A aplicação de protensão em lajes tem crescido muito no Brasil, mas em uma escala menor que em países como os Estados Unidos, Canadá, Austrália e alguns países da Europa. Isso se deve a falta de ferramentas computacionais que possibilitem a elaboração de projetos de lajes protendidas com a mesma presteza daquelas disponíveis para elaboração de projetos em concreto armado.
No caso do exemplo modelado em concreto protendido, obtêm-se os seguintes resultados:
• sugestão de quantidades de cabos, com seu respectivo perfil para cada região de
protensão uniforme.
• cálculo de tensões, quantidade de armadura passiva necessária e verificação de fissuração.
• planta de cabos com ancoragem correspondente e relatório de interferência entre
cabos de protensão.
• perfis dos cabos em planta e tabela do aço de protensão utilizado.
• transferência de dados para editor de esforços e armaduras para o detalhamento
da armadura passiva.
• cálculo do hiperestático de protensão na grelha e as deformações devido às forças de alívio provocadas pelos cabos.
• desenho do cabo em planta e em perfil e a armadura passiva.
5.2.1
ETAPAS DO PROJETO
As etapas envolvidas na criação de um projeto de laje protendida são as seguintes:
• definição da forma, onde são definidos a distribuição e orientação dos
carregamentos lineares e definida a espessura do radier;
• especificação dos materiais a serem empregados, como o aço e o concreto (item
2.5.1);
• definição dos diferentes casos de carregamentos atuantes sobre a laje. No presente trabalho utilizou-se carregamentos lineares provenientes da alvenaria, devido ao estudo de edificações do tipo PAR que são executadas em alvenaria estrutural (item 4.4.1);
• discretização da laje através de elementos de grelha. É necessário definir o espaçamento das barras da grelha (seção 4.4);
• definição da constante elástica no nó da grelha de acordo com o solo (figura 5.7), utilizando tabelas da bibliografia estudada como foi visto no capítulo anterior;
• cálculo dos deslocamentos e esforços solicitantes, sem a consideração da
protensão;
• definição e edição das varáveis contidas no arquivo de critérios de protensão;
• determinação de regiões (em planta) delimitadas por linhas poligonais que possuirão a mesma protensão (RPU) (item 5.2.3);
• dimensionamento da protensão que abrange a definição do número, da bitola, e
do traçado dos cabos em elevação, além de sua distribuição em planta. No presente trabalho o estudo foi feito com o cabo reto, que é muito utilizado em fundações do tipo radier para edificações do tipo PAR;
• cálculo dos efeitos (momentos) hiperestáticos da protensão;
• verificação do atendimento das seguintes condições: compressão excessiva no ato da protensão; descompressão para a combinação quase-permanente; estado limite de abertura de fissuras para a combinação freqüente de ações; estado limite último à solicitações normais que corresponde ao cálculo da armadura passiva necessária à flexão;
• detalhamento da armadura passiva relativa à flexão;
• geração dos desenhos dos cabos em planta e em perfil;
• cotagem dos cabos para verificação de interferências;
• extração de lista de cabos de protensão e armadura convencional, dados
necessários para análise da viabilidade deste projeto.
Para a análise de radier em concreto protendido utilizando o cabo reto, foi necessário calibrar o cobrimento da armadura de protensão para que esta situação seja atendida.
Figura 5.7 – Definição da constante elástica.
No presente trabalho foram definidos os critérios do modelo utilizando concreto protendido com cordoalhas engraxadas como mostra a figura 5.8. O programa foi concebido apenas para os casos de protensão parcial. Por se tratar de uma estrutura em contato com o solo, foi adotado para o Radier uma abertura de fissura igual a 0,01 mm, simulando um caso de protensão completa.
5.2.2
MODELO DE CÁLCULO
O módulo de protensão adota o modelo de grelha na análise estática das lajes protendidas. A determinação dos deslocamentos, esforços e reações, resultantes da aplicação das diversas combinações de carregamento sobre o radier, é realizada através de tal modelo, supondo-o com comportamento elástico linear.
Partindo-se de um determinado espaçamento, a discretização do radier é realizada automaticamente. Nessa discretização, os elementos de barra da grelha são orientados segundo os eixos X e Y do radier (figura 5.9). Deste modo, as barras podem ser classificadas como horizontal, paralela ao eixo X do radier, ou como vertical, paralela ao eixo Y do radier.
Figura 5.9 – Definição do espaçamento das barras.
Durante as fases de lançamento dos cabos e de verificações, é possível editar os diagramas de momentos resultantes da análise de grelha, corrigindo distorções decorrentes do modelo que julgue existir.
5.2.3
REGIÕES DE PROTENSÃO UNIFORME E REGIÕES
DE TRANSFERÊNCIA DE ESFORÇOS
Estas regiões são definidas para o lançamento da cablagem e para a verificação e o dimensionamento à flexão do radier.
A região de protensão uniforme (RPU) é definida como uma região poligonal do radier para o qual são adotados iguais espaçamentos, diâmetro, força de protensão e traçado para todos os cabos contidos nesta região (figura 5.10).
Figura 5.10 – Regiões de protensão uniforme.
Define-se como região de transferência de esforços (RTE), como sendo uma região poligonal do radier, que contem uma ou diversas RPU’s e que determinam a região para extração das solicitações (momentos fletores) para as RPU’s e as dimensões da seção transversal que serão empregadas no dimensionamento. Basicamente as RPU’s determinam a região para o desenho dos cabos e a RTE determina a região de influência da protensão contida nas diversas RPU’s que pertencem a esta RTE.
Os cabos de protensão são distribuídos paralelamente a um dos lados da RPU ao qual é associada (figura 5.11).
Figura 5.11 – Distribuição dos cabos.
Para cada RPU tem-se apenas um traçado de cabo. Além disto, o cabo deve iniciar no começo da RPU e terminar no fim da RPU.