Upload
ian-uribe-caceres
View
116
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
9.0 HORMIGÓN PREESFORZADO
El procedimiento consiste básicamente en someter una estructura o pieza de hormigón a un preesfuerzo de compresión , antes de su puesta en servicio, de forma de equilibrar en la medida deseada los esfuerzos de tracción originados por el peso propio mas las sobrecargas de trabajo.
De acuerdo al momento en que se someta el hormigón al preesfuerzo, se denomina:
- Hormigón pretensado- Hormigón postensado.
Este procedimiento, dada la complejidad de su ejecución, solo puede materializarse en elementos prefabricados
9.1 Breve descripción básica del método.9.1.1 Hormigón pretensado
Para obtener hormigón pretensado se introducen armaduras en el molde y se tensan con gatos hidráulicos contra bloques de hormigón o metálicos como reacción.
El diámetro de los cables, su número y la tensión de cada cable depende del preesfuerzo deseado.
Independientemente de los cables de pretensado en elementos de hormigón es necesario considerar armaduras de repartición y estribos para absorbes el corte.
Los moldes, una vez tensados los cables, se llenan de hormigón y se deja fraguar hasta obtener resistencias necesarias para someter el hormigón al preesfuerzo de diseño, generalmente un 60 o 70 % de la resistencia a compresión especificada a 28 dias. Obtenidas las resistencias necesarias se trasmite la tensión de los cables a la estructura soltando lentamente los gatos y cortando los cables.
78
9.1.2 Hormigón postensado.En el caso de hormigón postensado, en reemplazo de cables se introducen en el molde vainas de plástico o metálicas a través de las cuales, una vez endurecido el hormigón, se introducen cables y se tensa el elemento mediante gatos hidráulicos, apoyados contra placas metálicas insertadas en los extremos de los elementos a preesforzar
Una vez tensados los cables se inyectan las vainas con un grout de cemento fluido para fijar los cables y cuando la resistencia del grout lo permite se relajan los gatos transmitiendo el preesfuerzo a la estructura
En las vigas con hormigón postensado las vainas generalmente se colocan con una cierta curvatura tipo parábola invertida, siguiendo la curva de momento, para colaborar con el esfuerzo de corte cerca de los apoyos.
Al igual que los hormigones pretensados los elementos postensados normalmente tienen armaduras y estribos, que en este caso permiten el transporte y colocación de la pieza, ya que el postensado generalmente se realiza en obra una vez montada la pieza
9.2 Fundamentos teóricos.9.2.1 Cable coincidente con la fibra neutra
Supongamos una viga como la de la figura siguiente:
donde v es la distancia del borde a la fibra neutra.
79
Si la viga se precomprime por efecto del tensado de un cable coincidente con la fibra neutra se producen en ella los siguientes esfuerzos:
Compresión en el hormigón como reacción a la tensión del cable
Si F es la tensión del cable en kg. o ton y A es el área transversal = a x h
C o m p r e s i ó nF
a h
F
A
Por otra parte la carga de trabajo mas el peso propio de la viga produce una flexión que tiene el siguiente diagrama de momento
El esfuerzo originado por el momento es:
EsfuerzoM
W
WI
vE
M v
I
Esfuerzo totF
A
M v
I
..........
.
Lo que permite el siguiente diagrama resultante
80
El caso nº 1 o nº 2 depende de la tensión del cable.
10.2.2 Cable excéntrico
La solución anterior se complica cuando, como ocurre normalmente, el cable tensado no coincide con la fibra neutra.
En este caso, además de los esfuerzos indicados para el cable centrado, se genera un momento adicional por la excentricidad del cable:
e = distancia del cable o centróide de todos los cables tensados a la fibra neutra.
El momento , respecto a la fibra neutra originado por la tensión de los cables es:
Me= F x e
El esfuerzo correspondiente
ESFexcentF e v
I
Esf totF
A
M v
I
F e v
I
.
.
81
En la relación planteada debe tenerse presente que el momento de excentricidad F e es contrario al momento originado por el peso propio mas la sobrecarga de trabajo.
M tracciona la fibra inferior F e tracciona la fibra superior
9.2.3 Ejemplos.Consideremos una viga rectangular de 51 x 76 cm y 7 m de largo simplemente apoyada. La carga de trabajo mas el peso propio son de 4450 kg/m y tiene 10 cables de 1 cm2 de sección tensados a 16300 kg/ cm2 ubicados en la fibra neutra.
Como son 10 cables de 1 cm2 de sección tenemos 10 cm2 x 16300= 163 Ton o 163000 kg
CompresiónF
A
Momentop l
kgm
Ib h
cm
FlexiónM v
I
kgcm
kgcm
163000
51 7642
8
4450 7
827356
12
51 76
121865648
27256 100 38
186564855
2
2
2 2
3 34
Esf totalF
A
M v
I
Compresión
Tracción
kgcm
kgcm
.
42 55
42 55 97
42 55 13
2
2
Supongamos ahora el mismo ejemplo pero con el cable excéntrico
82
El momento adicional generado por la excentricidad es: F e = 163.000 13 = 2.119.000 kg. cm
EsfuerzoF e v
I
Esf totalF
A
M v
I
F e v
I
kgcm
2119000 38
186564843 2
.
Compresión = -42 - 55 + 43 = -54 kg./cm2
Tracción = -42 + 55 - 43 = -24
Si se reduce la distancia e a 4 cm
F e = 163000 4 = 652000 kg cm
Esfuerzo kgcm
652000 38
186564813 2
Compresión = -42 - 55 + 13 = -84 kg/cm2
Tracción = -42 + 55 - 13 = 0.
83