1ApresentaoEste manual no se refere ao clculo. Fornece informaes teis tanto para o principiante quantopara o engenheiro experimentado mas viciado pelo procedimento indiscriminado de mestres eoperrios antigos que j conhecem tudo sobre protenso. Poderia ser interpretado como "Faavoc mesmo, apesar de no ter tido um curso completo sobre protenso". Ou ento: "Torne a pro-tenso uma atividade simples e sem mistrios". realmente a finalidade deste manual. Tira todasua inibio contra algo que lhe possa parecer intransponvel. Torna tudo to simples que voc sprecisa saber ler. As figuras mostram tudo de maneira to clara e simples que at mesmo um leigoconsegue entender como se faz. No saber, entretanto, projetar uma obra ou conceber algo coma segurana exigida, mas poder perceber alguns erros que chamem bastante a ateno ouexageros que fujam prtica usual.

O Captulo 2 serve como complementao ao que o engenheiro de obra j conhece. uma esp-cie de recordao dos conceitos. Ele pode executar bem uma obra, seguindo todas as recomen-daes, como se estivesse diante de uma receita sem se interessar pela sua origem. Desejandose aprimorar, o engenheiro pode voltar ao manual e ler esse captulo para relembrar os conheci-mentos.

Os Captulos 3 a 6 mostram alguns erros que ocorrem com maior freqncia e que podem ser evi-tados desde que se saiba que possam ocorrer. Alguns desses erros j vm do projeto e podemser detectados antes da execuo deficiente. Para isso, a leitura do item 6.9 pode ser til tantopara o projetista quanto para o executor.

Os Captulos 9 e 10 se referem aplicao da protenso e sua medida. Alerta ao executor sobreo que nunca deve ser feito. Pode parecer bvio para o engenheiro experimentado, mas elemesmo no se lembraria de alertar seus auxiliares, pois nem passaria pela sua mente que algumpudesse cometer tais barbaridades.

Quando algo no d certo na obra, muitas vezes o engenheiro fica atordoado e sem saber o quefazer. Sua tendncia natural pode no ser a melhor soluo. Quebrar o concreto para substituir umcabo pode ser pior do que aceitar uma protenso deficiente. necessrio colocar nos pratos deuma balana os prs e os contras de qualquer procedimento, levando em considerao o custoe o tempo perdido. A substituio de um cabo por outro de menor dimetro pode ser a melhorsoluo, mesmo que a protenso efetiva aplicada seja inferior prescrita pelo clculo. Neste caso indispensvel ouvir a opinio do projetista. O manual fornece "dicas" para resolver muitos casosfreqentes, mas no pode prever tudo o que acontece. O leitor, diante dos conhecimentos adquiri-dos com a leitura do manual, pode e deve raciocinar e criar seu prprio julgamento.

2Em resumo, o manual procura alertar sobre quase tudo o que pode acontecer na obra. Aconse-lha-se ao leitor imaginar o que ele faria antes de ler a soluo sugerida. muito importante queele pense e resolva o problema. Muitas vezes, sua soluo pode ser a melhor de todas. Afinal,todo indivduo possui uma imensa capacidade de pensar, sendo freqentemente a melhor soluode qualquer problema aquela proveniente de algum que nunca havia se deparado com situaosemelhante. O excesso de conhecimentos tericos muitas vezes inibe um pensamento bem ori-entado. como se nossa cabea estivesse cheia de "lixo" no dando lugar a circuitos orientadospela intuio pura e no contaminada.

Este manual ajuda a todos os que necessitam de uma resposta rpida e segura para a maioria deseus problemas. Use-o e ganhe tempo e conhecimento. No vai adiantar nada apenas ler: indis-pensvel praticar!

AUGUSTO CARLOS DE VASCONCELOSEng Consultor

3PrefcioDesde janeiro de 1996, quando iniciou sua pesquisa nos Estados Unidos da Amrica sobre oprocesso de protenso no aderente, utilizado naquele pas desde os anos 60, o autor vem reunin-do literatura e observaes sobre o desenvolvimento e o uso desse sistema de protensodescomplicado: ps-trao com cordoalhas engraxadas e plastificadas.

Antes disso, o sistema de protenso usual no Brasil era o de ps-trao com aderncia poste-riormente desenvolvida, com o uso de cordoalhas nuas, envoltas por bainhas metlicas, com pos-terior preenchimento por injeo de pasta de cimento e gua em todo o seu interior, que promovea aderncia entre as cordoalhas, a pasta, a bainha e o concreto que a envolve. um processomuito utilizado na construo de pontes e viadutos, nos quais existem grandes concentraes deforas, com muitas cordoalhas distribudas em pequenos espaos fsicos.

Durante muitos anos os edifcios foram construdos com essa tecnologia transposta das pontespara as lajes planas macias. Seu sucesso, porm, ficou restrito aos grandes edifcios comerciaiscujos vos de maior amplitude impunham a protenso.

