A barra de reforço pode ser utilizada em estruturas de concreto protendido?
Como fornecedor de barras de reforço, esta é uma pergunta que frequentemente encontro de clientes da indústria da construção. Estruturas de concreto protendido são bem conhecidas por sua capacidade de suportar grandes cargas e aplicações de longos vãos. Eles são amplamente utilizados em pontes, edifícios altos e grandes instalações industriais. A utilização de barras de armadura nessas estruturas é um tema que requer exploração aprofundada.
Compreendendo estruturas de concreto protendido
O concreto protendido é um material de construção que combina a alta resistência à compressão do concreto com a alta resistência à tração do aço. Em uma estrutura de concreto protendido, as tensões internas são introduzidas no concreto antes da aplicação de cargas externas. Isso normalmente é conseguido tensionando-se tendões de aço de alta resistência, como cordões ou barras, e depois ancorando - os ao concreto. O processo de pré-esforço neutraliza as tensões de tração que ocorrerão quando a estrutura for submetida a cargas externas, aumentando assim a resistência geral e a durabilidade da estrutura.
Papel das barras de reforço
Barras de reforço, também conhecidas como vergalhões, são comumente usadas em estruturas de concreto não protendido para fornecer resistência à tração adicional. São colocados nas áreas do concreto onde são esperadas tensões de tração, como no fundo de vigas e lajes. Os vergalhões geralmente são feitos de aço carbono e possuem superfície deformada para melhorar a aderência ao concreto.
A questão de saber se barras de reforço podem ser usadas em estruturas de concreto protendido não é simples. Por um lado, a função básica tanto dos cabos de protensão quanto das barras de armadura é melhorar o desempenho à tração do concreto. No entanto, existem diferenças significativas entre eles em termos de propriedades do material, níveis de tensão e métodos de instalação.
Propriedades dos materiais
Os tendões de pré - tensão são feitos de aço de alta resistência, como fios de baixo relaxamento ou barras de alta resistência. Esses materiais são projetados para suportar altos níveis de tensão sem deformação significativa. Por exemplo, o limite de escoamento de cordões de pré-esforço pode ser tão alto quanto 1860 MPa, enquanto o limite de escoamento de barras de reforço comuns está geralmente na faixa de 400 - 550 MPa.
A alta resistência dos cabos de pré-esforço permite-lhes introduzir grandes forças de pré-esforço no concreto. Em contraste, a menor resistência das barras de reforço limita a sua capacidade de gerar altos níveis de pré - tensão. Se barras de reforço fossem usadas para substituir cabos de pré-esforço em uma estrutura de concreto protendido, elas provavelmente atingiriam seu ponto de escoamento antes que o nível de pré-esforço desejado fosse alcançado, levando a deformação excessiva e falha potencial da estrutura.
Níveis de estresse
Em estruturas de concreto protendido, as armaduras protendidas são submetidas a níveis de tensão inicial muito elevados durante o processo de tensionamento. Esta tensão inicial é então mantida nos tendões para neutralizar as tensões de tração causadas por cargas externas. Os níveis de tensão nos cabos de pré-esforço podem ser várias vezes superiores às tensões normais de trabalho nas barras de reforço.
As barras de reforço, por outro lado, são projetadas para trabalhar sob níveis de tensão relativamente mais baixos. Eles são usados principalmente para resistir às tensões de tração que ocorrem após a fissuração do concreto sob cargas normais de serviço. O uso de barras de reforço em uma aplicação de pré-esforço exigiria que elas resistissem a níveis de tensão além de sua capacidade projetada, o que não é aconselhável do ponto de vista da segurança estrutural.
Métodos de instalação
A instalação de cabos de pré-esforço é um processo altamente especializado que requer equipamentos de tensionamento precisos e rigoroso controle de qualidade. Os tendões são geralmente colocados em dutos dentro do concreto e tensionados por meio de macacos hidráulicos. Após o tensionamento, os dutos são grauteados para proteger os tendões da corrosão.
Em contrapartida, a instalação de barras de reforço é relativamente mais simples. Eles normalmente são colocados na fôrma antes do concreto ser derramado e amarrados com arame para formar uma gaiola de reforço. Os diferentes métodos de instalação refletem as diferentes funções e requisitos destes dois tipos de elementos de aço em estruturas de concreto.
Situações onde barras de reforço podem ser usadas em estruturas de concreto pré-esforçado
Embora as barras de reforço não possam substituir as armaduras de pré - esforço na função principal de pré - esforço, elas podem desempenhar um papel complementar em estruturas de concreto protendido.
Reforço Secundário
As barras de armadura podem ser utilizadas como armadura secundária em elementos de concreto protendido. Por exemplo, em uma viga pré-esforçada, barras de reforço adicionais podem ser colocadas na alma da viga para resistir às forças de cisalhamento. Estas barras ajudam a prevenir o desenvolvimento de fissuras diagonais no concreto e melhoram a capacidade geral de cisalhamento da viga.
Controle de crack
Barras de reforço também podem ser utilizadas para controle de fissuras em estruturas de concreto protendido. Embora o pré-esforço ajude a reduzir a ocorrência de fissuras, algumas fissuras ainda podem se desenvolver devido a fatores como retração, mudanças de temperatura ou concentrações de tensão local. Barras de reforço podem ser colocadas próximas à superfície do concreto para limitar a largura dessas fissuras e evitar que se propaguem.
Ancoragem e Detalhamento
Nas zonas de ancoragem de estruturas de concreto protendido, barras de reforço podem ser utilizadas para fornecer confinamento e suporte adicionais. As altas forças de pré-esforço nos tendões precisam ser adequadamente transferidas para o concreto circundante, e as barras de reforço podem ajudar a distribuir essas forças de maneira mais uniforme e evitar falhas locais.
Nossos produtos de barras de reforço
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Conclusão
Concluindo, embora as barras de reforço não possam ser usadas como substituto direto de armaduras protendidas em estruturas de concreto protendido, elas podem desempenhar um importante papel complementar. Podem ser utilizados como reforço secundário, para controle de fissuras e em zonas de ancoragem para melhorar o desempenho geral e a durabilidade da estrutura.
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Referências
- ACI 318 - 19: Requisitos do Código de Construção para Concreto Estrutural e Comentários
- CEB - Código Modelo FIP 2010: Código de Projeto para Estruturas de Concreto
- "Estruturas de concreto pré-esforçado" por Lin, TY e Burns, NH