Ventajas y desventajas del hormigón pretensado tipos de aceros

1. Ventajas y desventajas del hormigón pretensado frente al hormigón armado. Es necesario antes de empezar que el hormigón pretensado es más propiamente dicho hormigón preesforzado y el hormigón armado se d enomina hormigón reforzado. La ingeniería estructural moderna tiende a progresar hacia estructuras más económicas mediante la utilización de métodos de diseño y de materiales de mayor resistencia gradualmente mejorados. Estos factores generan reducción en las dimensiones de las secciones transversales y una consecuente disminución del peso. Tales desarrollos son  prácticamente importantes en el campo del concreto reforzado, donde la carga muerta representa una parte sustancial de la carga total de diseño. También, es edificios de varios  pisos, cualquier disminución en la altura de los elementos multiplicada por el número de  pisos, puede representar una disminución disminución importante en la altura total. En las cargas sobre sobre la cimentación, en la longitud de ductos de calefacción y ductos eléctricos, en las tuberías ascendentes y en los muros y tabiques divisorios. Es posible alcanzar ahorros significativos mediante la utilización de concreto y acero de alta resistencia, junto con los actuales métodos de diseño que permiten una estimación  bastante precisa de la resistencia resistencia de los elementos. Sin embargo, embargo, existen limitaciones en este desarrollo, en especial por los problemas más interrelacionados del agrietamiento y de las deflexiones para las cargas de servicio. La utilización efectiva de acero de alta resistencia se limita por el hecho de que la cantidad de agrietamiento (ancho y cantidad de grietas) es  proporcional a la deformación y, por tanto, al esfuerzo en el acero. Aunque una cantidad moderada de agrietamiento no es objetable en estructuras de concreto, no es aconsejable un agrietamiento excesivo pues expone el refuerzo a la corrosión, puede ser visualmente desagradable y conducir a una falla prematura por tensión diagonal. Además, la utilización de materiales de alta resistencia se limita por consideraciones de deflexión, en particular  cuando se utilizan análisis refinados. Los elementos esbeltos que resultan pueden tener  deflexiones que son inaceptables desde el punto de vista funcional o estético; esto se agrava además por el agrietamiento, que reduce la rigidez a flexión de los elementos. Estas características limitantes del concreto reforzado corriente se han superado en forma amplia mediante el desarrollo del concreto preesforzado. Un elemento de concreto

 preesforzado es aquel en el cual se introducen esfuerzos intensos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos producidos por las cargas externas aplicadas se contrarrestan hasta el grado deseado. El concreto es un material resistente a la compresión con una resistencia a la tensión muy baja y poco confiable. El preesfuerzo aplica una precompresión al elemento que reduce o elimina los esfuerzos de tención no deseables que, de otra manera, estarían presentes. El agrietamiento con las cargas de servicio puede minimizarse o aun eliminarse totalmente. Las deflexiones pueden limitarse a valores aceptables; de hecho,  pueden diseñarse elementos que tengan una deflexión nula bajo los efectos combinados de cargas de servicio y de fuerzas de preesfuerzo. El control de las deflexiones y de las grietas, alcanzado a través del preesfuerzo, permite al ingeniero utilizar de manera efectiva y económica los aceros de alta resistencia en forma de torones, alambres o barras, de modo simultáneo con la utilización de concretos con resistencias muchos mayores a las normales. Así, el preesfuerzo genera un mejoramiento global de comportamiento del concreto estructural que se utiliza para cargas y luces corrientes y amplia el campo de aplicabilidad mucho más allá de los límites antiguos, llevando no solo a luces mucho mayores de las que se hubieran creído posibles, sino también permitiendo la utilización de formas estructurales innovadoras. Ya mencionadas las ventajas o mejoras del hormigón preesforzado ante el hormigón reforzado, podemos mencionar como desventaja el hecho de que para la construcción con hormigones preesforzados es necesario un control muy estricto y la utilización de accesorios que son necesarios para llegar a cumplir el objetivo de esta técnica.

1.- En el Hormigón Pretensado la resistencia del hormigón y del acero es aprovechada al máximo, ya que la estructura comienza su etapa de fisuración en valores elevados de carga. En el hormigón totalmente comprimido, empleado últimamente cuando hay ambiente agresivo, solo para estructuras contenedoras de líquidos, no se presentan fisuras en ninguno de los niveles de cargas. 2.- Existe un mayor control de deformaciones, principalmente en elementos simplemente apoyados sometidos a flexión, lo que permite emplear secciones transversales de alto rendimiento estático como las T, I y vigas cajón. 3.- Al optimizar la sección transversal los elementos tienen menor peso que los de hormigón armado

para un mismo nivel de cargas, lo que redunda en una economía total de la estructura.