Raramente eram construdos edifcios residenciais em laje plana protendida com aderncia posterior, pois, alm de seu custo no ser competitivo com as lajes vigadas de concreto armado- normalmente utilizadas para vos pequenos - a tecnologia razoavelmente complexa no acom-panhava bem a dinmica de construo dos edifcios.

O sistema de protenso com cordoalhas engraxadas e plastificadas usado no mundo todo, e par-ticularmente nos Estados Unidos, tem diversas caractersticas diferentes do sistema aderente,principalmente quanto praticidade e simplicidade dos materiais e servios:

a cordoalha j vem com graxa protetora contra a corroso e bainha plstica individual extrudada diretamente sobre a cordoalha engraxada, muito resistente, que suporta comfacilidade o manuseio usual dos materiais no canteiro

simples fabricao dos cabos cada cordoalha pesa 0,88 kg/m ( 12,7 mm), portanto, o seu transporte simples e

fcil, feito cordoalha por cordoalha o posicionamento nas cotas corretas muito prtico, com auxlio de peas de plstico

ou ao (cadeirinhas) usa ancoragens fundidas pequenas e baratas as cunhas so bipartidas sem anel de unio frma plstica descartvel padronizada, para formao do nicho por onde entrar o bico

do macaco macaco hidrulico de dois pistes engenhoso e leve (19 kg) , que pode ser posicionado

e protender em qualquer parte do comprimento do cabo, tensionando uma cordoalha de cada vez a cada 30 segundos

usa bomba hidrulica pequena (35 kg) e fcil de ser transportada a protenso feita em uma s elevao de presso, pois no h retificao de cordoa-

lha (bainha justa com a cordoalha) e no h a possibilidade de cabos presos por pasta de cimento

no necessita de injeo de pasta de cimento

Por tudo isso, esse processo abriu um novo horizonte na construo protendida no Brasil, desdesua introduo no mercado, em fevereiro de 1997.

O principal mercado que se abriu foi o da construo de edifcios residenciais, que encontrouna protenso leve uma alternativa prtica, rpida e econmica para o tradicional concretoarmado.

Edifcios com vos de 3 a 5 metros feitos em laje macia sem vigas tornaram-se competitivos ede maior qualidade executiva que os de concreto armado.

Viabilizao surpreendente aconteceu no mercado de pisos comerciais, industriais e de radierspara fundaes, desde os para residncias populares e de classe mdia at os edifcios de maisde 15 andares.

O baixo coeficiente de atrito (0,07) cabo/bainha plstica auxiliado pela graxa protetora, encontrouum uso ideal nos silos e reservatrios cilndricos, nos quais o formato circular dos cabos provo-cava grandes perdas por atrito quando era usada a protenso tradicional (coeficiente de atrito iguala 0,24. Com a cordoalha engraxada os cabos agora podem percorrer 360 sem perda de forasignificativa).

Nesses cinco anos, desde o lanamento dessa cordoalha no mercado brasileiro, diversas novasempresas de protenso surgiram em quase todos os Estados do Brasil, as quais, junto com asempresas tradicionais de protenso, do cobertura s obras em todo o territrio nacional. Issomostra a extrema simplicidade do sistema no aderente.

A facilidade executiva desse sistema, no entanto, pode levar errada suposio de que qualquerpessoa mediamente iniciada no processo pode tocar uma obra de protenso com segurana. Noentanto, a protenso continua sendo um assunto tcnico e assim deve ser tratado. A mo-de-obraenvolvida deve ser muito bem treinada e orientada por um profissional experiente que tenhasomente essa incumbncia na obra e que nela permanea durante todo o tempo de construoda estrutura. A improvisao pode ser muito perigosa.

O objetivo desse manual fornecer informaes sobre a protenso no aderente ao projetistaestrutural, ao engenheiro responsvel pela obra, s empresas de protenso, aos encarregados daobra e aos fiscalizadores / laboratrios.

As sugestes aqui apresentadas representam a experincia do autor no assunto protenso e sobaseadas em diversos artigos e publicaes inglesas e norte-americanas, principalmente as doPTI Post-Tension Institute, entidade dos Estados Unidos da Amrica que congrega projetistas,usurios e empresas de protenso de todo o mundo.

ResponsabilidadesProjetos especficos e prticas de montagem, de protenso e de acabamento so nicos paracada obra e so de responsabilidade dos engenheiros e proprietrios da mesma. Este manual nopretende ser especificao detalhada a respeito de procedimentos seguros em canteiros deobras, manuseio e montagem. A colocao e montagem de sistemas de protenso em monocor-doalhas no aderentes ps-tracionadas so sujeitas a avaliaes e critrios pessoais. As prticasde segurana de projeto e montagem dos engenheiros, empreiteiros e proprietrios deve, em cadainstncia, controlar toda a atividade do pessoal de obra.

