Informe Pretensado Final
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7/15/2019 Informe Pretensado Final
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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
Facultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería CivilEstructuras de Concreto II
Grupo 02
Informe grupal
PRETENSADO
Elaborado por:
Profesor
Viernes 8 de junio de 2012
I Semestre 2012
7/15/2019 Informe Pretensado Final
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Tabla de Contenidos
1. Introducción ................................................................................................................................ 3
2. Conceptos importantes ............................................................................................................... 3
Aumentar la resistencia última del elemento ................................................................................. 3
Materiales ....................................................................................................................................... 4
Concreto .......................................................................................................................................... 4
Acero ............................................................................................................................................... 4
Pérdidas de pretensión: causas ....................................................................................................... 6
3. CÓDIGOS...................................................................................................................................... 7
4. Construcción en planta ............................................................................................................. 16
5. Diferencia con postensión ......................................................................................................... 176. EJEMPLO (ejemplos de usos) .................................................................................................... 18
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1. Introducción
Según el código ACI-318 el concretopreesforzado es “concreto estructural al que se le han
introducido esfuerzos internos con el fin de reducir los esfuerzos potenciales de tracción en el
concreto causados por las cargas”
Es decir, en el concreto preesforzado se “crean deliberadamente esfuerzos permanentes en un
elemento estructural para mejorar su comportamiento de servicio y aumentar su resistencia”
(Escosa, 2012), es decir, se fabrica un concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos
de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes de las cargas externas dadas se
equilibran hasta un grado deseado.
El preesfuerzo se usa principalmente en vigas de concreto para contrarrestar los esfuerzos de
tracción causados por el peso propio del miembro y las cargas aplicadas.
Debido a que la resistencia a la tracción del concreto es de sólo 10% de su resistencia a la
compresión, los esfuerzos inducidos buscan que el concreto trabaje a compresión, para así
aprovechar las capacidades máximas del material. Los esfuerzos de compresión inducidos por el
preesfuerzo permiten reducir la aparición de grietas en el concreto, es decir, se requiere de cargas
más altas para lograr revertir los momentos inducidos por el preesfuerzo y generar momentos
adicionales que generen agrietamientos y falla en los elementos en flexión.
2. Conceptos importantes
Aumentar la resistencia última del elemento
El concreto preesforzado, a diferencia del concreto simplemente reforzado, permite utilizar las
secciones enteras de los miembros para resistir las cargas. De este modo, pueden usarse
miembros más pequeños para soportar las mismas cargas o miembros del mismo tamaño para
claros más grandes. Esto representa una ventaja importante, puesto que el peso de los miembros
es una parte considerable de las cargas totales de diseño en las estructuras de concreto.
Usualmente, los elementos de concreto requieren un cierto agrietamiento bajo cargas de servicio
para lograr un trabajo integrad de sus componentes (es decir, para iniciar el esfuerzo en los
elementos de refuerzo tradicional). Los miembros preesforzados por su parte, no se agrietan bajo
cargas de trabajo, y por ello tienen mejor aspecto y son más impermeables, lo que implica una
mejor protección contra la corrosión del acero.
Además, los elementos sin grietas (como los preesforzados) requieren menos mantenimiento y
tienen mayor durabilidad que los miembros de concreto reforzados con grietas.
Los momentos negativos causados por el preesfuerzo producen combadura inversa en los
miembros que se revierten al colocar las cargas sobre el elemento, y en consecuencia las
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deflexiones totales resultan siendo menores. Por otro lado, las estructuras de concreto
presforzado presentan una mayor resistencia a la fatiga y al impacto, en comparación con las
estructuras comunes de concreto reforzado.
Materiales
El concreto preesforzado requiere el uso de concretos y aceros de alta resistencia, asimismo, es
necesario utilizar una formaleta más complicada y mantener un control más estricto en la
fabricación.
“Se requiere de anclajes y moldes que sean capaces de soportar el total de la fuerza de
preesfuerzo durante el colado y curado del concreto antes de cortar los cables y que la fuerza
pueda ser transmitida al elemento” (Escosa, 2012)
ConcretoEl concreto es de mayor resistencia que el usado en los miembros comunes de concreto reforzado
por diversas razones. Normalmente, el concreto de alta resistencia tiene un módulo de elasticidad
mayor, esto significa una reducción en la deformación elástica inicial con la aplicación de la fuerza
de preesfuerzo y una reducción en la deformación por flujo plástico, que es aproximadamente
proporcional a la deformación elástica. Por lo tanto, el concreto de alta resistencia genera una
reducción en la pérdida de preesfuerzo, además de proveer una mejor transmisión de esfuerzos
por adherencia.
A menudo para acelerar el endurecimiento muchas veces es curado con vapor de agua.
