“ACERO PRES Y POST-TENSADO
EN PUENTES Y EDIFICIOS” Expositor : Ing. Luis Villena Sotomayor
Chimbote - Jun 2013
PRIMER CONGRESO NACIONAL ESTUDIANTIL
“LA INGENIERIA CIVIL APLICADA AL DESARROLLO NACIONAL”
TEMA:
2
TEMAS A TRATAR:
1.
2.
3.
4.
a.
b.
3
1. CONCEPTOS GENERALES
4
Pag. 4
1.
2.
3.
4.
5.
1)
2)
3)
4)
5)
5 Pag. 5
1.
2.
W
P P
axP
A
flexM y
I
M
I
y
M
Zt_b
+ + +
6 Pag. 6
E.N.
exc
W
P P
-
Esfuerzos Totales
0
Compresión
=-
-
+
+
+
-
+
Diagrama de Esfuerzos
Por Presforzado Por Carga Vertical
-P/A -P.exc/Zb +M/Zb
-M/Zt-P/A +P.exc/Zt
7 Pag. 7
PRESFUERZO POR PRETENSADO
8 Pag. 8
PRESFORZADO POR PRETENSADO
9 Pag. 9
10 Pag. 10
PRESFORZADO POR PRETENSADO
11 Pag. 11
PRESFUERZO POR POSTENSADO
12 Pag. 12
2. MATERIALES Y EQUIPOS
Alambre
Torón
Barras de
tensado
13 Pag. 13
14 Pag. 14
2.2 SISTEMA ADHERIDO
15 Pag. 15
16 Pag. 16
17
Pag. 17
18
Pag. 18
19
Pag. 19
1
2
3 4
20 Pag. 20
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE
UNA VIGA POSTENSADA
• Animación con tendones Multitorón del Sistema ADHERIDO:
21 Pag. 21
2.3 SISTEMA NO ADHERIDO
ANCLAJE ESTANDAR
ANCLAJE ENCAPSULADO
GRASA INHIBIDORA A LA
CORROSION
FORRO DE POLIETILENO TORON
22 Pag. 22
ENGRASADO Y FORRADO DEL TORON CON PEHD
POR EXTRUSION (SOLO POR EL FABRICANTE):
Bobina de Acero (aprox 3ton)
23 Pag. 23
SILLAS DE SOPORTE DE TENDONES DE
PRESFUERZO
Pag. 24
25
3.- CRITERIOS DE DISEÑO
PERALTES MINIMOS RECOMENDADOS:
Pag. 25
Reglamento Material Tipo Tramo simple Tramo continuo
Losas 0.030L ≥ 165mm 0.027L ≥ 165mm
Vigas cajón 0.045L 0.040L
Vigas I prefabricadas 0.045L 0.040L
Vigas de estructuras
peatonales
Vigas cajón adyacentes 0.030L 0.025L
Losas
Vigas y Bandas
Concreto Pretensado
0.033L 0.030L
AASHTO
ACI Concreto PretensadoL/40 - L/48
L/25 - L/30
26
ESTADO FINAL:
Pag. 26
tPe
A
Pe exc
Zt
Mpp
Zt
Md
Zt
Msc
Zt adm1
bPe
A
Pe exc
Zb
Mpp
Zb
Md
Zb
Msc
Zb adm2
Wpp + Wd + Ws/c
PePe
C
+
C
T
-
+
+
Por Peso Muerto
E.N.
0
TC C
TCC
FinalPor Peso PropioPor Presforzado
Diagrama de Esfuerzos
-
=+
-
+
+-
Por Sobrecarga
T
-
+
C
-
+
Wpp + Wd + Ws/c
PePe
C
+
C
T
-
+
+
Por Peso Muerto
E.N.
0
TC C
TCC
FinalPor Peso PropioPor Presforzado
Diagrama de Esfuerzos
-
=+
-
+
+-
Por Sobrecarga
T
-
+
C
-
+
27
PiPi
E.N.
