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UNIDAD II: CONSTRUCCIONES ESPECIALES:
ESTRUCTURAS PRE Y POSTENSADAS Y
CIMENTACIONES PROFUNDAS
DOCENTE:Mag. Ing. Hugo Miranda Tejada
FACULTAD DE INGENIERA
CURSO:CONSTRUCCIN II
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NDICE1. INTRODUCCIN.
2. ANTECEDENTES DELCONCRETO PRETENSADO.
3. MATERIALES .
4. APLICACIONES DEL PRE YPOSTENSADO
5. DIVERSIFICACIN Y SITIOSIMPORTANTES DE LASESTRUCURAS PRETENSADAS Y
POSTENSADAS.
6. TECNOLOGA E INDUSTRIASDEL PRETENSADO YPOSTENSADO.
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1. INTRODUCCIN
Pocas veces en la historia de los avanceslogrados por la Ingeniera Civil, se hanobtenido innovaciones con resultadossorprendentes como es el caso delPREESFORZADO.
Cambio revolucionario en la tecnologade las construcciones con concreto.
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La investigacin cuidadosa e
inspirada, con el genio y la inteligenciabrillante de un investigador.
Creacin de una nueva tcnica.
Se atribuye la paternidad de lainnovacin de la construcciones con
Concreto Preesforzado al Sr.EUGENE FREYSSINET.
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Estudi en el Ecole Polytechnique en Pars y el DESPonts et Chaussees de Ecole Nationale en Pars.
Sirvi como ingeniero en el Ejrcito Francs entrede 1904 a 1907 y por segunda vez entre 1914 a 1918.
Sus proyectos giraron generalmente alrededor deuna bsqueda experimental para un lenguaje comn.
Es el inventor del internacionalmente usadopretensando la tcnica ideada para superar
dificultades en ejecutar formas curvadas en concretoreforzado.
Naci en. Correze, Francia 1879 y falleci en Sant-Martin-Vesubie, Francia 1962.
Caracteriza sus diseos para los hangares delaeropuerto de Orly, Pars, la construccin del Puertoen Brest y Le Havre, caminos, y puentes en varioscontinentes.
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PRETENSADO Mtodo de presforzado en el cual los
tendones se tensan antes de colocar elconcreto.
Caractersticas: Pieza prefabricada. El presfuerzo se aplica antes que
las cargas. El anclaje se da por adherencia.
La accin del presfuerzo es interna. El acero tiene trayectorias rectas. Las piezas son generalmente
simplemente apoyadas (elementoesttico)
TIPOS DE PRESFORZADO
POSTENSADO
El tendn que va dentro de unoconductos es tensado despus de que econcreto ha fraguado.
Caractersticas:
- Piezas prefabricadas o coladas en sitio.
- Se aplica el presfuerzo despus decolado.
- El anclaje requiere de dispositivomecnicos.
- La accin del presfuerzo es externa.
- La trayectoria de los cables puede serrecta o curva.
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DEFINICIN DE PRESFUERZOEl presfuerzo significa la creacin intencional de esfuerzos permanentes enuna estructura o conjunto de piezas, con el propsito de mejorar sucomportamiento y resistencia bajo condiciones de servicio y de resistencia.
Los principios y tcnicas del presforzado se han aplicado a estructuras demuchos tipos y materiales, la aplicacin ms comn ha tenido lugar en ediseo del concreto estructural.
El concepto original del concreto presforzado consisti en introducir en vigassuficiente precompresin axial para que se eliminaran todos los esfuerzos de
tensin que actuarn en el concreto.
Con la prctica y el avance en conocimiento, se ha visto que esta idea esinnecesariamente restrictiva, pues pueden permitirse esfuerzos de tensin en econcreto y un cierto ancho de grietas.
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PRETENSADO
El trmino pretensado se usa para describir cualquier mtodo depresforzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar elconcreto.
Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios toronesde varios alambres cada uno, se reestiran o tensan entre apoyos que
forman parte permanente de las instalaciones de la planta. Se mide el alargamiento de los tendones, as como la fuerza de tensin
aplicada por los gatos.
TIPOS DE PRESFORZADO
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ESQUEMA DE
ESFUERZOSCONCRETO
PRETENSADO
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Prestressed_concrete_en.svg -
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A SOLUTION NETWORK
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A SOLUTION NETWORK
POSTENSADO
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POSTENSADO Contrario al pretensado el postensado es un mtodo de presforzado en el cua
el tendn que va dentro de unos conductos es tensado despus de que econcreto ha fraguado.
As el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concretoendurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamentedespus del presforzado.
Est mtodo puede aplicarse tanto para elementos prefabricados comovaciados en sitio.
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2. ANTECEDENTES DEL CONCRETOPRETENSADO
Eugene Freyssinet concibi la idea de lapretensin en 1903.
Sin embargo 1928 una patente dadaderecho el "proceso de fabricacin paralos componentes concretos reforzados ".
El trmino pretensar" apareci hasta1932.
