Concreto protendido é criar
deliberadamente esforços contínuos em um elemento estrutural para melhorar seu
comportamento em serviço e aumentar a sua resistência. Peças protendidas
são fabricadas desde vigotas para uma casa até vigas para pontes de grandes vãos,
com aplicações tão variadas como dormentes de concreto a estruturas de grandes
vãos para armazenamento industrial.
Alguns conceitos de design estão colocados
nesta publicação, mas, é bom lembrar que o concreto protendido é regido em
nosso país pela norma brasileira da ABNT NBR6118.
Porque o concreto protendido?
Graças a combinação do concreto
com o aço pré-esforçado é possível produzir em um elemento estrutural, esforços
e deformações que contrastem totalmente
ou parcialmente aos que são produzidos pelas cargas gravitacionais que atuam no
elemento, chegando-se a design muito mais eficientes.
A figura abaixo demonstra o
diagrama de momento fletor devido a uma carga vertical “W” e a força de
protensão “P”, para uma viga simplesmente apoiada. Temos neste exemplo, que a
carga vertical e a força de protensão são as mesmas para estas três vigas,
temos então os diagramas de momentos devidos as distintas condições de
utilização:
A viga 1 tem uma carga distribuída “W” e o centro de gravidade se encontra no eixo
neutro da seção, neste caso temos P=zero.
O que se demonstra na viga 2:
Quando é colocado uma protensão axial “P” é produzido um momento constante
devido a excentricidade desta força “P” que faz diminuir a ação da carga
distribuída “W”.
Na viga 3 temos uma distribuição
de momentos devida a força de protenção “P” com força similar a viga 2, mas
temos que “P” é colocado com uma pequena excentricidade nos extremos e com
máxima excentricidade no meio da viga, é um meio eficiente de efeito das cargas
em cada seção da viga.
A segunda figura mostra os
diagramas dos esforços cortantes para as mesmas situações de 1 a 3. Pode se
notar que existe o efeito contrário ao dos momentos fletores, não melhora com
as forças de protensão embora sendo apenas de forças axiais, isto ocorre porque
o esforço de protensão provoca compressões diminuindo as tensões sobre “W” nas
fibras inferiores, As vigas 2 e 3 as tensões são ainda menores quando ocorre o
pré-esforço excêntrico. Nas extremidades da viga 1 e 3 existem apenas esforços
de compressão enquanto que na viga 2 temos tração e compressão devido à existência
do esforço pré-excêntrico, estes esforços são maiores do que as vigas 1 e 3.
Comparando as vigas I, II e III,
representados nas Figuras abaixo temos a conclusão que o aço de protensão
diminui ambas as tensões de tração e os momentos em seção no centro da viga. Os
efeitos secundários da protensão como os mementos e esforços excessivos dos
extremos da viga 2 podem ser suprimidos ou serem inibidos com procedimentos sensíveis
encamisando as cordoalhas ou com técnicas similares
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