Concreto Presforzado Clase 3

CONCRETO PRESFORZADO :

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Lima - Perú

CONCRETO PRESFORZADO 2016-1 CLASE 3 Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

12-abr.-16

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CONCRETO PRESFORZADO :

ESTRUCTURAS COMPUESTAS CONCEPTO

•

Se refieren por lo general a estructuras prefabricadass (postensadas o pretensadas) que trabajan en forma conjunta con el concreto vaciado posteriormente en el sitio (losa).

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CONCRETO PRESFORZADO :

VIGAS PREFABRICADAS POSTENSADAS

•

Ampliación del Puente Independencia – Piura 2006

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CONCRETO PRESFORZADO :

•

Ampliación del Puente Independencia – Piura 2006

Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CONCRETO PRESFORZADO :

•

Vigas Prefabricadas “pretensadas” del Tren Eléctrico” - Lima 2010

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CONCRETO PRESFORZADO :

•

Vigas Prefabricadas “postensadas” del Puente Las Lomas” - Lima 2010

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CONCRETO PRESFORZADO :

ESTRUCTURAS COMPUESTAS

CONCEPTOS

•El requisito indispensable para que trabajen como sección compuesta es garantizar una correcta adherencia ó conexión entre las vigas y la losa mediante un adecuado diseño por cortante horizontal en la interface. •Esta resistencia al deslizamiento es proporcionada por la adherencia natural y la rugosidad que genera trabazón mecánica ó mediante acero de refuerzo.

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CONCRETO PRESFORZADO :

ESTRUCTURAS COMPUESTAS CONCEPTOS

•

Las vigas y la losa pueden ser de distinto tipo de concreto.

•

Por lo general la resistencia del concreto es mayor para los elementos prefabricados

•

La relación entre ambos materiales es mediante la relación de módulos de elasticidad.

n = Relación de módulos = Eviga / Elosa, •

El Ancho efectivo transformado (btr ) es igual Ancho efectivo de la losa (be) dividido entre la relación de módulos btr = be / n.

•

El Esfuerzo en la losa ( f losa ) es igual al esfuerzo en la viga ( fviga) dividido entre la relación de módulos ……demostración….

f losa = f viga / n. Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CONCRETO PRESFORZADO :

PROPIEDADES GEOMETRICAS DE LA SECCIÓN COMPUESTA be btr = be / n

y_int f'c (Losa)

yt

yt_vc

E.N.vc E.N.vp

H

Hvc exc_vc

yb

yb_vc

exc

f'c (Viga Prefabricada)

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CONCRETO PRESFORZADO :

PROPIEDADES GEOMETRICAS DE LA SECCIÓN COMPUESTA be btr = be / n

Donde: y_int f'c (Losa)

yt

yt_vc

E.N.vc E.N.vp

H

Hvc exc_vc

yb

exc

yb_vc

H = Peralte de la Viga Prefabricada. E.N.vp = Eje Neutro ó Centro de Gravedad de la Viga Prefabricada. exc. = Dist. del C.G. del Tendón al E.N.v.p yt = Dist. del E.N.vp. a la Fibra Superior. yb = Dist. del E.N.vp. a la Fibra Inferior.

f'c (Viga Prefabricada)

Hvc = Peralte de la Viga Compuesta. be = Ancho efectivo de la losa. btr = Ancho efectivo transformado. n = Relación de módulos = Eviga / Elosa, E = Módulo de Elasticidad. E.N.vc = Centro de Gravedad ó eje neutro de la Sección Compuesta. exc_vc =Dist. del C.G. del Tendón al E.N.v.c yt_vc = Dist. del E.N.vc. a la Fibra Superior. yb_vc = Dist. del E.N.vc. a la Fibra Inferior. y_int = Dist. del E.N.vc. a la Fibra de Interface entre la Viga Pref. y la losa. Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CONCRETO PRESFORZADO :

PROPIEDADES GEOMETRICAS DE LA SECCIÓN COMPUESTA be

Propiedades de la Viga Prefabricada:

btr = be / n

y_int f'c (Losa)

yt

yt_vc

E.N.vc E.N.vp

H

Hvc exc_vc

yb

yb_vc

exc

f'c (Viga Prefabricada)

A = Area Total de la Sección de Concreto. I = Momento de Inercia alrededor del E.N.vp. Zt = I/yt : Módulo de Sección con respecto a la fibra Superior. Zb = I/yb : Módulo de Sección con respecto a la fibra Inferior.

