tipos_de_pre-esforzado(1).pdf
TRANSCRIPT
Estructuras de Hormign Pre-esforzadoIntroduccin, Sistemas de Pre-esforzado y propiedades de los materiales1Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Definicin Ventajas de Pre-esforzado Limitaciones de Pre-esforzado Tipos de Pre-esforzado Fuente de fuerza de Pre-esforzado Pre-esforzado Interno y Externo Pre-tensado o Post-tensado Pre-esfuerzado Lineal o Circular Pre-esforzado Parcial, Lmitado o Total Pre-esforzado Uniaxial, biaxial o multiaxial Fabricacin de durmientes de ferrocarril Pre-tensados Contruccin de Viguetas Post-tensadasIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Los trminos comunmente usados en Hormign Pre-esforzado son referidos y explicados a continuacin. Estos estn clasificados en grupos de acuerdo al uso.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Formas del Acero de Pre-esfuerzo:Alambre.- es un hilo o unidad simple elaborada de acero.Hebra.- son 2,3 o 7 alambres que son giradoshelicoidalmente alrededor de un alambre central paraformar una hebra de pre-esforzado.Tendn.- es un grupo de hebras que son giradasalrededor de una hebra central para formar un tendn de pre-esforzado. Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Formas del Acero de Pre-esfuerzo:Cable.- es formado por un grupo de tendones/hebras/torones.Barras.- Un tendn puede ser reemplazado por unabarra de acero. El diametro de una barra es mucho ms grande que el de un alambre.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] del Acero de Pre-esfuerzo:Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Naturaleza de la interfaz hormign-aceroTendn adherido.- cuando existe unin adecuada entre el tendn de pre-esfuerzo y el hormign. Tendones pre-tensados y los post-tensados rellenos con pasta de cemento (lechada) son tendones adheridos. Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Naturaleza de la interfaz hormign-aceroTendn No adherido.- cuando No existe unin entre el tendn de pre-esfuerzo y el hormign. Los Tendones post-tensados en el que el ducto que los contiene NO se rellena con pasta de cemento (lechada) son tendones No adheridos. Ej: conductos de PEAD con grasa.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Estados de cargaEl anlisis de miembros pre-esforzados puede ser dismil para los diferentes estados de carga. Los estados son los siguientes:1) Inicial: Este puede ser subdividido en 2 estados:a) Durante el tensado del acerob) En la transferencia de pre-esforzado al concretoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Estados de carga2) Intermedio: Este incluye las cargas durante la transportacin del miembro pre-esforzado.3) Final: Este puede ser subdividido en 2 estadosa) Durante la operacin (carga de servicio)b) Durante eventos extremos (carga ltima)Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado1) La seccin permanece sin fisuras bajo cargasde servicio. Reducccin en corrosin del acero e incrementoen la durabilidad. La seccin completa es utilizadaSoporta mayor momento de inercia (ms rigidez)Tiene menos deformacin (mejora la capacidad de servicio) Incremento de resistencia a cortante.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado1) La seccin permanece sin fisuras bajo cargasde servicio. Adecuado para el uso en recipientes a presin y en estructuras de retencin de lquidos. Rendimiento mejorado (resiliencia*) bajo carga dinmica y de fatiga.* Capacidad de un material elstico para absorber y almacenar energa de deformacin.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado2) Proporciones espacio-profundidad. Grandes luces es posible con pre-esforzado (Puentes y edificios con grandes espacios libres de columnas) Valores tpicos de proporciones espacio-profundidad para losas son presentados abajo:Losas no pre-esforzadas 28:1Losas pre-esforzadas 45:1Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado2) Proporciones espacio-profundidad Para las mismas luces se requiere menos espesor al comparar con miembros de CR.Reduccin del peso propioMayor atractivo esttico debido a secciones esbeltasSecciones ms econmicasIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado3) Conveniente para la construccin de prefabricadosLas ventajas de construccin prefabricada son las siguientes: Construccin rpida Mejor control de calidad Mantenimiento reducido Conveniente para construccin repetitivaIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzado3) Conveniente para la construccin de prefabricadosLas ventajas de construccin prefabricada son las siguientes: Multiples usos de encofrados en produccin masiva. Disponibilidad de formas estandar.