O autor no d nenhuma garantia a respeito das recomendaes contidas neste manual, incluin-do as de qualidade, de manufatura e de segurana, expressas ou implcitas. O autor no res-ponsvel por qualquer dano, incluindo aqueles conseqentes do uso das recomendaes dessemanual.

A incorporao como referncia ou citao deste manual de instruo em quaisquer especifi-caes, documentos de contrato, ordens de aquisio, desenhos ou detalhamentos de obradevem ser feitos sob risco daqueles que esto fazendo tal referncia ou citao e no deve sujeitaro autor a qualquer responsabilidade, direta ou indireta; e aqueles que fazem qualquer refernciaou citao devem deixar de lado qualquer reivindicao contra o autor.

Eng Eugenio Luiz Cauduroe-mail: cauduro@belgo.com.br

ecauduro@uol.com.br

6Ao Jos Geraldo Lcio, dedicado funcionrio da Cia.Siderrgica Belgo-Mineira, que despendeu seu tempo livre porvrios meses, traduzindo do ingls dezenas de pginas de lite-ratura tcnica americana.

Ao vanguardista projetista estrutural cearense Marcelo Silveira,que gentilmente cedeu diversos desenhos com detalhes loca-lizados das armaes e ancoragens, os quais fazem parte dessemanual.

Ao Dr. Bijan O. Aalami, professor emrito da San Francisco StateUniversity, e presidente da ADAPT Corporation, que cedeuinmeros desenhos detalhados de projetos das Armaduras.

minha esposa Regina Helena, por sua

pacincia, compreenso e pelo sacrifcio de muitas

horas de convvio e lazer.

Eng Eugenio Luiz Cauduro

Agradecimentos

Agradecimento Especial

7Compact disc Personalize seus projetos, treinamentos, apresentaes e aulas. As fotografias e detalhes conti-dos no manual podero ajud-lo nessas tarefas.

O presente manual contm inmeros desenhos que podem ser utilizados pelos engenheiros estru-turais em seus projetos.

No CD anexo encontram-se diversos arquivos em Word e Excel, que voc poder copiar e alte-rar conforme sua preferncia pessoal.

A seo 6.9 - Sugestes ao Projetista, como sugesto do autor, deve ser includa nas instruesque o projetista deve enviar obra juntamente com o projeto estrutural.

Para inspeo de obras pode ser utilizada a Lista de Verificao para Inspetores, do item 15.4.

Um formulrio Relatrio das operaes de Protenso, como o do item 15.3 pode ser usado nasobras. Copie e altere-o conforme seu interesse ou as peculiaridades da sua obra.

81. INTRODUO1.1. Propsito 101.2. Responsabilidades 101.3. Definies 10

2. PROTENSO 2.1. Conhecimento prtico do concreto protendido 192.2. Teoria 262.3. Protenso para se obter um balanceamento de cargas 262.4. Protenso parcial ou total 272.5. Componentes contnuos de uma estrutura 272.6. Balanos 28

3. FABRICAO3.1. Fabricao das cordoalhas 293.2. Fabricao dos cabos 30

4. DOCUMENTOS DE CONTROLE PARA UMA OBRA DE PROTENSO4.1. Geral 324.2. Desenhos de instalao (cablagem) 324.3. Romaneios 324.4. Certificado dos materiais 324.5. Calibrao dos macacos 324.6. Tabelas de protenso 33

5. ENTREGA, RECEPO, MANUSEIO E ESTOCAGEM5.1. Entrega e aceitao 345.2. Manuseio e estocagem 34

6. MONTAGEM DO SISTEMA NA OBRA6.1. Geral 366.2. Coordenao das funes relacionadas 366.3. Procedimentos gerais de montagem 376.4. Procedimentos de montagem para lajes cogumelo armadas em uma ou duas direes 376.5. Procedimentos de montagem para vigas e lajes 436.6. Montagem de ancoragens passivas no campo 466.7. Inspeo geral aps a montagem antes do lanamento do concreto 476.8. Exemplos de detalhes tpicos de montagem 486.9. Notas gerais / sugestes ao projetista 58

7. LANAMENTO DO CONCRETO7.1. Procedimentos gerais 67

8. ANCORAGENS8.1. Geral 688.2. Ancoragem 688.3. Cunhas 688.4. Protenso 698.5. Consideraes de segurana 70

99. PROTENSO DO CABO9.1. Geral 719.2. Preparao para protenso 719.3. Protendendo os cabos 729.4. Protenso de cabos em lajes sobre o solo 779.5. Procedimentos de segurana 779.6. Nunca faa 789.7. Perguntas a serem respondidas com sim para inspeo antes,

durante e depois da protenso dos cabos 78

10. ALONGAMENTO10.1. Geral 8010.2. Preparao 8010.3. Medio 8010.4. Registro 81

11. ACABAMENTO DOS CABOS11.1. Corte da ponta dos cabos 8211.2. Grauteamento do nicho de protenso 83

12. SISTEMAS ENCAPSULADOS12.1. Geral 8412.2. Propsito e finalidade 8412.3. Fabricao de cabos encapsulados 8412.4. Descarregamento de cabos encapsulados 8412.5. Manuseio de cabos encapsulados no canteiro de obra 8412.6. Instalao de sistemas encapsulados 8412.7. Acabamento do sistema encapsulado 85

