01. INTRODUCCION AL CONCRETO PRESFORZADO

 Conceptos Conceptos básicos   Pretensado Pretensado y postensado   Equipo Equipo y materiales utilizados Perdidas inmediatas y diferidas   Perdidas   Análisis Análisis por flexión   Diseño Diseño de vigas Cortante y torsión   Cortante  Perdida parcial de la fuerza del preesforzado   Vigas Vigas compuestas   Vigas Vigas continuas    Deflexiones   Momentos Momentos secundarios   Zona Zona de anclaje    Ductos  Reparaciones con postensado externo   Proceso Proceso constructivo 

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Dos exámenes parciales parciales de 25 puntos cada uno. Trabajos de investigación investigación 10 puntos. Visitas de campo y/o asistencia asis tencia a charlas con , . Examen final, final, 30 puntos.

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 Puede definirse en términos generales como el precargado de una estructura, antes de la aplicación de las cargas de diseño requeridas, hecho en forma tal que mejore su

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 Significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una estructura o conjunto de piezas, con el propósito de mejorar su comportamiento y resistencia bajo

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Concreto en el cual se han introducido esfuerzos internos de tal magnitud y dist di strribu bucción qu quee lo loss esfuerz rzo os resu sult ltaantes debido a carga cargass exte externas rnas son contra contrarrestad rrestados os

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La primera proposición para aplicar el presforzado al concreto se hizo desde 1,886 en los Estados Unidos, sin embargo no fue sino hasta los años 30 que como resultado de Francés Eugene Freyssinet, que el concreto preesforzado llegó a ser una realidad práctica.

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 En el período de aguda escasez de materiales que siguió a la segunda guerra mundial fue determinante para la evolución final del concreto presforzado.

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 Ingeniero Francés, el pensó que el presfuerzo podría ser muy útil al tener disponibilidad de acero de alta resistencia con concreto de alta calidad, en 1928 consiguió tener una patente “ een n eell aarte r te d la cconstrucción” const co on nstru strrucci uccción ció ón” n”. Pero lo los dee la Ingenieros de esa época supusieron que era una idea novelesca y que nunca se alcanzaría el éxito.

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En 1941, se construye el primer puente de concreto preesforzado sobre el río Marne, en Luzancy, Francia, por Eugene Freyssinet.

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 ACCESORIOS ACCESORIOS Y EQUIPOS

 ANCLAJES ANCLAJES. ANCLAJES. .   GATOS GATOS HIDRÁULICOS HIDRÁULICOS.. BOMBAS HIDRÁULICAS HIDRÁULICAS..   BOMBAS INYECTADORAS .   INYECTADORAS 

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 ANCLAJES ANCLAJES

 ANCLAJES ANCLAJES ACTIVOS ACTIVOS..   ANCLAJES ANCLAJES PASIVOS PASIVOS.. 

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Son aquellos por donde se introducen las fuerzas a los cables, por donde se realiza el tens te nsio iona nami mien ento to.. Es Esto toss ancla anclaje jess son los que que se encargan de bloquear los cables para mantener las fuerzas de tensión que comprimen el concreto. Normalmente se componen de cuatro partes principales que son: cuñas, bloques de anclaje, trompeta y refuerzo.

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Los pasivos son los que bloquean automáticamente l os cables al ser introducidos dentro de la placa de anclaje. Ubicados en el extremo del cable opuesto al anclaje activo, en estos anclajes no se realiza tensionamiento porque se encargan de hacer reacción

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Los bloques de anclaje son las piezas de acero que alojan las cuñas, razón por la cual son so n pi piez ezaas so some meti tida dass a gr gran ande dess esf sfue uerz rzos os quee se trans qu transfi fier eren en al conc concre reto to.. Lo Loss bloqu bloques es de anclaje, llamados también cabezas de ancc a e, son p ez an ezas as e ace acero mec mecan an za as en tornos de control digital para garantizar una altí al tísi sima ma prec precis isió ión n di dime mens nsio iona nal. l. Ta Tamb mbié ién n se producen en acero de fundición rectificados en tornos de control numérico posteriormente.

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Son pequeñas piezas con forma de cono truncado con un agujero central de superficie dentada que se encarga de morder los torones para bloquear el cable y sostener la ens n en e m smo. s os e emen os en acero mecanizado son fabricados en tornos de control numérico para garantizar y cont co ntro rola larr su suss di dime mens nsio ione ness ad adec ecua uada dame ment nte, e, dado que cualquier pequeña variación puede representar fallas en el momento de acuñar.

