O documento discute os conceitos de concreto armado e concreto protendido. O concreto armado combina concreto e aço para aumentar a resistência à tração, enquanto o concreto protendido aplica tensão prévia aos cabos de aço para melhorar a eficiência estrutural. O documento também descreve os métodos de execução desses sistemas estruturais.

1. Associação
Concreto-Aço
Sistemas Estruturais –
Conceito para Cálculo

2. CONCEITUAÇÃO GERAL
As duas principais qualidades que um material deve ter
para poder ser usado como estrutura são:
• Resistência
• Durabilidade

3. Exemplos de materiais:
Pedra:
• Durabilidade muito elevada (quase infinita)
• Resistência elevada a esforços de compressão, e baixa a
esforços de tração.
Madeira:
• Boa resistência a esforços de tração e compressão.
• Durabilidade limitada - sujeita as condições externas:
tempo, umidade.

4. O Concreto surgiu como alternativa para se obter um
material com as seguintes qualidades:
• Pode ser fundido em quaisquer formas e dimensões.
• De uma maneira bem simples pode ser considerado
como uma pedra artificial, tendo assim grande
durabilidade.
• Possui alta resistência a esforços de compressão, mas
praticamente não resiste a esforços de tração.

5. Para suprir essa baixa resistência à tração, associa-se o
concreto ao aço, criando o Concreto Armado. O aço é
colocado nas regiões onde a estrutura está submetida a
esforços de tração, de forma que esses esforços acabam
sendo resistidos pelo aço.
O concreto e o aço funcionam conjuntamente com base
na aderência entre eles. E o concreto deve envolver as
barras de aço, de forma a protegê-lo contra a corrosão
provocada pelas intempéries.

12. • A armadura é posicionada nas formas antes do
lançamento do concreto, portanto sem nenhuma tensão
inicial. Após a retirada do cimbramento, a estrutura
passa a estar submetida a esforços, que deformam a
mesma, provocando uma resposta do aço, no sentido de
resistir aos esforços de tração. A partir desse instante,
então, a armadura começa a auxiliar o concreto a resistir
aos esforços.
• A armadura passiva também é denominada armadura
frouxa.

14. Existem 2 tipos básicos de protensão:
• 1- Protensão com aderência posterior:

15. Esquema simplificado dos esforços aplicados pela
protensão em uma viga bi-apoiada
• Com cabo curvo
• Com cabo poligonal

16. • Esquemas de protensão e dos esforços aplicados pela
protensão em uma viga sobre três apoios

17. • Elementos componentes

18. • A seguir uma foto dos primórdios do concreto
protendido, mostrando a armadura de um viaduto antes
da colocação das formas para a concretagem da
superestrutura.
• Pode-se notar o traçado dos cabos de protensão, que
praticamente acompanha o diagrama de fletores ao
longo da viga

19. Foto, tirada na época dos primórdios do concreto protendido, mostrando as
bainhas de cabos de protensão ao longo de vigas de vigas de uma obra de arte
(ponte ou viaduto).

20. • Fotos mais atuais, com a armadura de uma viga pré-
moldada de um viaduto antes de sua concretagem.
• Como essa viga será bi-apoiada, pode-se notar que o
traçado dos cabos de protensão acompanha o diagrama
de fletores ao longo da viga.

23. Foto da cabeça da mesma viga pré-moldada apresentada nas fotos anteriores,
após a concretagem no canteiro, antes de ser protendida. Observar as placas
de ancoragem, por onde serão enfiados os cabos. E os furos para injeção (na
placa do cabo superior fica mais fácil de visualizar)

24. Detalhes de Dispositivos de Protensão:
• Placa de ancoragem e bainha metálica – Ancoragens
ativas

25. • Placa de ancoragem e bainha metálica – Ancoragem
passiva

26. • Macaco de Protensão

29. • Sequência esquemática de protensão aderente em uma
viga apresentada no catálogo da empresa Rudloff.
• Esse exemplo ilustra uma viga com protensão ativa na
extremidade esquerda e na extremidade direita um
dispositivo de ancoragem que dispensa a protensão –
denominada ancoragem passiva.

33. • Protensão com aderência:
Esse tipo de protensão é muito utilizado em pistas de
protensão, para elementos pré-fabricados, com fios
aderentes.

34. Fotos da fabricação de placas em uma pista de
protensão, dentro de um galpão
Fase Inicial - Os cabos estão posicionados, assim como as formas, para a
execução de várias placas de concreto, dispostas em série, ao longo da pista.

35. Fase final – As placas já foram concretadas- ver os macacos de protensão
(amarelos), que previamente tracionaram os fios (antes da concretagem); notar
as juntas entre as placas

36. • Nas últimas décadas, o uso de protensão sem
aderência, com lajes protendidas moldadas no local em
edifícios comerciais tem sido muito utilizado.
• Trata-se basicamente de uma protensão com cordoalhas
engraxadas, ou seja, cordoalhas envoltas por graxa e por
capas plásticas, que não transmitem esforços ao
concreto ao longo de seu comprimento, mas apenas nas
ancoragens dos cabos.
Exemplo de protensão não aderente, com a utilização de cordoalhas engraxadas

37. Foto ilustrativa de uma laje
com protensão não
aderente, os cabos dentro de
cordoalhas engraxadas, em
azul.
Ver detalhe do cabo envolto
pela cordoalha na parte
inferior direita da ilustração.

38. Comparação entre concreto armado e protendido
No concreto protendido:
• Há um melhor aproveitamento dos materiais aço e concreto,
pois se trabalha próximo às suas tensões limites.
• Assim sendo, é possível a execução de obras vencendo vãos
bem maiores que os que se conseguiria utilizando concreto
armado.
• Pode-se executar estruturas mais esbeltas que em concreto
armado.
• Há uma proteção muito melhor da própria armadura devido
à inexistência de fissuração (pois o concreto não está
submetido a tração).

39. No concreto protendido:
• Os custos são mais altos, os materiais são mais caros.
• Há necessidade de um controle e de uma fiscalização muito
maiores.
• É necessária a verificação da estrutura em diversos estágios
de execução. Por exemplo, deve-se verificar se, em uma fase
inicial da obra, quando a estrutura não está totalmente
carregada, os esforços de protensão aplicados não estão
provocando excessos de compressão no concreto.
Comparação entre concreto armado e protendido

40. Modo de Execução
Quanto à maneira de execução de peças estruturais em
concreto, armado ou protendido, podemos classificar em:
• Moldado no local (ou moldado “in-loco”): os elementos
são fundidos no local de sua utilização definitiva na
estrutura.
• Pré Moldado: os elementos são fundidos fora do local de
sua utilização na estrutura, por exemplo, no canteiro de
obras, e então levados e posicionados no local definitivo.
• Pré Fabricado: os elementos são fabricados em usinas
(sob um controle rigoroso de execução), sendo depois
levados para a obra e posicionados no local definitivo.

41. Observações:
1- As estruturas podem ser executadas com alguns
elementos pré-moldados / pré-fabricados e outros
elementos moldados no local.
2- Os elementos em concreto armado não possuem
nenhuma armadura ativa (protendida), ao passo que os
elementos em concreto protendido possuem também
partes de suas armaduras passivas, ou seja, os elementos
em concreto protendido podem ser considerados também
armados.
3- Em alguns casos, em função das necessidades, pode-
se efetuar uma protensão que não elimina totalmente os
esforços de tração. Nesse caso, classifica-se a protensão
como protensão parcial.