Concreto Pre y Pos Tensado

Universidad San Pedro - Caraz Facultad de Ingeniería Civil Asignatura Construcciones I Docente Ing. Cristian Tenorio Tema CONCRETO PRETENSADO Y POSTENSADO Alumno Wilman Quispe Arenas Ciclo VI Segundo semestre 2012

Introducción En este trabajo se tratara de explicar del método del presforzado, que son tanto el pretensado como el postensado, trataremos sobre sus ventajas y desventajas, como de sus aplicaciones en losas y vigas; también se hablara sobre los diversos materiales que se emplean en estos trabajos, que son materiales de alta resistencia, tanto el concreto como el acero. En el capítulo 1, explicaremos el método del hormigón presforzado, el cual se obtuvo su patente en 1866 pero se empezó a usar hasta la década de los cuarenta, debido a la guerra. Este método se divide en dos el pretensado y el postensado. „En el capítulo 2, se tratara todo lo concerniente al hormigón pretensado, el cual por lo general es fabricado en plantas que se dedican solamente a la fabricación de piezas de este tipo, como vigas. En el capítulo 3, el concreto postensado, el cual es usado principalmente en losas y vigas. Se establecerán todos los materiales y equipos utilizados en ambos métodos, los alambres, las varillas de acero, los torones, asi como el equipo para el tensado, como el gato para tensar los cables. La principal diferencia entre estos dos métodos radica en el tensado de los cables de acero, ya que el hormigón pretensado como su nombre lo dice se tensa antes del vertido del concreto, mientras que en el sistema postensado, los cables se tensan luego del vaciado y de que el concreto consiga su resistencia máxima.

Agradecimientos Agradecemos principalmente a dios por brindarnos la oportunidad de conocer cada día más de las nuevas técnicas de construcción, también ay que darles el reconocimiento especial a esas personas que nos han llevado a realizar este trabajo, desde los creadores de estas ingeniosas técnicas que cada día nos comprueban la gran capacidad humana para adaptarse al medio y buscar los métodos necesarios para hacernos la vida más cómoda, hasta las modernas construcciones y empresas que día a día van innovando más en los métodos de construcción. Por ultimo no podemos dejar de agradecer a nuestros familiares y personas más queridas que nos motivan para lograr nuestras metas, que no son fáciles pero esas personas siempre están allí para brindarnos su ayuda.

Contenido Introducción Agradecimientos Capítulo 1 1. Concreto presforzado 1.1 Definición. 1.2 Generalidades. 1.3 Reseña histórica 1.4 Terminología utilizada 1.5 Suposiciones de diseño según el ACI Capítulo 2 2. Concreto pretensado 2.1 Definición: 2.2 Piezas típicas de hormigón pretensado 2.3 Ventajas del hormigón pretensado. 2.4 Inconvenientes. 2.5 Equipo del sistema pretensado. 2.6 Materiales. 2.6.1 Acero 2.6.2 Cable 2.6.3 Tendón 2.6.4 Alambre 2.6.5 Torón 2.7 Tipos de vigas pretensadas.

2.8 Diferentes tipos de pretensado. Capítulo 3 3. Concreto postensado 3.1 Generalidades 3.2 Concepto 3.3 Ventajas del sistema en comparación al sistema tradicional 3.4 Ventajas del sistema postensado 3.5 Desventaja del sistema postensado 3.6 Espesores de las losas postensada 3.7 Materiales 3.7.1 Concreto 3.7.2 Alambres de acero templados. 3.7.2.1 Los alambres redondos 3.7.3 Torón 3.7.4 Varillas de acero de aleación 3.8 Resistencia de los cables y normas que lo rige 3.9 Materiales para los Anclajes 3.9.1 Anclaje Standard 3.9.2 Anclaje encapsulado 3.9.3 Molde de posición 3.9.4 Cuñas 3.10 Procedimiento constructivo 3.10.1 Etapa de Transferencia 3.10.2 Proceso de colocación de los cables postensado

3.10.3 Etapa final 3.11 Especificaciones de los cables 3.11.1 El cable trenzado 3.12 Imágenes del proceso de postensado 3.13 Resumen del proceso Conclusión Bibliografía

