estructuras postensados y pretensados

Por: Alfredo Peralta Aniceto

Estructuras Postensadas y Pretensadas

Antecedentes

La primera aplicación del presfuerzo a una estructura consistió en tratar de mantener unidos bloques de concreto usando un tirante atornillado en sus extremos. Este uso se debe a P.H. Jackson en EE.UU. , en el año de 1886.

Bloque de concreto

Cable enroscado

Tuerca

Primera patente en concreto pretensado

En 1928 el Ingeniero Francés Eugéne Freyssinet fue el primero en exponer la metodología para la valoración de las pérdidas dentro del cálculo estructural. Más tarde en 1940 introdujo el primer sistema de pre esfuerzo con anclajes y cuñas.

Desde ese momento el pre esfuerzo se desarrollo hasta lo que conocemos actualmente.


¿Qué es el Concreto Postensado?

El postensado es un método de presfuerzo en el cual los cables de acero (armaduras activas) montadas dentro de vainas son tensados después de que el concreto se ha vertido y fraguado.

En el postensado las armaduras se tensan una vez que el concreto ha adquirido su resistencia.

La principal ventaja del postensado consiste en comprimir el concreto antes de su puesta en servicio.

Partes del cable



Cuando el concreto es postensado las tracciones que aparecen al flectar la pieza tienden a tener una pérdida de compresión, evitando en mayor o menor medida que el concreto trabaje a tracción, esfuerzo para el cual no es un material adecuado.

A diferencia del concreto armado ordinario, las armaduras no están directamente en contacto con el concreto en el momento del colado.



C

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se anclan a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos.

En el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el único contacto entre el tendón y el concreto se produce a través del cabezal de anclaje.

Podemos usar un sistemas adherente o no adherente: • En el sistema "adherente", se rellena el

interior de las vainas con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura queda adherida al concreto, además asegura la protección del acero frente a la corrosión.



Este tipo de estructuras permite una gran variedad de usos en la construcción: Edificios para oficinas, habitacionales, centros comerciales, pisos industriales, sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos.

Con este método se obtienen elementos estructurales más esbeltos, con menos acero de refuerzo, más ligeros y con una mayor capacidad de carga logrando mayores claros o espacios entre los elementos de soporte. Por: Alfredo Peralta Aniceto


• Acortamiento en la ejecución de la obra gris gracias a rápidos y eficientes programas de construcción. • Reducción de los materiales de construcción ( hasta un 40% de concreto y un 75% de acero).• Integridad estructural superior proporcionada por la continuidad de la losa y cables.

• Evita la aparición de fisuras y es impermeable al estar el concreto comprimido.

VENTAJAS DEL SISTEMA

POSTENSADO



• Estructuras esbeltas que permiten disminuir la altura del edificio, reducir las cargas y aumentar los claros entre apoyos. • Uniones sencillas y eficientes entre losas, vigas, muros y columnas, que eliminan problemas de juntas entre dichos elementos. • Soluciones estructurales con bajos requerimientos de mantención. • Mayor firmeza, durabilidad y resistencia al fuego.

Tipos de anclajes


POSTENSADO



Económicas• Menor área de encofrado• Menor cantidad de acero• Menor área a ser solaqueada por

la• eliminación de peralte de vigas.• Permite realizar un tren de

trabajo• ontinuo.• Menor cantidad de horas hombre

en• encofrado.


POSTENSADO



• Requiere de maquinaria y mano de obra más especializada que el hormigón sin pos tensar.

• El cálculo es más complejo.

INCONVENIENTES:



.-Se recomienda usar este sistema en sótanos pues al no existir cargas sísmicas significativas se requieren pocos capiteles en los elementos verticales..-Se puede reducir la altura de entrepiso del edificio pudiendoahorrar altura de elementos verticales, volúmenes de excavación y accesorios en las instalaciones.

RECOMENDACIONES:



.-Si se quisiera acelerar el proceso de desencofrado, se puede utilizar concreto con acelerarte de fragua para adelantar el tensado de los cables. Si se va a utilizar el concreto con acelerarte de fragua, es recomendable no vaciar áreas superiores a 250m2.

RECOMENDACIONES:



EDIFICIO RESIDENCIAL (50,000 m2)

EJEMPLOS

Ubicación: Santa Fe, Distrito Federal, Zona Sísmica •Edificio estructurado con muros y marcos de concreto reforzado, con losas postensadas.•Cimentada sobre Pilas con contra trabes.•Tres Sótanos de 3,600 m2 cada uno, con claros máximos de 12 m. con espesor constante de losa aligerada de 40 cm.

