El Concreto Pretensado

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada Núcleo Tucupita, edo. Delta Amacuro

HORMIGON PRETENSADO

Facilitador:

Ing°. Fernando Volcanes

Participantes:

Martínez Luis C.I. 24.117.139 Lara Juvenal C.I. 19.140.884 Zamora Manuel C.I. 18.386.147

Tucupita, Marzo de 2014

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INDICE

Introducción 3 Características del Pretensado..................................................... 4 Tipos de pretensado................................................................. 4 Solicitaciones y tensiones debidas al pretensado............................... 6 Verificación necesaria para estructuras de hormigón pretensado.............. 7 Ventajas del Hormigón Pretensado............................................... 8 Desventajas del Hormigón Pretensado........................................... 10 Concreto Postensado................................................................. 11 Concreto Pretensado................................................................ 11 Pérdida parcial de la fuerza del pre esfuerzo.................................... 14 Imágenes y ejemplos de construcciones civiles con concreto pretensado............................................................................ 16 Conclusiones 17 Referencias Bibliográficas 18

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INTRODUCCIÓN

El principio básico del pretensado fue aplicado a la construcción quizás hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido contenido.

Aunque con el tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, las contribuciones más importantes a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet, quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o durante la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que, al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material.

El hormigón posee una buena resistencia a la compresión y resulta un material versátil para su uso en estructuras. Su principal inconveniente, no obstante, es su desigual resistencia: ésta es muy pequeña a tracción. Este motivo obliga a suplir esta carencia mediante armaduras que tomen las tensiones de tracción resultando de esta manera el conocido material hormigón armado.

La idea del pretensado es la de introducir un estado de tensión, previo a la carga de la estructura, de manera tal que anule, o disminuya, las tensiones de tracción en el hormigón.

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CARACTERÍSTICAS DEL PRETENSADO

· El hormigón pretensado requiere utilizar material de alta calidad, tanto para el hormigón como para el acero.

· El valor de la carga de pretensado no permanece constante a lo largo del tiempo.

· Debido a los efectos de deformaciones diferidas (relajación del acero, fluencia

lenta del hormigón) su valor va disminuyendo en el tiempo hacia un valor asintótico.

· Debido a esto hay que tener en cuenta los distintos valores de la fuerza P en el cálculo de las tensiones.

· Las condiciones de resistencia de la estructura deben verificarse a lo largo de la historia de la misma. Hay estados tensionales diferentes durante las etapas de la construcción; la puesta en tensión de los cables o barras de pretensado; los estados de carga permanentes; los estados de cargas permanentes más variables; etc. Y a ello se debe agregar lo dicho acerca de la variación de fuerza de pretensado en el tiempo. Todo esto hace que deban verificarse no uno, sino varios estados de tensiones en la estructura.

TIPOS DE PRETENSADO

Se utiliza una terminología para referirse a los distintos tipos de pretensado.

Pretensado en banco o pretensado con adherencia inmediata:

Este es el pretensado de piezas prefabricadas. Se realiza en plantas donde se coloca el cable en el molde de la pieza; se pone en tensión; luego se hormigona y

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cuando el hormigón está seco y ha endurecido se corta los extremos del cable que trata de contraerse poniendo así en tensión al hormigón.

En general los cables son rectos, pero puede -mediante un desvío- dársele forma poligonal. También se utiliza en caños o tubos, en forma de hélice dando un estado de pretensión circunferencial.

Pretensado con adherencia posterior:

A veces se lo denomina postesado, si bien continua siendo un pre-tensado en el sentido que las tensiones que se agregan a la estructura se hacen previamente a que ella sea solicitada por los estados de carga debido a la utilización de la misma.

En este caso se dejan vainas incluidas en la pieza de hormigón, por donde se insertan los cables para pretensado. Luego se pone en tensión a los cables mediante gatos. Alcanzada la tensión se anclan los cables a la estructura a través de dispositivos específicos (anclajes). Finalmente se rellena el espacio entre la vaina y el cable inyectando un mortero.