AceroLos aceros de alta resistencia son necesarios para producir y mantener fuerzas de preesfuerzo
satisfactorias en los miembros, pues las deformaciones unitarias que se presentan en esos aceros
durante el preesfuerzo son mayores que las que pueden obtenerse con aceros de refuerzo
ordinario.
Las propiedades mecánicas de este acero tal como lo revelan las curvas de esfuerzo-deformación,
son algo diferentes de aquellas del acero convencional usado para el refuerzo del concreto. Por
consiguiente, cuando el concreto se acorta elásticamente por compresión, por contracción y por
flujo plástico, las pérdidas en la deformación unitaria del acero (y por tanto en los esfuerzos)
representan un porcentaje menor del esfuerzo total. Otra razón para el uso de aceros de altaresistencia es que puede desarrollarse una fuerza de preesfuerzo grande en un área pequeña.
Las varillas de refuerzo comunes también desempeñan un papel importante dentro de la
construcción de elementos de concretopreesforzado, ya que se principalmente como refuerzo en
el alma, y refuerzo longitudinal complementario.
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Los tendones pueden ser barras, aunque normalmente están compuestos por grupos de alambres,
dependiendo el numero de alambres de cada grupo del sistema particular usado y de la magnitud
de la fuerza pretensora requerida.
El cable trenzado se usa casi siempre en miembros pretensados, y a menudo se usa también en
construcción postensada. El cable trenzado se fabrica de acuerdo con la especificación ASTM A-416, "Cable Trenzado, Sin Revestimiento, de Siete Alambres, Relevado de Esfuerzos, Para Concreto
Presforzado". Es fabricado con seis alambres firmemente torcidos alrededor de un séptimo de
diámetro ligeramente mayor. El paso de la espiral del torcido es de 12 a 16 veces el diámetro
nominal del cable. Los cables se fabrican en dos grados: el grado 250 y 270 los cuales tienen una
resistencia última mínima de 1720 y 1860 N/mm2 respectivamente.
Figura 1. Cables de acero usados para el preesfuerzo. Fuente:http://www.misaplicaciones.com/
Los torones una vez liberados de los gatos hidráulicos tienden a acortarse, pero no lo hacen por
estar ligados al concreto por adherencia. Gracias a la adherencia la fuerza de preesfuerzo es
transferida al concreto, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga.
Con frecuencia se usan uno, dos o tres depresores intermedios del cable para obtener el perfil
deseado. Estos dispositivos de sujeción quedan embebidos en el elemento al que se le aplica el
preesfuerzo.
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Figura 2. Anclajes de tensión. Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/
Pérdidas de pretensión: causas
Cualquier diferencia entre la fuerza ejercida por el gato hidráulico en la puesta en tensión y la
fuerza que ejerce en un punto el cable en un momento dado se conoce como pérdida del
pretensado.
Una de las primeras pérdidas de pretensión se debe al retroceso del anclaje (ajuste de cuñas)
cuando se libera la tensión del acero producida por el gato hidráulico., el cual es un pequeño
deslizamiento a medida que las cuñas se acomodan a los tendones o el dispositivo de anclaje se
deforma.
Otra causa de pérdidas es la retracción, definida como la contracción o disminución de volumen
debido a la pérdida de humedad. El secado del hormigón hace que el agua libre se evapore y la
reducción de volumen se da con mayor velocidad al principio que al final. La retracción está
influenciada por los siguientes factores: agregados, relación agua/cemento, tamaño del elemento,
condiciones del medio ambiente, refuerzo aditivos y tipo de cemento. La retracción aumenta con
el aumento de las siguientes variables: temperatura ambiente, temperatura gradiente en los
miembros, relación agua/cemento y contenido de cemento.
La cedencia por otro lado, es la pérdida de pretensión que se da a largo plazo, pues el flujo plástico
del hormigón es definido como el aumento en la deformación con el tiempo bajo una carga
constante. La fuerza pretensora que produce el flujo plástico del hormigón va disminuyendo con el
tiempo debido al relajamiento del acero y a la contracción del concreto. La deformación causada
por la cedencia depende de la magnitud de la carga aplicada, la duración de la carga aplicada, el
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diseño de mezcla, las condiciones de curado, la edad de la carga y las condiciones el medio
ambiente.
Recién se mencionó la relajación del acero, la cual se define como la reducción de la tensión del
acero a lo largo del tiempo bajo una carga constante. Debido a la relajación el esfuerzo de
pretensión en el tendón disminuye con el tiempo.
Así que para obtener una fuerza final de pretensado determinada es necesario aplicar al elemento
una fuerza de pretensado inicial superior. Esto suele ser desfavorable porque en muchas ocasiones
el dimensionado de los elementos es efectuado a partir de la tensión en el estado de puesta en
tensión. Las perdidas, entonces, son un verdadero inconveniente porque además de disminuir el
rendimiento del acero, provocan un aumento en el estado de solicitación del hormigón. Por estas
razones es fundamental predecir con exactitud las pérdidas en la realización de los cálculos.
