Estructuras postensadas y pretensadas
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Este documento describe los conceptos de estructuras pretensadas y postensadas. El preesfuerzo o postensado se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones inducido para mejorar el comportamiento estructural. El pretensado implica tensar los tendones antes de colocar el concreto, mientras que el postensado tensa los tendones después de fraguar el concreto. Ambos métodos mejoran la capacidad de carga y reducen la sección requerida.
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Estructuras postensadas y pretensadas
- 1. ESTRUCTURAS POSTENSADAS Y PRETENSADAS PIERBLACK
- 2. PRESFORZADO. El preesfuerzo o Postensado se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones que es inducido para mejorar el comportamiento estructural de un elemento. Por medio del preesfuerzo se aumenta la capacidad de carga y se disminuye la sección del elemento. Se Inducen fuerzas opuestas a las que producen las cargas de trabajo mediante cable de acero de alta resistencia al ser tensado contra sus anclas. La aplicación de estas fuerzas se realiza después del fraguado, utilizando cables de acero enductados para evitar su adherencia con el concreto.
- 3. Clases de Presforzado: 1.- Pretensado: El término pretensado se usa para describir cualquier método de presforzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar el concreto. Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se re-estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta, como se ilustra en la imagen.
- 4. Características del Pretensado: 1. Pieza prefabricada. 2. El presfuerzo se aplica antes que las cargas. 3. El anclaje se da por adherencia. 4. La acción del presfuerzo es interna. 5. El acero tiene trayectorias rectas. 6. Las piezas son generalmente simplemente apoyadas (elemento estático).
- 5. Clases de Presforzado: 2.- Postensado: Contrario al pretensado el postensado es un método de presforzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente después del presforzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio.
- 6. Características del Postensado: 1. Pieza prefabricada o coladas en sitio. 2. Se aplica el presfuerzo después del colado. 3. El anclaje requiere de dispositivos mecánicos. 4. La acción del presfuerzo es externa. 5. La trayectoria de los cables puede ser recta o curva. 6. La pieza permite continuidad en los apoyos (elemento hiperestático).
- 7. Clases de Presforzado: 3.- Elementos Pre y Postensadas: Hay ocasiones en que se desean aprovechar las ventajas de los elementos pretensados pero no existe suficiente capacidad en las mesas de colado para sostener el total del presfuerzo requerido por el diseño del elemento; en otras, por las características particulares de la obra, resulta conveniente aplicar una parte del presfuerzo durante alguna etapa posterior a la fabricación. Al menos ante estas dos situaciones, es posible dejar ahogados ductos en el elemento pretensado para postensarlo después, ya sea en la planta, a pie de obra o montado en el sitio.
- 9. CONCRETO PRETENSADO. El término pretensado se usa para describir cualquier método de presforzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar el concreto. Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se re-estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta. Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión aplicada por los gatos.
- 10. Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de alta resistencia a corto tiempo, a la vez que curado con vapor de agua, para acelerar el endurecimiento del concreto. Después de haberse logrado suficiente resistencia, se alivia la presión en los gatos, los torones tienden a acortarse, pero no lo hacen por estar ligados por adherencia al concreto. En esta forma, la forma de presfuerzo es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga, y no se necesita de ningún anclaje especial.
- 12. Se Trata de lograr que las tracciones que producirán las cargas de servicio se reduzcan a una disminución de la compresión ya existente en el material.
- 14. CONCRETO POSTENSADO. Contrario al pretensado el Postensado es un método de presforzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente después del presforzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio. Generalmente se colocan en los moldes de la viga conductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto, como se ilustra en la siguiente figura:
- 15. Cuando se hace el presforzado por Postensado, generalmente se colocan en los moldes de las vigas ductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto. Los tendones pueden ser alambres paralelos atados en haces, cables torcidos en torones, o varillas de acero. El ducto se amarra con alambres al refuerzo auxiliar de la viga (estribos sin reforzar) para prevenir su desplazamiento accidental, y luego se vacía el concreto. Cuando éste ha adquirido suficiente resistencia, se usa la viga de concreto misma para proporcionar la reacción para el gato de esforzado.
- 16. La tensión se evalúa midiendo tanto la presión del gato como la elongación del acero. los tendones se tensan normalmente todos a la vez ó bien utilizando el gato monotorón. Normalmente se rellenen de mortero los ductos de los tendones después de que éstos han sido esforzados. Se forza el mortero al interior del ducto en uno de los extremos, a alta presión, y se continua el bombeo hasta que la pasta aparece en el otro extremo del tubo. Cuando se endurece, la pasta une al tendón con la pared interior del ducto.
- 17. APLICACIONES
- 18. APLICACIONES Centros Comerciales. Combinación eficiente de pisos de estacionamiento con pisos comerciales y salas de cine. Inclusión de mezzanines sin sacrificar alturas gracias a la esbeltez de los entrepisos. Aulas para Escuelas y Universidades. Aprovechamiento de alta economía que permite grandes claros. Auditorios y Centros Comerciales. Techumbres ligeras de grandes claros utilizando cubiertas metálicas
- 19. Aplicaciones del Pretensado Losas Alveolares Pretensadas: Es un elemento prefabricado de hormigón pretensado, alcanzado luces importantes.
- 20. Aplicaciones del Postensado Losas: La característica de las lozas pretensadas es que salvan grandes luces y pueden auto soportarse.
- 22. Aplicaciones del Postensado Puentes Construidos por Voladizo: para rigidizar la fase ya construida y para resistir las flexiones y cortantes en la fase de servicio. Puentes Empujados: Para unir dovelas entre si y para resistir las flexiones y cortantes durante el empuje. Puentes por Dovelas Prefabricadas: Para unir dovelas entre si y para tomar flexiones y cortantes en servicio.
- 24. VENTAJAS Eficiencia en la utilización del concreto. Reducción de secciones hasta un 30%. Reducción de acero de refuerzo a cantidades mínimas. Aligeramiento de la estructura. Menor peso de estructura. Menos peso de cimientos. Disminuye los efectos de sismo. Precisión en diseño utilizando el “Método de Elemento Finito”, que permite: Dimensionar las fuerzas reactivas del presfuerzo con gran precisión. Controlar deflexiones de los elementos estructurales dentro de límites aceptables. Mayor rapidez en elementos pretensados. El fabricar muchos elementos con las mismas dimensiones permite tener mayor rapidez.
- 25. DESVENTAJAS Se requiere transporte y montaje para elementos pretensados. Esto puede ser desfavorable según la distancia a la que se encuentre la obra de la planta. Mayor inversión inicial. Diseño más complejo y especializado (juntas, conexiones, etc) Planeación cuidadosa del proceso constructivo, sobre todo en etapas de montaje. Detalles en conexiones, uniones y apoyos.