Análise da perda de protensão com o auxílio de ferramenta de cálculo alternativa

Autores

Palavras-chave:

Concreto Protendido, Perdas de Protensão, MS-Excel, Planilhas Eletrônicas, Automatização dos Cálculos.

Resumo

O processo de protensão consiste na aplicação de um estado prévio de tensões em uma peça estrutural de forma a aprimorar seu desempenho frente às solicitações externas. Dentre os desafios que surgem no ato da fabricação e/ou construção do elemento de concreto protendido e ao longo de sua vida de utilização cita-se a determinação das perdas de protensão. Segundo a NBR 6118:2014, o cálculo das perdas deve ser feito para as perdas iniciais: atrito do cabo-bainho, deformação da ancoragem e deformação imediata do concreto; e para as perdas ao longo do tempo: retração e fluência do concreto e relaxação da armadura. Pensando-se no número de equações matemáticas envolvidas nos cálculos, nas interações necessárias, bem como no tempo gasto para fazê-los, este artigo trata do desenvolvimento de planilhas eletrônicas no MS-Excel para automatização do cálculo das perdas. Todas as planilhas foram desenvolvidas utilizando-se as recomendações da NBR 6118:2014. Elas permitem três situações de cálculo. Pode-se calcular apenas as perdas iniciais, ou apenas as perdas ao longo do tempo, ou ambas em sequência. Ademais, as perdas ao longo do tempo são calculas considerando-se os efeitos isolados ou a interação entre eles, pelos métodos aproximados ou simplificados. Para demonstrar a efetividade e confiabilidade dos resultados obtidos nas planilhas, serão apresentados cinco exemplos numéricos distintos. Por fim, espera-se que as planilhas desenvolvidas sirvam de auxílio no processo de ensino-aprendizagem para discentes e docentes de Engenharia Civil a níveis de graduação e pós-graduação.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Fernando Júnior Resende Mascarenhas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGECiv), do Departamento de Engenharia Civil (DECiv) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)

Atualmente, é aluno de Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Mestre em Engenharia de Estruturas (Engenharia Civil) pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), com bolsa de estudos CAPES, em 2019. Engenheiro Civil pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas), em 2016, com bolsa de estudos do PROUNI. Participou de dois períodos sanduíches com Bolsa de Estudos, durante a Graduação. Primeiro, ex-aluno do Programa Ciências sem Fronteiras (CsF), financiado pela CAPES e estudou na University of Toronto, no Canadá, durante 16 meses, entre setembro de 2013 e dezembro de 2014. Segundo, ex-aluno do Emerging Leaders in America Program (ELAP), financiado pelo CBIE e fez pesquisa na Memorial University of Newfoundland, no Canadá, durante 5 meses, entre janeiro e maio de 2016. Ambos os períodos de intercâmbio totalizaram 21 meses (1 ano e 9 meses). Atuou como monitor de 9 (nove) disciplinas durante a Graduação e de 2 (duas) disciplinas durante o Mestrado, bem como participou, no Brasil e no Canadá, de Projetos de Iniciação Científica. Possui 2 capítulos de livro publicados em inglês; 7 artigos, 4 em inglês e 3 em português, em periódicos e 15 artigos publicados em inglês e português em anais de congressos nacionais e internacionais. Além disso, é sócio da SOCIEDADE BRASILEIRA PARA O PROGRESSO DA CIÊNCIA (SBPC) desde outubro de 2019.

André Luis Christoforo, Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Departamento de Engenharia Civil


