A depender da situação que se tenha e do tipo de esforço que se queira introduzir na estrutura, podem ser utilizados cabos retos ou poligonais, ancorados nos pilares, em vigas de apoio ou nas lajes, e com ou sem desviadores. Por exemplo, quando a viga encontra-se fissurada pode-se promover uma costura dessas fissuras protendendo-se um tirante entre as suas extremidades, como na Figura 2.2 a) ou b). No caso da presença de flechas excessivas, estas podem ser reduzidas por meio da protensão de cabos retos ou poligonais. Quando se deseja modificar vãos por meio da eliminação de um pilar intermediário, pode-se também introduzir cabos poligonais como na Figura 2.2 c), gerando-se assim forças verticais em substituição ao apoio oferecido pelos pilares. Uma outra possibilidade é a introdução dos cabos externos para substituir armaduras internas corroídas que deixam de resistir à tração. Neste caso, qualquer configuração mostrada na Figura 2.2 pode ser escolhida, devendo-se analisar caso a caso. Por fim, a protensão pode ser utilizada para aumentar a capacidade portante da estrutura devido a uma mudança no nível das solicitações. Nesta situação, a escolha da configuração do cabo depende da intensidade e da forma que as ações estão sendo introduzidas.
Em cada caso é preciso fazer um estudo para definir a configuração do cabo a ser utilizada, levando-se em consideração as limitações em relação ao pé-direito da edificação, o tempo e as condições para execução do reforço, os equipamentos disponíveis e a relação custo - benefício. Neste contexto, um dos aspectos principais e que influem diretamente no custo da obra são os desviadores. É importante definir se eles vão ser utilizados, em que quantidade e em que posições.
Os desviadores são os elementos agregados à estrutura com o objetivo de desviar a posição do cabo de protensão em determinados pontos. Eles podem ser utilizados mesmo quando se opta por cabos retos. Neste caso, ele funciona não tanto como um “desviador” e sim como um “fixador”, mantendo a excentricidade do cabo de protensão quando a viga se deforma. Em relação aos cabos poligonais, é
importante ressaltar que a mudança de direção nos desviadores deve ser suave para que não se tenha uma concentração de tensões exageradas nestes pontos que venha a acarretar sua ruptura prematura.
a) Cabo reto, sem desviador, ancorado nos pilares
b) Cabo reto, sem desviador, ancorado na face inferior da viga
c) Cabo poligonal, ancorado nos pilares, na altura do CG da viga, com um desviador fixado na face inferior da viga.
d) Cabo poligonal, ancorado na laje, com dois desviadores fixados na lateral da viga.
Figura 2.2 - Geometria dos cabos de protensão
São muitos os tipos de desviadores utilizados em obras de reforço de vigas ou lajes. Quando se deseja aumentar a excentricidade do cabo de protensão ao longo do vão, os desviadores podem ser fixados na face inferior do elemento a ser reforçado e pode ter altura tal que forneça a excentricidade desejada. Na Figura 2.3 tem-se um exemplo deste tipo de desviador, neste caso, constituído por elementos metálicos. Um outro exemplo de desviador metálico para lajes (Figura 2.7) foi utilizado na obra de reforço de um edifício comercial em Guaratinguetá (São Paulo) que está detalhadamente descrita no item 2.4.2. O desviador era constituído por uma treliça metálica associada a roldanas para a passagem dos cabos. Existem casos em que este tipo de desviador pode ser executado em concreto, colocando-se na face inferior da placa de concreto os tubos metálicos por dentro dos quais passam os cabos de protensão.
Quando não se deseja ou, por limite de pé-direito, não se pode fixar os desviadores na parte inferior da viga, estes podem ser fixados nas suas laterais. Um
exemplo deste tipo de desviador, utilizado no reforço das vigas de um edifício garagem em São Francisco (Estados Unidos), pode ser visto na Figura 2.5 e será comentado com mais detalhe no item 2.4.1.
Viga ou laje
Tubo para passagem do cabo no desviador Enrijecedor Solda Corte Longitudinal Viga ou laje Solda Corte Transversal
Tubo para passagem do cabo no desviador Enrijecedor Chapa
principal principalChapa
Figura 2.3 – Exemplo de desviador metálico
No caso das vigas em seção caixão ou em seção I podem ser criados diafragmas ou septos de concreto no interior das vigas (no caso da seção caixão) ou nas laterais da viga (no caso da seção I) de forma a permitir o desvio dos cabos. Estes diafragmas ou septos são vazados em posições específicas de forma a permitir a passagem dos cabos como mostrado na Figura 2.4. Deve-se tomar bastante cuidado com a união dos dois concretos e com a colocação da armadura adequada.
Nos ensaios em laboratório, quando não se deseja avaliar especificamente a funcionalidade de um determinado desviador, é comum utilizar desviadores simples e que possam ser reutilizados, muitas vezes incorporados às vigas durante a sua concretagem. Quando se deseja fazer o desvio (ou fixação) dos cabos na lateral das vigas, são muito utilizados septos metálicos ou de concreto. Nos casos em que o desvio é feito na face inferior, são utilizadas chapas metálicas grossas arredondadas na face em contato com o cabo. Nos ensaios, não se tem muita preocupação com a proteção dos cabos, a menos que este seja o objeto do estudo em questão.
R 1 < R R Corte Transversal Corte Longitudinal Ancoragem da armadura do septo Desviador (septo) Cabo de protensão
Tubo metálico para passagem do cabo Cabo de protensão Desviador (septo) Viga Armadura
Figura 2.4 - Desviador de concreto em viga de seção caixão (MALLET, 1996)