3. CÓDIGOS
El código ACI 318-08 hace indicaciones respecto al diseño de elementos de concreto pre esforzado
en las siguientes secciones:
9.5.4 Elementos de concreto preesforzado
9.5.4.1 Para elementos a flexión diseñados
de acuerdo con el Capítulo 18, las
deflexiones inmediatasdeben ser calculadas
por los métodos o fórmulas usuales para
deflexiones elásticas, y se permite utilizar elmomento de inercia de la sección total de
concreto, Ig , para los elementos a flexión
Clase U, como se define en 18.3.3.
9.5.4.2 Para los elementos en flexión Clase C
y Clase T, como se definen en 18.3.3, los
cálculos dedeflexión deben basarse en un
análisis de la sección agrietada transformada.
Se permite que los cálculos se basen en una
relación momento-deflexión bilineal o en un
momento efectivo de inercia, le' como lo
define la ecuación (9-8).
9.5.4.3 La deflexión adicional a largo plazo en
elementos de concreto preesforzado debe
calcularse teniendo en cuenta los esfuerzos
en el concreto y en elacero bajo carga
permanente, e incluyendo los efectos del
flujo plástico y la retracción del concreto, así
como la relajación del acero.
9.5.4.4 La deflexión calculada de acuerdo con
9.5.4.1 ó 9.5.4.2, y 9.5.4.3 no debe exceder
los límitesestablecidos en la tabla 9.5(b).
9.5.4.1 ó 9.5.4.2, y 9.5.4.3 no debe exceder
los límites establecidos en la tabla 9.5(b).
18. 1. Alcance
18.1.1 Las disposiciones del Capítulo 18 se
deben aplicar a elementos preesforzados con
alambre, torones o barras que cumplan con
los requisitos para aceros de preesforzado de
3.5.5.
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18.1.2 Todas las disposiciones de este
Reglamento no excluidas específicamente y
que no contradigan las disposiciones del
Capítulo 18, deben considerar aplicables al
concreto preesforzado.
18.1.3 Las siguientes disposiciones de este
Reglamento no deben aplicarse al concreto
preesforzado excepto cuando esté
específicamente señalado: 6.4.4, 7.6.5,
8.12.2, 8.12.3, 8.12.4, 8.13, 10.5, 10.6, 10.9.1
Y 10.9.2; Capítulo 13; y secciones 14.3, 14.5 Y
14.6, salvo que se puedan aplicar algunas
secciones de 10.6 comose indica en 18.4.4.
18.2 Generalidades
18.2.1 Los elementos preesforzados deben
cumplir con los requisitos de resistencia
especificados en este Reglamento.
18.2.2 El diseño de elementos preesforzados
debe basarse en la resistencia y en elcomportamiento en condiciones de servicio
durante todas las etapas de carga que serán
críticas durante la vida de la estructura,
desde el momento en que el preesforzado se
aplique por primera vez.
18.2.3 En el diseño deben considerarse las
concentraciones de esfuerzos debidas al
preesforzado.
18.2.4 Deben tomarse medidas con respecto
a los efectos sobre estructuras adyacentes
producidos por deformaciones plásticas y
elásticas, deflexiones, cambio de longitud y
rotaciones provocados por el preesforzado.
También deben incluirse los efectos debido a
cambios de temperatura y a retracción.
18.2.5 Debe considerarse la posibilidad de
pandeo de un elemento entre los puntos en
que el concreto y el acero de preesforzado
estén en contacto intermitente en un dueto
de mayor tamaño del necesario, al igual que
la posibilidad de pandeo de almas y alas
delgadas.
18.2.6 Al calcular las propiedades de la
sección antes de la adherencia del acero depreesforzado, debe considerarse el efecto de
la pérdida de área debida a duetos abiertos.
18.3 - Suposiciones de diseño
18.3.1 - El diseño por resistencia de
elementos preesforzados para cargas axiales
y de flexión debe basarse en las suposiciones
de 10.2, excepto que 10.2.4.se debe aplicarúnicamente al refuerzo que cumpla con lo
señalado en 3.5.3.
18.3.2 Para el estudio de los esfuerzos en
transferencia del preesforzado, bajo cargas
de servicio y en el estado correspondiente a
cargas de fisuración, se debe emplear la
teoría elástica con las suposiciones de
18.3.2.1 y 18.3.2.2.
18.3.2.1 - Las deformaciones unitarias varían
linealmente con la altura en todas las etapas
de carga. 18.3.2.2 - En las secciones fisuradas
el concreto no resiste tracción.