13. CABOS BARREIRA13.1. Geral 8613.2. Instalao dos cabos atravs dos pilares 8613.3. Instalao dos cabos na borda dos pilares 8813.4. Consideraes sobre protenso especial 89

14. SOLUO DE PROBLEMAS NO CANTEIRO DE OBRAS14.1. Riscos 9114.2. Preveno dos problemas mais freqentes 9114.3. Escorregamento da cordoalha e/ou macaco preso 9214.4. Bicheira no concreto 9314.5. Estouros (rompimentos do concreto) 9414.6. Ruptura da cordoalha (um ou mais fios) 9414.7. Cabos curtos demais para serem protendidos usando o procedimento normal de protenso 9514.8. Emendando cabos 9514.9. Cunhas fissuradas 9714.10. Procedimentos para verificao da fora no cabo 9714.11. Equipamento para reparo de cabos monocordoalha 98

15. APNDICE15.1. Exemplo - Certificado do Ao 10115.2. Exemplo Grfico / tabela de calibrao do macaco 10215.3. Exemplo Relatrio das Operaes de Protenso 10315.4. Exemplo Lista de verificao para inspetores 10415.5. Reparo de cabos danificados em ambiente agressivo 108

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1. INTRODUO

1.1 PROPSITOEste manual foi desenvolvido: Para fornecer informaes bsicas e desenhos detalhados para uso de projetistas Para equalizar a linguagem entre projetistas, proprietrios e executores de obras, interve-

nientes diversos, fiscalizadores e laboratrios Para fornecer orientao ao pessoal de campo envolvido na instalao, protenso e aca-

bamento dos cabos monocordoalhas no aderentes Para fornecer informaes para inspeo de construes que utilizam cabos monocor-

doalhas no aderentes e contm extensas explanaes sobre problemas de canteiro de obras com este tipo de construo

Deve ser entendido que enquanto os detalhes e recomendaes apresentados neste manu-al pretendem representar a prtica geralmente aceita pelo mercado, as prticas das diferentes empresas de protenso em itens especficos (em particular, procedimentos de operao de equipamentos de protenso) podem variar em relao s recomendaes aqui apresentadas.

Caso ocorra qualquer conflito entre este manual e os documentos contratuais ou instrues da empresa de protenso, os mesmos devem sempre prevalecer, devido responsabilidade das empresas de protenso e seu envolvimento nas obras.

1.2 RESPONSABILIDADESResponsabilidades pela instalao, protenso, acabamento de cabos no aderentes e super-viso tcnica do canteiro de obras devem estar claramente estabelecidas nos documentos de contrato, especificaes especiais do projeto e nos termos do contrato entre a construtora, a empresa de protenso e o instalador.

1.3 DEFINIESAs definies dos termos usados neste manual so as seguintes:

Ao de FretagemAo de reforo usado para controlar as foras de trao desenvolvidas no concreto atrs dasancoragens, devido compresso provocada pelo cabo, que se distribuem em todas asdirees.

Ao para ProtensoAo de alta resistncia que usado para protender o con-creto, normalmente cordoalha formada por 7 (sete) fios. o elemento do cabo que alongado e ancorado para pro-mover a necessria fora de protenso. Ao ser tracionado a75% da carga de ruptura, ou seja, a perto de 15 toneladas, esse ao se alonga entre 6 e 7 milmetros pormetro. Assim esticado fixado pelas ancoragens. Tentandovoltar ao comprimento inicial, ele comprime o concretoatravs das ancoragens.

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AlongamentoAcrscimo de comprimento do ao de protenso (cordoalha) que ocorre sob aplicao da fora de protenso.

AncoragemConjunto de peas mecnicas incluindo todos os componentes requeridos para ancorar (fixar) o ao para protenso e transmitir permanentemente a fora de protenso ao concreto.

Ancoragem AtivaAncoragem da extremidade ativa do cabo que usada para tensionar e fixar o ao para protenso (cordoalha).

Ancoragem Intermediria Uma ancoragem localizada em qualquer ponto ao longo do comprimento do cabo, que pode ser usada para tensio-nar um dado comprimento do cabo sem a necessidade de cort-lo. Normalmente usada em intervalos de concretagem para possibilitar a antecipao da protenso e remoo da frma.

Ancoragem PassivaAncoragem da ponta final do cabo, normalmente colocada e fixada numa das extremidades do cabo antes deste chegar ao local da obra. No usada para aplicar a protenso ao cabo.