Capítulo 1 1. Concreto presforzado 1.1 Definición: Se denomina concreto u hormigón pretensado (en América concreto presforzado) a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionalmente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción o tension y fue patentado por Eugène Freyssinet en 1920. Se trata de lograr que las tracciones que producirían las cargas de servicio se reduzcan a una disminución de la compresión ya existente en el material. El concepto original del concreto presforzado consistió en introducir en vigas suficiente precompresión axial para que se eliminaran todos los esfuerzos de tensión que actuarán en el concreto. Con la práctica y el avance en conocimiento, se ha visto que esta idea es innecesariamente restrictiva, pues pueden permitirse esfuerzos de tensión en el concreto y un cierto ancho de grietas. El ACI propone la siguiente definición: “Concreto presforzado: Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes debido a cargas externas son contrarrestados a un grado deseado.” Significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una estructura o conjunto de piezas, con el propósito de mejorar su comportamiento y resistencia bajo condiciones de servicio y de resistencia. Los principios y técnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto estructural. 1.2 Generalidades: La resistencia del hormigón a la tensión es muy baja, por lo que en la técnica del hormigón armado, para contrarrestar este inconveniente, en todas las zonas que pueden quedar traccionadas, se disponen armaduras de acero, que siguen la dirección de la fuerza de tensión y cuya misión es poder resistirlas. Sin embargo esto puede traer algunos inconvenientes: • El hormigón que recubre las armaduras esta en tensión al igual que el acero por lo que aparecen fisuras, que se pueden controlar al escoger el diámetro y la tensión del acero, pero no puede evitarse su formación, por lo que es un riesgo, ya que permite la penetración de agua que produce un riesgo de corrosión. • El hormigón armado es pesado. Por lo tanto, es lógico tratar de utilizar a pleno rendimiento la resistencia del hormigón, comprimiéndolo anteriormente por la concurrencia de fuerzas internas, de tal modo que la variación de tensión que provocaba la aparición de tracciones no dé lugar más que a una descompresión del material.

El esfuerzo de presforzados se puede transmitir al hormigón de dos formas: ▪ Mediante armaduras pretensadas (generalmente barras o alambres), método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados. ▪ Mediante armaduras potenzadas o postensadas, (generalmente torones, grupos de cables), utilizadas mayoritariamente en piezas hormigonadas in situ. Normalmente al aplicar esta técnica, se emplean hormigones y aceros de alta resistencia, dada la magnitud de los esfuerzos inducidos. Según se ha indicado el pretensado se puede lograr de dos maneras: pretensado con armaduras pretensas y presforzado postensado. Dos conceptos o características diferentes pueden ser aplicados para explicar y analizar el comportamiento básico del concreto presforzado: 1. Primer concepto - Presforzar para mejorar el comportamiento elástico del concreto. Este concepto trata al concreto como un material elástico y probablemente es todavía el criterio de diseño más común entre ingenieros. El concreto es comprimido (generalmente por medio de acero con tensión elevada) de tal forma que sea capaz de resistir los esfuerzos de tensión. 2. Segundo concepto - presforzar para aumentar la resistencia última del elemento. Este concepto es considerar al concreto presforzado como una combinación de acero y concreto, similar al concreto reforzado, con acero tomando tensión y concreto tomando compresión de tal manera que los dos materiales formen un par resistente contra el momento externo. 1.3 Reseña histórica: En 1866 en California se obtuvo una patente del concreto presforzado pero fue hasta finales de la década de los cuarentas cuando realmente se empezó a desarrollar debido a la gran escasez de acero que presentó Europa para ser reconstruida al finalizar la II guerra mundial. Se considera a Eugene Freyssinet como el padre del concreto presforzado. Él pensó que el presfuerzo podría ser muy útil al tener disponibilidad de acero de alta resistencia con concreto de alta calidad. Estos materiales fueron progresando lentamente y fue hasta 1928 cuando logró conseguir una patente de estos y publicar el libro “Una revolución en el arte de la construcción” pero, los ingenieros de esa época supusieron que era una idea novelesca ya que nunca alcanzaría éxito. Sin embargo, hubo algunos como Mangel en Bélgica y Hoyer en Alemania que reconocieron su futuro haciendo surgir ideas básicas de los sistemas de presforzados, ya que en su época hacían falta. Se contaba con nuevas herramientas y materiales, por lo que fueron los ingenieros europeos quienes encabezaron el nuevo método de construcción que acaparó la atención del resto del mundo. Algunos ejemplos se dan en Estados Unidos debido a que se había anticipado el uso de este material tuberías, pilotes, depósitos para agua, etc. Pero no fue hasta 1951 que realmente se utilizó el verdadero concreto presforzado al hacer el primer puente vehicular de este material. En 1952 se creó una sociedad internacional bajo el nombre de Fédération Internationale de la Précontrainte (FIP) en Cambridge. Su objetivo era diseminar el uso de este material que en ese entonces no era muy conocido. Esto hizo que en varias partes del mundo se crearan otras sociedades