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18.3.3 Los elementos preesforzados a flexión
deben clasificarse como Clase U, Clase T o
Clase C en función de ft , correspondiente al
esfuerzo calculado en la fibra extrema en
tracción en la zona precomprimida en
tracción, calculada para cargas de servicio,de la siguiente forma:
(a) Clase U: ft ≤0.62√
(b) Clase T: 0.62√ < ft≤1.0 √
(c) Clase C: ft > 1.0√
Los sistemas de losas preesforzadas en dos
direcciones deben ser diseñadas como Clase
U con ir ft ≤0,50√
.
18.3.4 - Para los elementos sometidos a
flexión Clase U y Clase T, se permite calcular
los esfuerzos para cargas de servicio usando
la sección no fisurada. Para los elementos
sometidos a flexión de la Clase C, losesfuerzos para cargas de servicio se deben
calcular usando la sección transformada
fisurada.
18.3.5 - Las deflexiones de los elementos
preesforzados sometidos a flexión deben ser
calculadas de acuerdo con 9.5.4. (Elementos
de concreto preesforzado)
18.4 -Requisitos de funcionamiento - Elementos sometidos a flexión
Tabla
18.4.1. Los esfuerzos en el concreto
El esfuerzo en la fibra extrema en
compresión no debe exceder 0.60 fc’
El esfuerzo en la fibra extrema en
compresión en los extremos de elementos
simplemente apoyados no debe exceder0.70 fc’
18.4.2 Para los elementos preesforzados
sometidos a flexión Clase U y T, los esfuerzos
del concreto no deben exceder
Esfuerzo en la fibra extrema en compresión
debido al preesforzado y a las cargas
permanentes en el tiempo 0.45fc’
Esfuerzo en la fibra extrema en compresión
debida al preesforzado y a todas las cargas
0.60 fc’
18.4.4 Para los elementos clase C, no
sometidos a fatiga, el espaciamiento del
refuerzo adherido mas cercano al borde más
alejado en tracción no debe exceder (10.6.4)
s=380(280/fs)-2.5c
18.5 - Esfuerzos admisibles en el acero de preesforzado
18.5.1 Los esfuerzos de tracción en el acero
de preesforzado no deben exceder
Según la fuerza del gato 0.94fpy
Después de la transferencia del preesfuerzo
0.82 fpy
Tendones de postensado, en anclajes y
acoples 0.70 fpy
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18.6 - Pérdidas de preesfuerzo
18.6.1 La fuerza en los tendones a una
distancia lpx del extremo donde se aplica la
fuerza del gato Ppx= Ppj
18.6.2 Las pérdidas por fricción deben
basarse en coeficientes de fricción por
desviación accidental K y por curvatura
determinados experimentalmente, y deben
verificarse durante las operaciones de
tensionamiento del tendón
18.6.3 En los planos de diseño se deben
colocar los valores de K y empleados en el
sitio
18.7 - Resistencia a flexión
18.7.1 La resistencia de diseño para elementos sometidos a flexión se debe calcular con los
métodos de diseño por resistencia de este Reglamento
18.8 - Límites del refuerzo en elementos sometidos a flexión
18.8.1 Las secciones de concreto
preesforzado deben clasificarse como
secciones controladas por tracción.
18.8.2 La cantidad total de refuerzo
preesforzado y el que no lo es debe ser la
necesaria para desarrollar una carga
mayorada de por lo menos 1.2 veces la carga
de fisuración
18.8.3 Parte o todo el refuerzo adherido
consistente en barras o tendones debe
colocarse lo más cerca posible de la cara en
tracción en los elementos preesforzados
sometidos a flexión. En elementos
preesforzados con tendones no adheridos, el
refuerzo mínimo adherido consistente en
barras o tendones debe cumplir con los
requisitos de 18.9.
18.9 - Refuerzo mínimo adherido
18.9.1 En todos los elementos sometidos a
flexión con tendones no adheridos, debeproporcionarse un área mínima de refuerzo
adherido, tal como se requiere en 18.9.2 y
18.9.3.
18.9.2 Con excepción de lo dispuesto en
18.9.3, el área mínima del refuerzo adherido
debe calcularse mediante As=0.004Act
18.9.3 - En sistemas de losas planas en dos
direcciones, el área minima y la distribucióndel refuerzo adherido deben cumplir con lo
requerido en 18.9.3.1, 18.9.3.2 Y 18.9.3.3.
18.9.4 La longitud mlnlma del refuerzo
adherido requerido en 18.9.2 y 18.9.3 debe
ser la indicada en 18.9.4.1, 18.9.4.2 Y
18.9.4.3.
