Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño” Extensión Porlamar Escuela: Ing. Civil Sección: 3B
CONC RETO PRECO MPRIM IDO
Profesor: Yulitza !"ica #ealiza$o %or: &una' (n$ri)ert C.I *+.,*-.+3
Porlamar' *, $e ()ril $el *-/
INTRODUCCIÓN
e$i e$ian ante te la evol evoluc ució ión n 0ue 0ue 1a sufr sufri$ i$o o la soci socie$ e$a$ a$ 2 en la cons consta tant nte e )!s0ue$a $e me"oras tecnológicas se 1a %ro$uci$o un gran crecimiento en el m)ito $e la construcción' son muc1os los materiales inventa$os o me"ora$os'
0ue $e cierta forma )uscan me"orar la cali$a$ $e las o)ras civiles' es $e gran im%ortancia conocer 2 tener $ominio so)re $ic1os materiales 2a 0ue son $e gran interés en la carrera $e ingenier4a civil. El concreto %recom%rimi$o 1a surgi$o como una res%uesta a la constante )!s0ue$a $e nuevos méto$os constructivos 0ue %ermitan su%erar los o)stculos 0ue %resenta el concreto arman$o 2 0ue a$ems cum%la con las exigentes normas $e cali$a$. El concreto %recom%rimi$o tiene una 1istoria am%lia 2 ca)e $estacar 0ue se %resento al inicio como una variante incom%ren$i$a $el concreto arma$o' 1o2 en $4a se consi$era una $e las me"ores o%ciones' 2 algunas veces' sustituto $e las antiguas ten$encias constructivas $el concreto arma$o 2 las estructuras metlicas $e gran enverga$ura. En el %resente tra)a"o se )usca $estacar su 1istoria' su a%licación 2 sus venta"as' este tra)a"o nos %ermitir a$0uirir ms conocimiento 2 nos %ermitir una me"or 1erramienta en el transcurso $e nuestra carrera.
Concreto precomprimido: El concreto %resforza$o %ue$e $efinirse como un ti%o $e concreto arma$o en el cual cierta canti$a$ $e acero 1a si$o %re5tensa$a %ara 0ue reaccione contra el concreto e in$uzca acciones internas $e tal magnitu$ 2 $istri)ución 0ue: /. Se genera en el material resultante un sistema $e tensiones internas autoe0uili)rante' 6tracción en el acero 2 com%resión en el 1ormigón7. *. &as acciones resultantes $e la a%licación $e cargas externas son e0uili)ra$as en forma %arcial o total con la %recom%resión. &a razón fun$amental %ara efectuar la %recom%resión en el concreto es 0ue éste material %or s4 solo es resistente en com%resión %ero es mu2 $é)il en tracción. En $efinitiva' el material com%uesto resultante' concreto %resforza$o' ten$r una me"or res%uesta ante acciones externas en rigi$ez' en resistencia 2 en $uctili$a$.
Resmen !ist"rico: &a i$ea relativa al 1ormigón %retensa$o es 2a antigua. 8oe1ring fue el 0ue' en /999' ex%uso claramente %or %rimera vez el conce%to $e la %recom%resión. &a a%licación %rctica $e estos conocimientos no tuvo éxito 2a 0ue no se $is%on4an $e materiales a$ecua$os. Posteriormente' en /-,' ;oenen volvió so)re el %rinci%io $e %recom%resión' asenta$o anteriormente %or 8oe1ring 2 estu$ió su a%licación en o)ras $e ingenier4a %ara sustituir el 1ormigón arma$o. Un sector $e a%licación fue en los ferrocarriles %ara evitar la fisuración 2' consecuentemente' la oxi$ación' %ero $e)i$o a la )a"a tensión $a$a al acero no se %u$o com%ensar la %ér$i$a $e tensión causa$a %or la tracción 2 la $eformación %lstica $el 1ormigón. Como consecuencia $e estos fracasos' fue a)an$ona$a la investigación so)re el 1ormigón %retensa$o 2 no fue 1asta en el a
