nas cavidades porta-cunhas. Conforme ocorre a penetração da cunha, desenvolve se uma maior pressão lateral que impede o deslizamento do fio ou cordoalha. 27-)O que são perdas imediatas de protensão? E as perdas ao longo do tempo? Defina os tipos mais comuns na pré e na pós tensão R: A força de protensão ao longo de uma armadura, em geral varia, é o que se costuma chamar de perdas de protensão; Perdas de protensão são todas as perdas verificadas nos esforços aplicados aos cabos de protensão. As perdas de protensão podem ser classificadas em dois grupos: •Perdas IMEDIATAS, que se verificam durante a operação de estiramento e ancoragem dos cabos, a saber: •Perdas por ATRITO, produzidas por atrito do cabo com peças adjacentes, durante a protensão; •Perdas nas ANCORAGENS, provocadas por movimentos nas cunhas de ancoragem, quando o esforço no cabo é transferido do macaco para a peça de apoio; •Perdas por ENCURTAMENTO ELÁSTICO do concreto. Perdas RETARDADAS (ao longo do tempo), que se processam ao longo de vários anos, a saber: •Perdas por RETRAÇÃO E FLUÊNCIA do concreto, produzidas por encurtamentos retardados do concreto, decorrentes do comportamento reológico deste material; •Perdas por RELAXAÇÃO do aço, produzidas por queda de tensão nos aços de alta resistência, quando ancorados nas extremidades, sob tensão elevada. Para cabos com aderência posterior (pós tensão), tem-se: Perdas imediatas: a)perda por atrito (normalmente cabo-bainha); b)perda por deformação da ancoragem; c)perda por deformação imediata do concreto; Perdas diferidas: a)perda por retração do concreto; b)perda por efeito de fluência do concreto; c)perda por relaxação da armadura de protensão; Para cabos com aderência inicial, tem-se: Perdas iniciais: a)perda por deformação da ancoragem; b)relaxação da armadura até a efetivação da protensão; c)perda por deformação imediata do concreto; Perdas posteriores à protensão: a)perda por retração do concreto; b)perda por efeito de fluência do concreto; c)perda por relaxação da armadura de protensão; 28-)Qual a geometria formada pelo cabo de protensão no sistema pós tração? Qual a sua importância? R: Os cabos formam trechos retilíneos e parabólicos, as perdas por atrito, dadas pela equação, dão origem a digramas retilíneos de variação de Px, em cada trecho. Nessas condições, uma vez calculados os valores de Px nos pontos limites dos trechos retilíneos e parabólicos do cabo, a variação de Px é linear em cada trecho. O valor médio de Px em cada trecho é a média aritmética dos valores nas extremidades do mesmo. 29-)Qual a influencia da variação angular da bainha para as perdas de protensão por atrito? R: No caso de protensão com aderência posterior, em que a armadura é tracionada após a concretagem da peça, o atrito entre cabo e a bainha acarreta perdas de protensão que devem ser consideradas no calculo. Esse atrito é maior nos trechos curvos, em razão das elevadas pressões de contato que surgem no desvio da trajetória dos cabos. Entretanto, pode haver atrito também nos trechos virtualmente retilíneos, em consequência de ondulações parasitas que ocorrem na prática. 30-)A Perda por ancoragem influencia qual região da viga protendida? Porque? 31-)Porque na pré tração não há perdas por atrito? R: Porque não são utilizadas as bainhas, ou seja, a armadura ativa é colocada juntamente com a passiva. A armadura ativa então é tracionada e ambas são concretadas juntas. 32-) Porque é importante o controle das perdas de protensão? R: Ressaltando que as perdas em pré-tração correspondem em torno de 30 %, enquanto na pós-tração é em torno de 40% em relação a força aplicada inicialmente. Tensões normais O concreto protendido visa eliminar ou reduzir as tensões de tração que possam ocorrer no elemento estrutural. Isso é feito com a aplicação de um pré-alongamento do aço de protensão, de modo a transferir um esforço de compressão normal em toda a seção da viga, além de esforços de flexão devido à excentricidade das armaduras ativas. Os esforços de flexão causam tensões de compressão na borda inferior e de tração na borda superior quando os cabos de protensão passam abaixo do centro de gravidade (CG) da seção reta da viga (KAESTNER, 2014). Assim, nas regiões em que as ações externas à estrutura causam momentos fletores positivos (que convencionalmente indicam tração na borda inferior), traçando-se os cabos abaixo do CG da seção reta da viga, a protensão atenuará a tensão de tração na borda inferior, não apenas pela força normal aplicada, mas também pelo momento de flexão gerado pela sua excentricidade. Analogamente, entende-se que, nos pontos de momentos negativos, os cabos devem ser traçados de modo a passar acima do CG da seção reta da (KAESTNER, 2015).