junho 2021 - EVEHX
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Arquivo(s) do mês de junho, 2021

Protensão em Pilares Tirantes – Estudo de Caso

A arquitetura contemporânea oferece novos desafios para a engenharia. E, soluções que utilizem a técnica de concreto protendido se fazem cada vez mais necessárias para tornar possível a realização de projetos desafiadores. Veremos a seguir um estudo de caso de uma obra realizada pela Construtora Greenwood – especializada em construções residenciais e comerciais de alto padrão, com premissa em qualidade dos serviços e materiais utilizados, sustentabilidade e tecnologia. A protensão da obra foi executada pela Evehx Engenharia, onde foram aplicadas soluções diferenciadas para um projeto inovador.

A obra, localizada em Curitiba, Brasil, conta com quatro níveis: subsolo, térreo, superior e cobertura. O projeto possui metragem total de 1150 m², terreno com vista elevada para a área de preservação ambiental e objeto de integração com a natureza. Roberta Pfeiffer Jirascheck, arquiteta e proprietária, desenvolveu um projeto baseado em arquitetura moderna com influência escandinava. O conceito arquitetônico foi aplicado em ambientes amplos e integrados, com a valorização dos elementos estruturais em concreto aparente e o uso de materiais naturais como madeira, pedra e piso em mármore. Para suportar o pavimento superior não era possível seguir com os pilares que suportavam o térreo e por conta da vedação em vidro e um ambiente amplo no mesmo pavimento, era necessário um controle rígido de deformação.

A arquitetura também limitou a espessura da laje do pavimento superior em 25 cm, e por conta do vão de 13 m e balanço de 5 m em suas piores direções, foi necessário pensar em uma solução.  O projetista estrutural Eran Fraga já é conhecido por dimensionar estruturas elaboradas e criativas. Vencedor do “Prêmio Talento Engenharia Estrutural”, reconhecido pela ABECE Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural e Gerdau em 2014, ele desenvolveu uma solução em concreto protendido para a residência.

A execução da protensão dependia de uma empresa com amplo know how em métodos, normas e procedimentos, capaz de atender todas as especificações. Dessa forma, a Evehx Engenharia, maior indústria de matérias para estruturas protendidas da América Latina, foi a escolhida para executar o projeto.  

Forma Pavimento Superior

Todas as lajes foram protendidas com cordoalhas não aderente de ½ polegada e pela limitação de altura no pavimento superior não era possível projetar vigas e laje com espessura superior a 25 cm para resistir os esforços devido ao vão e ao balanço.

O pavimento da cobertura era igualmente desafiador com balanço de 6,1 m, porém era possível trabalhar com vigas protendidas de maior espessura.

Forma Pavimento Cobertura

O Projetista decidiu criar dois tirantes em concreto que suportam o pavimento superior a partir do pavimento da cobertura. Os tirantes (pilares) funcionariam como peças tracionadas para suportar o pavimento superior. Solução conhecida em obras com restrições em pilares de transição. Com o auxílio de vigas protendidas com maior flexibilidade em suas alturas, foi possível transferir e suportar os esforços do pavimento superior.

Corte

O traçado dos cabos da Viga 2 localizada na cobertura possuía um perfil de acordo com a solicitação exigida pelos tirantes de concreto (pilares tracionados) que a mesma suportava.

Perfil dos cabos em Viga 1 e Viga 2

Peças tracionadas estão mais suscetíveis a fissuração. A obra possui um acabamento impecável e a necessidade de manter um alto padrão construtivo. Não era possível correr o risco de fissurar um pilar.

Com a utilização da pós-tensão, o projetista comprimiu tirantes (pilares tracionados) com barras roscadas para a otimização do espaço. Esse método é frequentemente utilizado em sistemas de tirantes de contenção e pontes.  A ideia era comprimir os pilares tracionados a ponto que os esforços solicitantes de tração fossem menores que a compressão inserida pela protensão na peça.

Cada pilar possuía duas barras roscadas na longitudinal que deveriam receber 60 tf em cada barra para o pilar tirante 1 e 45 tf em cada barra para o pilar tirante 2. As barras roscadas protendidas possuíam bainhas corrugadas para que a protensão fosse aderente ao concreto.