término %or él mismo. =re2ssinet aclaró' ante to$o' el com%ortamiento %lstico $el 1ormigón )a"o el esfuerzo $e %retensa$o. >am)ién 1izo im%ortantes $eclaraciones so)re las $eformaciones %or contracción 2 estu$ió am%liamente la $eformación $iferi$a. (conse"ó el em%leo $e 1ormigones $e alta cali$a$ 2 aceros $e eleva$o l4mite elstico. 8es%ués $e =re2ssinet a%arecieron im%ortantes investiga$ores' $estacn$ose entre ellos =inster?al$er' @o2er' agnel' entre otros. =ue @o2er el 0ue intro$u"o el ancla"e $el acero en el 1ormigón %or a$1erencia me$iante el em%leo $e alam)res $e Acuer$a $e %iano con lo 0ue se consigue una ma2or regulari$a$ en la transmisión $el esfuerzo terminal $e la arma$ura. &os alam)res em%lea$os 6cuer$as $e %iano7 son $e acero $e alta resistencia $e -.- a * mm. $e $imetro 2 una resistencia a la rotura 0ue oscila entre /*.--- 2 **.--gDcm*. &os $is%ositivos tensores se sueltan una vez el 1ormigón est suficientemente en$ureci$o. El 1ormigón %retensa$o con cuer$as $e %iano A@o2er resulta i$eal %ara la fa)ricación $e vigas $e cual0uier longitu$ 2 forma' tu)er4as $e agua a %resión' $e%ósitos %ara l40ui$os' %ostes eléctricos' %lacas' traviesas $e ferrocarril' 2 otras muc1as ms a%licaciones. no se $is%on4an $e materiales a$ecua$os.
C#asi$icaci"n de# concreto precomprimido: El concreto %recom%rimi$o se %ue$e clasificar $e la siguiente manera: Pretensado: Se $enomina concreto %retensa$o a la ti%olog4a $e construcción $e elementos estructurales $e concreto someti$os intenciona$amente a esfuerzos $e com%resión %revios a su %uesta en servicio. 8ic1os esfuerzos se consiguen me$iante ca)les $e acero 0ue son tensa$os 2 ancla$os al concreto' como tam)ién se %ue$e $ecir 0ue consiste en eliminar los esfuerzos $e tracción $el (cero me$iante la intro$ucción $e tensiones artificiales $e com%resión antes $e la a%licación $e las cargas exteriores 2 0ue' su%er%uestas con éstas' las tensiones totales %ermanentes' 2 %ara to$as las 1i%ótesis consi$era$as 0ue$en com%ren$i$as entre los l4mites 0ue el material %ue$e so%ortar in$efini$amente. Esta técnica se em%lea %ara su%erar la $e)ili$a$ natural $el concreto frente a esfuerzos $e tracción' 2 fue %atenta$a %or EugFne =re2ssinet en /*-. El o)"etivo es el aumento $e la resistencia a tracción $el concreto' intro$ucien$o un esfuerzo $e com%resión interno 0ue contrarreste en %arte el esfuerzo $e tracción 0ue %ro$ucen las cargas $e servicio en el elemento estructural.
Postensado: El concreto %ostensa$o es una forma $e concreto %resforza$o en $on$e los ca)les $e %reesfuerzo son tensa$os $irectamente contra el concreto una vez 0ue este 1a en$ureci$o. &os ca)les %ue$en u)icarse en $uctos $entro $e la sección $e concreto o inclusive fuera $e ella. &a )ase %rinci%al $el concreto %resforza$o es someter al concreto a com%resiones antes $e 0ue existan cargas externas 0ue %ro$uzcan tracciones excesivas. Es as4 0ue las cargas externas $e)en vencer a las fuerzas $e com%resión %ro$ucto $el %resfuerzo %ara 0ue en el concreto a%arezcan esfuerzos $e tracción. Es el término $escri%tivo %ara la a%licación $e com%resión tras el verti$o 2 %osterior %roceso $e seca$o $el concreto. En el interior $el mol$e $e concreto se coloca una vaina $e %lstico' acero o aluminio' %ara seguir el traza$o ms conveniente en el interior $e la %ieza' siguien$o la fran"a $on$e' $e otra manera' se registrar4an tracciones en el elemento $e estructural. Una vez 0ue el concreto se 1a en$ureci$o' los ten$ones se %asan a través $e los con$uctos. 8es%ués $ic1os ten$ones son tensa$os me$iante gatos 1i$rulicos 0ue reaccionan contra la %ro%ia %ieza $e concreto. Cuan$o los ten$ones se 1an estira$o lo suficiente' $e acuer$o con las es%ecificaciones $e $ise
Comparaci"n con e# concreto armando: Concreto precomprimido:
Se $ise
Concreto armado:
Se $ise
Comparaci"n entre e# concreto pretensado % e# concreto postensado: Concreto pretensado: &os ten$ones 6ca)les $e acero7 son tensa$os antes $e vaciar el concreto. Son %iezas %refa)rica$as. El ancla"e es realiza$o %or a$1erencia. &a acción %resfuerzo es interna. El acero es coloca$o $e manera recta. &as %iezas son generalmente sim%lemente a%o2a$as 6elemento esttico7.