y se fomentó a un intercambio de información. Por lo general, la labor del FIP se realiza calladamente por comisiones técnicas, quienes investigan los aspectos especiales de la tecnología del concreto presforzado proporcionando recomendaciones para métodos de diseño y construcción, ya que cada 4 años se celebra un congreso que atrae a la mayoría de las autoridades mundiales más relevantes en la materia. El presforzado ha hecho posible la creación de estructuras que sin este método no se hubieran podido lograr. Sin embargo, existe un número limitado de medios con los cuales se puede tensar y anclar las varillas y los cables, por lo que el panorama de innovación tiene que ser lento por ahora. Existe todavía mucho por hacer en el trabajo detallado de refinar el presfuerzo y aún más para extender su uso. Dos de las aplicaciones más importantes que tiene el presforzado se han realizado y desarrollado al construir grandes estructuras marítimas (puertos, terminales fuera de la costa, plataformas fijas y flotantes para la producción del petróleo) y estaciones de energía nuclear. Asimismo, es posible que el concreto presforzado incremente su participación en la construcción de puentes y los defensores del concreto de alta resistencia compitan con los defensores del concreto aligerado sobre la mejor forma de construcción. Al concreto presforzado también se le conoce como pre comprimido; esto significa que antes de empezar su vida de trabajo se le aplican esfuerzos de compresión en aquellas zonas donde se desarrollarán esfuerzos de tensión bajo cargas bajo cargas de trabajo. 1.4 Terminología utilizada El Sistema de Presfuerzo, es el resultado de una constante evolución de técnicas, equipos y materiales de presfuerzo, utilizados en la construcción de todo tipo de estructuras, donde ha sido desarrollado enteramente, y donde tiene efecto su fabricación y por lo cual existen términos específicos como: • Trabes, Losas y Columnas. Para resistir las flexiones y cortantes. • Puentes Construidos por Voladizos. Para rigidizar la fase ya construida y para resistir las flexiones y cortantes en la fase de servicio. • Puentes Empujados. Para unir dovelas entre sí y para resistir las flexiones y cortantes durante el empujado y en servicio. • Puentes por Dovelas Prefabricadas. Para unir dovelas entre sí y tomar flexiones y cortantes en servicio. • Puentes y otras Estructuras Atirantadas. Para soportar el peso de la Superestructura y resistir sus flexiones y cortantes. • Anclajes al Terreno. Para pre-comprimir una estructura con el terreno y evitar hundimientos y colapsos del mismo. • Silos, Tanques y Torres. Para resistir los empujes internos impidiendo fisuraciones. • Estructuras sobre el Agua para anclarlas al fondo. • Ízales, Descensos y Desplazamientos de Cargas. Para detenerlas en los puntos de amarre. • Unión de Elementos Estructurales. Para evitar su movimiento relativo • AS Activo Simple. Los anclajes activos o móviles son los que van situados en el extremo de los cables y desde el cual se aplica la fuerza de tensado • AE Activo para postensado externo. Diseño especial para trabajar ante solicitaciones dinámicas en los extremos de tendones externos y asegurar la correcta protección anticorrosiva. • AR Activo con Rosca. Se usa cuando el Proyecto exige ajustes en la fuerza de tensado posteriores al gateo

• PA Pasivo por Adherencia. Pasivo o fijo, se unen cuando el proyecto solo exige el tensado desde un extremo del cable. Si existe espacio para la longitud de adherencia, los PA son los más apropiados. • PC Pasivo con Cabezas. Se usan en el lado desde el cuál no se tensa, cuando no se admiten los PA, ni existe acceso para utilizar los AS como pasivos 1.5 Suposiciones de diseño según el ACI: Al aplicar los principios estructurales fundamentales (equilibrio, relaciones esfuerzos-deformación, compatibilidad geométrica) a las estructuras presforzadas, se pueden hacer ciertas suposiciones simplificatorias. Para el cálculo de la resistencia las suposiciones básicas son las mismas que para el concreto no presforzado. Para el comportamiento en condiciones de servicio, se puede usar la “teoría de la línea recta”, que se refiere a la variación en línea recta del esfuerzo respecto a la deformación unitaria.

Capítulo 2 2. Concreto pretensado 2.1 Definición: El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón o concreto curado se adhiere a las barras, y cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos pretensados de esta forma

son prefabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño. Elementos pretensados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes. El pretensado puede usarse en la obra cuando se requiera de un gran número de unidades similares prefabricadas, pero normalmente se lleva a cabo en la planta donde ya han sido previamente construidas mesas permanentes de tensado. El método más efectivo es el de producción a gran escala, en la que un cierto número de unidades análogas se producen simultáneamente. Los tendones de acero se tensan entre las placas de anclaje situadas en cada extremo de una mesa larga de tensado. Dichas placas se encuentran soportadas por grandes secciones de acero ahogadas en un macizo de concreto (muerto de anclaje) en cada extremo de la superficie de colado. En uno de los extremos, la placa de anclaje se apoya directamente en las viguetas de acero soportantes, denominadas apoyo fijo. En el otro extremo, el de tensado, se introducen puntales de acero temporales entre la placa de anclaje y las viguetas de apoyo. Las placas de anclaje son placas gruesas de acero con agujeros por donde los alambres o torones pueden introducirse y anclarse. Los extremos de cada unidad tienen un tope que se taladra de acuerdo con la colocación de los tendones requeridos y del diámetro de los alambres o torones utilizados. Los torones o alambres se arrastran a todo lo largo de la mesa de tensado, enhebrándose en los topes y en las placas de anclaje que finalmente se sujetan al apoyo fijo. En el otro extremo de la mesa, el tensado se inicia una vez que hayan sido colocados todos los alambres. Los cables se estiran para levantarlos de la mesa y aplicar la carga. Puede tomarse lectura de la extensión y compararse con el valor calculado, pero como, de hecho, los tendones tienen libertad de movimiento es la fuerza en el cable la que reviste una importancia primordial. En seguida se ancla el alambre y se descarga el gato. La secuencia del tensado no es muy importante en el pretensado, pero es esencial un tensado preciso.