Atrito Devido s Oscilaes Inevitveis o atrito causado por desvios horizontais e verticais no intencionais do cabo.

Bainha PlsticaMaterial de cobertura formando um revestimento no qual o ao de protenso (cordoalha) fica contido para evitar a aderncia durante a colocao do concreto, para promover proteo contra a corroso e conter o envolvimento de graxa inibidora de corroso. feita de polietileno de alta densidade que extrudado diretamente sobre a cordoalha envolvida em graxa.

BalanoQualquer pea estrutural horizontal, projetada alm do seu apoio vertical.

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Barras de Ao ComplementaresAo de reforo (vergalho) usado para controlar a distribuio das foras de trao no con-creto, resultantes da concentrao das ancoragens desenvolvidas pelos cabos tracionados.

CaboO conjunto completo consistindo dos dispositivos de ancoragens, ao de protenso (cordoa-lha), revestimento de graxa e bainha plstica. Eles proporcionam a fora de protenso que vai para o concreto.

Cabo AderenteCabo com um espao anelar entre a cordoalha de protenso e uma bainha geralmente metlica, injetado com pasta de cimento e gua, que depois de tracionado promove a ade-rncia do cabo seo de concreto que o envolve.

Cabos AdicionaisCabos normalmente curtos colocados em locais especfi-cos, tais como caixas/nichos, para incrementar a capacidade estrutural do local sem que se tenha de usar cabos com o comprimento total da laje ou viga.

Cabo BarreiraCordoalhas de ao de alta resistncia esticadas ao redor do permetro da estrutura e nas extremidades das rampas para evitar que automveis e pedestres caiam pelas laterais dos edifcios garagem. So cabos que no contm graxa. Ao lado, o Shopping Center Iguatemi Fortaleza, CE.

Cabo MonocordoalhaCabos cujas ancoragens admitem o alojamento de uma s cordoalha.

Cabo No AderenteCabo no qual o ao de protenso (cordoalha) impedido de aderir ao concreto e fica livre para se mover em relao ao mesmo, assim, a fora de protenso permanentemente trans-ferida para o concreto somente pelas ancoragens.

Cabos Distribudos (Regularmente Distribudos)Cabos simples ou em grupos, uniformemente distribudos, normalmente perpendiculares aos cabos em faixa (vigas, paredes, etc.) e espaados no mximo 8 (oito) vezes a espessura da laje, ou a 1,50 m.

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Cabos em Faixa Grupos de cabos proximamente espaados colocados jun-tos em uma faixa estreita, normalmente ao longo da linha de pilares. Essa faixa simula vigas na espessura da laje. Cabos em faixa ligando os pilares, do canto inferior esquer-do ao superior direito da foto ao lado.

Cadeira Dispositivo metlico ou plstico usado para apoiar e segurar os cabos de ps-trao em sua respectiva posio de projeto, prevenindo deslocamentos antes e durante a colocao do concreto.

Carga Mnima de RupturaMnima carga de ruptura da cordoalha, definida pela norma brasileira.

Cavidade da Placa de AncoragemFuro tronco-cnico na placa de ancoragem, adequado para acomodar a cunha e fixar a cor-doalha que passa atravs dela.

Concreto ProtendidoConcreto no qual tenses internas (foras) so induzidas por meio de cordoalhas de ao esti-cadas. Realizado por dois mtodos, protenso ps-tracionada e protenso pr-tracionada.

Concreto Protendido Ps-Tracionado geralmente executado nos canteiros de obras. O ao tracionado aps o concreto ter atingido perto de 75% de sua resistncia especificada. Nesse momento o concreto com-primido pelo ao.

Concreto Protendido Pr-Tracionado produzido em fbricas de construes pr-fabricadas protendidas. O ao tracionado antes do lanamento do concreto e suportado por estruturas colocadas nas extremidades de longas pistas de pr-fabricao. Depois disso o concreto lanado, envolve e adere s cor-doalhas. Assim que o concreto atingiu cerca de 75% da resistncia especificada, faz-se a transferncia da fora das cordoalhas para o concreto cortando-se as cordoalhas entre ele e a estrutura da extremidade da pista. A efetiva aderncia das cordoalhas ao concreto faz o mesmo ser comprimido.

Contra-FlechaDeformao das peas estruturais para cima, propositalmente provocada pelo ajuste das fr-mas ou causada pela aplicao da fora de protenso.

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CordoalhaArames de ao de alta resistncia enrolados entre si ou ao redor de um fio central. Em cabos no aderentes, a cordoalha de sete fios usada quase que exclusivamente.

CunhasPea de metal tronco-cnico com dentes que mordem o ao de protenso (cordoalha) durante a transferncia da fora de protenso do macaco hidrulico para a ancoragem. Os dentes so adoados na ponta mais fina para assegurar o desenvolvimento gradual da fora do cabo sobre o comprimento da cunha. Cunhas bipartidas so normalmente usadas para cabos monocordoalhas.