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18.10 Estructuras estáticamente indeterminadas
18.10.1 Los pórticos y elementos continuos
de concreto preesforzado deben diseñarse
para un comportamiento satisfactorio en
condiciones de cargas de servicio y para
ofrecer una resistencia adecuada.
18.10.2 El comportamiento en condiciones
de carga de servicio debe determinarse
mediante un análisis elástico, considerando
las reacciones, momentos, cortantes y
fuerzas axiales producidas por el
preesforzado, flujo plástico, retracción,
variaciones de temperatura, deformaciónaxial, restricción de los elementos
estructurales adyacentes y asentamientos de
la cimentación.
18.10.3 - Los momentos que se utilizan para
calcular la resistencia requerida deben ser la
suma de los momentos debidos a las
reacciones inducidas por el preesforzado
(con un factor de mayoración de 1.0) y los
momentos debidos a las cargas de diseño
mayoradas. Se permite ajustar la suma de
estos momentos tal como lo indica 18.10.4.
18.10.4.1 - Cuando se provee refuerzo
adherido en los apoyos de acuerdo con 18.9,
se permite disminuir los
momentos negativos o positivos calculados
por medio de la teoría elástica para cualquier
tipo de carga, según 8.4.
18.10.4.2 - El momento reducido debe
utilizarse para calcular los momentos
redistribuidos en todas las demás secciones
de los vanos. Se debe mantener el equilibrio
estático después del a redistribución de
momentos para cada disposición de carga.
18.11 - Elementos a compresión - Carga axial y flexión combinadas
18.11.1 - Los elementos de concreto
preesforzado sometidos a carga axial y
flexión combinadas, con o sin refuerzo no
preesforzado, deben diseñarse de acuerdo
con los métodos de diseño por resistencia de
este reglamento para elementos no
preesforzados. Deben incluirse los efectos de
preesforzado, retracción, flujo plástico y
cambio de temperatura.
18.11.2.1 - Los elementos con un esfuerzo
promedio de compresión en el concreto
debido solamente a la fuerza de
preesforzado efectivo menor que 1.6 MPa
deben contar con un refuerzo mínimo de
acuerdo con 7.10, 10.9.1 y 10.9.2 para
columnas, o con 14.3 para muros.
18.11.2.3 Para muros con un esfuerzo
promedio de compresión en el concreto,
debido únicamente a la fuerza efectiva de
preesforzado igualo mayor que 1.6 MPa, los
requisitos mínimos de refuerzo de 14.3
pueden obviarse cuando el análisis
estructural demuestre una resistencia y
estabilidad adecuadas.
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18.12 - Sistemas de losas
18.12.1 - Los momentos y cortantes
mayorados en sistemas de losas
preesforzadas, reforzadas a flexión en más
de una dirección, deben determinarse deacuerdo con las disposiciones de 13.7
(excluyendo lo encionado en 13.7.7A y
13.7.7.5) o mediante procedimientos de
diseño más elaborados.
18.12.2 El ФM en losas preesforzadas exigido
por 9.3 para cada sección debe ser mayor o
igual a Mu teniendo en cuenta 9.2, 18.10.3 Y
18.1 DA. El ФVn de losas preesforzadas
exigido por 9.3 en la zona aledaña a las
columnas debe ser mayor o igual a Vun
teniendo en cuenta 9.2, 11.1, 11.11.2 Y
11.11.6.2.
18.12.3 - En condiciones de carga de servicio,
todas las limitaciones de funcionamiento,
incluyendo los límites especificados para las
deflexiones, deben cumplirse considerando
adecuadamente los factores enumerados en
18.10.2.
18.12.5 En losas con tendones no adheridos
debe proporcionarse refuerzo adherido de
acuerdo con 18.9.3 y 18.9.4.
18.13 Zona de anclaje de tendones postensados
18.13.1 La zona de anclaje se debe
considerar como compuesta de dos sectores:
(a) La zona local es el prisma rectangular (o
rectangular equivalente para anclajes
circulares u ovalados) que circunda al
dispositivo de anclaje y cualquier refuerzo de
confinamiento.
(b) La zona general que es la zona de anclaje
tal como se define en 2.2 e incluye la zona
local.
18.13.2.1 El diseño de las zonas locales debe
basarse en la fuerza mayorada de
preesforzado, P en los requisitos de 9.2.5 y
9.3.2.5.
18.13.2.2 Debe proporcionarse refuerzo a la
zona local en donde se requiera para un
funcionamiento
Adecuado del dispositivo de anclaje.
18.13.2.3 - Los requisitos para la zona local
de 18.13.2.2 se satisfacen con 18.14.1 Ó
18.15.1 y 18.15.2.