Possui Pós-Doutorados em Estatística, em Engenharia de Materiais e em Engenharia de Estruturas pela Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho (UNESP), campus de Ilha Solteira e de Rio Claro, Pós-Doutorado em Engenharia de Estruturas pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), da Universidade de São Paulo (USP) e Pós-Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais pela Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos FZEA/USP. Doutor e Mestre em Engenharia de Estruturas pela EESC/USP, Especialista em Matemática Aplicada pela UNESP de Rio Claro e graduado em Engenharia Civil Pela Universidade de Franca (UNIFRAN). É professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil (DECiv) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGECiv) da mesma universidade. É autor-coautor em mais de 400 artigos publicados em periódicos com política editorial bem definida, em mais de 200 trabalhos completos publicados em anais de eventos nacionais e internacionais, participação em mais de 30 eventos científicos nacionais e internacionais, autor-coautor em mais de 25 livros (Mecânica dos Sólidos, Métodos Numéricos, Madeira, Estruturas de Madeira - Pontes, Painéis a Base de Madeira, Materiais Compósitos a Base de Resíduos Lignoceluósicos), revisor em mais de 30 periódicos, editor da área de Construções Rurais e Ambiência da Revista Engenharia Agrícola (EAgri - SBEA) e membro do corpo editorial da revista Construindo. Coordena projetos de pesquisa em desenvolvimento com empresas (Sindusmad, Greenplac, Kehl polímeros, STWood, Imperveg, Vale do Cedro: Madeiras Termotratadas), é colaborador em vários projetos de pesquisa independentes e financiados por agências de fomento à pesquisa (CNPq, FAPESP), e possui forte colaboração em pesquisa com a Universidade de Coimbra (UC). Homenageado com o seu nome no Centro Acadêmico do curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT / Sinop / MT). Foi professor Interino na UNEMAT e posteriormente professor Visitante nessa mesma instituição, ministrando aulas de disciplinas diversas para o curso de Engenharia Civil. Foi concursado na vaga de Álgebra Linear, Cálculo Diferencial e Integral e Geometria Analítica da Universidade Federal do Mato Grosso (UFMT / Sinop / MT), concursado na área de Resistência dos Materiais no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ / MG) e concursado na vaga de Mecânica das Estruturas no Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), onde leciona atualmente, orientando alunos de graduação e de pós-graduação (Mestrado e Doutorado - PPGECiv) com supervisões de estágios de pós-doutorados. Organizou vários eventos técnico-científicos, dentre eles o Encontro Regional de Matemática Aplicada e Computacional (ERMAC), patrocinado pela Sociedade Brasileira de Matemática Aplicada e Computacional (SBMAC) e o Congresso Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial (CONEMI), financiado pela Federação Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial (FENEMI). Membro da Comissão de Estudo de Estruturas de Madeiras (ABNT/CE-02:126.10) do Comitê Brasileiro da Construção Civil (ABNT/CB-02): Ensaio de caracterização de peças estruturais de madeira, e membro da diretoria do Instituto Brasileiro da Madeira e das Estruturas de Madeira (IBRAMEM). Atua na modelagem de estruturas de madeira (estruturas mistas; em situação de incêndio) e de materiais compósitos para aplicações diversas, em estruturas de madeira, na caracterização da madeira, na fabricação e na caracterização de produtos engenheirados a base de madeira e de resíduos lignocelulósicos (MLC, PPH, MDP, MDF, OSB, LVL, etc..) e na modelagem estatística. 

Roberto Chust Carvalho, Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1973), mestrado em Engenharia de Estruturas- SÃO CARLOS pela Universidade de São Paulo (1985) e doutorado em Engenharia de Estruturas São Carlos pela Universidade de São Paulo (1994). Trabalhou nos escritorios Dolfim engenharia, Walter Pfeil e Engenheiros Associados no Rio de Janeiro. Atualmente é professor Senior, aposentado como titular, da Universidade Federal de São Carlos e ligado ao departamento de Engenharia Civil. Além disso, é Coordenador da Especialização em Estruturas de Concreto e Fundações do INBEC UNIP. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Estruturas de Concreto, atuando principalmente nos seguintes temas: concreto armado e protendido, estruturas pré-moldadas, projeto e análise de estruturas, pontes e lajes alveolares protendidas . É co-Autor de dois livros Cálculo e Detalhamento de Estruturas Usuais de Concreto Armado volumes 1 e 2. O primeiro se encontra na quarta edição e o segundo na primeira edição e segunda reimpressão. É autor do livro Estruturas em concreto Protendido que se  encontra na segunda edição. Trabalha fortemente no ensino do concreto armado e protendido desenvolvendo junto com seu grupo de pesquisas de ferramentas para o uso nas disciplinas de concreto armado como pode ser visto em www.deciv.ufscar.br/calco. Atualmente é coordenador do curso de pós graduação "Lato Senso" Estruturas de Concreto Armado do INBEC (instituto Brasileiro de Ensino Continuado) e UNIP (Universidade Paulista). Foi professor de Engenharia nas escolas da UFRRJ- Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro- da Instituição Moura Lacerda -Ribeirão Preto- Escola de Engenharia de Araraquara, Escola de Engenharia de Passos.e Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP (Universidade de Campinas). 

