3ER INFORME: CONCEPTOS BSICOS DE DISEO DE ELEMENTOS DE CONCRETO PRESFORZADO Y PREFABRICADO

Ao de la Diversificacin Productiva y Fortalecimiento de la EducacinUNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZNE.A.P. INGENIERA CIVIL

INDICE PAG.

Introduccin---------------------------------------------------------------------------------------- 02

Objetivos. ---------------------------------------------------------------------------------------- --03

RESUMEN---------------------------------------------------------------------------------------- -04

Conclusiones, Recomendaciones, Observaciones.---------------------------------------------11

Referencias Bibliogrficas. ---------------------------------------------------------------------- 12

INTRODUCCIN

En el presente informe se tratara sobre conceptos bsicos de elementos de concreto presforzado y prefabricado. Abarcaremos lo que respecta a concreto presforzado sus mtodos de presfuerzo, materiales necesarios as como las especificaciones de estas. Indicaremos las prdidas de presfuerzo que se dan al instante y con el tiempo. Veremos tambin el clculo de la resistencia ltima de elementos presforzados.Por ltimo se tocara las tolerancias minimas que deben tener tanto la produccin como el montaje de elementos presforzados.

OBJETIVOS Conocer las caractersticas estructurales y constructivas del concreto presforzado Conocer los mtodos para presforzar Entender los mtodos de diseo de cada tem tocado en este informe. Llega a entender y saber las ventajas y desventajas del concreto presforzado y los diversos sistemas constructivos; para posteriormente compararlos con el sistema constructivo tradicional. Conocer las tolerancias que debemos tener en cuenta, al momento de producir o montar un elemento presforzado.

RESUMENCONCRETO PRESFORZADOConsiste en crear deliberadamente esfuerzos permanentes en un elemento estructural para mejorar su comportamiento de servicio y aumentar su resistencia. Esto se da gracias a que con la combinacin del concreto y el acero de presfuerzo es posible producir, en un elemento estructural, esfuerzos y deformaciones que contrarresten total o parcialmente a los producidos por las cargas gravitacionales que actan en el elemento, logrndose as diseos ms eficientes. Como podemos observar en la figuraN1 y N2.

Figura N1 Momentos flexionantes a lo largo de vigas presforzadassimplemente apoyadas.

Figura N2 Esfuerzos al centro del claro y en los extremos de vigas simplemente apoyadas con y sin excentricidadLos elementos presforzados tienen la ventaja de que debido a la compresin y el momento producido por los tendones, disminuyen la deformacin y el agrietamiento. Dando as elementos ms eficientes. En la figura N3 se puede observar este comportamiento.

Figura N3 Deformacin y agrietamiento en vigas de:(a) Concreto reforzado(b) Concreto presforzadoEntonces los elementos presforzados presentan las siguientes ventajas: Mejor comportamiento ante cargas de servicio por el control del agrietamiento y la deflexin Permite el uso ptimo de materiales de alta resistencia Se obtienen elementos ms eficientes y esbeltos, con menos empleo de material; en vigas, por ejemplo, se utilizan peraltes del orden de L/20 a L/23, donde L es el claro de la viga, a diferencia de L/10 en concreto reforzado La produccin en serie en plantas permite mayor control de calidad y abatimiento de costos Mayor rapidez de construccin al atacarse al mismo tiempo varios frentes o construirse simultneamente distintas partes de la estructura; esto en general conlleva importantes ventajas econmicas en un anlisis financiero completo.Tambin presenta desventajas como cualquier otro sistema de construccin: La falta de coordinacin en el transporte de los elementos presforzados puede encarecer el montaje. En general, la inversin inicial es mayor por la disminucin en los tiempos de construccin Se requiere tambin de un diseo relativamente especializado de conexiones, uniones y apoyos. Se debe planear y ejecutar cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en sitio.FORMAS DE PRESFORZAR UN ELEMENTOSe puede diferenciar 2 tipos de presfuerzo:1) Pretensado.- En este tipo de presfuerzo los tendones se tensan antes de colar el concreto, se requieren moldes que sean capaces de soportar el total de la fuerza de presfuerzo durante el colado y curado del concreto antes de cortar los tendones, como se puede observar en la figura N4. Su utilizacin es preferible cuando se aprovecha la produccin en serie y se desea mayor rapidez de construccin. Su elementos ms comunes son viguetas, trabes, losas y gradas, las cuales sern aplicados en edificios, naves, puentes, gimnasios y estadios principales.Figura N4 Fabricacin de un elemento pretensado:a) Trayectoria horizontalb) Desvo de Toronesc) Produccin en serie

2) Postensado.- Este mtodo consiste en tensar los tendones y anclarlos en los extremos de los elementos despus de que el concreto ha fraguado y alcanzado su resistencia necesaria. Para esto se dejan ductos con las trayectorias deseadas del tendn, lo cual ayuda a lograr las flechas y esfuerzos deseados. Estos ductos sern rellenados con morteros, lechada o grasa anticorrosiva, siendo los dos primero para postensados con adherencia y el ltimo para postensado sin adherencia. El postensado puede emplearse para elementos fabricados en planta, a pie de obra o colados en sitio. La trayectoria de los tendones pueden ser curvos, como se muestran en la figura N5.Figura N5 Trayectorias tpicas de tendones en vigas postensadas.