18.13.5.1 – Para el diseño de zonas generales
se permiten los siguientes métodos, siempre
que los procedimientos específicos usados
den como resultado predicciones de
resistencia que concuerden
Sustancialmente con los resultados de
ensayos de amplio alcance:
(a) Modelos de plasticidad basados en
equilibrio (modelos "puntal tensor");
(b) Análisis lineal de esfuerzos (incluyendo
análisis por elementos finitos o equivalente);
o
(c) Ecuaciones simplificadas, cuando sean
aplicables.
18.13.5.2 - No deben usarse las ecuaciones
simplificadas en los casos en que la sección
transversal del elemento no sea rectangular,
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en donde las discontinuidades en o cerca de
la zona general causen desviaciones en la
trayectoria de las fuerzas, en donde la
distancia mínima al borde sea menor que 1.5
veces la dimensión lateral del dispositivo de
anclaje en esa dirección, o en donde se usendispositivos múltiples de anclaje que no
queden dispuestos como un solo grupo
compacto.
18.13.6 - Requisitos de detallado La elección
de los tamaños de refuerzo, espaciamientos,
recubrimiento, y otros detalles para las zonas
de anclaje debe contemplar las toleranciasen el doblado, fabricación e instalación del
refuerzo, el tamaño del agregado y la
correcta colocación y consolidación del
concreto.
18.14 Diseño de las zonas de anclaje para tendones de un alambre o barras de 16 mm de
diámetro
18.14.1 - Diseño de la zona local Los
dispositivos de anclaje de un solo tendón obarras de 16 mm o menos de diámetro y el
refuerzo de una zona local deben cumplir
con los requisitos establecidos en ACI 423.7 o
con los requisitos para dispositivos
especiales de anclaje indicados en 18.15.2.
18.14.2 Diseño de la zona general para
tendones de losa
18.14.2.1 - Para los dispositivos de anclaje
para torones de 13 mm de diámetro omenores en losas de concreto de peso
normal, se debe proporcionar refuerzo
mínimo que cumpla con los requisitos de
18.14.2.2 y 18.14.2.3, a menos que un
análisis detallado que cumpla con lo indicado
en 18.13.5 demuestre que tal refuerzo no es
necesario.
18.14.2.2 Se deben disponer dos barras
horizontales no menores de No. 13 paralelasal borde de la losa. Se permite que dichas
barras estén en contacto con la cara frontal
del dispositivo de anclaje y deben estar
dentro de una distancia h/2 adelante de cada
dispositivo. Dichas barras deben extenderse,
a lo menos, 150 mm a cada lado de los
bordes exteriores de cada dispositivo.
18.14.2.3 Si el espaciamiento, centro a
centro, de los dispositivos de anclaje es de
300 mm o menos, los Dispositivos de anclaje
se deben considerar como agrupados. Por
cada grupo de seis o más dispositivos de
anclaje, se deben proporcionar n + 1 barras
en horquilla o estribos cerrados al menos No.
10, donde n es la cantidad de dispositivos de
anclaje. Debe colocarse una barra en
horquilla o estribo entre cada dispositivo de
anclaje y uno a cada lado del grupo. Las
barras en horquilla o estribos deben
colocarse con los extremos extendiéndose
dentro de la losa perpendicularmente al
borde. La parte central de las barras en
horquilla o estribos deben colocarse
perpendicularmente al plano de la losa
desde 3h/8 hasta h/2 adelante de los
dispositivos de anclaje.
18.14.2.4 - Para dispositivos de anclaje que
no se ajusten a lo indicado en 18.14.2.1, el
refuerzo mínimo debe basarse en un análisis
detallado que cumpla con los requisitos de
18.13.5.
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18.14.3 - Diseño de la zona general para
grupos de tendones de un alambre en vigas
principales y secundarias. El diseño de la
zona general para los grupos de tendones de
un alambre en vigas principales y
secundarias debe cumplir con los requisitos
de 18.13.3 a la 18.13.5.
18.15 - Diseño de las zonas de anclaje para tendones de varios torones
18.15.1 - Diseño de la zona local. Los
dispositivos básicos de anclaje para varios
torones y el refuerzo de la zona local deben
cumplir con los requisitos establecidos por
AASHTO en "Standard Specification for
Highway Bridges" División 1, artículos
9.21.7.2.2 al 9.21.7.2.4.
18.15.2 - Uso de dispositivos especiales de
anclaje. Cuando se vayan a usar dispositivosespeciales de anclaje se debe proporcionar
refuerzo de superficie suplementario en las
regiones correspondientes a las zonas de
anclaje, además del refuerzo de
confinamiento especificada para el
dispositivo de anclaje. Este refuerzo
suplementario debe ser igual en
configuración y por lo menos equivalente en
cuantía volumétrica a cualquier refuerzo de
superficie suplementario usado en los
ensayos para calificar la aceptación del
dispositivo de anclaje.