Sistema pretensado En el pretensado, la adherencia entre el acero tensado y el concreto son de vital importancia y en ésta debe preverse que el acero quede libre de cualquier material, tal como el aceite o grasa de los moldes, que interfiera con la adherencia. Para obtener una compactación completa del concreto, se deben de emplear vibradores, ya sean internos o externos. Como ocurre con cualquier concreto, el curado es necesario y es un proceso que se acelera mediante la introducción de vapor bajo una cubierta apropiada. Cuando el concreto ha adquirido suficiente resistencia, los puntales provisionales son sustituidos

por los gatos que pueden irse aflojando lentamente. Como el acero tensado tiende a regresar a su longitud original, la adherencia entre el concreto y el acero evita que suceda esto, de tal manera que el concreto queda sometido a compresión. La fuerza en cada tendón se transfiere al concreto en una cierta longitud denominada “longitud de transmisión”. Esta longitud se afecta considerablemente por las condiciones de la superficie con respecto a los alambres. En los procedimientos descritos hasta ahora, todos los tendones se han mantenido rectos, continuamente adheridos al concreto. Aun cuando la mayoría de las unidades pretensadas se construyen de esta manera no proporciona el uso más eficiente de la fuerza de presfuerzo, en lo que respecta a miembros a flexión de sección constante. 2.2 Piezas típicas de hormigón pretensado.

2.3 Ventajas del hormigón pretensado. 1. Producción rapidísima y en serie. todo el proceso de ejecución de la pieza dura entre 14 horas y 3 días. Usualmente se almacenan las piezas en parque, pero no son raros los casos en que se envía directamente a la obra. 2. Producción industrializada, con posibilidad de alcanzar una alta calidad en los materiales y en la ejecución, fruto de la especialización del personal. 3. Si el curado térmico se realiza en ambiente húmedo, se consigue una importante reducción de las pérdidas de tensión debidas al acortamiento por fluencia del hormigón. 4. Se tiene una mejoría del comportamiento bajo la carga de servicio por el control de agrietamiento y la deflexión. 5. Permite la utilización de materiales de alta resistencia. 2.4 Inconvenientes. 1. Se comprimen hormigones muy jóvenes, por lo que las pérdidas de tensión de las armaduras por acortamiento elástico instantáneo y por deformaciones diferidas del hormigón son elevadas. 2. Si se aplica curado térmico, se produce una perdida adicional de tensión en las armaduras, de importancia apreciable, debida a la dilatación de la armadura antes de su adherencia al hormigón. 3. El inconveniente importante de la técnica de armaduras pretensadas es que, en la práctica, es casi sinónimo de armadura constante en sección de extremo a extremo de la pieza y constante en cuanto a su posición en la sección de la pieza.