Deformao LentaDeformao dependente do tempo (encurtamento) do concreto sob tenso constante.

Desenhos de InstalaoDesenhos detalhados fornecidos pela firma de protenso ou projetista, contendo informaes como: nmero, dimetro, comprimento, marcao, localizao, alongamento e perfil de cada cabo a ser colocado.

DesprotensoMeio de liberar a fora de protenso do cabo.

Dispositivo para Ancoragem Provisria Placa de ancoragem especial usada para mudanas estru-turais ou reparos dos cabos existentes. Tem um segmentoremovvel que permite coloc-la sobre a cordoalha existente. O segmento ento recolocado e apertado com parafusos.

Documentos do ContratoAlm do prprio contrato, so as instrues, regras, desenhos de montagem, manuais, etc., que so referidos no contrato entre o proprietrio / construtor / empreiteiro / montador e outros.

EmendaPea normalmente feita com molas que unem duas pontas de cordoalhas e assim emendam e transferem a fora de protenso de ponta a ponta do cabo.

Encurtamento ElsticoEncurtamento da pea de concreto que ocorre imediatamente aps a aplicao da fora de protenso.

15Manual para a Boa Execuo de Estruturas Protendidas Usando Cordoalhas de Ao Engraxadas e Plastificadas

Equipamento de Tensionamento Consiste normalmente de macaco, bomba hidrulica de alta presso, mangueiras e manmetro de presso.

Estouro o colapso (rompimento) do concreto durante ou aps a protenso, devido a diversas causas. Pode ser considerado como uma exploso.

Espaador Contnuo Dispositivo contnuo usado para suportar os vergalhes e os cabos na parte inferior das lajes e promover seu cobrimento adequado.

Extremidade AtivaPonta do cabo na qual a fora de protenso aplicada.Na foto ao lado, pontas de cabos em colocao atravs das ancoragens e da frma de borda metlica.

Ferramenta de Fixao ManualUma pequena pea manual usada para alinhar corretamente (fixar) as cunhas na placa de ancoragem antes da colocao do macaco na cordoalha para protenso.

Frma de BordaUsada para limitar a distribuio horizontal do concreto fresco em superfcies planas.

Frma para NichoPea plstica de utilidade temporria usada na extremidade ativa durante o lanamento do concreto para moldar uma abertura (nicho) no mesmo, que permita ao equipamento de protenso acessar a cavidade da placa de ancoragem.

Na foto ao lado, uma frma plstica para cabo utilizado para atravessar a frma de borda com ngulo de 45.

Fora o produto da massa de um objeto pela sua acelerao.

Captulo 1Introduo

TensoFora interna que age em todas as partes de um corpo.

Fora do MacacoFora temporria exercida pelo macaco quando se introduz a fora de protenso no concre-to, tracionando-se o cabo.

Frma para Nicho DivididaPea plstica de uso temporrio composta de duas partes. Usada em ancoragens interme- dirias durante a moldagem do concreto para promover um nicho no concreto, permitindo que o equipamento de protenso acesse a placa de ancoragem.

Instalador (Armador, Gato de Armao)Empresa fornecedora de mo-de-obra de armadores, que pode ser a mesma que corta, do-bra e/ou monta (instala) as armaduras passivas de ao CA-50 e CA-60 da obra.

KipUm Kip = 1.000 libra fora (Um Kip = 4,44 kN)

Lao Tipo de ancoragem passiva (tambm chamada de morta, pois embutida no concreto sem possibilidade de ser acessada) formada por uma cordoalha praticamente dobrada ao meio fazendo um arco de circunferncia de aproximadamente 30 cm de dimetro, muito usada na protenso aderente. No deve ser usada com cordoalhas engraxadas e plastificadas, a no ser que sejam totalmente retiradas a capa plstica e a graxa em um comprimento de perto de 1,50 m de cordoalha, para garantir sua aderncia ao concreto.

Luva de Emenda MultiusoUma emenda que usa uma cunha tripartida e feita de material resistente o suficiente para uso repetido.

Macaco Dispositivo mecnico (normalmente hidrulico) usado para aplicar fora no cabo de protenso.

Mandbulas do Macaco Cunhas usadas no macaco para segurar a cordoalha durante a operao de protenso.

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MonocordoalhaCabo cuja ancoragem consegue alojar uma nica cordoalha.

Montagem / InstalaoColocao de todos os componentes do sistema nas frmas: cabos, suportes, ancoragens, frmas para nicho e emendas, de acordo com os desenhos de montagem.

Nariz do MacacoParte frontal do macaco que se encaixa no nicho de trao para alinhar o macaco com a ancoragem.

Pelcula de Concreto Pasta cimentcia misturada com agregados finos que pode se depositar no furo tronco-cnico da placa de ancoragem.