Seção transversal tirante

Para a acomodação dos tirantes, fez-se um transpasse na armadura inferior da viga Viga 1 para não correr o risco de se “levantar” a armadura. Como a Viga 1 possuía apenas 25 cm de espessura, era necessária uma chapa de apoio embutida para colaborar com a dissipação dos esforços de compressão ocasionados pelo apoio da viga nos tirantes. As barras roscadas possuem uma alta resistência a cisalhamento, os estribos e a seção em concreto não seriam suficientes para suportar o efeito de força cortante na Viga 1 ocasionados pelos tirantes protendidos. Portanto, também foram acomodadas quatro barras transversais roscadas não protendidas a fim de resistir os esforços de cisalhamento ou corte puro. Esse dispositivo ainda tem o objetivo de assegurar a transferência de carga da viga para os tirantes. Os pilares tracionados foram protendidos pela cobertura, e a Evehx realizou a injeção da nata de cimento pelo pavimento superior com o auxílio de uma bomba injetora para garantir que não houvesse bolsas na nata de cimento e para ampliar a aderência do concreto nas barras roscadas.

Seção transversal transpasse

O resultado foi uma obra segura, inovadora e com alto padrão construtivo. As soluções em protensão realizadas permitiram que o projeto arquitetônico fosse realizado com total fidelidade, garantindo a estética e a execução dentro dos mais altos níveis de eficiência.

O que é protensão e como funciona?

Grandes vãos, estruturas mais leves e esbeltas, pontes, viadutos, estacionamentos com menos pilares e mais vagas de garagem, dentre diversas outras possibilidades. Tudo isso é possível graças a Protensão.

O sistema de concreto protendido é uma técnica que tem como objetivo aumentar a resistência do elemento estrutural às tensões de tração exercidas sobre ele. Para isso, são aplicadas tensões internas na estrutura com sentido oposto ao sentido dos carregamentos verticais.

A protensão utiliza o posicionamento de cabos de aço dentro da estrutura. Esses cabos são tracionados, dentro do seu limite elástico, por meio de macacos hidráulicos até atingir a força que foi determinada em projeto. Por fim, são travados em ancoragens. Quando esses cabos são soltos, eles tendem a voltar para o seu estado relaxado. Desse modo, eles aplicam tensões internas na peça de concreto.

A aplicação das trações nos cabos pode ser feita de diversas formas – pré-tração ou pós-tração.

A pré-tração é mais utilizada em peças de concreto pré-fabricadas, já que nela o aço é tracionado antes da concretagem. O processo, nesse caso, consiste em tracionar os cabos nas pistas até a tensão desejada. Com os cabos já tracionados, o concreto é lançado sobre a peça. Após o concreto atingir a resistência desejada, os cabos são cortados.

A pós-tensão é o método bastante utilizado em vários tipos de obras. Nesse caso, o concreto já está em um determinado nível de cura quando os cabos são tensionados. O tensionamento da peça estrutural ocorre antes que receba as cargas para as quais foi projetado, ocorrendo 100% do tensionamento previsto em projeto.

Além da pré e pós tensão, o sistema de concreto protendido também pode ser utilizado de forma aderente e não aderente. Para mais informações sobre essas duas possibilidades, veja nosso texto CONHEÇA OS TIPOS DE PROTENSÃO

Algumas vantagens

Entra as inúmeras vantagens que a o sistema de concreto protendido oferece, podemos citar:

– Possibilidade de espaços mais amplos, já que a laje de concreto protendido vence grandes vãos que o concreto armado não venceria;

– Liberdade no projeto arquitetônico, graças a maior distância entre os pilares;

 – Estrutura mais leve, pois as lajes são esbeltas, fato que diminui o carregamento da fundação da edificação;

– Economia de concreto e aço, em função da utilização de aço de maior resistência;

– Redução do tempo de construção, graças a facilidade de execução, ao reaproveitamento das formas, e pela ausência da utilização de vigas na estrutura;

– Maior controle tecnológico, com redução de deformações e fissurações.