2.5 Equipo del sistema pretensado. El aspecto más importante del equipo en el pretensado consiste básicamente en la mordaza temporal que retienen a los alambres o torones durante y después del tensado. El método de tensado podrá variar pero la mordaza no, ya que aún está constituida por un barril y una cuña. Generalmente, la cuña consta de 2 a 3 piezas con un collar y una grapa de alambre que mantiene a ambos en la misma posición relativa. Es importante que la cuña quede fija alrededor del alambre o torón y dentro del barril en una posición concéntrica, para que todos los segmentos de la cuña se introduzcan a la misma distancia dentro del barril. En el anclaje fijo, las mordazas se presionan sobre los tendones no tensados cerca de la placa de anclaje. En el extremo de tensado, donde los tendones son tensados en forma individual, debe colocarse la mordaza sobre el tendón no tensado, contra la placa de anclaje. Se coloca ahora el gato con el tendón y se inicia el tensado, en el tendón se jala a través de la mordaza. Cuando se han alcanzado la carga y extensión requeridas, se introduce la cuña con fuerza sobre el tendón, se afloja la carga en el gato y al tratar el tendón de jalar a través de la cuña, la obliga a correrse sobre él quedando firmemente sujeto. Si los tendones se estiran en forma individual, los gatos son relativamente pequeños y operan a base de electricidad. 2.6 Materiales. La materia prima necesaria para la fabricación de las piezas de hormigón, está compuesta por cemento, agregados, agua, ductos y tendones de acero, o también puede ser empleando hormigón prefabricado reforzado con tendones de acero estándar. El hormigón empleado en dichos elementos es normalmente de resistencia más alta que el de las estructuras coladas en obra; asimismo se emplea acero de alta resistencia para el presfuerzo, que pueda soportar las tensiones a las que será sometido 2.6.1 Acero: Generalmente el refuerzo utilizado en el presfuerzo es en forma de alambres de alta resistencia a la tensión estirados en frío, o varillas de aleación en conjunto para formar torones. 2.6.2 Cable: Grupo de tendones. 2.6.3 Tendón: Elemento estirado que se usa para transmitir presfuerzos en un elemento de concreto. Los tendones pueden consistir de alambres individuales estirados en frío, varillas o torones. 2.6.4 Alambre: Refuerzo de sección entera que cumple con los requisitos de la norma británica BS4486:1969 y que comúnmente se suministra en longitudes rectas. Los alambres en su diámetro, desde 2 hasta 8 mm, pero el diámetro más pequeño de uso general para elementos estructurales es de 4 mm y puede suministrarse ya sea “como se extrae” o “prestirado”. La primera condición consistirá de rollos provenientes del laminado con una curvatura natural. El alambre que ha sido “prenderezado mediante un proceso que comprende un tratamiento de calentamiento “reductor de esfuerzos”, provoca una mejoría en las propiedades elásticas y conduce a lo que se denomina un comportamiento de relajamiento “normal” o bien un tratamiento “estiramiento en caliente”, que igualmente induce altas propiedades elásticas, pero que provoca lo que clasifica como un comportamiento de relajamiento “bajo”. Con objeto de asegurar la máxima adherencia entre el acero y el concreto debe suministrarse el alambre en condiciones desengrasadas. Además del desengrasado, a menudo el alambre está dentado para lograr mejores propiedades de adherencia. El “esfuerzo de pruebas” se define como el

esfuerzo para el cual la carga aplicada produce una elongación permanente. Para alambres de presfuerzo, se usa una elongación del 0.2% en el “esfuerzo de pruebas”. 2.6.5 Torón: Grupo de alambres torcidos en forma de hélice alrededor de un eje longitudinal común, el cual se forma mediante un alambre recto, y que cumple con los requisitos de las normas británicas BS3617:1971 para torones con 7 alambres y BS4757:1771 para torones con 19 alambres. Existen 2 tipos básicos de torón para presfuerzo, con 7 o 19 alambres. Su elección depende del grado de flexibilidad y resistencia requeridas. El más popular es el de 7 alambres y se usa generalmente en tamaños desde 6.4 hasta 18mm de diámetro exterior.

elementos para pretensado 2.7 Tipos de vigas pretensadas. En este caso se utilizan tendones a base de acero que tengan una alta resistencia calados en los elementos estructurales. Actualmente se pueden encontrar estructuras pretensadas, como pueden ser: • Edificios. • Plataformas de almacenamiento. • Plantas nucleares. • Tipos de puentes diferentes. • Estructuras subterráneas. • Torres de televisión. • Torres de alta tensión. • Plataformas marinas.

Viga tipo T, invertida

Viga de concreto tipo I

2.8 Diferentes tipos de pretensado.

Capítulo 3. 3. Concreto postensado. 3.1 Generalidades Cuando se hace el presforzado por postensado, generalmente se colocan en los moldes de las vigas ductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto. Los tendones pueden ser alambres paralelos atados en haces, cables torcidos en torones, o varillas de acero. El ducto se amarra con alambres al refuerzo auxiliar de la viga (estribos sin reforzar) para prevenir su desplazamiento accidental, y luego se vacía el concreto. Cuando éste ha adquirido suficiente resistencia, se usa la viga de concreto misma para proporcionar la reacción para el gato de esforzado. La tensión se evalúa midiendo tanto la presión del gato como la elongación del acero. Los tendones se tensan normalmente todos a la vez o bien utilizando el gato mono torón. Normalmente se

rellenan de mortero los ductos de los tendones después de que éstos han sido esforzados. Se forza el mortero al interior del ducto en uno de los extremos, a alta presión, y se continua el bombeo hasta que la pasta aparece en el otro extremo del tubo. Cuando se endurece, la pasta une al tendón con la pared interior del ducto.