Concreto postensado:
&os ten$ones son tensa$os $es%ués $e 0ue el concreto 1a fragua$o. Son %iezas %refa)rica$as o 1ec1as en el sitio. El ancla"e re0uiere $e $is%ositivos mecnicos. &a acción $e %resfuerzo es externa. El acero %ue$e ser coloca$o $e manera recta o curva. &a %ieza %ermite continui$a$ en los a%o2os 6elemento 1i%eresttico7.
&ormas de so de# concreto precomprimido: El 1ormigón %reforza$o es el material %re$ominante en %uentes $e vigas' en %uentes construi$os Gin situG $e largos tramos entre %ilas' o construi$os %or méto$os es%eciales como vola$izos' em%u"e' entre otros. >am)ién es mu2 em%lea$o en %isos $e rascacielos' en cmaras $e reactores nucleares' as4 como en los %ilares 2 n!cleos resistentes $e e$ificios %re%ara$os %ara resistir un alto gra$o $e terremoto 2 %rotección contra ex%losiones. Una venta"a $el 1ormigón %retensa$o es el menor coste $e construcción gracias al em%leo $e elementos ms ligeros' como losas $elga$as' es%ecialmente im%ortante en los e$ificios altos en los 0ue el a1orro $e %eso $el %iso %ue$e tra$ucirse en %lantas a$icionales %ara el mismo 2 menos coste. El aumento $e las longitu$es aumenta el es%acio utiliza)le en los e$ificiosH $isminu2en$o el n!mero $e "untas' lo 0ue con$uce a la $isminución $e los costes $e mantenimiento $urante la vi$a $e $ise
P'rdidas de# concreto precomprimido:
Es inevita)le 0ue se %ro$uzcan %ér$i$as $e la fuerza $e %retensa$o 0ue se le intro$ucen a los tensores 2 0ue se tra$ucen en una $isminución $e la efectivi$a$ $e la %recom%resión $el 1ormigón. &as %ér$i$as %ue$en ocurrir en forma instantnea $es%ués $e a%lica$a la tensión inicial o )ien $esarrollarse so)re un $etermina$o la%so $e tiem%o. Entre las %ér$i$as instantneas se encuentran las $e)i$as a fricción' las $e acortamiento elstico $el 1ormigón 2 las $e %enetración %or ancla"e. Entre las %ér$i$as $iferi$as en el tiem%o se encuentran las $e)i$as a fluencia 2 contracción $el 1ormigón 2 la $e rela"ación $el acero. Pérdidas debido a la fricción: &a %ér$i$a %or fricción se %ro$uce en el 1ormigón %ost5com%rimi$o $e)i$o a la fricción entre los tensores 2 las vainas. Cuan$o el tensor es tracciona$o %or el gato' la fuerza no es constante a largo $e su $esarrollo sino 0ue $isminu2e en forma %rogresiva a me$i$a 0ue las secciones estn ms $istancia$as $el %unto $e a%licación inicial $e la tensión. Es ace%ta$o el 1ec1o $e consi$erar la %ér$i$a $e fricción como la suma $e $os com%onentes: el efecto $e curvatura 2 el efecto $e so%orte local u on$ulación a lo largo $e la longitu$ $el tensor. &a %ér$i$a $e tensión %or fricción asocia$a a la curvatura resulta $el cam)io intencional $el ngulo $el e"e' sección a sección' $el tensor 0ue tiene %or o)"eto $arle la configuración final al mismo $entro $el 1ormigón %ara ser ms efectivo con relación a la $istri)ución $e esfuerzos a lo largo $el elemento. El otro efecto $e %ér$i$a %or fricción resulta $e los cam)ios $e ngulo no intencional 0ue localmente se $esarrollan a lo largo $el ten$i$o $el ca)le 6?o))le effect7' se $e)e al efecto $e sus%ensión u on$ula$o 0ue en ca$a tramo se $esarrolla entre los %untos $e so%orte. El %ro)lema %ue$e a%arecer no sólo en elevación sino tam)ién en %lanta. Pérdidas debido al anclaje: En el caso $el 1ormigón %ostesa$o' una vez 0ue la o%eración $e tensa$o se 1a com%leta$o' es necesario anclar los tensores. En la ma2or4a $e los casos esto resulta en una %ér$i$a $e tensión a$icional %or %enetración 2 acomo$amiento $e las cu
a las tensiones $e com%resión 0ue in$uzcan los ca)les tensa$os su)siguientemente. El !ltimo ca)le %or tensar no sufrir este ti%o $e %ér$i$a 2 el %rimero ser el ms afecta$o. En el 1ormigón %retensa$o la %ér$i$a $e fuerza ocurrir cuan$o la misma sea transferi$a $es$e el )anco $on$e es tensa$o al elemento $e 1ormigón $e)i$o a su acortamiento elstico. Pérdidas debido a la relajación del acero: &as %ér$i$as %or la rela"ación $el acero %ue$en variar entre * a 9 K $e la tensión inicial' $e%en$ien$o "ustamente $e este valor 2 $e la cali$a$ $el acero. El acero 0ue %or tratamiento 1a si$o li)era$o $e tensiones cuan$o se lo utiliza a cargas normales tiene una rela"ación $el or$en $el L K. En cam)io' el acero 0ue se le 1a trata$o con calor mientras est en tensión %osee rela"ación entre * a 3 K. &os fa)ricantes $e acero $an en general una in$icación $e las %ér$i$as 0ue se %ue$en es%erar %or rela"ación.
Principios para e# diseño de# concreto precomprimido: Para el $ise
com%ortamiento elstico tanto $el acero como $el 1ormigón 2a 0ue en am)os casos los esfuerzos im%uestos como l4mites son relativamente )a"os. 8e to$as maneras' in$e%en$ientemente $el méto$o selecciona$o' un elemento estructural $e)e com%ortarse satisfactoriamente en to$os los esta$os %osi)les $e %asar en su 1istorial $e cargas. En consecuencia' los elementos $ise
Concentraciones $e tensiones. Com%ati)ili$a$ $e las $eformaciones con las estructuras a$2acentes. Un e"em%lo $el efecto $el %retensa$o so)re las %artes a$2acentes $e una estructura es la necesi$a$ $e incluir los momentos %rovoca$os %or el acortamiento axial $e los entre%isos %retensa$os en el $ise
CONC(USIÓN
Este tra)a"o consistió en una investigación so)re el com%ortamiento' $iseo$o esto $an$o como resulta$o el conocimiento 0ue el concreto %recom%rimi$o es una $e las soluciones ms via)les con res%ecto a la construcción $e gran$es e$ificios' en cuento a la elevación $e la $ura)ili$a$ $e la estructura 2 a$ems $e ser unas $e las me"ores alternativas en el as%ecto económico.
RE&ERENCI)S *I*(IO+R,&IC)S
1tt%:DDcivilgees.comD*-/+D-/D*-Dmanual5$e5$iseno5$e5concreto5 %resforza$oD 1tt%:DDes.sli$es1are.netDMN(E#Destructuras5%ostensa$as525%retensa$as 1tt%s:DDes.scri)$.comD$ocD3L93,-DOenta"as5258esventa"as58el5Concreto5 (rma$o 1tt%:DD1tml.rincon$elvago.comDconcreto5%resforza$o.1tml 1tt%:DDcivilgees.comD*-//D/*D*+Dconcreto5%retensa$oD 1tt%:DDes.m.?ii%e$ia.orgD?iiD@ormig KC3KB3n%retensa$oQ@istoria2evoluci.C3.B3n 1tt%:DD???.)uenastareas.comDsearc1results.%1%R0uer2
