presforzado tema 1a

8/17/2019 Presforzado Tema 1a

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Universidad Mayor Real y Pontifcia de San Francisco Xavier deChuquisaca

Facultad de Tecnología Ingeniería Civil

HRMI!"# PR$$SFR%&'( Ing( &l)redo

CAP I. INTRODUCCION

Breve reseña histórica del hormigón preesforzado.Definición del hormigón preesforzado y sus características.Su funcionamiento.Diferencias con el hormigón armado.Métodos de preesforzado.Camios en el preesfuerzo.!reesfuerzo parcial y total."lgunas aplicaciones del hormigón preesforzado#

!uentes$ cascarones$ marcos espaciales$torres para depósitos$reservorios para plantas nucleares$pavimentos y otros.


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+( B%&'& %&S&(" )*S+,%*C" D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

En el periodo comprendido entre los años 1850 y 1880 época en la que Joseph

Aspdin patenta por primera vez el cemento, los avances en el uso del material

revolucionan la práctica constructiva

!i "ien la historia señala que el año de aplicaci#n del hormi$#n prees%orzadoen estructuras de concreto se hizo en 188& en '!A, no es menos cierto que

recién en los años (0 a través de investi$aciones e%ectuadas por Eu$ene

)reyssinet de )rancia el *+ + adquiere una realidad práctica

-a escases de materiales que si$ui# a la .da $uerra mundial in%luy# en eldesarrollo del *+ prees%orzado en Europa

/a$nel, )insteralder, )reyssinet y otro dedicaron años de estudio

demostrando sus enormes ventaas %rente a materiales tradicionales


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1. B%&'& %&S&(" )*S+,%*C" D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

El desarrollo econ#mico mundial cre# di%erencias en el desarrollo del *++, se

notan dos corrientes con di%erencias sustanciales 23orte América y Europa4 En

'!A durante los años de 1&0 no se conta"a con mano de o"ra especializada,

se inicia la construcci#n de estructuras de *++ limitándose a unidades

precoladas pretensadas, de claros cortos y medianos

En Europa de"ido a la escasez de materiales se aprovecha meor éstos y se

e%ect6an investi$aciones, por este motivo las estructuras en Europa son mas

es"eltas y con concepciones mas avanzadas

7e"ido a los cam"ios en la economa de '!A hicieron que el *++ su%ra

cam"ios sustanciales !e llevaron pro%esionales europeos para que enseñaran

esta nueva tecnolo$a y como resultado de aquello las estructuras empezaron a

ser construidas optimizando el uso de este material


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1. B%&'& %&S&(" )*S+,%*C" D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

or otra parte los costos de los materiales se incrementaron y la mano de o"ra

especializada ya no era escasa como en la década de los &0, por otro lado ahora

se incorpora la conservaci#n de recursos como un componente que no puede ser

soslayado

Estos mismos conceptos pueden ser utilizados en los pases del tercer mundo

donde el desarrollo del *++ comienza a sentirse con mas notoriedad -as

m6ltiples aplicaciones que se dan al *++ hacen ver que se puede meorar su

desarrollo

3uevas condiciones de práctica constructiva crean la necesidad de in$enieros y

técnicos que estén capacitados para a%rontar tales requisitos, que comprendan

%irmemente los principios %undamentales del comportamiento y diseño de modo

que puedan aplicar con con%ianza estos conceptos en nuevas situaciones


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Grafco 1.1ALGUNOS EJEMPLOS DE UTILIZACION DE HORMIGON

PREESFORZADO

uentes9


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Grafco 1.1

ALGUNOS EJEMPLOS DE UTILIZACION DE HORMIGON

PREESFORZADO

uente )erroviario de tres tramos9 -osas de entrepiso9


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Grafco 1.1ALGUNOS EJEMPLOS DE UTILIZACION DE HORMIGON

PREESFORZADO

Edi%icios pre%a"ricados9

/arcos :$idos se$mentados9


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1. B%&'& %&S&(" )*S+,%*C" D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

En nuestro pas diremos que el !ervicio 3acional de ;aminos a través de su

7ivisi#n de uentes ha sido el or$anismo que ha he$emonizado la teora y

práctica de la construcci#n de puentes camineros


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2. D&1*0*C*0 D& )%M*/0 !%&&S1%"2"D3 S4S C"%"C+&%5S+*C"S

'na de%inici#n de hormi$#n pree%orzado señala que es9 El precar$ado de una

estructura antes de la aplicaci#n de las car$as de diseño requeridas, de manera

que meore su comportamiento $eneralB

Ctra de%inici#n dice que hormi$#n prees%orzado es aquel *ormi$#n en elcual se han introducido es%uerzos internos de tal ma$nitud y distri"uci#n que

los es%uerzos resultantes de las car$as eDternas dadas se equili"ran hasta el

$rado deseadoB 2de%inici#n del A;


