Estados limites de serviço

Vigas protendidas são mais propensas a deformações que vigas não protendidas, isso se deve em função da seção transversal ser menor e, consequentemente, têm menor momento de inércia. Porém, podemos destacar como características positivas os seguintes pontos:

 A resistência da viga é aumentada;

 As vigas protendidas apresentam geralmente menores deslocamentos;

 A viga pode ter uma altura reduzida, embora apresente a mesma resistência, quando comparada a uma viga sem protensão.

As estruturas isostáticas deformam-se livremente quando aplicada uma força de protensão. Assim, para um traçado poligonal do cabo, como ilustrado na Figura 4.22, a força de protensão gera um momento de protensão que, consequentemente, provoca um deslocamento para cima no meio do vão da viga.

Figura 4.22 – Esquema de uma viga isostática protendida: deformação e momento fletor

Fonte: Produção da própria autora (2012) O deslocamento provocado pela força de protensão (P) pode ser determinado com a seguinte equação: EI L Pe_p P ₈ 2    (4.56)

Onde:

P = Força de protensão

ep = Excentricidade do cabo em relação ao centro de gravidade da seção de aço ou

da seção transformada, conforme a técnica de protensão adotada E = Módulo de elasticidade da viga de aço ou mista conforme a aplicação L = Comprimento da viga

I = Momento de inércia da seção de aço ou transformada conforme a aplicação

O deslocamento total da viga protendida fletida é determinado pelo somatório dos deslocamentos parciais devido aos pesos próprios (g), a força de protensão (P) e as solicitações de utilização (q) da estrutura, como apontado na Equação (4.57).

q P g Total        (4.57) 4.8 Síntese

O procedimento de cálculo proposto nesse capítulo teve como foco o dimensionamento da viga mista protendida considerando os principais modos de colapso globais que podem ocorrer na viga de aço, fundamentado no método dos estados limites e exposto na NBR 8800, com ênfase nos estados limites últimos (ELU).

No entanto, para garantir a estabilidade da estrutura, são necessárias algumas verificações complementares, tais como:

 Avaliar os efeitos da concentração de tensões nos pontos de desviadores e nas chapas de ancoragem do cabo;

 O dimensionamento adequado de enrijecedores transversais para garantir a não ocorrência de instabilidades locais na alma;

 O dimensionamento da laje de concreto, sendo verificada taxa de armadura necessária, os efeitos de esmagamento e fissuração do concreto devido aos carregamentos solicitantes.

A seguir são apresentados dois quadros resumo com as verificações necessárias para a viga mista protendida considerando o dimensionamento pelos estados limites e sem utilizar escoramentos temporários. No Quadro 4.4 são apresentadas as etapas fundamentais para a verificação da viga mista de aço e concreto não escorada e com aplicação da protensão a viga de aço antes da cura da laje de concreto (pré-tração).

Quadro 4.4 – Viga mista protendida sem escoramentos com metodologia de pré-tração Etapas de

verificação Carregamentos atuantes Verificações necessárias

1ª Viga de aço: estimativa do valor da força de protensão; (0) Força de protensão; (1) Peso próprio do perfil de aço;

- Determinar o valor da força de protensão inicial;

E L U

- Momento fletor resistente (0+1); - Força cortante resistente (0+1); - Flexo-compressão (0+1);

- Flambagem locais mesa inferior e alma (0+1); E

L

S - Determinação do deslocamento devido à protensão;

2ª

Viga de aço: concretagem da laje (aço)

(2) Peso próprio do concreto da laje;

(3) Sobrecarga de construção (quando necessário);

(4) Incremento da força de protensão devido ao peso próprio do concreto da laje (2);

E L U

- Momento fletor resistente (0+1+2+3+4); - Força cortante resistente (0+1+2+3+4);

- Interação momento fletor + cortante (0+1+2+3+4); - Flexo-compressão (0+1+2+3+4);

- Local Estabilidade da alma e da mesa (0+1+2+3+4); E

L

S - Deslocamento total da etapa (0+1+2+3+4);

3ª Viga mista: instante t = 0 e n=Ea/Ec

(5) Carregamento permanente de utilização;

(6) Sobrecarga de utilização; (7) Incremento da força de protensão devido aos carregamentos atuantes (5) e (6);

E L U

- Momento fletor resistente da viga mista com plastificação da seção compacta (0+1+2+4+5+6+7); - Força cortante resistente (0+1+2+4+5+6+7);

- Interação momento fletor + cortante (0+1+2+4+5+6+7);

- Estabilidade do painel da alma (0+1+2+4+5+6+7); - Flambagem distorcional (0+1+2+4+5+6+7);

- Dimensionamento dos conectores de cisalhamento (5+6);

E L S

- Compressão no concreto (5+6);

- Deslocamento total da etapa (0+1+2+4+5+6+7);

4ª Viga mista: instante t =  e n*=Ea/Ec (8) Fluência; (9) Retração. E L U

- Momento fletor resistente da viga mista com plastificação da seção compacta (0+1+2+4+5+6+7+8+9);

- Força cortante resistente (0+1+2+4+5+6+7+8+9); E

L

No Quadro 4.5 estão apresentadas as etapas necessárias para a verificação da viga mista de aço e concreto não escorada e com aplicação da protensão na viga de aço após a cura da laje de concreto (pós-tração).

Quadro 4.5 _{– Viga mista protendida sem escoramentos com metodologia de pós-tração} Etapas de

verificação Carregamentos atuantes Verificações necessárias

1ª

Viga de aço: concretagem da laje

(1) Peso próprio do perfil de aço;

(2) Peso próprio do concreto da laje;

(3) Sobrecarga de construção (quando necessário);

ELU e ELS: verificações necessárias para a viga mista tradicional; 2ª Viga mista: estimativa do valor da força de protensão; (0) Força de protensão; (1) Peso próprio do perfil de aço;

(2) Peso próprio do concreto da laje;

- Determinar o valor da força de protensão inicial;

E L U

- Momento fletor resistente da viga mista com plastificação da seção compacta (0+1+2);

- Força cortante resistente (0+1+2); - Estabilidade do painel da alma (0+1+2); - Flambagem distorcional (0+1+2); E

L

S - Deslocamento total da etapa (0+1+2);

3ª Viga mista: instante t = 0 e n=Ea/Ec

(4) Carregamento permanente de utilização;

(5) Sobrecarga de utilização; (6) Incremento da força de protensão devido aos carregamentos atuantes (4) e (5);

E L U

- Momento fletor resistente da viga mista com plastificação da seção compacta (0+1+2+4+5+6+7); - Força cortante resistente (0+1+2+4+5+6);

- Interação momento fletor + cortante (0+1+2+4+5+6); - Estabilidade do painel da alma (0+1+2+4+5+6); - Flambagem distorcional (0+1+2+3+4+5+6);

- Dimensionamento dos conectores de cisalhamento (4+5);

E L S

- Compressão no concreto (4+5);

- Deslocamento total da etapa (0+1+2+4+5+6);

4ª Viga mista: instante t =  e n*=Ea/Ec (7) Fluência; (8) Retração. E L U

- Momento fletor resistente da viga mista com plastificação da seção compacta (0+1+2+4+5+6+7+8); - Força cortante resistente (0+1+2+4+5+6+7);

E L