Aplicaciones Del Presforzado

8/16/2019 Aplicaciones Del Presforzado

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ANTECEDENTES

El hormigón armado es utilizado desde hace ya más de un siglo y medio, habiendo sido

aplicado inicialmente en los edificios industriales y conquistando progresivamente los

elementos arquitectónicos tradicionales. Dicho material revolucionó la arquitectura, posibilitando la creación de obras insospechadas antes de su invención y convirtiéndose

hoy en día en una de las técnicas constructivas más utilizada en todo ámbito.

Se trata de la combinación de la masa de hormigón y un conjunto de armaduras de acero.

El hormigón como masa material posee una muy buena resistencia a la compresión pero

es débil frente a los esfuerzos de tracción, por lo que es reforzado con varillas de acero

en las zonas donde pueden aparecer estas tensiones, para suplir dicha falta de resistencia.

En el hormigón armado se trata de que todos los esfuerzos de tracción sean absorbidos

por la armadura metálica y los de compresión por el hormigón. Pese a esto, el hormigón

que recubre las armaduras está traccionado al igual que éstas, y no puede acompañarlas

en su alargamiento sin romperse. Como consecuencia, inevitablemente aparecen fisuras,

cuya abertura puede ser controlada al escoger el diámetro y la tensión del acero.

Frente a esta observación, aparece una nueva posibilidad de comprimir el hormigón

previamente al trabajo: El HORMIÓN PRESFORZADO corresponde a una forma

especial de construcción en hormigón armado que tiene por objeto evitar la formación de

fisuras bajo la carga de trabajo y al mismo tiempo utilizar mejor los materiales. Por sus

características de flexibilidad y reducida sección, aparece como el material más apto para

sustituir ventajosamente al hormigón armado.

El HORMIÓN PRESFORZADO es un sistema relativamente nuevo en nuestro medio.

Debido a la explosión en el rubro de la construcción que ha experimentado en los últimos

tiempos nuestro país, las empresas dedicadas a este campo se ven en la necesidad deinnovar y adoptar nuevas tecnologías en sus métodos y sistemas de construcción para

llegar a obtener estructuras más eficientes y conseguir así que las obras realizadas sean

más económicas, seguras, estéticas además de reducir los tiempos en el proceso de

construcción. En el exterior esta tecnología ya es utilizada hace muchos años, sino son

décadas, en estructuras de uso industrial, hospitales, edificios de estacionamientos,

educativas, gubernamentales, etc.; debido a las grandes ventajas que este tipo de

estructuras ofrece.


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DESARROLLO

HORMIGÓN PRESFORZADO

El hormigón presforzado es un sistema estructural en el cual se introducen esfuerzos

internos de tal magnitud y distribución, que los esfuerzos resultantes de las cargasexternas se equilibran hasta un grado deseado.

Gracias a la combinación del concreto y el acero traccionado es posible producir, en un

elemento estructural, esfuerzos y deformaciones que contrarresten total o parcialmente a

los producidos por las cargas gravitacionales que actúan en el elemento, lográndose así

diseños más eficientes.

Se trata de someter al hormigón a unas compresiones superiores a las tracciones que va a

soportar en las secciones más desfavorables de la pieza, con el objetivo de que trabaje

exclusivamente a compresión. Para lograr esto se otorga a las armaduras una tracción

previa a la puesta en servicio de la pieza estructural. Una vez liberadas las armaduras que

fueron estiradas, tenderán a recuperar su dimensión original, provocando en el volumen

del hormigón un esfuerzo de compresión contrario al esfuerzo de tracción al que será

sometido por las cargas externas luego de su puesta en servicio.

A diferencia de lo que sucede en las piezas de hormigón armado, donde el hormigón sefisura en las partes traccionadas aunque no sea éste el que resista el esfuerzo, en las piezas

de hormigón presforzado, el hormigón usualmente no se fisura.

En los elementos de hormigón presforzado, la deformación y el agrietamiento

disminuyen, o incluso desaparecen, debido a la compresión y al momento producido por

los tendones. Esto se aprecia esquemáticamente en la siguiente figura que muestra el

estado de deformación y agrietamiento de dos vigas sometidas a una misma carga vertical,

una de hormigón armado y otra de hormigón presforzado. Por lo tanto nos encontramosante elementos más eficientes desde el punto de vista estructural y estético.


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Los hormigones denominados presforzados se utilizan estructuralmente con la finalidad

de superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción.

Dentro de este sistema constructivo distinguimos dos formas en las que se puede

presforzar un elemento estructural, dando lugar a lo que denominamos hormigones pretensados y postesados. La diferencia entre ellos radicará principalmente en su proceso

de ejecución, y será desarrollada a continuación.

(Anahí Torres-Pardo, 2011)

Hormigón Pretensado

El término pretensado se usa para describir el método en el cual las armaduras activas de

la pieza se tesan antes del vertido del hormigón.

El hormigón se adhiere al acero en el proceso de fraguado, y cuando éste alcanza la

resistencia requerida, se retira la tensión aplicada a los cables y es transferida al hormigón

en forma de compresión. Este método produce un buen vínculo entre las armaduras y el

hormigón, el cual las protege de la oxidación, y permite la transferencia directa de la

tensión por medio de la adherencia del hormigón al acero.