Proceso de postensado. 3.2 Concepto. Se denomina sistema postensado a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. Las losas postensadas, consisten en losas coladas en sitio, postensadas mediante el uso de cables de acero o torones de alta resistencia dispuestos según un trazado parabólico, y anclados a través de cuñas a sus anclajes extremos. Una vez colada la losa, cada cable es tensado en forma independiente según las indicaciones del proyecto, generando de esta manera una compresión en toda su sección, y un balanceo de las cargas en el centro de éstas. La flexibilidad del sistema ofrece mejores posibilidades creativas para el diseño, permitiendo mayores luces, plantas libres y estructuras más esbeltas. Es importante destacar que con este sistema pueden eliminarse las vigas tradicionales estáticas, lográndose así una mayor altura útil de piso a piso, y dejando mayor espacio para la instalación de ductos y servicios. Esto permite resolver problemas de rasante así como, en algunos edificios en altura, agregar pisos adicionales sin modificar la altura total del edificio, o bien, agregar un subterráneo para una determinada profundidad. 3.3 Ventajas del sistema en comparación al sistema tradicional Si el espaciamiento entre columnas es más amplio, en comparación con el de un proyecto tradicional, esto nos permitirá mayor flexibilidad en las modulaciones de los pisos terminados, mayor posibilidad de espacio en los estacionamientos, etc.

Si el edificio tiene menor altura para el mismo número de pisos que en un proyecto tradicional, el peso de éste será menor, lo que se traducirá en una cimentación más ligera, las solicitaciones sísmicas también serán menores y los acabados se reducirán. Si la losa es postensada será en general maciza o aligerada con una incidencia de acero de refuerzo y presfuerzo muy moderada, lo que permite un ahorro directo de materiales en la obra, además, una velocidad de construcción importante. El sistema de losas postensada se Optimiza la utilización de los materiales básicos para construir una estructura en concreto. Actualmente se cuenta con los más avanzados procedimientos de análisis estructural, precisamente para edificación, lo que permite un diseño racional optimizado.

Sistema de losas postensadas Las diferencias básicas se muestran en el siguiente croquis:

tradicional 1. Menor espaciamiento de columnas 2. Existen trabes y losas 3. Mayor altura del edificio Sistema postensadas. 1. Amplitud en el sembrado de columnas, lo que nos da Comodidad. 2. No hay vigas, losa plana, por consiguiente Velocidad en construcción. 3. Menos altura del edificio, significa: Ahorro estructural y en acabados 3.4 Ventajas del sistema postensado: 1. Acortamiento significativo de plazos de ejecución de la obra gris gracias a rápidos y eficientes programas de construcción. El sistema de moldaje se puede retirar inmediatamente concluido el tensado. 2. Ahorros en concreto, acero, mano de obra y moldaje, ya que el sistema disminuye en forma considerable cada una de estas partidas.

3. Integridad estructural superior proporcionada por la continuidad de la losa y cables, con un buen desempeño sísmico. 4. Esbeltas estructuras que permiten disminuir la altura del edificio, reducir las cargas de fundación y aumentar las luces. 5. Uniones sencillas y eficientes entre losas, vigas, muros y columnas, que eliminan problemas de juntas entre dichos elementos. 6. Soluciones estructurales con bajos requerimientos de mantenimiento. 7. Mayor firmeza, durabilidad y resistencia al fuego. 8. Se obtienen elementos más eficientes y esbeltos, con reducción de los materiales de construcción (hasta un 40% de hormigón y un 75% de acero). 9. La reducción de peso de la estructura permite reducir el espesor y el armado de la losa de cimentación. 10. Continuidad estructural que permite un menor número de juntas de hormigonado y dilatación, así como una mayor integridad estructural. 3.5 Desventaja del sistema postensado. La única desventaja de este sistema es que los códigos sísmicos de algunos países no permiten su uso en zonas sísmicas, por la transmisión de fuerzas producidas por la excitación dinámica, es lo que se conoce como sistema de losas planas. 3.6 Espesores de las losas postensada. El aumento de las longitudes aumenta el espacio utilizable no comprometido en los edificios; disminuyendo el número de articulaciones conduce a la disminución de los costes de mantenimiento durante la vida de diseño de un edificio, ya que las articulaciones son los principales escenario de debilidad en edificios de concretos. Para utilizarlos, se funde o vacía primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con malla electrosoldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los cajones aligerantes, se ubica el refuerzo de acuerdo al plano estructural, se funde el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa (diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor.

