Cálculo y Sistema de Pretensión y Postensión

8/19/2019 Cálculo y Sistema de Pretensión y Postensión

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Cálculo y sistema de pretensióny postensión

Profesor. Bachiller.

Ing. Antonio Yriarte Peña Yetzabeth

ección CI! "#.$%&.'&'.


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Índice

Introducción..................................................................................................................................3

Pretensado y postesado................................................................................................................4

(structuras pretensadas.................................................................................................5

Cálculo y sistema de losas pretensadas....................................................................................12

Calculo y sistema de losas pretensadas armadas en dos direcciones.................12

Calculo y sistema de una losa nervada postesada en dos direcciones...................................30

Parámetros de postesado.....................................................................................33

Calculo del acero de refuerzo para condiciones de servicio.................................36

Calculo del acero no postesado con cargas de diseño.........................................36

Conclusión...................................................................................................................................40


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Introducción

)a t*cnica del concreto postesado consiste en tesar la armadura acti+a, despu*s del fraguado del

concreto del elemento estructural y cuando *ste ha alcanzado una resistencia suficiente parasoportar las tensiones pro+ocadas por el acero. )as fuerzas del postesado se transmiten al

concreto a tra+*s de ancla-es especiales ue están fi-os en los e/tremos de la pieza.

(/isten dos +ariantes de la t*cnica! armadura postesa adherente y armadura postesa noadherente.

(n el caso de armadura postesa adherente se de-a embebida una +aina metálica o de plástico,ue se replantea en la pieza con el trazado elegido, normalmente formado por tramos

parabólicos y rectos, por laue se enfilan, despu*s del hormigonado, los cordones ue

constituyen el cable.

0espu*s del tesado se procede a inyectar con una lechada de cemento a alta presión el espacio

ue ueda entre los cordones del cable y la +aina. Con esta inyección se restituye la adherencia

entre el cable de la +aina y el resto de la sección trans+ersal del elemento.

(n el caso de armadura postesa no adherente, para estructuras de edificación, suele utilizarse un

cable con un 1nico cordón ue está cubierto con una +aina de plástico ue e+ita ue el concretose adhiera al acero. (n este caso, el cordón se replantea en el elemento estructural, siguiendo el

trazado definido, y se concreta posteriormente. 0espu*s de endurecido el concreto, se tesan los

cordones ue pueden estirarse libremente. (n este caso no se puede restablecer la adherencia porue no es posible inyectar el espacio ue ueda entre el cordón y la protección de plástico, y

la armadura ueda sin adherencia.

(n pa2ses como (stados 3nidos o Australia, esta t*cnica está muy e/tendida, en (uropa su

a+ance ha sido mucho menor. 4ientras ue el

%&5 del acero de pretensar usado en (stados 3nidos o Australia se ha empleado como

postesado, en el caso de (uropa el porcenta-e sólo alcanza al 6#5. (s de esperar un notablea+ance en el empleo de esta tecnolog2a debido a las +enta-as ue su uso supone y ue se

comentarán más adelante.

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Pretensado y postesado

e denomina concreto pretensado a la tecnolog2a de construcción de elementos

estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión pre+ios a su

puesta en ser+icio. 0ichos esfuerzos se consiguen mediante barras, alambres o cables de

alambres de acero ue son tensados y anclados al concreto.

(sta t*cnica se emplea para superar la debilidad natural del concreto frente a esfuerzos

de tracción, y fue patentada por (ug7ne 8reyssinet en 69"#.

(l ob-eti+o es el aumento de la resistencia a tracción del concreto, introduciendo un esfuerzo de

compresión interno ue contrarreste en parte el esfuerzo de tracción ue producen las cargas de

ser+icio en el elemento estructural.

)a resistencia a la tracción del concreto con+encional es muy inferior a su resistencia a la

compresión, del orden de 6# +eces menor. :eniendo esto presente, es fácil notar ue si

deseamos emplear el concreto en elementos, ue ba-o cargas de ser+icio, deban resistir

tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción.

(n el concreto armado con+encional se proporciona resistencia a la tracción a los elementos

estructurales colocando acero de refuerzo ;pasi+o< en las zonas de los elementos estructurales

donde pueden aparecer tracciones. (sta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede

garantizar una resistencia poco adecuada al elemento y presenta el incon+eniente de no impedir

el agrietamiento del hormigón para ciertos ni+eles de carga. (n el concreto pretensado se coloca

acero tensado ;acti+o< ue precomprime el concreto, permitiendo as2 ue los elementos

estructurales tengan una gran resistencia a la tracción con la +enta-a de impedir en agrietamiento

del concreto.