(PARKER, 2008)

Método para el pretensado:

PRIMERA ETAPA.- En la primera etapa se anclan los tendones en el cabezal de anclaje

fijando cada tendón dentro del barril y después se procede a tensar cada tendón en el

extremo opuesto, o sea en el cabezal de tensado, en donde se encontrará colocado el gato

hidráulico, hasta que queden fijos y seguros cada uno de ellos.

SEGUNDA ETAPA.- A continuación se cuela el concreto y después se cura el elemento

por medio de vapor a baja presión o agua hasta que alcance una resistencia adecuada a la

compresión; en esta etapa los tendones aún continúan tensados.


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TERCERA ETAPA.- Una vez logrado lo anterior, se sueltan los tendones quitando los

barriles de ambos cabezales, invirtiéndose las fuerzas.

CUARTA ETAPA.- Finalmente, al tratar de recuperar su longitud original, los tendones

transfieren el presfuerzo o precomprensión al miembro del concreto, mediante la

adherencia existente entre ambos materiales.

(PÉREZ, 2008)

La mayoría de los elementos pretensados tienen un tamaño limitado debido a que se

requieren fuertes puntos de anclaje exteriores que estarán separados de la pieza a la

distancia correspondiente a la que se deberán estirar las armaduras. Consecuentemente,

éstos son usualmente prefabricados en serie dentro de plantas con instalaciones

adecuadas, donde se logra la reutilización de moldes metálicos o de concreto y se pueden

pretensar en una sola operación varios elementos.


Las piezas comúnmente realizadas con hormigón pretensado son:

TRABES PORTANTES: Debido a las solicitaciones y dimensiones de trabajo de la

estructura, se propone el uso de elementos portantes tipo T invertida, la cual es de sección

maciza. Estos elementos tendrán en su parte superior la geometría adecuada para recibir

los elementos prefabricados de concreto que formaran la losa de entrepiso.


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TRABE DOBLE T: Es un elemento de concreto presforzado con capacidad para soportar

diversas cargas. La sección Doble Te se utiliza comúnmente en sistemas de entrepisos,

estacionamientos, cubiertas industriales, puentes.

TRABES CAJON: Es un elemento de concreto presforzado que puede fabricarse en

diversos peraltes. Entre las ventajas principales de estos elementos, podemos citar su

ligereza dada la eficiencia de la sección y su buena capacidad para resistir las torsiones

provocadas por la asimetría en la aplicación de la carga viva. Se aplica en la construcción

de puentes carreteros y de pasos peatonales, debido a su estética y facilidad de

construcción colocada las piezas en su posición.


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TRABES ASTHO: Son elementos estructurales de concreto presforzado. Las trabes

AASHTO pueden ser pretensadas, postensadas o combinadas. Se recomienda utilizar el

pretensado, ya que su fabricación se realizará en plantas, donde se emplean moldes

metálicos que permiten un buen acabado y se cura el concreto a base de vapor, lo que

permite ciclos de colado diario en beneficio de un incremento en la productividad. Se

utilizan primordialmente en puentes de caminos y pasos a desnivel.

DURMIENTES: En vía de ferrocarril, debido al gran peso, lo que es favorable para la

permanencia y estabilidad de la vía, ayuda a la reducción de los esfuerzos y

consecuentemente de la deformación de los rieles. Tiene resistencia al intemperismo.


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Ventajas y desventajas del hormigón pretensado

Ventajas:

Mantenimiento nulo

Salva grandes luces con sección más reducida

Mayor durabilidad

Eliminación de fisuras por la precompresión

Fabricación en serie

Aligera la construcción

Desventajas:

Por lo general, los tendones son rectos

Necesidad de invertir en equipo especial

Supervisión rigorosa durante el proceso de construcción.

(PÉREZ, 2008)

Hormigón Postensado

El hormigón postensado se diferencia del hormigón pretensado, por el retraso de

aplicación de la tensión a los tendones en el proceso de ejecución. El postensado es el

método de presforzado que consiste en tesar los tendones y anclarlos en los extremos del

elemento después de que el concreto ha fraguado y alcanzado su resistencia necesaria.

En este sistema, los cables de presfuerzo serán colocados con la trayectoria deseada, lo

que permite variar la excentricidad dentro del elemento a lo largo del mismo para lograrlas flechas y esfuerzos deseados. Al hacer las trayectorias del acero de presfuerzo curvas,


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se logra diseñar con mayor eficiencia los elementos hiperestáticos y evitar esfuerzos en

los extremos del elemento.


Etapas del hormigón postensado:

Primera etapa.- Se arma el elemento, se forma el ducto, se procede a colar el concreto,

y a continuación se limpia el ducto con aire comprimido, no se coloca el tendón en esta

etapa ya que puede sufrir corrosión, y posteriormente se cura, ya sea a vapor a baja presión

o agua.