Francisco Antonio Rocco Lahr, Universidade de São Paulo (USP)

Engenheiro Civil formado em 1975 pela Escola de Engenharia de São Carlos, USP, desenvolveu nesta instituição sua carreira acadêmica, ocupando diferentes funções e cargos. Professor Titular do Departamento de Engenharia de Estruturas desde 1993, vem trabalhando nos temas: Madeiras, Estruturas de Madeira, Compósitos à Base de Madeira e Compósitos Cimentíceos. Linhas de pesquisa: propriedades e aplicações das madeiras e dos compósitos à base de madeira, estruturas de cobertura, pontes, fôrmas e cimbramentos, normalização, metodologia de ensaio, insumos alternativos na produção de painéis.

Referências

ACI 318M-14, de 01 de janeiro de 2014. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-14) and Commentary (ACI 318RM-14). Farmington Hills: American Concrete Institute.

ABNT NBR 6118, de 29 de abril de 2014. Projetos de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas.

Boukendakdji, M., Touahmia, M., & Achour, B. (2017). Comparative Study of Prestress Losses. Engineering. Technology & Applied Science Research, 7(3), 1633-1637. Recuperado de https://www.etasr.com/index.php/ETASR/article/view/1172

Caro, L.A., Martí-Vargas J. R., & Serna, P. (2013). Prestress losses evaluation in prestressed concrete prismatic specimens. Engineering Structures, 48, 704-715. Recuperado de https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.11.038

Carvalho, R. C. (2017). Estruturas em Concreto Protendido: cálculo e detalhamento (2a ed.). São Paulo: Pini.

Carvalho, R. C., Figueiredo Filho, J. R., & Furlan Junior, S. (1999). Utilização de Programas Computacionais da Área de Estruturas no Ensino de Engenharia. Anais do Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, Natal, RN, Brasil, 27. Recuperado de http://www.abenge.org.br/cobenge/arquivos/20/st/t/t101.pdf

Dissanayake, P. B. R., & Jothy Karma, S. (2007). Optimum Design of Prestressed Concrete Beams. Engineer Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka, 40(2), 29-32. Recuperado de http://doi.org/10.4038/engineer.v40i2.7136

Dominicini, W. K., & Coelho, L. H. (2014, setembro). Desenvolvimento de software educacional para análise e dimensionamento de estruturas em concreto protendido. Anais do Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia, Juiz de Fora, MG, Brasil, 42. Recuperado de http://www.abenge.org.br/cobenge/arquivos/5/Artigos/129002.pdf

Garber, D. B., Gallardo, J. M., Deschenes, D. J., & Bayrak, O. (2016). Prestress Loss Database for Pretensioned Concrete Members. ACI Structural Journal, 113(2), 313-355. doi: 10.14359/51688618

Cholfe, L., & Bonilha, L. (2013). Concreto Protendido: Teoria e Prática (1a ed.). São Paulo: Pini.

Ferreira, T. R., Lopes, B. C. S., Souza, R. K. Q., & Delalibera, R. G. (2011). Cálculo de estaqueamento plano por meio de planilhas eletrônicas. Anais do Seminário de Iniciação Científica / Congresso de Pesquisa, Ensino e Extensão da Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO, Brasil, 19, 7.

Gilbert, R. I, Mickleborough, N. C., & Ranzi, G. (2017). Design of Prestressed Concrete to Eurocode 2 (2a ed.). Boca Raton: CRC Press.

Jagtap, B. C., & Shahezad, M. (2016). Comparative Study of Prestressed Concrete Girder and Steel Plate Girder for Roadway Over Bridge. International Journal of Scientific Research in Science, Engineering and Technology, 2(1), 113-117. doi 10.32628/IJSRSET162122

Labadan, R. S. (2016). Design of Post-Tensioned Prestressed Concrete Beam Using Excel Spreadsheet with Visual Basic Applications. International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, 3(4), 10-16. Recuperado de http://iraj.in/journal/journal_file/journal_pdf/13-271-147184877610-16.pdf

Lin, T. Y., & Burns, N. H. (1981). Design of Prestressed Concrete Structures (3a ed.). New York: John Wiley & Sons.