18.15.3 - Diseño de la zona general. El diseño
de la zona general para los tendones devarios torones debe cumplir con los
requisitos establecidos en 18.13.3 a 18.13.5.
18.19 Protección del acero de preesforzado
Las operaciones de soldadura o calentamiento en las proximidades de tendones de preesforzado
deben realizarse de manera tal que el acero de preesforzado no quede expuesto a temperaturasexcesivas, chispas de soldadura o descargas eléctricas.
18.20 Aplicación y medición de la fuerza de preesfuerzo
18.20.1 - La fuerza de preesforzado debe
determinarse por medio de los dos métodos
siguientes:
(a)La medición de la elongación del acero. La
elongación requerida debe determinarse a
partir de las curvas promedio carga-elongación para el acero de preesforzado
usado;
(b) La medición de la fuerza del gato en un
manómetro calibrado o celda de carga o por
medio del uso de un dinamómetro calibrado.
18.20.2 - Cuando la transferencia de fuerza
desde los extremos del banco de pretensado
se efectúe cortando el acero de preesforzado
con soplete, los puntos de corte y la
secuencia de cortado deben
predeterminarse con el objeto de evitar
esfuerzos temporales no deseados.
18.20.3 Los tramos largos de torones
pretensados expuestos deben cortarse lo
más cerca posible del elemento para reducir
al mínimo los impactos en el concreto.
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18.20.4 La pérdida total de preesforzado
debida al acero de preesforzado roto que no
es reemplazado no debe exceder del 2 por
ciento del preesforzado total.
18.21 - Anclajes y conectores para postensado
18.21.1 - Los anclajes y conectores para
tendones adheridos y no adheridos deben
desarrollar al menos el 95 por ciento de f
cuando se ensayen bajo condiciones de no
adherencia, sin que excedan la deformación
pu prevista. Para los tendones adheridos los
anclajes y conectores deben ser colocados de
manera que f se desarrolle al 100 por ciento
en las secciones críticas, después que el
acero de preesforzado esté adherido alelemento.
18.21.2 - Los conectores deben colocarse en
las zonas aprobadas por el profesional
facultado para diseñar y ser alojadas en cajas
lo suficientemente largas como para permitir
los movimientos necesarios.
18.21.3 - En el caso de elementos no
adheridos sometidos a cargas repetitivas,
debe prestarse atención especial a la
posibilidad de fatiga en los anclajes y
conectores.
18.21.4 – Los anclajes, conectores y
dispositivos auxiliares de anclaje deben estar
protegidos permanentemente contra la
corrosión.
18.22- Postensado externo
18.22.1 Se permite que los tendones de
postensado sean externos a cualquier
sección de un elemento. Para evaluar los
efectos de las fuerzas de los tendones
externos en la estructura de concreto se
deben usar los métodos de diseño por
resistencia y condiciones de servicio
indicados en este Reglamento.
18.22.2 Al calcular la resistencia a flexión se
considerarán los tendones externos como
tendones no adheridos a menos que se
tomen las precauciones para adherir
efectivamente los tendones externos a lasección de concreto en toda su longitud.
18.22.3 Los tendones externos deben
acoplarse al elemento de concreto de
manera tal que se mantenga la excentricidad
deseada entre los tendones y el controide
del concreto para todo el rango de
deflexiones previstas del elemento.
18.22.4 - Los tendones externos y las
regiones de anclaje deben estar protegidas
contra la corrosión y los Detalles del sistema
de protección deben estar indicados en los
planos o en las especificaciones del proyecto.
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4. Construcción en plantaEl Código ACI explica que “el pretensado es un método en el cual el acero de preesforzado se
tensiona antes de la colocación del concreto”.
Los miembros de concreto pretensado se producen tensando los tendones de acero entre anclajes
externos mediante la fuerza de un gato hidráulico antes de vaciar el concreto y al endurecerse elconcreto, éste se adhiere al acero. Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se retira la
fuerza aplicada a los tendones, la cual, por adherencia del acero al concreto crea los
preesfuerzosen el elemento.
Fuerzas de compresión son inducidos en una estructura de hormigón de tendones de acero
tensado de hilos o barras situadas en conductos empotrados en el hormigón. Los tendones se
instalan después de que el concreto haya sido colocado y curado lo suficiente como para una
resistencia a la compresión inicial prescrita. Un gato hidráulico está unido a uno o ambos extremos
del tendón y la presión a un valor predeterminado teniendo contra el extremo de la viga de
hormigón. Esto induce una fuerza predeterminada en el tendón y el tendón se alargaelásticamente en esta fuerza. Después de gato a toda la fuerza, es necesario, la fuerza en el
tendón se transfiere desde la salida a la entrada de anclaje final.