C
TC C
TCC
Esf. InicialPor Peso PropioPor Presforzado
Diagrama de Esfuerzos
=+
-
+
+-
-
+
C
Wpp
-
T
ESTADO INICIAL:
Pag. 27
tPi
A
Pi exc
Zt
Mpp
Zt adm3
bPi
A
Pi exc
Zb
Mpp
Zb adm4
28 Pag. 28
a)
b)
c)
ft=2*(f’c)^0.5
ft=0.62*(f’c)^0.5
29 Pag. 29
ESTADO INICIAL
P(t=0)
f=exc
"W" en el momento del tensado
L
E.N.
e1 e2P(t=0)
Tracción
Compresión
0.5* f'ci 0.25* f'ci
-0.60*f'ci -0.60*f'ci
0.5* f'ci
-0.60*f'ci
P(t= )
f=exc
"W" (Cargas de larga duración)
L
E.N.
e1 e2P(t= )
Tracción
Compresión
= 0.62* f'c
-0.45*f'c -0.45*f'c -0.45*f'c
= 0.62* f'c = 0.62* f'c
ESTADO INTERMEDIO
ESTADO FINAL (SERVICIO)
P(t= )f=exc
"W" (Cargas Total de Servicio, sin factorar)
L
E.N.
e1 e2 P(t= )
Tracción
Compresión
= 0.62* f'c
-0.60*f'c -0.60*f'c= 0.62* f'c
= 0.62* f'cCompresión Tracción
Tracción Compresión
-0.60*f'c
33 Pag. 33
DEFINICIÓN.
PP
Wpretensado = 8.(PcosØ).e / L
Wpp + Wd + k*Ws/c
2P = PcosØ
34 Pag. 34
CARGAS Y MOMENTOS EQUIVALENTES PRODUCIDOS POR TENDONES PRESFORZADOS
MOMENTO PRODUCIDOPOR EL TENDON
CARGA EQUIVALENTE EN ELCONCRETO PRESFORZADO
MIEMBRO
e1 + e22
* e3=
PsenØ1 PsenØ2
P
PcosØ
PcosØ1
PcosØ
PcosØ
M1
PcosØ2
M2
W= 8.P.fL²
* PcosØ2 = P
M = P.f
P
* f = e + e3
PM = P.e
M2 = P.e2
PsenØ
W= 2.P.fL²
* PcosØ = P
M1 = P.e1
* PcosØ1 = P
35 Pag. 35
a) Parábola Simple
c) Parábola Invertida
ó reversa
b) Parábola Parcial
c) Parábola Arpeada
CARGAS EQUIVALENTES PARA VIGAS CONTINUAS
Pag. 36
VIGA CONTINUA DE 2 TRAMOS:
Pag. 37
38
4.a. PRESFORZADO EN
EDIFICACIONES
Pag. 38
39 Pag. 39
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE
UNA LOSA POSTENSADA
• Animación con el Sistema «NO ADHERIDO» (Monotorón)
40 Pag. 40
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE UNA LOSA POSTENSADA
• Animación con el Sistema «ADHERIDO» (Multitorón)
41
PREDIMENSIONAMIENTO Cuadro de Relaciones Luz / Peralte
Estos peraltes aplican para proporciones de:
Carga Viva / Carga Muerta total < 1.0
PTI: Post-Tensioning Institute (USA)
DESCRIPCION PTI
Losas macizas en una dirección 48
Losas macizas en dos direcciones (soportado
únicamente por columnas)45
Losa plana con ábacos 50
Losas apoyadas en vigas en ambas direcciones 55
Losas nervadas en dos direcciones (malla de 1.5m.) 35
Vigas (b≈h/3) 20
Vigas (b≈3h) 30
Viguetas en una dirección 40
42
AHORRO DE MATERIALES
Optimización de los materiales básicos de construcción, logrando un
ahorro en el concreto, acero de refuerzo, mano de obra y encofrado.
Pag. 42
En losas típicas con luces mayores a 7.00m
100%
Costo
del
Material
Concreto
Barra de
Refuerzo
PT Sistema
Reducción de Concreto al 25%
Reducción Barra de Refuerzo al 65%
Total de ahorro 10% - 20%
43
REDUCCION DE LA ALTURA DE ENTREPISO
Pag. 43 Edificio con Concreto Armado Edificio con Concreto Pretensado
10 Pisos
5 Niveles
de
Parqueo
Terreno
Ganancia en Altura
Ganancia en Profundidad
10 Pisos
44
PLAYA DE ESTACIONAMIENTO – CAMINO REAL:
Pag. 44
45
EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO)
Pag. 45
Edificio de 12 pisos
Con Bandas Postensadas Edificio de 11 pisos
Con vigas de Conc.
Armado
46
EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO) Pag. 46
47
EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO)
Pag. 47
48
EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO)
Pag. 48
Pag. 49
Instalación de
armadura de refuerzo y
tendones en Vigas.