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EL TENDN Y SUS COMPONENTES - SISTEMA MK 4 Un tendn est formado por uno o ms
cordones de pretensado anclados ensus extremos y puestos en tensin pormedios hidrulicos con el fin detransmitir esfuerzos de una forma
predeterminada. La simplicidad al instalar un tendn,
su tensado y su posterior proteccinhacen resaltar las ventajas de un
sistema. En ello juega un papel importante la
concepcin de los equipos y anclajes,as como la asistencia tcnica prestada.
3. MATERIALES
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CORDONES - SISTEMA MK 4
Los cordones de pretensado utilizados para la formacin de
tendones estn constituidos por 7 alambres trenzados deacero de baja relajacin.
Los dimetros comerciales ms comunes de dichos cordonesson de 0,6(15mm) y 0,5(13 mm).
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VAINA - SISTEMA MK 4 La vaina es el conducto del tendn donde
se alojan los cordones a lo largo de todo su
trazado. Permite que los cordones deslicen en su
interior durante el enfilado y el tensado ypermite, tambin, su inyeccin con lechadade cemento u otro material.
Existen vainas de diversos tipos en funcindel tendn empleado: Vainas lisas ocorrugadas, cilndricas o planas, metlicaso de polietileno.
La vaina ms comn, empleada entendones de pretensado interior adherente,es la corrugada, cilindrica y metlica (aveces galvanizada) con espesores de paredentre 0,3 mm. y 0,4 mm.
Acero de presf er o
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Acero de presfuerzo Existen tres formas comunes en las cuales se emplea el acero como tendones en concreto
presforzado: alambres redondos estirados en fro, torn y varillas de acero de aleacin.
Los alambres y los cables trenzados tienen una resistencia a la tensin de ms o menos17,600kg/cm2, en tanto que la resistencia de las varillas de aleacin est entre los 10,200 kg/cm2 y11,250 kg/cm2 dependiendo del grado.
Los mdulos de elasticidad de los aceros usados para pretensar varan solamente entre1900,000 kg/cm2 y 2100,000 kg/cm2.
EI acero para pretensar se conoce tambin con el nombre de Acero de Alto Lmite Elstico(ALE)
Alambres redondos Los alambres individuales se fabrican laminando en caliente lingotes de acero hasta obtene
varillas redondas.
Despus del enfriamiento, las varillas se pasan a travs de troqueles para reducir su dimetrohasta su tamao requerido.
En el proceso de esta operacin de estirado, se ejecuta trabajo en fro sobre el acero, lo cuamodifica notablemente sus propiedades mecnicas e incrementa su resistencia.
A los alambres se les libera de esfuerzo despus de estirado en fro mediante un tratamientocontinuo de calentamiento hasta obtener las propiedades mecnicas prescritas.
Los alambres se consiguen en cuatro dimetros tal como se muestra en la Tabla 1 y en dos tipos.
TORONES
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TORONES El torn se usa casi siempre en miembros pretensados, y a menudo se usa tambin en construccin
postensada.
El torn es fabricado con siete alambres, 6 firmemente torcidos alrededor de un sptimo de dimetroligeramente mayor.
El paso de la espiral de torcido es de 12 a 16 veces el dimetro nominal del cable, teniendo una resistencia ala ruptura garantizada de250,000 lb/pulg2(17,590kg/cm2)conocido como grado 250K.
Se ha estado produciendo un acero ms resistente conocido como grado 270K, con una resistencia mnima ala ruptura de 270,000 lb/pulg2(18,990 kg/cm2 ).
Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaos que va desde 0.25 pulgadas hasta 0.6 pulgadas dedimetro.
Dimetro Nominal Resistencia a la ruptura rea Nominal del Torn Carga mnima para una
elongacin de 1%pulg mm Lb kN pulg2 mm2 Lb kN
GRADO 250
0.250 6.35 9,000 40.0 0.036 23.22 7,650 34.0
0.313 7.94 14,500 64.5 0.058 37.42 12,300 54.7
0.375 9.53 20,000 89.0 0.080 51.61 17,000 75.6
0.438 11.11 27,000 120.1 0.108 69.68 23,000 102.3
0.500 12.70 36,000 160.1 0.144 92.90 30,600 136.20.600 15.24 54,000 240.2 0.216 139.35 45,900 204.2
GRADO 270
0.375 9.53 23,000 102.3 0.085 54.84 19,550 87.0
0.438 11.11 31,000 137.9 0.115 74.19 26,550 117.2
0.500 12.7 41,300 183.7 0.153 98.71 35,100 156.1
0.600 15.24 58,600 260.7 0.217 140.00 49,800 221.5
Tabla 1. Propiedades del torn de 7 alambres sin revestimiento
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ANCLAJES ACTIVOS SISTEMA MK 4
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ANCLAJES ACTIVOS - SISTEMA MK 4 Los anclajes son dispositivos capaces de retener
eficazmente los cordones transmitiendo su carga a laestructura.
Se denominan anclajes activos a aquellos que permiten laintroduccin de una fuerza de pretensado en el tendnmediante gatos hidrulicos.
Estn compuestos por trompeta, placa de anclaje y cuas yhan sido esencialmente concebidos para su uso comoanclajes activos en tendones de pretensado interior
adherente para estructuras de concreto.