Los tendones componen de hebras están asegurados por medio de cuñas de acero que sujetan
cada cadena y el asiento firmemente en una placa de cuña. La placa de cuñas se lleva todos los
hilos y los osos en un anclaje de acero. El anclaje puede ser una placa de acero de rodamiento
simple o puede ser una pieza de fundición especial con dos o tres superficies de apoyo concéntrica
que transmiten la fuerza del tendón a lo concreto. Tendones de barra roscada y por lo general son
de anclaje por medio de tuercas esféricas que llevan en contra de una placa de apoyo cuadrada o
rectangular, lanzado en el hormigón.
Después de haber subrayado, líneas o barras que sobresalen de los tendones permanentes se
cortan con un disco abrasivo. Los trabajos de soplete no se deben utilizar, ya que afecta
negativamente a las características del acero pretensado. Aproximadamente 20 mm (¾) de la
cadena se deja sobresalir de cuñas o de una longitud mínima de barra de ciertas queda más allá de
la tuerca de la barra de un ancla. Los tendones son luego rellenados con una lechada de cemento
base. Esta lechada se bombea a través de una entrada de lechada de cemento en el conducto por
medio de una bomba de mortero. Lechada se hace con cuidado bajo condiciones controladas,
utilizando medios de lechada de cemento para asegurarse de que el anclaje del conducto y las
tapas de mortero estén completamente llenos. Para la protección final, después del rejuntado, un
anclaje puede ser cubierto por una capa de lechada de alta calidad contenidos en un permanente
no metálicos y / o de hormigón vertido de vuelta con una duradera capa de sellado.
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Figura 3. Construcción en plantaFuente: http://www.pascualblanch.com/images/maquinaria/NORDIPANTI/pretensado.jpg
5. Diferencia con postensión
En la postensión se aplica carga a los tendones después de que el concreto ha alcanzado la
resistencia requerida. Es decir, el mecanismo de transmisión de esfuerzos no se da por adherencia
y la acción de los catos se da contra el concreto mismo.
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.
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.
En construcción postensada, se tienen grandes esfuerzos de contacto en los extremos de las vigas,donde la fuerza de preesfuerzo se transfiere desde los tendones hasta los dispositivos de anclaje,
que se apoyan directamente sobre el concreto. Este problema se puede resolver aumentando el
tamaño de los dispositivos de anclaje o incrementando la capacidad portante del concreto
mediante un aumento en su resistencia a la compresión. Esta última solución es por lo general
más económica.
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6. EJEMPLO (ejemplos de usos)
El concreto pretensado es utilizado en todo tipo de estructuras que requieran soportar cargas
altas. Algunos ejemplos son: Naves industriales, puentes, viaductos, estadios, gimnasios, salones
multiusos, graderías, anfiteatros, entre otros.
Figura 4. Nave industrial con concretopretensado
Fuente: http://t2.gstatic.com/images?q=tbn
Figura 5. Estadio Ricardo Saprissa,gradería oeste.
Fuente: http://www.escosa-construccion.com/
Figura 6. Aplicación de concretopretensado
Fuente:
http://www.saceem.com/imagenes/mediana_avitalia.jpg
Figura 7. Aplicación de concretopretensado
Fuente: http://www.ingroup-
op.com.ar/admin/_projectFiles/3/_images/08gr.jpg
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Figura 8. Aplicación de concretopretensado
Fuente: http://www.saceem.com/
Figura 9. Aplicación de concretopretensado, Puente Rio Magdalena.
Fuente: http://upload.wikimedia.org
Figura 10. Aplicación de concretopretensado
Fuente: http://img.archiexpo.es/images_ae
Figura 11. Aplicación de concreto
pretensadoFuente: http://upv.es/files/
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Referencias bibliográficas
ACI 318-08, Requisitos de reglamento para concreto estructural y comntario. 2008.
McCormac, J. (2005). Diseño de concreto reforzado. Editorial Alfaomega. México.
Nilson, A. (1999). Diseño de estructuras de concreto. McGrawHill. Bogotá, Colombia.
Cocnreto Preesforzado. Disponoble en www.escosa-construccion.com el 6 de junio de2012.
Referencias bibliográficas para Figuras
http://www.misaplicaciones.com/
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRoQwpAC2P3drJx7Pq7sVmXknSxZTJ2KWvH
npmxPAOCDoI-eNnVhqlnQsQ1
http://www.saceem.com/imagenes/mediana_avitalia.jpg
http://www.ingroup-op.com.ar/admin/_projectFiles/3/_images/08gr.jpg http://www.saceem.com/imagenes/mediana_aperimetral.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Puente-Rio_Magdalena.jpg
http://img.archiexpo.es/images_ae/photo-m2/vigas-en-t-de-hormigon-pretensado-
562403.jpg
http://victoryepes.blogs.upv.es/files/2012/04/DSC01252.jpg