EDIFICIO OIT (LIMA)
Pag. 50
VIGA PARED:
IGLESIA SAGRADO CORAZÓN DE JESÚS (SURCO)
Viga de 32m de longitud y 5.50m de peralte
51
EDIFICIO MINISTERIO DE EDUCACION
(San Borja – Lima) ( 12 pisos)
Estructuración con Volados Postensados.
Pag. 51
52 Pag. 52
EDIFICIO MINISTERIO DE EDUCACION
(San Borja – Lima) ( 12 pisos)
Estructuración con Volados Postensados.
53
EDIFICIO MINISTERIO DE EDUCACION
Volados Postensados
de aprox 4.00m a 6.00m
Pag. 53
54
EDIFICIO MINISTERIO DE EDUCACION
Postensados de Volados de aprox. 4.00m a 6.00m
Pag. 54
55 Pag. 55
PLANTA DE INCA KOLA (TRUJILLO)
VIGAS POSTENSADAS DE TECHO: APROX. 36,000m2 DE AREA TECHADA
56 Pag. 56
PLANTA DE INCA KOLA (TRUJILLO)
VIGAS POSTENSADAS : 96 TRAMOS DE APROX. 18.40M DE LUZ C/U (Aprox. 1.75km de vigas)
57
Tendones No Adheridos de Ø 0.5”
Pag. 57
PLANTA DE INCA KOLA (TRUJILLO)
VIGAS POSTENSADAS LONGITUDINALES CONTINUAS:
Cargan a vigas metálicas transversales
58
DESCRIPCION
Pag. 58
59
EJEMPLOS: Almacén NEPTUNIA (El Callao)
Pag. 59 PARIHUELA OCTAVO NIVEL
PARIHUELA DEL PRIMERO AL
SEPTIMO NIVEL
60
EJEMPLOS: Almacén NEPTUNIA (El Callao)
Pag. 60
61
EJEMPLOS: Almacén SAGA FALABELLA (V. El Salvador)
Pag. 61
62
EJEMPLOS: Almacén SAGA FALABELLA (V. El Salvador)
Pag. 62
63 Pag. 63
Operación de Tensado
64
EJEMPLOS: Almacén SAGA FALABELLA (V. El Salvador)
Pag. 64
65
EJEMPLOS: Almacén SAGA FALABELLA (V. El Salvador)
Pag. 65
66
EDIFICIO KONTIKI
Playa de Punta
Hermosa
Edificio de 5 pisos
anclado a la roca con
anclajes permanentes y
cuenta además con
volado de 11.00m en el
primer piso
Pag. 66
67
EDIFICIO KONTIKI
Playa de Punta Hermosa
• 4 vigas de concreto reforzado
apoyadas en columnas inclinadas
• Fundación anclada dentro de la
roca utilizando anclajes
permanentes
• Vigas ancladas dentro de la roca
con anclajes de doble protección
contra la corrosión
• Anclajes de entre 21.5 y 32.5m
de longitud y entre 6 a 10m de
longitud adherida
• Columnas ancladas con una
inclinación de 50° y vigas con 5°
• Vigas postensadas de 11m de
volado en el primer piso
Pag. 67
68
4.b PRESFORZADO EN PUENTES
69
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 69
72
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 72
73
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 73
74
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 74
75
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 75
76
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 76
77
PRESFUERZO POR PRETENSADO
Pag. 77
78
79
ETAPA 1
80
ETAPA 2
81
compuesta
ETAPA 3
82
ETAPA 4
83
ETAPA 4
84
ETAPA 4
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
Tendón: 1 Torón de
Ø0.6" @0.50m
110
PUENTE SICUANI
113
114 ESQUEMA - ELEVACION DEL PUENTE
10.00
52.90
8.80
SECCION TRANSVERSAL DEL PUENTE
7.90
1.60
11.20
10.00
119
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
2 TRAMOS EXTERIORES DE 55.00m Y UN
TRAMO CENTRAL DE 70.00m
Pag. 119
120 Pag. 120
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
121 Pag. 121
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
122 Pag. 122
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
123 Pag. 123
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
TENSADO DE CUARTA
ETAPA DENTRO DE LA
VIGA CAJON)
124 Pag. 124
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
125 Pag. 125
PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)
PUENTE COLLANA (LIMA L=150m)
PRUEBA DE CARGA PUENTE COLLANA (LIMA L=150m)
128
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 128
129
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 129
130
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 130
131
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 131
132
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 132
133
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 133
134
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 134
135
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 135
136
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 136
137
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 137
138
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 138
139
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 139
140
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 140
141
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 141
142
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 142
143
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 143
144
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 144
145
PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)
Pag. 145