Conheça os fatores técnicos que determinam o tipo de protensão. A escolha da técnica de protensão aplicada em uma laje depende das solicitações sobre a estrutura e das características da obra.
Utilizada na construção de edifícios comerciais, industriais e residenciais, a protensão de lajes costuma ser empregada em obras com necessidade de otimização de tempo de execução e redução no consumo de cimento e aço. Diversos fatores podem justificar a opção por essa tecnologia construtiva em detrimento do concreto armado, por exemplo. A possibilidade de se conseguir mais espaço para circulação e vagas na garagem, sem a necessidade de se fazer um andar de transição, é um deles.
Além disso, em obras com lajes protendidas, a ausência de vigas, tanto internas como eventualmente as de periferia, pode simplificar a construção das fôrmas (sem necessidade de contraflechas) e também seu manuseio andar por andar, com economia de mão de obra. Segundo dados do engenheiro e consultor em estruturas Eugênio Cauduro, a redução pode chegar a 40% no número de carpinteiros.
Laje plana e vãos amplos
Com inauguração prevista para abril deste ano, o shopping Vila Velha será o maior do Espírito Santo, com cerca de 64 mil m² de área locável (1ª fase), chegando a 108 mil m² após expansão. Como acontece em todo empreendimento desse tipo, a estrutura deveria atender à necessidade por amplos vãos livres e pé-direito alto. “A execução da estrutura utilizou pilares pré-fabricados de concreto e mesas voadoras deslizantes (sem apoio nas lajes) proporcionando agilidade e redução de tempo na execução“, conta o projetista de estruturas Carlos Augusto Gama, sócio-gerente da MCA.
Diferentemente de fôrmas tradicionais, a mesa dispensa a montagem e a desmontagem de torres a cada trecho, alcançando um ciclo de concretagem de seis dias, em média, em um pano de laje de 1.260 m².
O projeto estrutural previu modulação dos pilares de 10,5 m x 8 m, espessura de laje de 22 cm e balanços de até 4,40 m, além de vão especiais de até 18 m, com vigasfaixa de 60 cm de altura. Para a execução das lajes planas tensionadas foi utilizado concreto com fck de 35 MPa e tensionamento a partir de 56 horas com utilização de cimento CP-V, de alta resistência inicial. A protensão foi feita integralmente com cordoalhas engraxadas CP 190 RB de 12,7 mm de diâmetro. Telas soldadas CA 60 e armaduras CA 50 de diâmetros variáveis complementam a armação.
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RESUMO DA OBRA
Shopping Vila Velha
Localização: Vila Velha (ES)
Início das obras: julho/2012
Inauguração: abril/2014
Área do terreno: 148.610 m²
Área construída: 103.308 m²
Projeto de estruturas: MCA Engenharia
Construção: Consórcio MLI (Metron, Incospal e Littig)
Mesas deslizantes: SH Fôrmas
Protensão: Impacto
Outra vantagem associada ao uso de lajes protendidas é a redução de deformações e fissuras nos elementos de concreto, aumentando a vida útil da estrutura. A concretagem, por sua vez, costuma ser mais rápida, com maior facilidade no adensamento, o que ajuda a compensar o maior tempo despendido no arranjo dos cabos sobre a laje. “As instalações hidráulicas, elétricas, de sprinklers e de ar-condicionado não precisam dar voltas em vigas que não existem“, acrescenta Cauduro, que ressalta: “além da economia na estrutura, os mais sensíveis ganhos estão nos processos construtivos após a conclusão da estrutura, ou seja, em alvenarias, instalações e prumadas“, diz ele.
De acordo com o projetista de estruturas, Carlos Augusto Gama, sócio-gerente da MCA Engenharia, a faixa econômica na utilização de lajes protendidas está em vãos de 7 m a 10 m entre pilares, sem utilização de vigas e com inclusão de núcleos de estabilidade. Algumas situações de projeto podem exigir soluções especiais de protensão. É o caso de determinadas vigas de transição (com pilares que arrancam do pavimento-tipo, por exemplo) ou de elementos que precisam vencer grandes vãos ainda maiores, de 12 m a 20 m. Tal situação costuma acontecer em obras de edifícios garagens e shoppings.