Para la realizacin de los dos mtodos de presforzado, es necesario contar con materiales que cumplan ciertas especificaciones tcnicas, como lo son:a) Concreto.- Cuya resistencia oscila entre 350 y 500 kg/cm2. Esto porque para realizar el tensado se necesita que el concert haya alcanzado una resistencia de 280 kg/cm2.b) Acero de presfuerzo.- Material que provocara de manera activa momentos y esfuerzos que contrarresten a los causados por las cargas, dentro de este grupo tenemos los siguientes: Alambres.- resistencia vara desde 16,000 hasta 19,000 kg/cm2 Toron.- fabricado de 7 alambres, firmemente torcidos. Su resistencia se detalla en la figura N6. Varillas de acero de aleacin.- su resistencia se obtiene mediante la introduccin de algunos minerales de ligazn durante su fabricacin.Figura N6 Curva fuerza-deformacin para tres torones de distinto dimetro.

c) Acero de refuerzo.- Resistencia Fy=4,200 kg/cm2; tiene como trabajo aumentar la ductilidad, resistencia del elemento, entre otros.d) Acero estructural.- Con esfuerzo nominal de fluencia igual a 2,530 kg/cm2.e) Malla electro soldada.- Con esfuerzo nominal de fluencia igual a 5,000 kg/cm2.El presfuerzo inicial no es constante o definitivo durante la vida til del elemento, ya que existen una serie de prdidas de presfuerzo, las cuales se dividen en:a) Perdidas instantneas o inmediatas.- Dentro de la cual tenemos: Deslizamiento del anclaje Desviacin de torones Acortamiento elstico Relajacin instantneab) Prdidas diferidas o a largo plazo.- dentro de la cual tenemos: Contraccin por secado del concreto Flujo plstico del concreto Relajacin diferidaPara la resistencia a la flexin es necesario contar con un factor de seguridad, la cual se establece comparando la resistencia del miembro con la carga ltima que producir la falla del mismo. Por lo tanto para el clculo de la resistencia de un elemento de concreto presforzado se considerara las siguientes hiptesis:1) La distribucin de deformaciones unitarias longitudinalmente en cada seccin transversal de un elemento es plana.2) Hay adherencia perfecta entre el concreto y los aceros.3) Se desprecia la resistencia del concreto a la tensin.4) La deformacin unitaria del concreto a la compresin cuando se alcanza la resistencia es cu=0.003.5) La distribucin de esfuerzos de compresin en el concreto cuando se alcanza la resistencia es uniforme, como se muestra en la figura N7.

Figura N7 Resistencia ultima de un elemento presforzado de seccin simple.Tanto para el izaje como para la fabricacin de concreto presforzado, se tendr en consideracin ciertas tolerancias o variaciones razonables permitidas de una dimensin o alineamiento. Estas pueden ser tolerancia de productos prefabricados, montaje, uniones, dimensiones bsicas, entre otras. Estas tolerancias son requeridas para una verificacin estructural, factibilidad, visual, econmica, legal y contractual. En la tabla N1 se muestran los rangos de tolerancia.

Tabla N1 Tolerancia entre distintos tipos constructivos.

CONCLUSIONES Tanto el pretensado como el postensado tienen una aplicacin especfica; si hablamos de eficiencia del uso y construccin, de un elemento presforzado. El concreto presforzado tiene un buen comportamiento ante eventos externos. Es posible combinar acero de presfuerzo con acero de refuerzo tradicional; logrando as una mejor resistencia y ductilidad del elemento.RECOMENDACIONES Es necesario utilizar materiales que cumplan con las especificaciones tcnicas correspondientes, cuando se trabaja con sistemas presforzados. El diseo estructural de este tipo de sistemas debe ceirse en sistemas de alta resistencia y ductilidad para generar buenas respuestas dinmicas ante eventos externos extremos. Detallar minuciosamente el diseo y construccin de las juntas, conexiones, proceso de tensin del acero de presfuerzo. No debemos regir a las tolerancias mnimas para cada proceso tanto de fabricacin como de montaje, porque de ello depende la eficiencia y calidad de nuestra estructura o elemento presforzado.OBSERVACIONES En Hunuco no existe una difusin adecuada sobre sistemas de concreto presforzado, viendo a estas como sistemas costosos y complejos; siendo en realidad sistemas, que comparados con el sistema tradicional, que producen un ahorro en costo y tiempo de ejecucin.

BIBLIOGRAFIA ANIPPAC. Conceptos Bsicos de Diseo de Elementos de concreto presforzado y Prefabricado Arthur H. Nilson; Diseo de estructuras de concreto GATICA, M. (2009); Tesis: Estudio Comparativo Entre Losa Tradicional De Hormign Armado Y Losa Postensada Con Adherencia TORRES, A. Y MORALES, F. (2011); Tesis: Sistemas constructivos: Hormign pretensado y postensado.

CONCRETO PRE-ESFORZADO 1