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] tpicas de miembrosprefabricadosIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] huecas pretensadasSecciones tpicas de miembrosprefabricadosIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de pre-esforzadoAunque CP tiene muchas ventajas, algunos aspectosnecesitan ser abordados cuidadosamente. La tecnologa es especializada (por lo tanto, no es comn como CR) El uso de materiales de alta resistencia es costoso Existe un costo adicional en equipos auxiliares La necesidad de control de calidad e inspeccinIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de Pre-esforzadoConcreto pre-esforzado puede ser clasificado en muchas formas.1) Origen de fuerza de pre-esforzadoEsta clasificacin es basada en el metodo por el cual la fuerza de pre-esforzado es generada. Existen cuatro fuentes de fuerza: mecnica, hidrulica, elctrica y qumica.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de Pre-esforzado2) Pre-esforzado interno o externoEsta clasificacin es basada en la localizacindel tendn de pre-esforzado con respecto a la seccin de concreto.3) Pre-tensado o Post-tensadoEsta es la clasificacin ms importante y es basada en la secuencia de lanzar el hormigny aplicar la tensin en los tendones. Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de Pre-esforzado4) Pre-esforzado Lineal o circularEsta clasificacin es basada en el forma del miembro pre-esforzado.5) Pre-esforzado total, lmitado o parcialBasado en la cantidad de fuerza de pre-esforzado tres tipos de pre-esforzado son definidos.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de Pre-esforzado6) Pre-esforzado uniaxial, biaxial o multiaxialComo el nombre lo indica, la clasificacin es basada de acuerdo a la direccin de pre-esforzado en el miembro.Los tipos de pre-esforzado son explicados a continuacin:Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de fuerza de pre-esforzadoPre-esforzado hidrulicoEste es el tipo ms simple de pre-esfrozado, produciendo grandes fuerzas de pre-esforzado. El gato hidrulico usado paratensionar los tendones se compone de manmetros calibrados los que indican directamente la magnitud de la fuerza desarrollada durante el tensado.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de fuerza de pre-esforzadoPre-esforzado mecnicoEn este tipo de pre-esfrozado, los dispositivosincluyen pesos con o sin transmisin de palanca, transmisin con engranajes en conjunto con bloques de poleas, gatos tornillos con o sin engranajes impulsa unidades y mquinas de hilo de cuerda. Este tipo de pre-esforzado es adoptado para produccin a escala masiva.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de fuerza de pre-esforzadoPre-esforzado electricoEn este tipo de pre-esfrozado, los alambres de acero son calentados electricamente y anclados antes de vaciar el concreto en los moldes. Este tipo de pre-esforzado es tambin conocido como pre-esforzado termo-elctrico.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de fuerza de pre-esforzadoPre-esforzado qumicoEn este tipo de pre-esforzado, cementosexpansivos son usados y el grado de expansin es controlado variando las condiciones de curado. La accin expansiva del cemento es restringido mientras se asegura.Este genera fuerzas de tensin en los tendones y esfuerzos de compresin en el concreto.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] externo o internoPre-esforzado externoCuando el pre-esforzado es obtenido porelementos localizados fuera de los miembrosde concreto (por ejemplo, por cables tendidosfuera de la viga). Esto es llamado pre-esforzado externo.Esta tcnica es adoptada entrabajos de reparacin y fortalecimiento, tales comoreforzamiento de puentes.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] externo o internoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] del tendn en miembro post-tensado externo.Pre-esforzado externo o internoPre-esforzado internoCuando el pre-esforzado es obtenido porelementos localizados dentro de los miembrosde concreto (comunmente, por tendonesembebidos). Esto es llamado pre-esforzadointerno.La mayor parte de las aplicaciones de pre-esforzado sonaplicados internamente.