Colocación de cables en losas postensadas. 3.7 Materiales. 3.7.1 Concreto. Es normalmente de resistencia y calidad más alta que el de las estructuras reforzadas, es que el concreto de alta resistencia está menos expuesto a las grietas por compresión, que implica el postensado 3.7.2 Alambres de acero templados. Se fabrican en caliente. El proceso de estirado se ejecuta en frío lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia. Posteriormente se les libera de esfuerzos residuales mediante un tratamiento continúo de calentamiento hasta obtener propiedades mecánicas superiores. 3.7.2.1 Los alambres redondos Se usan en la construcción de concreto presforzado postensado y ocasionalmente en obras pretensadas se fabrican en forma tal que cumplan con los requisitos de la especificación ASTM A421, "Alambres sin Revestimiento, Relevados de Esfuerzo, para Concreto Presforzado". Los alambres individuales se fabrican laminando en caliente lingotes de acero hasta obtener varillas redondas. Después del enfriamiento, las varillas se pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta el tamaño requerido. En el proceso de esta operación de estirado, se ejecuta trabajo en frío sobre el acero, lo cual modifica grandemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia. Los alambres se fabrican en diámetros de 3, 4, 5, 6, 7, 9.4 y 10 mm y las resistencias varían entre 16 000 y 19 000 kg/cm2. Los alambres de 5, 6 y 7 pueden tener acabado liso, dentado y tridentado. 3.7.3 Torón. Se fabrica con siete alambres firmemente torcidos. Sus propiedades mecánica comparadas con las d

e los alambres mejoran notablemente, sobre todo la adherencia. La resistencia a la ruptura es de 19,000 kg/cm2. Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 3/8” hasta 0.6” cm de diámetro, siendo los más comunes los de 3/8” y de 1/2" con áreas nominales de 54.8 y 98.7 mm2, respectivamente. 3.7.4 Varillas de acero de aleación. Su alta resistencia se obtiene mediante la introducción de algunos minerales de ligazón durante su fabricación Adicionalmente se efectúa trabajo en frío en las varillas para incrementar aún más su resistencia. D espués de estirarlas en frío se les libera de esfuerzos para obtener las propiedades requeridas. Las varillas de acero de aleación se producen en diámetros que varían de 1/2" hasta 13/8”. 3.8 Resistencia de los cables y normas que lo rige El Sistema de losa postensado y todos sus componentes son 100% compatibles con los aceros de presfuerzo para torones contemplados por las principales normas internacionales vigentes (ASTM, DIN y BS) y están concebidos para obtener el mejor partido de dichos aceros. Lo mismo cabe decir de su compatibilidad con toda clase de procedimientos constructivos, desde los tradicionales de obra falsa y trabes pre coladas a los más avanzados de construcción por dovelas (colado en avance, pre colado y montaje, empujado, atirantado), estructuras metálicas y mixtas. Por lo general para obtener una resistencia de 350 Kg/cm2, es necesario usar una relación de aguacemento no mucho mayor que 0.45. Puesto que con una cantidad excesiva de cemento se tiende a aumentar la contracción, es deseable siempre un factor bajo de cemento. Varillas de acero. 3.9 Materiales para los Anclajes. 3.9.1 Anclaje Standard Habitualmente viene dispuesto en el cable o tendón desde fábrica. Se trata del lado desde el cual no se va a estirar el tendón. Este modelo no deberá utilizarse si la obra se encuentra en zona de ambiente marino o de ambiente agresivo. 3.9.2 Anclaje encapsulado Posee con tubo protector y tapa engrasada, utilizado en entornos de clima agresivo o ambientes m arinos, pues evita la entrada de agua, humedad o salinidad

3.9.3 Molde de posición Se clava al moldaje para posteriormente al hormigonado retirarlo de manera que podamos tensar el

cable. 3.9.4 Cuñas Una vez retirado el molde de posición se introducen verticalmente dos cuñas que nos permitirán tensar el cable. Alambres utilizados en el postensado. 3.10 Procedimiento constructivo. El procedimiento constructivo comienza con la instalación del sistema de moldaje, el cual puede ser de cualquier tipo disponible en el mercado. Este procedimiento se simplifica en forma considerable, ya que por lo general no cuenta con vigas, haciendo del moldaje una superficie plana. Una vez comenzada la instalación del moldaje, se inicia la instalación de la armadura tradicional y los cables de postensado en forma simultánea. La faena de hormigonado es igual a una losa tradicional, donde un sistema de capacho o bomba puede ser utilizado. El procedimiento de tensado se ejecuta una vez que el hormigón ha alcanzado la resistencia suficiente, período que se cumple en promedio al tercer día de vertido el hormigón. Luego de tensada la losa, ésta es capaz de soportar las cargas para lo que fue diseñada, por lo que se puede retirar la totalidad del sistema moldaje. Finalmente se corta el resto del cable que sobresale de la losa una vez tensada, y se sella la cavidad mediante un mortero. 1. Disposición de los moldes, en la base y el perímetro 2. Se cubre con la rejilla de enfierradura, especificada en los planos de estructura 3. Se instala el sistema de tendones. Tanto el lado pasivo como el activo deben fijarse convenientemente a la armadura de refuerzo y al moldaje. 4. Se dispone de una segunda rejilla, si el cálculo estructural lo especifica 5. Se vierte el hormigón 6. Una vez fraguado, y que el hormigón haya alcanzado una resistencia del 80% se procede al tensado de los tendones Una vez que el hormigón ha fraguado y alcanzado su resistencia necesaria (80%), se procede a la aplicación de compresión a la estructura, a través de la tensión de los cables. Primero se extraen los moldes de posición (de plástico) y se ajusta el cable con las cuñas Los tendones son estirados a través de una gata hidráulica que reaccionan contra la propia pieza de hormigón, y comienza a observarse el exceso de cable. El gato se retira y transfiriendo la presión hacia el hormigón.