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Las cuñas dentro de su fabricación son sometidas a un proceso de temple para que adqu ad quie iera ran n un unaa du dure reza za su supe perf rfic icia iall su sufi fici cien ente te para morder el torón y no permitir su para que se acomoden fácilmente en las aberturas de los bloques de anclaje sin cortar o cizallar el acero tensionado.

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También conocidas como culatas, guías, bocines o placas de apoyo son las encargadas de recibir o soportar las fuerzas que intr in trod oduc ucen en los los ancla anclaje jess al concr concret eto o y son la los cab cable les. s. Sie Siemp mpre re qued quedan an embe embebid bidas as en el el concre reto to qu queeda dan ndo a la vist staa la su sup perficie dond do ndee se apoy apoyan an los los bloq bloque uess de ancl anclaj aje. e. En las trompetas se encuentra el tubo de inyección de la lechada.

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 Los ductos son las fundas o corazas donde se introducen los torones para conformar los cables, estos ductos se fabrican en lamina Coll Roll o Galvanizada en espesores en 0.28 y 0.32 mm. La configuración del ducto mediante grafado y corrugado permite hacer trazados curv cu rvos os fá fáci cilm lmen ente te si sin n pe perd rder er se secc cció ión n lo logr gran ando do muy buena adherencia con el concreto gracias a su graf grafad ado o y co corr rrug ugad ado. o. El área área inte intern rnaa de lo loss ductos debe ser 2.5 veces mayor al área total de los torones que van en su interior.

Para poder preesforzar un elemento de concreto p or medio de acero es abso ab solu luta tame ment ntee ne nece cesa sari rio o ut util iliz izar ar ac acer eros os de alta resistencia.   Si se utilizan aceros normales el efecto del p r e s o r za o esaparece cuan o se desarrollan los fenómenos de retracción del fraguado, de la fluencia del concreto y de la relajación del acero pues estos se traducen en un acortamiento del elemento del concreto. 

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 Los gatos hidráulicos para poner en tensión los cables son equipos de vital importancia especialmente diseñados para este objetivo, razón por la cual se recomienda nunca inadecuados o sin un respaldo de un sistema de postensado, porque resulta muy peligroso tanto para los trabajadores de las obras como para la estabilidad de la estructura.

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Existen de agarre trasero y de agarre delantero, esto depende principalmente de la marca y de las preferencias del fabricante con respecto a los desperdicios de torón y a la segur a a ens onar, oy en a o os os gatos que se usan son con paso interno del torón, es decir, los torones salen rectos del anclaje pasando por el interior del gato hasta las cuñas de arrastre.

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GATOS MONOTORON GATOS MULTITORON Existen de los que tensan de 4 cables hasta 36 simultáneamente

No se debería permitir tensar estructuras con gatos monotoron de mas de 4 cables siempre y cuando se utilicen desviadores.   Si no se utilizan desviadores es probable que al tensar los primeros cables estos compriman a los que no han sido tensados lo que haría que cuando se tensen los segundos las elongacioness no sean correctas dando como resultado un mal elongacione tensado.   Su aplicación es mas para edificaciones y reparaciones con postensado externo que no requiera de muchos cables  juntos.  Si el diseño nos da como resultad resultado o la necesidad necesidad de más de 4 cables para tensar debemos hacerlo con gatos multitoron. 

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 Las bombas o centrales hidráulicas son los equiposs que introdu equipo introducen cen la presión a los gatos de tensionamiento; estos aparatos trabajan a muy altas presiones que pueden alcanzar los accionados por motores eléctricos y eventualmente a gasolina para obras ubicadas en zonas rurales.

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 Para verificar las cargas que se introducen a los cables es necesario contar con un equipo de medición, para este objetivo las centrales hidráulicas e s tá n previstas c on un hidráu hidr áuli lico co lo loss ma manó nóme metr tros os in indi dica can n le lect ctur uras as de presiones en psi o bares, permitiendo calcular fácilmente la carga que se aplica a los cables conociendo el área activa del gato hidráulico.

 Concreto pretensado   Concreto postensado 

  Los tendones con varios torones de varios alambres cada uno, se estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta.   Se instala la formaleta y se vacía el concreto en torno a ten n estira o o es orza o.   Después de haber llegado a una resistencia especifica, se alivia la presión en los gatos y en estos momentos los torones tienden a acortarse pero no lo hacen por estar ligados por adherencia al concreto. 

En esta forma la fuerza de presfuerzo es transferida al concreto por adherencia en su mayor parte cerca de los extremos de la viga y no se necesita de ningún anclaje especial.   El pretensado es bastante adecuado para la pro ucc n e v gas en masa. 