Lopes, A. P., Castro, L. C. L. B., & Neves, C. E. V. (2005, setembro). Utilização De Planilhas Eletrônicas No Ensino Do Método De Cross. Anais do Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, Campina Grande, PB, Brasil, 33. Recuperado de http://www.abenge.org.br/cobenge/arquivos/14/artigos/DF-5-61576751287-1119039207634.pdf

Mascarenhas, F. J. R., Christoforo, A. L., & Carvalho, R. C. (2020). A utilização de um software livre para determinação dos esforços internos de cargas móveis em vigas de pontes de concreto. Holos, 36(3), 1-18. https://doi.org/10.15628/holos.2020.9466

Morais, C. G. B., & Araújo, P. H. (2013). Utilização de planilhas eletrônicas no ensino de resistência dos materiais. Anais do Congresso Internacional de Informática Educativa, Porto Alegre, SC, Brasil, 18. Recuperado de http://www.tise.cl/volumen9/TISE2013/613-616.pdf

Navaee, S. (2003). Utilization of EXCEL in Solving Structural Analysis Problems. Proceedings of American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Nashville, Tennessee, EUA.

Nawy, E. G. (2010). Prestressed Concrete: a fundamental approach (5a ed.). New Jersey: Pearson.

Palma e Silva, J. B. L., & Marins Neto, J. (2009). Desenvolvimento de aplicativo em planilha eletrônica como ferramenta de auxílio na determinação da dosagem experimental do concreto. Teoria e Prática na Engenharia Civil, 9(13), 37-45. Recuperado de http://www.editoradunas.com.br/revistatpec/Art5_N13.pdf

Parecer CNE/CES n. 947, de 24 de abril de 2019. Dispõe sobre as Diretrizes Curriculares Nacionais do Curso de Graduação em Engenharia. Recuperado de http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=128041-pces948-19&category_slug=outubro-2019&Itemid=30192

Pereira, F. A. (2016). Concreto Protendido: Dimensionamento De Longarina De Uma Ponte Isostática Com Pós-Tração (Trabalho de conclusão de curso). Departamento De Engenharia Civil Da Escola De Engenharia Da Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil. Recuperado de https://lume.ufrgs.br/handle/10183/148729

Pfeil, W. (1980). Concreto Protendido: Processos Construtivos, Perdas De Protensão, Sistemas Estruturais. (1a ed.). Rio De Janeiro: Livros Técnicos E Científicos.

Rahman, V. K., & Mundhada, A. R. (2013). Comparative Study of RCC and Prestressed Concrete Flat Slabs. International Journal of Modern Engineering Research, 3(3), 1727-1730. Recuperado de http://www.ijmer.com/papers/Vol3_Issue3/DG3317271730.pdf

Raju, P. M., & Sandeep T. R. (2017). Long term losses in pre-stressed concrete member as per IS 1343:2012 and IS 1343:1980. The Indian Concrete Journal, Maharashtra, 91(3):48-63. Recuperado de https://www.icjonline.com/archives/2017/06

Rocha, J. M. (2014). A Planilha Eletrônica Como Recurso Didático: Um Exemplo Com Multiplicação de Matrizes (Dissertação de mestrado). Programa de Pós-Graduação em Matemática, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brasil. Recuperado de https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/809/1/josimarmoreirarocha.pdf

Schmid, M. T. (1998). Perdas da Força de Protensão (2a ed.). São Paulo: Rudolff.

Soares, H. F. T., Silva, F. F., & Salbego, A. G. (2015). Importância e aplicações das planilhas eletrônicas para a graduação e atuação na engenharia. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão - Universidade Federal do Pampa, Alegrete, RS, Brasil, 7.

Sucharita D., sharma S. (2016). Economics of Continuous RCC and Prestressed Concrete Beam and Design in Ms-Excel. International Journal of Innovations in Engineering and Technology, 7(2), 292-298. Recuperado de http://ijiet.com/wp-content/uploads/2016/08/44.pdf

Downloads

Publicado

28/12/2022

Como Citar

Mascarenhas, F. J. R., Christoforo, A. L., Carvalho, R. C., & Lahr, F. A. R. (2022). Análise da perda de protensão com o auxílio de ferramenta de cálculo alternativa. HOLOS, 8. Recuperado de https://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/10409

Edição

v. 8 (2022)

Seção

ARTIGOS

Licença

Copyright (c) 2022 HOLOS

Creative Commons License

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

Artigos Semelhantes

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.