A su +ez e denomina concreto postesado ;mal llamado concreto postensado< a auel

concreto al ue se somete, despu*s del +ertido y fraguado, a esfuerzos de compresión por medio

de armaduras acti+as ;cables de acero< montadas dentro de +ainas. A diferencia del concreto

pretensado, en el ue las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postesado las

armaduras se tensan una +ez ue el hormigón ha aduirido su resistencia caracter2stica.

0e esta forma, el pretensado se puede lograr de dos maneras! pretensado ;con armaduras

pretensas< y postesado ;con armaduras postesas


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pieza se traducen en una p*rdida de la compresión pre+ia, e+itando en mayor o menor medida

ue el concreto traba-e a tracción, esfuerzo para el ue no es un material adecuado.

>

Estructuras pretensadas:raba-ar con el sistema de concreto presforzado nos lle+a a crear en forma controlada esfuerzos

permanentes en un elemento estructural de una construcción, la finalidad de ello es me-orar su

comportamiento en obra y aumentar su resistencia. )os elementos ue se emplean para este

sistema comprenden desde una simple +igueta para una +i+ienda ;en habitaciones ue soporten

esfuerzo


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presfuerzo durante el colado y curado del concreto antes de cortar los tendones y ue la fuerza

pueda ser transmitida al elemento.

&

Ahora este m*todo se emplea com1nmente en la elaboración de +iguetas, trabes, losas y gradas,

aplicados a edificios, na+es, puentes, fábricas, estadios, etc.

)as caracter2sticas del concreto, le permiten soportar los efectos de la compresión y comportarse

muy bien en cuanto a su empleo en estructuras. Por otro lado el concreto es un material muy

resistente, aunue en este punto presenta algunos incon+enientes relacionados con resistencia

desigual la cual es muy peueña contra la tracción. (ste moti+o obliga a suplir esta carencia

mediante armaduras ue tomen las tensiones de tracción resultando de esta manera el material

estructural conocido como concreto armado. )a idea del pretensado es la de introducir un estado

de tensión, pre+io a la carga de la estructura, de manera tal ue anule, o disminuya, las tensiones

de tracción en el concreto. (sta idea puede ser comprendida fácilmente mediante un e-emplo.

Consid*rese una +iga isostática simple con una carga uniformemente distribuida ;


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Permite apro+echar materiales de alta resistencia, lo ue conduce a estructuras más esbeltas y

li+ianas?

Presenta deformaciones reducidas, manteniendo su ni+el de estado no fisurado ;estado I


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Actualmente se pueden encontrar estructuras pretensadas, como!

D (dificios.

D Plataformas de almacenamiento.

%

D Plantas nucleares.

D :ipos de puentes diferentes.

D (structuras subterráneas.

D :orres de tele+isión.

D :orres de alta tensión.

D Plataformas marinas.

&i!erencia entre una estructura de concreto pretensado y una de concreto armado

8reyssinet, además de contribuir al desarrollo del concreto armado, fue el iniciador del concreto

pretensado porue, gracias a su e/traordinario esfuerzo personal, consiguió desarrollar una

nue+a t*cnica casi desde cero, hasta hacerla aplicable en cualuier obra donde fuera adecuada.

(l concreto pretensado se puede considerar un nue+o material? su diferencia con el concreto

armado es ue en *ste la armadura es pasi+a, es decir, entra en carga cuando las acciones

e/teriores act1an sobre la estructura? en el pretensado, en cambio, la armadura es acti+a, es decir

se tensa pre+iamente a la actuación de las cargas ue +a a recibir la estructura ;peso propio,

carga muerta y cargas de tráfico


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Con el hormigón pretensado se e+ita la fisuración ue se produce en el concreto armado y por

ello, se pueden utilizar aceros de mayor resistencia, inadmisibles en el concreto armado porue

se producir2a una fisuración e/cesi+a.

(l concreto pretensado no ha hecho desaparecer el concreto armado? cada uno tiene su campo

de aplicación. Al iniciarse el hormigón pretensado se trató de sustituir toda la armadura pasi+a

por acti+a? por ello los primeros puentes se pretensaban longitudinal y trans+ersalmente.

$

Pero pronto cada material encontró su sitio? la armadura acti+a se debe emplear para resistir los

esfuerzos principales y la pasi+a los secundarios. Incluso puentes losa con luces de hasta "# m

se pueden hacer e/clusi+amente con armadura pasi+a, aunue hay ue tener en cuenta la

fisuración, porue muchas +eces, aun siendo admisible, es e/cesi+amente +isible.