Pretensado con adherencia:

El caso descripto, en el cual se inyecta un mortero para dar adherencia entre cable y vaina, corresponde a este tipo de pretensado con adherencia.

Pretensado sin adherencia:

En este caso no se realiza la inyección. El pretensado sin adherencia permite un fácil reemplazo de los cables.

En cuanto al grado de pretensado, se puede distinguir:

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· Pretensado total: cuando la fuerza P se coloca de manera de eliminar completamente las tensiones de tracción del hormigón;

· Pretensado limitado: en este casos no se elimina completamente la tracción en el hormigón, pero se mantiene los valores de tensión por debajo de la resistencia a tracción del hormigón;

· Pretensado parcial: en este caso no se elimina la tracción y tampoco se mantiene por debajo de la resistencia del hormigón. Pero para evitar la figuración se coloca una armadura convencional (no tesada), como en hormigón armado.

· Pretensado moderado o constructivo: en este caso el pretensado no se utiliza para dotar capacidad portante a la estructura, sino para evitar la figuración de la misma.

SOLICITACIONES Y TENSIONES DEBIDAS AL PRETENSADO

La acción del cable de pretensado sobre la estructura de hormigón se manifiesta en un conjunto de fuerzas:

· fuerzas concentradas en los anclajes

· fuerzas de desvío debido a la curvatura. Estas fuerzas se producen cuando el cable no es recto y son fuerzas distribuidas dirigidas hacia el centro de curvatura. En el caso límite de un quiebre en la línea del trazado del cable, se manifiesta una fuerza concentrada.

· fuerzas de fricción, que se producen entre el cable y la vaina.

Para determinar las tensiones producidas por el pretensado, se puede usar dos métodos conocidos como método interno y método directo. Lo que sigue se circunscribe al caso de una viga isostática.

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VERIFICACIÓN NECESARIA PARA ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN PRETENSADO

1. Capacidad de servicio:

Las tensiones bajo cargas de servicio se calculan en estado I. En la zona “traccionada” (la parte inferior en una viga simple con cargas gravitacionales, por ejemplo) no deben excederse las tensiones admisibles de compresión, para la combinación de momento mínimo (Mmin) y carga de pretensado máxima (P0). En la zona “comprimida” (la parte superior en una viga simple con cargas gravitacionales, por ejemplo) no deben excederse las tensiones admisibles de tracción, para la combinación de momento mínimo (Mmin) y carga de pretensado máxima (P0). Si se trata de pretensado parcial o limitado, hay que verificar la abertura de las fisuras.

2. Capacidad cortante:

La capacidad límite debe verificarse para P1 y las cargas se incrementan con los mismos coeficientes de seguridad que en hormigón armado: 1,75 para flexión y 2,10 para compresión o corte.

3. Pérdidas de pretensado:

Se deben estimar las pérdidas debido a fricción cable-vaina, así como las diferidas en el tiempo debido a retracción y fluencia lenta del hormigón y relajación del acero.

4. Fuerzas de desvío:

Debe examinarse las tensiones producidas en el hormigón en los lugares de desvío del cable, y prever el armado del hormigón a fin de evitar tensiones de tracción por este efecto5. Zonas de anclaje:

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En la zona de los anclajes, tanto activo como pasivo, se produce estados importantes de tensiones tridimensionales en el hormigón que deben ser verificadas.

6. Acortamiento de estructuras pretensadas:

Se debe evaluar el acortamiento debido al pretensado, tanto en el momento inicial como para un tiempo muy largo (t = 1), y debe determinarse su influencia sobre los apoyos, juntas de dilatación, etc.

7. Contraflechas por flexión:

Si las deformaciones producidas por el tensado pueden afectar al uso de la estructura debe preverse una contraflecha al momento de construirse la estructura. Como las deformaciones varían en el tiempo se toma un promedio de las deformaciones para tiempos t = 0 y t = 1.

VENTAJAS DEL HORMIGÓN PRETENSADO

Son

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