INTRODUCCION

Segn la Doctora Maria Graciela Frateli, en su libro Diseo estructural en Concreto Armado define que el concreto es un material ptreo artificial, que se obtiene al mezclar en determinadas proporciones de cemento, agregados finos y gruesos y agua; formando una pasta homognea y maleable dando como resultado un material con una gran durabilidad, que fragua y endurece incrementando su resistencia con el paso del tiempo.De este mismo modo, el presfuerzo significa la creacin intencional de comprimir esfuerzos permanentes en una estructura o conjunto de piezas, con el propsito de mejorar su comportamiento y resistencia bajo condiciones de servicio y de resistencia. Los principios y tcnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicacin ms comn ha tenido lugar en el diseo del concreto estructural.Por consiguiente, se establecieron nuevas herramientas y materiales que dieron origen a un nuevo mtodo de construccin, que se aplica principalmente en estructuras que requieren grandes esfuerzos de compresin en aquellas zonas donde se desarrollarn esfuerzos de tensin bajo cargas de trabajo, como por ejemplo los puentes.De esta manera, la precompresin se logra empleando el uso de guayas que se incorporan permanentemente al elemento, las cuales se forman de alambre de alta resistencia, torones o varillas, que se colocan aisladamente o formando cables.Mediante el uso de guayas existen dos mtodos bsicos: pretensado y pos-tensado, que a continuacin en el presente trabajo se describen con ms detalles.Breve Resea del Concreto PrecomprimidoEn 1866 en California se obtuvo una patente del concreto presforzado pero fue hasta finales de la dcada de los cuarenta cuando realmente se empez a desarrollar debido a la gran escasez de acero que present Europa para ser reconstruida al finalizar la II guerra mundial.Se considera a Eugene Freyssinet como el padre del concreto presforzado. l pens que el presfuerzo podra ser muy til al tener disponibilidad de acero de alta resistencia con concreto de alta calidad. Estos materiales fueron progresando lentamente y fue hasta 1928 cuando logr conseguir una patente de estos y publicar el libro Una revolucin en el arte de la construccin pero, los ingenieros de esa poca supusieron que era una idea novelesca ya que nunca alcanzara xito. Sin embargo, hubo algunos como Mangel en Blgica y Hoyer en Alemania que reconocieron su futuro haciendo surgir ideas bsicas de los sistemas de presforzados, ya que en su poca hacan falta. Se contaba con nuevas herramientas y materiales, por lo que fueron los ingenieros europeos quienes encabezaron el nuevo mtodo de construccin que acapar la atencin del resto del mundo. Algunos ejemplos se dan en Estados Unidos debido a que se haba anticipado el uso de este material tuberas, pilotes, depsitos para agua, etc. Pero no fue hasta 1951 que realmente se utiliz el verdadero concreto presforzado al hacer el primer puente vehicular de este material.En 1952 se cre una sociedad internacional bajo el nombre de Fdration Internationale de la Prcontrainte (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 foment a un intercambio de informacin.

ClasificacinEn general se puede hablar de precompresin total, limitada, parcial y constructiva. La precompresin total se utiliza cuando para la carga total de servicio y en la direccin portante principal no existen tensiones de traccin por flexin. Sin embargo, se debe reconocer que estrictamente hablando es imposible la no-existencia de esfuerzos de traccin concentrados en ciertos sectores o mas distribuidos en otros por diversos efectos, que provocaran fisuras de cierto grado inevitables. Por ejemplo, en la zona de los anclajes de los tensores; tensiones transversales por adherencia; tensiones de traccin por flexin oblicua, corte y torsin; tensiones de traccin por gradientes trmicos; etc.El limitado es aquel para el cual ante las cargas mximas de servicio, las tensiones de traccin en el hormign, en la direccin de las cargas, no sobrepasan de un valor considerado como admisible.El parcial ocurre cuando las tensiones de traccin no se restringen a un determinado valor lmite, y el control de fisuracin se logra mediante el uso de armadura convencional.El constructivo se utiliza, por ejemplo en el caso de estructuras apoyadas no sometidas a flexin, para evitar juntas de dilatacin, prevenir fisuras de separacin, reduccin de la fisuracin o de las deformaciones, confinamiento de ciertas regiones, por ejemplo nudos, etc.