3.10.1 Etapa de Transferencia. Al liberar los anclajes de la presión de la gata hidráulica se transfieren las fuerzas al concreto que comúnmente ha alcanzado el 80% de su resistencia. Aquí ocurren las pérdidas instantáneas y deslizamientos inevitables, los cuales están previstos por el cálculo estructural, las acciones a considerar son el esfuerzo que actúa en ese instante y el peso propio del elemento. 3.10.2 Proceso de colocación de los cables postensado. Se debe supervisar que la tensión de los cables sea la especificada por los planos de cálculo, midiendo el exceso de cable y a continuación se corta. 3.10.3 Etapa final Se consideran las condiciones de servicio tomando en cuenta esfuerzos permisibles, deformaciones y agrietamientos, y las condiciones de resistencia última de tal manera que además de alcanzar la resistencia adecuada se obtenga una falla dúctil (el elemento cuando alcanza su resistencia máxima empieza a tener deformaciones, pero mantiene el nivel de resistencia) 3.11 Especificaciones de los cables El uso de cables de acero de alta resistencia para el postensado es necesario por razones físicas básicas. Las propiedades mecánicas de este acero tal como lo revelan las curvas de esfuerzodeformación, son algo diferentes de aquellas del acero convencional usado para el refuerzo del concreto. Tipos de Sistemas de Post-Tensado: a) Postensado interno uso extenso y común. b) Postensado Externo para puentes, reparaciones y otras aplicaciones. El Post-Tensado Interno se subdividida a su vez en: a.1) Sistema No-adherido, mono-filamento cubierto con grasa inhibidora de corrosión y protegido con una capa-forro de plástico. a.2) Sistema Adherido, de uno o más filamentos instalados en tubos o ductos plásticos o metálicos los cuales son rellenados con una lechada, después del estiramiento de los cables. Protección contra la corrosión cables ¨Adheridos¨ están protegidos contra la corrosión por estar rodeados de lechada de cemento. La protección anticorrosiva de cables ¨No-Adheridos¨ está provista por una capa de materia grasa que inhibe la corrosión y luego está cubierta por una funda plástica. En entornos de ambiente altamente corrosivo, el tendón puede ser completamente encapsulado.

3.11.1 El cable trenzado. Se usa casi siempre en miembros pretensados, y a menudo se usa también en construcción postensada. El cable trenzado se fabrica de acuerdo con la especificación ASTM A-416, "Cable Trenzado, Sin Revestimiento, de Siete Alambres, Relevado de Esfuerzos, Para Concreto Presforzado". Es fabricado con siete alambres firmemente torcidos alrededor de un séptimo de diámetro ligeramente mayor. El paso de la espiral del torcido es de 12 a 16 veces el diámetro nominal del cable. Los cables pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 6.35 mm hasta 0.60 mm de diámetro, se fabrican en dos grados: el grado 250 y 270 los cuales tienen una resistencia última mínima de 1720 y 1860 N/mm2 respectivamente, estando estas basadas en el área nominal del cable. 3.12 Imágenes del proceso de postensado.

Conclusiones. De la información recogida en este trabajo a cerca del concreto pretensado y postensado se puede llegar a las con conclusiones:

➢ El hormigón pretensado y postensado se refiere la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionalmente a esfuerzos de compresión previos a su puesta en servicio. ➢ Estas técnicas se emplean para superar la debilidad natural del concreto a los esfuerzos de tensión. ➢ Para lograr superar esta debilidad a la tensión del concreto se utilizan alambres de acero torcidos alrededor de un eje longitudinal llamados torones.

➢ Los diámetros de los alambres utilizados van desde 2 hasta 8 mm. ➢ Tanto el concreto como el acero utilizado en ambos métodos es de alta resistencia. ➢ El concreto pretensado, se elabora en fábricas de concreto pretensado, donde fabrican principalmente vigas, postes, losas presforzadas, que luego serán transportadas a la obra. ➢ El concreto postensado se utiliza principalmente en piezas hormigonadas in situ. ➢ Ambas técnicas utilizan para tensar los cables gatos hidráulicos. Bibliografía. Páginas web: ➢ http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_pretensado ➢ http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_postensado ➢ http://www.elmercadodelavivienda.com/hormigon-pretensado.html ----------------------------------------Universidad San Pedro - caraz Construcciones I Facultad de ingeniería civil Wilman Quispe Arenas