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] externo o internoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] internoPre-tensado o Post-tensadoPre-tensadoLa tensin es aplicada al tendn antes de vaciarel concreto. La pre-compresin es transmitidadesde el acero al concreto a travs de enlaces sobre la longitud de transmisin cerca de los extremos.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] o Post-tensadoPost-tensadoLa tensin es aplicada al tendn (localizado en un ducto) despues del fraguado del concreto. La pre-compresin es transmitida desde el acero al concreto por el dispositivo de anclaje (en los bloques extremos).Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] o Post-tensadoPost-tensadoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Lineal o CircularPre-esfuerzo LinealCuando los miembros pre-esforzados son rectos o planos, en la direccin de tensado, el pre-esforzado es llamado lineal. Por ejemplo, pre-esforzado de vigas, pilotes, postes y losas. El perfil del cable de pre-esforzado puede ser curvado.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Lineal o CircularPre-esfuerzo LinealIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Lineal o CircularPre-esfuerzo CircularCuando los miembros pre-esforzados son curvados, en la direccin del pre-esfuerzo, es llamado pre-esfuerzo circular. Por ejemplo: pre-esfuerzo circunferencial de tanques, silos, tuberas y estructuras similares.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Lineal o CircularPre-esfuerzo CircularIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Total Lmitado o ParcialPre-esforzado (pe) Total (Tipo 1)Cuando el nivel de p-e es de tal manera que no se permite ninguna tensin o traccin en el concreto bajo las cargas de servicio (cs).fts= 0fts.- Esfuerzos de tensin para las cargas de servicio Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] TotalLmitado o ParcialPre-esforzado Lmitado (Tipo 2)Cuando el nivel de p-e es tal que el esfuerzo de traccin bajo cs est dentro del agrietamiento por tensin del hormign. En EE. UU. se limita tensin para cargas de servicio a Es decir no se permite tensin bajo la carga muerta total. Pero la viga presentar algn agrietamiento cuando se coloque apenas un % pequeo de la carga viva (cv), y para la cv total.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] TotalLmitado o ParcialPre-esforzado (p-e) Parcial (Tipo 3)Cuando el nivel de p-e es tal que bajo esfuerzos de traccin, debido a las cs, el ancho de fisura (capilar) se encuentra dentro del lmite permitido.Es decir que se permite cierto nivel de esfuerzos de tensin por flexin y un nivel limitado de agrietamiento con la carga de servicio total (aplicada con poca frecuencia).Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] TotalLmitado o ParcialPre-esforzado ParcialViga parcialmente p-e se define como la que:a) se permite el agrietamiento por flexin parala carga total de servicio, y b) El refuerzo principal a tensin por flexinincluye tanto acero acero p-e como NO p-e. El acero NO p-e esta sometido en la falla a flexin a un esfuerzo igual a fy.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] UniaxialBiaxial o MultiaxialPre-esforzado UniaxialCuando los cables de pre-esforzado son paralelos a un eje.Por Ejemplo: Pre-esforzado longitudinal de vigas.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Uniaxial, Biaxial o MultiaxialPre-esforzado BiaxialCuando existen cables de pre-esforzadoparalelos a 2 ejes.Por Ejemplo: Pre-esforzado biaxial de losas.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] post-tensada biaxialIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] Uniaxial, Biaxial o MultiaxialPre-esforzado MultiaxialCuando los cables de pre-esforzado son paralelos a ms de 2 ejes.Por ejemplo: Pre-esforzado decpulas.Ing. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de durmientes de ferrocarril con pre-tensadoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected] de durmientes de ferrocarril con pre-tensadoIng. Marlon Mosquera M. e-mail:[email protected]