Formas de usoDos de las aplicaciones ms importantes que tiene el concreto precomprimido se han realizado y desarrollado al construir grandes estructuras martimas (puertos, terminales fuera de la costa, plataformas fijas y flotantes para la produccin del petrleo) y estaciones de energa nuclear as como tambin su participacin en la construccin de puentes

Comparacin con el Concreto ArmadoLa tcnica constructiva del concreto armado consiste en la utilizacin de concreto con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. Tambin es posible armarlo con fibras, tales como fibras plsticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estar sometido. El concreto armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, tneles y obras industriales. La utilizacin de fibras es muy comn en la aplicacin de concreto proyectado, especialmente en tneles y obras civiles en general. Mientras que el concreto precomprimido consiste en aplicar una fuerza de compresin al elemento de concreto (el cual incluye elementos prefabricados o industrializados como: viguetas, trabes, columnas, losas, pilotes y durmientes). Tal fuerza de presfuerzo es producida mediante el uso de tendones (acero). Se estira el acero dentro de su rango elstico, que al momento de regresar al estado de relajacin, la fuerza que se opone a la deformacin del acero, comprime el concreto para contrarrestar las fuerzas producidas por cargas gravitacionales que acten sobre el elemento, mejorando as la rigidez y resistencia del mismo.

Comparacin entre ellos

En el concreto presforzado existen dos categoras: pretensado o postensado. Los miembros del concreto pretensado presforzado (precomprimido) se producen restirando o tensando los tendones entre anclajes externos antes de vaciar el concreto y al endurecerse el concreto fresco, se adhiere al acero. Cuando el concreto alcanza la resistencia requerida, se estira la fuerza presforzante aplicada por gatos, y esa misma fuerza es transmitida por adherencia, del acero al concreto. En el caso de los miembros de concreto postensado, se esfuerzan los tendones despus de que ha endurecido el concreto y de que se haya alcanzado suficiente resistencia, aplicando la accin de los gatos contra el miembro de concreto mismo.En el Concreto pretensado: Sus armaduras (activas) estn sometidas a tensiones antes de que la pieza de la que forman est sometida a las acciones previstas.Las Piezas son PrefabricadasEl Anclaje se da por adherenciaLa accin del presfuerzo es interna.El acero tiene trayectorias rectas.Las piezas son generalmente simplemente apoyadas.En el Concreto postensado: son piezas prefabricadas o coladas en sitio.Se aplica el presfuerzo despus del colado.El anclaje requiere de dispositivos mecnicos.La accin del presfuerzo es externa.La trayectoria de los cables puede ser recta o curva.La pieza permite continuidad en los apoyos (elemento hiperesttico).

Prdidas

A partir de la fuerza de tensado original en un elemento de concreto presforzado se presentarn prdidas que deben considerarse para calcular la fuerza de presfuerzo de diseo efectiva que deber existir cuando se aplique la carga.De cualquier modo, la fuerza efectiva no puede medirse fcilmente; slo se puede determinar convencionalmente la fuerza total en los tendones en el momento de presforzarlos (presfuerzo inicial). El presfuerzo efectivo es menor que el presfuerzo inicial y a la diferencia entre estos dos valores se le llama prdida de la fuerza de presforzado.Las prdidas en la fuerza de presfuerzo se pueden agrupar en dos categoras: aquellas que ocurren inmediatamente durante la construccin del elemento, llamadas prdidas instantneas y aquellas que ocurren a travs de un extenso periodo de tiempo, llamadas prdidas diferidas o dependientes del tiempo. La fuerza de presfuerzo o fuerza de tensado del gato Pt, puede reducirse inmediatamente a una fuerza inicial Pi debido a las prdidas por deslizamiento del anclaje, friccin, relajacin instantnea del acero, y el acortamiento elstico del concreto comprimido. A medida que transcurre el tiempo, la fuerza se reduce gradualmente, primero rpidamente y luego lentamente, debido a los cambios de longitud provenientes de la contraccin y el flujo plstico del concreto y debido a la relajacin diferida del acero altamente esforzado. Despus de un perodo de muchos meses, o an aos, los cambios posteriores en los esfuerzos llegan a ser insignificantes, y se alcanza una fuerza pretensora constante definida como la fuerza pretensora efectiva o final Pf.