•Dos torres de 31 niveles cada una con superficies de 481.6 m2 , 523.4 m2 y claros máximos de 8.40 m.• Se utiliza como sistema de entrepiso una losa postensado aligerado en una dirección de 40 cm. de espesor y trabe perimetral de 70 cm. de peralte.



EDIFICIO RESIDENCIAL (17,595 m2):

EJEMPLOS

Ubicación: Polanco, Distrito Federal, Zona Sísmica•Edificio estructurado con marcos de concreto reforzado, con losas postensadas. • Cimentado sobre Pilas con contra trabes•Un Sótano de 3,700 m2 con claros máximos de 8.00 m. con espesor constante de losa aligerada de 35 cm.

•Un edificio de 5 niveles y azotea con una superficie de 2,620 m2 por nivel con claros máximos de 8.00m. Se utiliza como sistema de entrepiso una losa postensada aligerada en una dirección de 30 cm. de espesor y trabes perimetrales de peralte variable.



Es el método de presfuerzo en el cual los cables se tensan antes de colar el concreto.

¿Qué es el Concreto Pretensado?

El objetivo es el aumento de la resistencia del concreto a tracción, introduciendo un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción que producen las cargas de servicio en el elemento estructural.



El concreto pretensado consiste en eliminar los esfuerzos de tracción del concreto.

En el concreto pretensado la armadura es una fuerza creada artificialmente con el único fin de conseguir que la sección entera trabaje a compresión, eliminándose los esfuerzos de tracción y por tanto la fisuración es menor.



Es aquel que lleva a cabo en las piezas pre-fabricadas. Como dijimos anteriormente, se requieren plantas donde se coloca el cable en el molde de la pieza; se pone en tensión; luego se fragua y cuando el hormigón está seco y ha endurecido se cortan los extremos del cable.

En general los cables son rectos, pero podemos formar torones en forma helicoidal o poligonal, dependiendo del tipo de resistencia, ya que esto aumentará la fuerza de soporte obteniéndose un estado de pretensión circunferencial.

Tipos de pretensado

PRETENSADO EN BANCO O PRETENSADO CON

ADHERENCIA INMEDIATA



Se basa en un método del postensado, ya que requiere que la estructura de concreto tenga tubos por donde circularan los torones; dichas vainas incluidas en la pieza de concreto, permitirán la inserción de los cables para pretensado.

Estos se ponen en tensión mediante gatos. Alcanzada la tensión se anclan los cables a la estructura a través de anclajes. Ahora lo que lo hace pretensado es que el espacio entre la vaina y el cable se rellena inyectando mortero.

Tipos de pretensado

PRETENSADO CON ADHERENCIA POSTERIOR



.-Eliminación de fisuras por estar sometido a esfuerzos de compresión bajo todas las hipótesis de carga..-Comportamiento elástico y utilización de la sección total..-Permite salvar grandes claros. .-Ahorro de acero.

.-Aligeramiento de la construcción y, por tanto, reducción de las secciones de elementos sustanciales como pilares y cimientos..-Eleva la durabilidad de la construcción.

VENTAJAS DEL SISTEMA PRETENSADO



.-Problemas con el transporte de los elementos preforzados puede encarecer el montaje..-La inversión inicial es mayor por la disminución en los tiempos de construcción..-Es necesario un diseño 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 obra.

VENTAJAS DEL SISTEMA PRETENSADO



.-Encofrado de losa .-Se traza la ubicación de cada cable..- Instalación de la malla inferior de losa..-Se coloca el ducto plano sobreapoyos de acero para dar la curvatura respectiva al cable según el tipo de anclaje del diseño.

PROCESO CONTRUCTIVO DE POSTENSADO Y

PRETENSADOS



.-Se introducen los torones en cada ducto..-Se instalan en los extremos, las cajuelas de madera, así como también los accesorios y refuerzos que van en los extremos..-Instalación de la malla superior de losa.


PRETENSADOS



.-Se tensa el cable con una fuerza de 195 KN (por cable). .-Se inyecta la lechada a través de una manguera ubicada en los extremos..-Se procede a rellenar con grout los agujeros dejados por las cajuelas de madera y se le da el acabado.


PRETENSADOS

.-Se realiza el vaciado de la losa..-Se desencofra las cajuelas.

Nota: el proceso constructivo del postensado es similar, la diferencia es que el tensado es después del fraguado del concreto y también se tendría que checar si es con sistema adherente o no adherente


estructuras postensados y pretensados

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