Propiedades de la Sección Compuesta: Avc = Area Total de la Sección de Concreto. Ivc = Momento de Inercia alrededor del E.N.vp. Zt_vc = Ivc / yt_vc : Módulo de Sección con respecto a la fibra Superior. Zb_vc = Ivc / yb _vc: Módulo de Sección con respecto a la fibra Inferior. Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

•

Vigas prefabricadas Doble “T” para edificaciones

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CONCRETO PRESFORZADO :

EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

•

Vigas cajón prefabricadas para puentes:

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CONCRETO PRESFORZADO :

EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

•

Vigas cajón prefabricadas para puentes:

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CONCRETO PRESFORZADO :

EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

•

Losas Pretensadas para edificaciones:

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CONCRETO PRESFORZADO :

EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

•

Viguetas Pretensadas para edificaciones:

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CONCRETO PRESFORZADO :

EJEMPLOS DE VIGAS COMPUESTAS

Viguetas Pretensadas para edificaciones:

Detalle de losa con vigueta pretensada

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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO CON VIGUETAS PRETENSADAS:

•

Estas viguetas trabajan apuntaladas hasta que la losa haya alcanzado su resistencia y puedan trabajar como sección compuesta

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CONCRETO PRESFORZADO :

ANALISIS DE ESFUERZOS EN VIGAS COMPUESTAS

CONCEPTOS

•

Se deberá tener en cuenta para el análisis, si la viga prefabricada trabajará apuntalada o no para soportar las cargas de la losa y cargas muertas propias de la estructura.

•

Si la viga no es apuntalada, entonces se deberá considerar como carga muerta al peso de la losa (concreto fresco), hasta que adquiera su resistencia.

•

Si el elemento es apuntalado la viga trabajará con la losa como sección compuesta para soportar el peso de esta última y las demás cargas.

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ANALISIS ELASTICO DE ESFUERZOS EN VIGAS COMPUESTAS W

P

P exc

-Pi/A

+Pi.exc/Zt

-Mpp/Zt

+

-

+

 adm

f1=-Pi/A+Pi.exc/Zt-Mpp/Zt

-

E.N.vp exc

+

+ -

-Pi/A -Pi.exc/Zb Por Presforzado

= + +Mpp/Zb Por Peso Propio

f2=-Pi/A-Pi.exc/Zb+Mpp/Zb

 adm

Diagrama de Esfuerzos - ETAPA INICIAL Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CASO 1: ANALISIS DE ESFUERZOS - EN VIGAS “SIN APUNTALAR” -MdL / Zt

f1

+

 adm

f3= -Pi/A+Pi.exc/Zt-Mpp/Zt -MdL/Zt

-

E.N.vp

+

exc

=

-

-

+ +MdL / Zb Por Peso de Losa

f2

f4= -Pi/A-Pi.exc/Zb+Mpp/Zb +MdL/Zb

 adm

Diagrama de Esfuerzos - ETAPA INICIAL f5= -Pe/A+Pe.exc/Zt-Mpp/Zt -MdL/Zt -(Md/Zt_vc )/n

btr = be / n

f5

-(Md*y_int / Ivc )/n

-

-(ML*y_int / Ivc )/n

-Md*y_int / Ivc

y_int

-(ML/Zt_vc)/n

-

 adm

 adm

-ML*y_int / Ivc

E.N.vc

E.N.vp

-

+

+ +

f6= -Pe/A-Pe.exc/Zb+Mpp/Zb +MdL/Zb

+Md / Zb_vc Peso Muerto

= + +ML/Zb_vc Sobrecarga

 adm

Diagrama de Esfuerzos - ETAPA FINAL Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CONCRETO PRESFORZADO :

CASO 2 : ANALISIS DE ESFUERZOS - EN VIGAS “CON APUNTALAMIENTO” -(MdL/Zt_vc )/n

btr = be / n

f1 y_int

-(MdL*y_int / Ivc )/n

+

-

-(MdL/Zt_vc )/n

-

f '3= -(MdL*y_int / Ivc )/n

-MdL*y_int / Ivc

 adm

f3= -Pi/A+Pi.exc/Zt-Mpp/Zt-(MdL*y_int / Ivc)

E.N.vc

E.N.vp

+

=

-

-

+ +MdL / Zb_vc Por Peso de Losa

f2

f4= -Pi/A-Pi.exc/Zb+Mpp/Zb+MdL/Zb_vc

 adm

Diagrama de Esfuerzos - ETAPA INICIAL f5= -Pe/A+Pe.exc/Zt-Mpp/Zt-(MdL*y_int / Ivc) -(MdL/Zt_vc )/n

btr = be / n

-

-(Md/Zt_vc )/n

f '3

y_int

-(Md*y_int / Ivc )/n

-

-(ML*y_int / Ivc )/n

-Md*y_int / Ivc

f5

-(ML/Zt_vc)/n

-

 adm  adm

-ML*y_int / Ivc

E.N.vc

E.N.vp

+

-

+

=

+ f6

f6= -Pe/A-Pe.exc/Zb+Mpp/Zb+MdL/Zb_vc

+Md / Zb_vc Peso Muerto

+ +ML/Zb_vc Sobrecarga

 adm

Diagrama de Esfuerzos - ETAPA FINAL Profesor: Ing. Luis Villena Sotomayor

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CONCRETO PRESFORZADO :

Demostración y Ejemplos…

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