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 El pretensado es un método particularmente económico de preesforzar, no solo porque la estandarización del diseño permite el uso de formas de acero reutilizables, sino que muchos miembros a la vez tiene como resultado una gran economía de mano de obra.

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Cuando se hace el preesforzado por postensado, generalmente se colocan en las formaletas de la viga o elementos estructurales, ductos en donde se introducen perfil previamente diseñado antes de realizar la fundición del concreto.

Cuando el concreto ha alcanzado la resi re sist sten enccia esp speecif ific icad ada, a, se pr proc oced edee co con n el ten te nsi sio onamiento de los cable less utili liz zando la viga de concreto para proporcionar la reacción para el gato de esforzado. e rea izar e tensionamiento se  Despu s transmite el presfuerzo a las cuñas que a su vez se ajustaran dentro de los anclajes comprimiendo el concreto.   Luego se relaja el gato hasta dejar la presión en cero. 

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En el pretensado la fuerza del gato reacciona contra anclajes externos y no actúa sobre el concreto en absoluto. Para un elemento postensado, esta fuerza se el miembro de concreto.

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 La magnitud de la fuerza de presforzado en un elemento de concreto no es constante, sino que toma diferentes valores durante la vida del elemento.

casi instantáneos, otros dependen del tiempo y otros mas suceden en función de la carga superpuesta.   Deben considerarse todos estos cambios en el diseño…porque?

 Pérdidas instantáneas.   Pérdidas diferidas. 

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 En el momento de transferencia de la fuerza de presforzado del gato a los accesorios de anclaje que sujetan el tendón, hay una reducción inmediata en la fuerza…Porque? del tendón y que significa?

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Porque existe un deslizamiento de cuñas al al asentarse en el anclaje. El acortamiento del tendon sucede cuando las cuñas se deslizan, esto produce una pérdida . Esto siempre se debe considerar en el diseño de vigas postensadas… y en pretensadas?

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 Para vigas pretensadas por el línea larga, la pérdida por puede ser insignificante por la del tendon sobre la que se

método de la deslizamiento gran longitud distribuye el

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 Esto sucede al pasar al concreto la fuerza de presforzado. Esto ocurre siempre en el preetensa pr sad do, pero ocurre en el po posste ten nsa sado do solamente si hay dos o más tendones, y si

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Este tipo de perdidas ocurre debido a la fricción entre el acero y el ducto por donde pasa el acero.

 DESLIZAMIENTO DEL ANCLAJE.  ACORTAMIENTO ELÁSTICO DEL CONCRETO.  FRI RICC CCII N DE DELL CA CABL BLE. E.   F 

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  El secado del concreto viene aparejado con una disminución en su volumen.

 Cambio de longitud de un material (en este caso el concreto), que está sujeto a esfuerzo constante.   Es el incremento en deformación respecto al .  Es la propiedad de muchos materiales mediante la cual ellos continúan deformándose a través de lapsos considerables de tiempo bajo un estado constante de esfuerzo o carga. 

 El relajamiento se define como la pérdida de esfuerzo esfuer zo en un materi material al esfor esforzado zado mantenido con longitud constante.  El relajamiento no es un fenómeno que ocurra en un corto período de tiempo.   Produce una pérdida significativa en la fuerza pretensora.  La magnitud del relajamiento varía dependiendo del tipo y del grado del acero, pero los parámetros más significativos son el tiempo y la intensidad del esfuerzo inicial. 

CONTRACCIÓN DEL CONCRETO.  FLUJO PLÁSTICO DEL CONCRETO.  RELAJACI AJACI N DEL ACERO DE PRESF PRESFORZADO ORZADO..   REL 

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En particular el desentendimiento de las pérdidas dependientes del tiempo explica el fraacaso de todos lo fr loss prim imeeros intentos de presforzar el concreto.

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Con excepción de las condiciones que prevalecen bajo sobrecarga severa, la mayor fuerza que actúa ocurre durante la operación de los gatos, que se llamará   fuerza fuerza apl aplica icada  da  por los gatos . Como consecuencia e to as as as p r i as instantáneas, incluyendo las debidas al deslizamiento en el anclaje, el acortamiento elástico y la fricción, la fuerza aplicada por el gato se reduce a un valor menor que se define como la  fuerza inicial de presforzado.

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El resultado de todos los efectos dependientes del tiempo, incluyendo la contracción del concreto y su escurrimiento plástico, así como el relajamiento del acero, reduce gradualmente a lo que se conoce como la  fuerza efectiva de presforzado .