Perdas por Acomodao da CunhaO movimento de retorno das cunhas (geralmente entre 5 e 7 mm) dentro da cavidade da placa de ancoragem durante a transferncia da fora de protenso do macaco para a ancoragem, resultando em perda da fora de protenso.

Perdas por AtritoA perda de tenso (fora) em um cabo de protenso resultante do atrito criado entre a cordo-alha e a bainha, devida s oscilaes inevitveis e/ou aos perfis de projeto do cabo, durante a protenso.

PerfilO desenho ou trajetria que um cabo desenvolve no concreto entre uma ponta e outra.

Porta-CunhasPea de metal externamente cilndrica e com furo tronco-cnico interno que aloja as cunhas, normalmente usada com uma placa para transferir a fora de protenso ao concreto.

Placas das Mandbulas do MacacoPlacas de ao projetadas para segurar no lugar as mandbulas do macaco durante a opera-o de protenso.

Placa de ApoioPlaca de metal que se apia diretamente no concreto e parte do conjunto de ancoragem.

Placa de AncoragemPara cabos monocordoalha, pea normalmente de ferro fundido dctil, que aloja as cunhas e usada para transferir a fora de protenso para o concreto. O furo tronco-cnico da placa de ancoragem para alojamento da cunha tem a superfcie regular, porm, rugosa.

Ponta do CaboA cordoalha excedente saindo da extremidade ativa da placa de ancoragem, de comprimen-to suficiente para ser adaptada ao macaco.

Ps-TraoMtodo de protenso no qual os cabos so tensionados depois que o concreto est endure-cido e com resistncia suficiente.

PressoFora agindo por unidade de rea.

Protenso InicialFora atuante no cabo imediatamente aps a transferncia da fora de protenso para o con-creto. Isso ocorre depois que as cunhas foram assentadas na placa de ancoragem pelo recuo da cordoalha aps a retirada do macaco.

Protenso ParcialProtenso do concreto em nveis de tenso tais que tenses de trao possam existir sob as cargas de servio projetadas.

ProtenderColocar o material (concreto) em um estado de compresso, anteriormente aplicao das cargas.

Protenso EfetivaA fora de protenso num ponto especfico de uma pea de concreto, depois que todas as perdas ocorreram.

ResistnciaA capacidade de um corpo ou objeto exercer ou resistir a uma fora.

Revestimento de GraxaMaterial de revestimento para inibir a corroso de acordo com o critrio de performance do Instituto da Ps-Trao (EUA), conforme descrito nas suas "Especificaes para Cabos Monocordoalha No Aderentes".

Sistema Encapsulado Um sistema constitudo de conexes prova dgua nas ancoragens ativas, intermedirias e passivas, que tem a cavidade ao lado da cunha, posteriormente coberta por uma tampa impermevel cheia de um material inibidor de cor-roso.

TensoO efeito das foras de trao ou compresso em um corpo.

Tracionamento em EtapasTracionamento seqencial dos cabos em passos ou estgios separados ao invs de tensio-nar todos os cabos durante a mesma operao de protenso.

Zona de AncoragemRegio de concreto adjacente ancoragem sujeita s tenses resultantes da fora de pro-tenso.

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Nota

Prticas locais, costumes e usos regionais podem empregar terminologias, jarges eapelidos diferentes dos termos e definies utilizados neste manual. Verifique com o seuinspetor ou outra pessoa qualificada que possa esclarecer termos e definies.

2. PROTENSO

2.1 CONHECIMENTO PRTICO DO CONCRETO PROTENDIDO 2.1.1 Concreto Protendido o concreto armado ao qual se acrescenta mais um carregamen-

to atravs de cabos de protenso. So peas de concreto, tais como vigas e lajes, nas quais tenses internas so induzidas por meio de ao de protenso.

2.1.2 Para entender os princpios do concreto protendido importante estar ciente das capaci-dades estruturais do ao e do concreto. O concreto muito resistente compresso, mas relativamente fraco na trao. Uma viga comum de concreto armado suporta uma carga atravs de tenses de compresso desenvolvidas na sua parte superior e no resiste s tenses de trao na parte inferior; assim, ela fissura (Figura 2-1). Barras de ao de reforo so colocadas na zona inferior para resistir trao e controlar a fissurao.

2.1.3 Olhando o corte transversal dessa mesma viga de concreto armado, a parte superior est comprimida e a parte inferior, fissurada, est apenas segurando as barras de ao na posio (Figura 2-2). As barras so bastante longas e freqentemente determinam quo larga a viga deve ser. O diagrama de tenses (Figura 2-2) dar a voc uma boa idia do que est acontecendo com essa viga. O concreto na parte superior no fissu-rada da viga est comprimido, partindo de zero onde a fissura se inicia at o seu valor mximo junto face superior. O concreto na parte inferior da viga est tracionado e toda essa trao suportada pelos vergalhes.