Estructuras postesada

(l postensado, m*todo Eproacti+oF comprime el concreto a un +alor superior a las tensiones ue

se producen en la más desfa+orable combinación de acciones, neutralizando las tracciones

ocasionadas por retracción de secado, gradientes t*rmicos y cargas de tráfico yGo estáticas? en

consecuencia, se e+ita por completo grietas y fisuras.

4ientras ue en un pa+imento de concreto tradicional se obtiene la resistencia a fle/ión

mediante refuerzos de acero, y el traspaso de corte en las -untas se realiza a tra+*s de barras o

pasadores, se puede afirmar ue en un pa+imento de concreto postesado se obtiene la resistencia

a fle/ión mediante la precompresión del concreto y el traspaso de corte por la continuidad de

postensado, no siendo necesarias las -untas.

(n este art2culo se e/plicarán las clases de postesado seg1n la tipolog2a de cables, se darán

parámetros de diseño básicos y se ofrecerá una +isión general del m*todo constructi+o, las

aplicaciones y +enta-as de su uso en pa+imentos y suelos industriales.

Postesados empleados

)o mismo ue para las estructuras postesadas, para los pisos o pa+imentos e/isten dos posibles

formas de introducir el preesfuerzo! una con sistemas de torones no adheridos y otra con torones

completamente adheridos al concreto de la placa.

'( sistemas no ad)erentes#


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*o )ay ad)erencia del acero de postensado con el concreto

)os cables usados en este sistema son tipo monotorón con diámetros de #,&= o #,'=, los cuales

presentan una capa de engrasado y un recubrimiento posterior con plástico o polietileno.

u principal +enta-a es la limpieza y rapidez, porue no reuiere inyecciones y preparaciones de

lechadas.

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B) +istemas 'd)erentes#

El acero de los ca,les postesados es ad)erido al concreto mediante inyecciones de lec)adas

a-uacemento.

)os cables usados pueden ser tipo monotorón o multitorón con torones de diámetros de #.&= o

#.'=. (ste sistema reuiere una inyección de lechada aguacemento en el interior de los ductos

ue alo-an los torones despu*s de efectuar la transferencia o tensionamiento. u +enta-a radica

en la alta capacidad de resistencia para grandes cargas.

/entajas

(l postesado permite eliminar el 9#5 de las -untas ;constructi+as, de control de fisuras o de

dilatación


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Heducción de tiempos en la instalación de materiales

Heducción de tiempos de fundición

4enor plazo de instalación de -untas

tras de las +enta-as del postensado son!

D Permite alcanzar pisos industriales de gran planitud

D 4ayor fle/ibilidad por reducción de espesor

6#

D Control de fisuración a largo plazo

D 4ayor impermeabilidad del pa+imento

D Aumento de la resistencia superficial

D 4ayor resistencia a ba-as temperaturas ;heladas<

%sos en el mercado

• ilos

• (stanues de agua

• Presas para hidroel*ctricas

• :orres para telecomunicaciones?

• Chimeneas cil2ndrica y tronco cónicas?

• 1cleos de edificios ;pozos de ascensores y escaleras<

• Pilas ;pilares< y capiteles para +iaductos.

• Plantas de tratamiento de agua

•

Almacenes y Centros de 0istribución

• Puertos, aeropuertos y áreas para mane-o de contenedores

• 0epósitos para l2uidos y cámaras fr2as

• Campos deporti+os, t1neles y otros

Postesado y Pretensado


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(l postesadas se usa en pórticos y +igas de puentes de gran luz.

(n cambio, el pretensado se usa para elementos li+ianos ue se pueden construir en planta y

transportar fácilmente.

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Cálculo y sistema de losas pretensadas


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Calculo y sistema de losas pretensadas armadas en dos

direcciones

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Cálculos y discusión


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Calculo y sistema de una losa nervada postesada en dos

direcciones

Planta tipo


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Predimensionamiento

Cargas, propiedades de los materiales y propiedades de la seccióntransversal de la losa


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Parámetros de diseño


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Parámetros de postesado

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Comprobación de esfuerzos bajo cargas de servicios


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Calculo del acero de refuerzo para condiciones de servicio

Calculo del acero no postesado con cargas de diseño

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3!


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3"


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Conclusión(l pretensado tiene unas condiciones óptimas de utilización ue se presentan generalmente para

luces superiores a $,# m.

i se comparan distintas alternati+as posibles para una situación espec2fica ;soluciones armadas,

postesadas, mi/tas

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