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/rafico 6.7Comparación entre )8"8 y )8!8

-as caractersticas mas so"resalientes del *++ se podrán sintetizarse en lo

si$uiente9


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• En $eneral el hormi$#n es un material "ueno para a"sor"er es%uerzos de

compresi#n

• !u resistencia a la tensi#n es mucho mas "aa y en muchos casos se elimina la resistencia a la tensi#n

• -a historia del *++ demostr# que al principio se eDi$a la introducci#n de

su%iciente precompresion hasta eliminar la tensi#n en el concreto

• Actualmente se cam"i# este concepto, permitiendo que eDistan es%uerzos de

tensi#n e incluso que eDista a$rietamiento

• >ariando el prees%uerzo es posi"le limitar el n6mero y ancho de las $rietas e

incluso controlar la de%leDi#n del miem"ro• !e puede diseñar vi$as con de%leDi#n nula para una com"inaci#n de prees%uerzo y

car$as eDternas

• 7esde el punto de vista de las condiciones de servicio el prees%orzado parcial

presenta una meora respecto al prees%uerzo total


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/rafico 6.9"lgunas características del hormigón preesforzado


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9. S4 140C*0"M*&0+

@ra%ico 1

al$unos esquemas de prees%uerzo


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9. S4 140C*0"M*&0+

rimeramente se considera una vi$a convencional con una car$a puntual en el

centro de la luz ara el análisis se deprecia su peso propio A medida que se

aplica la car$a ? se inducen es%uerzos lon$itudinales de %leDi#n !i estos

es%uerzos ocurren dentro del campo elástico, la distri"uci#n de es%uerzos será

lineal ;omo la pieza no tiene re%uerzo la tensi#n en las %i"ras in%eriores tendráun valor muy "ao y cuando i$uale la resistencia del material se %ormará una

$rieta A esta tensi#n de a$rietamiento se desi$na con

!i ahora se considera una pieza en la que se introduce una %uerza aDial

lon$itudinal antes de la aplicaci#n de la car$a eDterior será i$ual adonde Ac es el área de la secci#n transversal del miem"ro

r f

Ac P

f c =


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9. S4 140C*0"M*&0+

Esta %uerza F puede variar superponiendo los es%uerzos de"idos a y F

proporcionando un es%uerzo de tensi#n i$ual a cero en la parte in%erior de la vi$a

!in em"ar$o parece mas l#$ico aplicar la %uerza aDial C con cierta eDcentricidad del

centroide de la vi$a con el o"eto de compensar con mayor e%icacia la tensi#n que

induce la car$a

;on este criterio se puede demostrar que para la vi$a de secci#n rectan$ular el

punto de aplicaci#n de la %uerza está en el punto in%erior del tercio medio de la

altura de la vi$a -a car$a antes aplicada con una eDcentricidad de

del centroide produce una distri"uci#n de es%uerzos de compresi#n lon$itudinal que

vara de cero en el "orde superior a un valor máDimo de9

en el "orde in%erior

4242. . Ic

Pec Ac

P fc +=

&he =


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7onde sus valores son9

Es%uerzo de compresi#n en el centrode del concreto

EDcentricidad de la %uerza

7istancia del centrode del concreto a la cara in%erior

/omento de inercia centroidal de la secci#n transversal=

=

=

=

Ic

C

e

fc

.

:. D*1&%&0C*"S C0 &- )%M*/0 "%M"D

-os anchos de las $rietas en el *+A+ son toscamente proporcionales al

es%uerzo de tensi#n por lo que de"e limitarse los es%uerzos en el acero En

piezas prees%orzadas presentan un alto es%uerzo en el acero y no va

acompañado de $rietas anchas


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D*1&%&0C*"S C0 &- )%M*/0 "%M"D

-a de%leDi#n en vi$as de *+A+ es directamente proporcional a los es%uerzos

los cuales ocasionan $randes de%ormaciones En el *++ se prede%orma el

re%uerzo de alta resistencia a la tensi#n evitando rotaciones y de%leDiones

En la vi$a de *+A+ el "razo del par interno permanece "ásicamente constante

a medida que la car$a es incrementada la cual viene acompañada por un

incremento de las %uerzas internas En vi$as prees%orzadas las %uerzas

permanecen esencialmente constantes a mediada que se incrementa la car$a

y el incremento en el momento viene acompañado por un incremento en el

"razo del par interno

Ctras di%erencias están en los materiales, acero, resistencias del hormi$#n,

colocaci#n o vaciado, aditivos y curado


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/rafico 6.;