Segunda etapa.- Hecho lo anterior, y una vez que el elemento ha alcanzado suficiente

resistencia se inserta el tendón, se fijan los anclajes y se esfuerza el tendón contra el

concreto en el extremo opuesto.

Tercera etapa.- Finalmente, se fijan los tendones en el extremo opuesto y se transfiere

la fuerza del presfuerzo al concreto por medio de placas de anclaje en los extremos.

(PÉREZ, 2008)


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Existen dos formas de encarar el postensado de una losa: el postensado adherente y el no

adherente. En el primero, los ductos serán rellenados con mortero o lechada de cemento

una vez que el acero de presfuerzo haya sido tensado y anclado. Las funciones

primordiales del mortero o lechada son las de proteger al acero de la corrosión y evitar

movimientos relativos entre los cables durante cargas dinámicas. Este sistema en muchos

casos no resulta competitivo y no ha tenido mucha difusión en construcciones edilicias.

El postensado no adherente es un sistema más moderno que ha tenido una enorme

aceptación, existiendo hoy en día más de 10 millones de m2 de losas postensadas

construidas en EEUU. El sistema consta de cables individuales cubiertos con grasa y

protegidos por una vaina de plástico lisa.


Este postensado puede emplearse tanto para elementos fabricados en planta, a pie de obra

o colados en sitio. Las aplicaciones más usuales son para:

SISTEMAS DE PISO.- En lo que se refiere a edificación, para los sistemas de piso y

techo, se ofrecen diferentes soluciones que van desde la Vigueta y Bovedilla, Losa

alveolar, Losa T, Losa Doble T.

EDIFICIOS PREFABRICADOS DE CONCRETO.- Con la versatilidad de los

sistemas Prefabricados se logra una aplicación sencilla práctica para inmuebles de

oficinas, puesto que puede adaptarse prácticamente a cualquier diseño arquitectónico, con

las ya mencionadas ventajas de eficiencia, limpieza, rapidez y abatimiento de costos.


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NAVES INDUSTRIALES.- Los elementos estructurales Prefabricados ofrecen una

alternativa ideal para bodegas almacenes y naves industriales, estructuras que

generalmente requieren de claros muy grandes.

PUENTES.- Es indiscutible que en el campo de la construcción de puentes y pasos a

desnivel, la tecnología del concreto presforzado encuentra una aplicación sin competencia

cuando se compara con otros sistemas constructivos, ya que reúne características de

rigidez, esbeltez, seguridad y economía.

Ventajas y desventajas del hormigón postensado

Ventajas:

Mayor flexibilidad que el pretensado

Luces o espacios mayores

Reducción de peraltes

Reducción de peso

Construcción más sencilla y rápida

Hace más eficiente el uso de las fuerzas de presfuerzo

Economía de mano de obra y materiales

Rapidez de construcción

Desventajas

Sobreesfuerzo excéntrico.

Fricción durante el tensado


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Inversión inicial muy elevada

Dificultad del diseño de juntas y conexiones

Necesidad de una supervisión cuidadosa

Necesidad de planear y proyectar con detalle

(PÉREZ, 2008)


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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

El uso del hormigón presforzado (pretensado o postensado) nos ayuda a mejorarel comportamiento estructural al momento de inducir esfuerzos internos en el

hormigón, lo que ayuda a reducir las deformaciones así como a aumentar la

resistencia del mismo.

Existen dos tipos de hormigones presforzados: el hormigón pretensado y el

hormigón postensado.

La diferencia entre el hormigón pretensado y postensado es el método

constructivo que se emplea para cada uno de ellos.

El hormigón postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en

servicio, evitando en mayor o menor medida que el hormigón trabaje a tracción

(esfuerzo al cual el hormigón no trabaja bien).

Con la utilización del Hormigón pretensado se reduce notablemente la aparición

de fisuras debido a q se encuentra sometido solo ha esfuerzos de compresión.

Utilizando el hormigón postensado se logra alcanzar luces en vigas muy grandes

en comparación con el hormigón armado lo cual es de mucha utilidadespecialmente en puentes de grandes dimensiones.

RECOMENDACIONES

Para la utilización de este tipo de sistema constructivo (hormigón presforzado) es

necesario hacer un diseño especializado para cada elemento sean vigas o losas, se

debe tener cuidado en conexiones uniones y apoyos.

Se recomienda contar con la maquinaria y el personal adecuado al momento derealizar el hormigón presforzado en comparación con el hormigón armado.

El transporte y el montaje de los elementos se deberá realizar a través de equipos

especiales y de una forma muy cuidadosa y técnica.


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BIBLIOGR FÍ

Anahí Torres-Pardo, F. M. (2011). Hormigón pretesado y postesado - TESIS.

PARKER, A. (2008). DISEÑO SIMPLIFICADO DE CONCRETO REFORZADO. MEXICO: LIMUSA

WILEY.

PÉREZ, A. C. (2008). CONCRETO PRESFORZADO - TESIS. MEXICO D.F.

http://es.slideshare.net/sergiorodriguez5876/concreto-postensado

https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/concreto-presforzado.pdf

http://es.slideshare.net/fredypandichoquiz/sistemas-postensados-y-pretensados

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