Questão de aderência
Uma vez que se defina a opção por utilizar o concreto protendido, resta escolher a metodologia mais adequada para criar a tensão adequada na estrutura. Os sistemas de protensão se distinguem em relação à aderência ou não entre o concreto e a armadura ativa. Quando bem executadas, as duas soluções (aderente e não aderente) são tecnicamente viáveis.
No Brasil, a protensão aderente com injeção de pasta de cimento e água nas bainhas após o tensionamento dos cabos começou a ser utilizada na construção de edifícios nos anos 1970. “Até 1996, muitos prédios foram construídos com essa técnica, mas quase sempre eram edifícios comerciais que precisavam oferecer grandes vãos livres, com poucos pilares e possibilidade de mudanças de layout“, recorda Eugênio Cauduro. No segmento residencial, poucos empreendimentos foram erguidos com essa técnica. Isso porque “esse tipo de protensão não se ajusta muito bem à dinâmica da construção de edifícios, exigindo cuidados relacionados à integridade das bainhas e trabalhos posteriores“, comenta Cauduro.
O sistema não aderente com cordoalhas engraxadas e plastificadas surgiu justamente como uma alternativa de simplificação do processo. Nesse método, não há injeção de pasta de cimento e o tensionamento dos cabos é simplificado com uma só leitura de alongamento. Os cabos chegam à laje cortados e com uma ancoragem presa em uma de suas extremidades. Apoiadores plásticos ou metálicos são utilizados para manter os cabos em suas corretas cotas de projeto. Também compõem esse sistema as ancoragens fundidas, com cunhas bipartidas. “Hoje a execução de lajes com protensão não aderente passou a ser uma alternativa à construção de concreto armado. Só no último ano usaram-se mais de 1.500 t mensais de cordoalhas engraxadas e plastificadas na construção de edifícios“, revela o engenheiro Eugênio Cauduro.
De acordo com o projetista da estrutura Helder Martins, da Hepta Engenharia, os dois métodos de protensão são muito semelhantes e geram o mesmo resultado físico. “A vantagem da protensão aderente é que depois de realizar a injeção de cimento, a bainha passa a funcionar como um aço normal. Com isso é possível reduzir armaduras no Estado Limite Último e as armaduras mínimas das vigas“, compara o engenheiro. “Mas tal vantagem só vai causar impacto em projetos com grandes vãos submetidos a cargas elevadas, como ocorre com as pontes. Em edifícios residenciais o sistema não aderente é sempre mais competitivo porque a sobrecarga, nesses casos, é pequena“, garante o projetista da Hepta.
Uma terceira solução para a execução de lajes de concreto protendido surgiu mais recentemente e é uma variação dos sistemas anteriores. Ainda tratado como inovação tecnológica, o sistema de lajes planas tensionadas também utiliza cordoalhas engraxadas sem aderência com o concreto e dispensa o uso de vigas, sendo apoiadas em paredes e em pilares. Contudo, utiliza um método de cálculo diferente do sistema protendido convencional. “Existe uma diferença conceitual de funcionamento entre as técnicas. Como exemplo, cito a não consideração das cordoalhas para resistir aos esforço de punção (atrito por compressão do concreto), e ao desprezo das cordoalhas para resistir aos esforços mínimos de tração (armaduras mínimas positivas)“, explica o engenheiro Carlos Augusto Gama.
A NBR 6.118:2007 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento define, ainda, três categorias de protensão com relação aos estados-limite de utilização referentes à fissuração. A protensão completa, também chamada de total, é utilizada em casos de estruturas expostas a ambientes agressivos porque proporciona melhores condições de proteção das armaduras contra a corrosão. Nesses casos a protensão é de tanta intensidade que elimina completamente as tensões de tração no concreto. Isso significa que as peças não vão ter fissuras.
Já a protensão limitada submete as peças de concreto a tensões menores do que aquelas que seriam produzidas em uma protensão completa. Isso agrega algumas vantagens, como melhor comportamento no que diz respeito às deformações. Também induz ao consumo menor de armadura. Nesse tipo de protensão, há tensões de tração que devem ser suportadas pelo concreto.
Na protensão parcial, mais utilizada, o concreto pode fissurar porque a tensão de tração é maior do que a que o concreto suporta. “Nesses casos, a estratégia é combater a abertura de fissuras, assim como ocorre com o concreto armado“, finaliza Helder Martins.
Juliana Nakamura
Edição 203 – Fevereiro/2014