"lgunas diferencias entre )8"8 y )8!8


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;. M&+DS D& !%&&S1%2"D

;.6 !%&+&0S"D

Es el procedimiento en el que el prees%uerzo se produce tensando lostendones de acero entre anclaes eDtremos antes de procederse al vaciado del

concreto

/rafico 6.<

1%M"S D& !%&+&0S"D


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;. M&+DS D& !%&&S1%2"D

;.7 !S+&0S"D

El prees%uerzo que act6a en los tendones es aplicado después que ha endurecidoel concreto y se ha alcanzado su%iciente resistencia ara esto se dea antes del

vaciado ductos en su interior para los tendones que lue$o serán tensados por

medio de $atos colocados en los eDtremos de la pieza, para lo cual se requiere

anclaes

/rafico 6.=

1%M"S D& !S+&0S"D


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Ctra pérdida instantánea ocurre por acortamiento elástico del concreto al pasar a

éste la %uerza de prees%uerzo, esto ocurre $eneralmente en el pretensado'na tercera pérdida sucede en miem"ros postensados y se de"e a la %ricci#n

que ocurre entre el acero y el conducto cuando se estira el tend#n

En resumen9 -as pérdidas por deslizamiento de anclae, acortamiento elástico y

%ricci#n son denominadas inapropiadamente pérdidas instantáneas -a adici#nde todas ellas hacen que la %uerza aplicada al $ato se reduzca de a un valor

menor i llamada %uerza inicial de prees%uerzoB

;on el tiempo se reduce aun más la %uerza de pretensado de"ido a otras pérdidas

denominadas esta vez di%eridas o a lar$o plazo, éstas ocurren rápidamente al

principio y mas lentamente después, las causas son las si$uientes9 contracci#n

del hormi$#n y escurrimiento plástico am"os de"ido a la compresi#n que

eDperimenta el concreto, as como una pérdida por relaamiento del acero


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or otra parte ya diimos que el acero eDperimenta"a un relaamiento $radual de

es%uerzo al mantenerse sometido a una de%ormaci#n casi constante, a esta

propiedad la denominamos relaamiento del acero

Godos los e%ectos dependientes del tiempo incluyendo a los 6ltimos hacen que la

%uerza inicial se reduzca $radualmente a la denominada %uerza e%ectiva de

prees%uerzoB e

!e señala que todas las pérdidas pueden ser del orden de .0 al (5H de la %uerza

ori$inal aplicada al $ato

'n tercer tipo de pérdidas están relacionadas con los intervalos en los que secar$a la estructura 2elástico e inelástico4 y por lo tanto tienen que ver con la

presencia de a$rietamientos


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=. !%&&S14&%2 !"%C*"- ++"-

Al principio los diseñadores de concreto prees%orzado eliminaron porcompleto los es%uerzos de tensi#n en los miem"ros suetos a car$as normales

en sus diseños, este hecho se llama prees%uerzo total

A medida que se comprendi# el comportamiento del *++ se lle$# a o"servar

que eDiste una soluci#n intermedia entre el prees%uerzo total y el *+A+ Aeste estado se llama pres%uerzo parcial, el mismo o%rece $randes ventaas y

permite una pequeña cantidad de tensi#n en el concreto cuando act6an las

car$as plenas de servicio

Estas $rietas suelen ser pequeñas y se cierran por completo cuando sereducen las car$as, lle$ando a ser estructuras que conducen al lo$ro de una

economa si$ni%icativa


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

-a aplicaci#n del hormi$#n prees%orzado es cada da mayor, por este motivo lo señalado

por el investi$ador


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D @ra%ico 18

!ecciones tpicas de puentes prees%orzado


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D ? Cascarones

El prees%uerzo en estas estructuras tiene la %inalidad de anular los es%uerzosde tensi#n de modo que los tendones son colocados precisamente a lo lar$o

de la trayectoria de estos es%uerzos


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

c

? torres para depósitos!i "ien resultan mas caros que los tradicionales, puede ser recuperado de al$unamanera mediante la estética o la complementaci#n de al$una actividad adicional


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>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

d4 :eservorios para plantas nucleares

Este hecho ha permitido que el hormi$#n prees%orzado puedaaplicarse en la construcci#n de reactores


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HRMI!"# PR$$SFR%&' I &l) d

>. "-/40"S "!-*C"C*0&S D&- )%M*/,0 !%&&S1%2"D

e? otros

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