4.- En el hormigón armado la relación costo vs tensión de trabajo del acero empleado está en el orden de 2 a 3 veces más altas que en el pretensado, por lo que aún este último podría resultar  ventajoso en vigas de luces cortas. 5.- Si bien el Hormigón Pretensado tiene la posibilidad de grandes reparaciones cuando aún no se ha aplicado la fuerza, esto se convierte en desventaja con respecto al Hormigón Armado, cuando ya el elemento ha sido tensado, es decir, prácticamente no puede ser reparado y las operaciones que se tendrán que realizar son mucho más caras y complejas. 6.- En estructuras prefabricadas, el personal que realiza las faenas de montaje debe tener un elevado nivel de especialización, por cuanto el manejo y manipulación de l os elementos pretensados requiere una rigurosidad técnica de calidad.

2. Diagramas de esfuerzo-deformación unitaria para hormigones, aceros de refuerzo y haceros de preesfuerzo

Curvas

esfuerzo-deformación

unitaria a la compresión típica para concreto de densidad normal con

 = 2300 /

Curvas

esfuerzo-deformación

unitaria a la compresión típica para concretos livianos con

 = 1600 /

Curvas típicas esfuerzo-deformación unitarias para barras de refuerzo.

Curvas esfuerzo-deformación unitarias típica para barras de preesfuerzo.

3. Tipo de acero de preesfuerzo 3.1 FRESSINET nos ofrece los siguientes tipos de acero: En el sistema C:

Norma

Clase Mpa

Diametro nominal mm

 pr EN 10138-1-3

1770 1860

16 16

XP A-353045-1-3

1770 1860

16 16

ASTM A 416-96a

1860 (270 kpsi)

15,24 (0,6 in)

El sistema B es adecuado para interiores tradicionales post-tensado los tendones utilizando compuestos por hilos de acero de alta resistencia, de acuerdo con NFA 35-045 o  prEN10138 normas, con las características que se mencionan a continuación:

Diáme tro 12,5 12,9

Tipo T13 T13S

De signación Hebra estándar   Súper hebra

15,2 15,7

T15 T15S

Hebra estándar   Súper hebra

3.2 BARRA FREYSSIBAR 

Es una armadura de acero aleado al cromo de alta resistencia. La barra lleva una rosca  bien en las extremidades, bien en toda su longitud y se fabrican por medio de un proceso de laminación y posterior estiramiento en frío. La gama estándar comprende los siguientes diámetros nominales: 26,5; 32; 36; 40 y 50 mm. Es posible fabricar barras, bajo pedido, de mayores diámetros. Los métodos de fabricación aseguran el roscado con una gran precisión, u na excelente resistencia a la fatiga y una baja vulnerabilidad a la corrosión bajo tensión. La geometría del roscado está especialmente concebida para facilitar una unión rápida,  precisa y fácil. Las barras disponibles tienen una longitud máxima de 11,8 metros,  permitiéndose longitudes mayores mediante la unión con manguitos acopladores específicos  para cada diámetro estándar. Clase de Acero Mpa

3.3 PROTENDE nos ofrece:

Diámetro nominal (mm)

1030

26,5

1030

32

1030

36

1030

40

1030

50

Diámetro

Designación ABNT NBR-7483

nominal (mm)

CP.175 RB

12,7

CP.190 RB

12,7

CP.190 RB

15,2

3.4 DCI nos presenta: Diámetro Designación nominal (mm) 26WR 26,5 32WR 32 36WR 36 40WR 40 47WR 47 32WS 32 36WS 36

3.4.1 Torones DCI:

Tipo

Norma

Código

Resistencia en el límite elástico N/mm²

13mm

ASTM A 416  prEN 10138

Clase 270 BS 5896

1,67 1,64

15mm

ASTM A 416  prEN 10138 ASTM A 416  prEN 10138

Clase 250 BS 5896 Clase 270 BS 5896

1,55 1,56 1,67 1,64

3.5 ACINDAR nos ofrece: Alambres de hacer para pretensado

3.5.1 Alambre de acero BR de baja relajación para pretensado Norma IRAM-IAS U500-517: Designación

Diámetro

del alambre

nominal

APL-1700

5

APL-1700

7

3.5.2 Cordón de dos y tres alambres relevado de tensiones Norma IRAM-IAS U50007: Designación Construcción

Diámetro nominal de los

del cordón

del conrdon

C 1950

2x2,25

2,25

C 1950

3x2,25

2,25

C 1750

3x3,00

3,00

alambres (mm)

3.5.3 Cordón de siete alambres baja relajación Norma IRAM-IAS U500-03 Designación Designación

Diámetro nominal del

del cordón

comercial

C 1900

Grado 270

9,5

C 1900

Grado 270

12,7

C 1900

Grado 270

15,20

cordon (mm)

3.5.4 Cordón engrasado envainado Norma IRAM 5170: Designación Designación

Diámetro nominal del cordon desnudo

del cordón

comercial

CEE 1900

Grado 270

12,7

CEE 1900

Grado 270

15,2

(mm)

4. Esfuerzos admisibles a la tracción y compresión en Hormigón preesforzado La resistencia y otras características de los alambres, torones y barras de preesfuerzo varían un poco entre los diferentes fabricantes, lo mismo que los métodos de agrupar los tendones y de anclarlos.