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Figura 2-1 Viga comum de concreto armado

Compresso

Seo transversal Diagrama de tenses

Ao tracionado

Concretocomprimido

Trao

Figura 2-2 Seo transversal e diagrama de tensode uma viga comum de concreto armado

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2.1.5 Em concreto ps-tracionado, at que o concreto durante a cura atinja aproximada-mente 75% de sua resistncia total, o cabo no puxado (tensionado). Entretanto, ambos, concreto e cabo no tm qualquer tenso (Figura 2-4.1 ).

Figura 2-4 Fora e tenso em vrios estgios de tensionamento

Figura 2-4.1

Figura 2-4.2

Figura 2-4.3

Figura 2-4.4

Tenso (MPa)

0.0 MPa 0.0 kN

1490 MPa 147 kN

1350 MPa 128 kN

1195 MPa 118 kN

Estado antes da protenso

Estado quando protendido

Estado aps fixao das cunhas

Estado final

Cabotracionado

Concreto comprimido

Fora (kN)

2.1.4 Considere uma cordoalha de ao de alta resistncia com tenso de ruptura de 190 kgf/mm2 [ 1860 MPa ], que tracionamos dentro do seu limite elstico de aproximada-mente 142 kgf/mm2 [ 1490 MPa ] (Figura 2-3). Se tivssemos que liberar essa tenso, o ao retornaria ao seu comprimento original.

Tenso nula

Tenso de 1490 MPa

Figura 2-3 Tracionamento de uma cordoalha de sete fios categoria 190 kgf/mm2 (1860 MPa), 12,7 mm.

Tenso nula

Tenso de 1490 MPa

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Tracione (alongue) o cabo at 147 kN (1490 MPa para a cordoalha de 12,70 mm) que o seu limite elstico, apoiando o macaco hidrulico no concreto e reagindo contra ele, comprimindo-o. Agora o cabo est tracionado e o concreto comprimido (Figura 2-4.2).

No prximo passo, as cunhas das ancoragens mordem o cabo quando o macaco o solta. Nessa transio, o alongamento inicial do cabo parcialmente diminudo devido cravao das cunhas ("Perda por Acomodao da Ancoragem), assim como uma pequena poro da fora inicial aplicada perdida pelo encurtamento elstico do con-creto e do atrito do cabo. Isso reduz a tenso do cabo para aproximadamente 128 kN (1305 MPa para a cordoalha de 12,70 mm) (Figura 2-4.3).

Ento, por um longo perodo de tempo (de 1 a 5 anos), outro volume de mudanas ocorre no concreto. O ao ir relaxar ligeiramente, resultando em uma tenso final depois de todas as perdas de aproximadamente 118 kN (1195 MPa para a cordoalha de 12,70 mm) (Figura 2-4.4).

2.1.6 Um diagrama de tenso ilustraria alguma coisa como o esboo mostrado na parte superior da Figura 2-5. Aplicamos uma fora horizontal no centro da viga, que resultou em uma tenso de compresso uniforme na seo transversal. Cada cm2 est resistin-do a uma mesma fora. Nota-se, que ao contrrio da distribuio de tenso no con-creto armado, a viga protendida utiliza a totalidade da seo.

No diagrama inferior, a fora de protenso movida para baixo, a 1/3 da altura. O resultado tenso zero na parte superior e duas vezes a compresso original na parteinferior. Assim, criamos uma reserva considervel de tenso de compresso na parte inferior da viga, que pode ser usada para contrabalanar as tenses de trao resul-tantes das cargas que forem aplicadas.

Figura 2-5 Diagrama de tenses da fora de protenso

h/2

h

h h/3

(0.7 MPa)

(0 MPa)

(1.4 MPa)

2.1.7 A Figura 2-6 mostra a mesma viga com uma carga vertical aplicada (carregamento) no centro do vo. A distribuio de tenses no concreto devido fora de protenso per-manece a mesma conforme mostrado na Figura 2-5. No meio do vo de uma viga sim-plesmente apoiada, a carga aplicada e o peso da viga desenvolvem tenses de com-presso na parte superior e tenses de trao na parte inferior de digamos 1,4 MPa. Agora, adicionando as tenses induzidas pela fora de protenso, o resultado tenso zero na parte inferior da viga. Como j comentado, temos uma fora de protenso apli-cada para contrabalanar as tenses resultantes do carregamento. Na prtica atual, o engenheiro estrutural tem ao considervel no controle dessas tenses em todas as partes da viga.

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Figura 2-6 Distribuio das tenses resultantes

Captulo 2Protenso

(0 MPa)

(0 MPa)

P

Carga

Tenso devido protenso

Tenso devido s cargas

Tenso final

(+1.4 MPa)

(+1.4 MPa) (-1.4 MPa)

(+1.4 MPa)

P