Principio para el diseo

Para el diseo existen dos metodologas bien diferenciadas: por tensiones admisibles y por resistencia. Existe adems el mtodo del diseo por capacidad, una necesidad para diseo sismo resistente. Para el caso de elementos de hormign preesforzado, la prctica corriente consiste en utilizar el mtodo de tensiones admisibles o permisibles. En este caso los elementos se dimensionan de forma tal que los esfuerzos en el hormign y el acero bajo las cargas de servicio, (D+L), permanezcan dentro de lmites admisibles, los cuales son una fraccin de las resistencias especificadas de los materiales. Esto tiene su justificacin ya que uno de los objetivos de la precompresin es la de mejorar el comportamiento de los elementos bajo cargas de servicio, y en general son stas las condiciones que prevalecen al momento de obtener la cantidad de preesfuerzo necesario. En el diseo para cargas de servicio se supone un comportamiento elstico tanto del acero como del hormign ya que en ambos casos los esfuerzos impuestos como lmites son relativamente bajos. De todas maneras, independientemente del mtodo seleccionado, un elemento estructural debe comportarse satisfactoriamente en todos los estados posibles de pasar en su historial de cargas. En consecuencia, los elementos diseados a precompresin en base a tensiones admisibles deben ser verificados a resistencia para actuar satisfactoriamente en el caso de que las cargas se incrementen por encima de los valores de servicio.Comportamiento en los diferentes tipos de procesos

El concreto presforzado, posee mayor durabilidad, a consecuencia de la estricta limitacin de la aparicin y abertura de las fisuras del concreto, factor que redunda en una mejor proteccin del acero contra la corrosin.El concreto presforzado est especialmente capacitado para recuperar su forma inicial cuando cesa la carga que lo deforma. Incluso las fisuras que se producen bajo la actuacin de cargas excepcionales pueden llegar a cerrarse, cuando stas desaparecen.La resistencia a fatiga del concreto pretensado es muy superior a la que presentan otros materiales constructivos, superando incluso la de las estructuras metlicas en construccin. Esto se debe a que los ciclos de tensin transmitidos a la armadura son muy pequeos, permitiendo a estas estructuras soportar cargas cclicas y dinmicas como las de los puentes de ferrocarril, por ejemplo.La deformacin en elementos de concreto presforzado es del orden de una cuarta parte de las producidas con concreto reforzado, para estructuras de igual seccin bajo la accin de idntica carga. Estas deformaciones tan pequeas permiten al proyectista disear estructuras de gran esbeltez que dan como resultado pequeas amplitudes de vibracin.En diversas pruebas de laboratorio, se ha llegado a la conclusin de que el concreto presforzado no produce derrumbamientos inmediatos en el caso de incendio, producindose grandes deformaciones antes de desplomarse. Asimismo, si el salto trmico puede atenuarse, y si la superficie del concreto se enfra lentamente, los elementos de concreto presforzado tienden a comportarse de manera semejante a los de concreto reforzado.De forma mecnica, las estructuras de concreto presforzado eliminan los esfuerzos de tensin en el concreto, debidos a las cargas externas, reduciendo los esfuerzos mximos de compresin y los esfuerzos principales de tensin debidos al esfuerzo cortante.Esta reduccin de esfuerzo permite el diseo de peraltes ms pequeos que los obtenidos con concreto reforzado, permitiendo una reduccin en la carga muerta y una mejor vista arquitectnica de los elementos.El correcto empleo del concreto presforzado se ahorra del 15 al 30% de concreto, con relacin al concreto reforzado, gracias a la cooperacin total de la seccin. El ahorro en el acero es an mayor: del 60 al 80%, debido al elevado lmite elstico de los aceros de presfuerzo.

CONCLUSIN

Ya conociendo el significado del presfuerzo, cuyo propsito es mejorar el comportamiento y resistencia del concreto bajo las acciones de cargas sometidas a un esfuerzo de tensin, el concreto presforzado reacciona como si tuviese una alta resistencia a la tensin propia y en tanto que los esfuerzos de tensin no excedan a los esfuerzos de pre-compresin, no podrn presentarse agrietamientos en las vigas.El refuerzo absorbe toda la tensin y si se limita el esfuerzo con el acero, el agrietamiento en el concreto se mantendr dentro de los lmites permisibles.La flexin es tan solo una de las condiciones que se deben de tomar en cuenta, esta se desarrolla en la viga debido a fuerzas de tensin diagonales. Con el concreto presforzado se puede calcular esta tensin diagonal y hacer que la fuerza de compresin sea mayor que la tensin diagonal. En otras palabras, el presforzado dota a la viga de una gran resistencia a la fatiga.

BIBLIOGRAFIA

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