Concreto Pretensado Y Postensado

INTRODUCCIÓN

El hormigón pretensado surge ante la posibilidad de utilizar armaduras con límite elástico elevado, más de tres veces el de las armaduras del hormigón armado. Dicho acero no podría utilizarse en el hormigón armado pues su aprovechamiento conllevaría valores de flechas y de aberturas de fisura inadmisibles. Así, la cuantía de armaduras obtenida según el estado límite de agotamiento resistente con estas armaduras en elementos de hormigón armado tendría que ser aumentada de forma importante para cumplir con los estados límites de servicio (deformación y fisuración) y se desaprovecharía gran parte de las ventajas de este acero.

A continuación hablaremos en el presente trabajo lo referente a un concreto en pretensión y en postencion, y sus elementos más relevante como lo es el acero.

CONCRETO PRETENSADO

El hormigón pretensado consiste en eliminar los esfuerzos de tracción del hormigón mediante la introducción de tensiones artificiales de compresión antes de la aplicación de las cargas exteriores y que, superpuestas con éstas, las tensiones totales permanentes, y para todas las hipótesis consideradas queden comprendidas entre los límites que el material puede soportar indefinidamente.

Al salir una viga pretensada, del taller toda la sección trabajada a compresión y la repartición de esfuerzos es un diagrama triangular (fig. 1a), teniendo un valor cero en el vértice superior y al fatiga máxima admisible para el hormigón en la parte inferior. Este diagrama se logra mediante un detallado estudio de la repartición de los alambres y empieza a tener efecto en el momento de transmitir al hormigón el esfuerzo total de pretensado (operación de destensado).

Figura 1

Al entrar en servicio en la obra, en la viga tiene lugar unos esfuerzos de compresión y tracción (diagrama b de fig. 1) que sumados con el esfuerzo de pretensado de la viga, resulta un diagrama cuya sección está sometida íntegramente a compresión (diagrama c de fig. 1), obteniéndose, de esta manera un elemento trabajando a flexión en el que se han eliminado totalmente los esfuerzos de tracción.

Algunas veces se aprovecha la resistencia a tracción del hormigón aceptando fatigas admisibles del orden de 6 kg/cm2. No obstante, es costumbre no tenerlo en cuenta para mayor seguridad ya que dentro de los ensayos a tracción del hormigón existe una notoria dispersión en los resultados (fig. 2)

Figura 2 y 3

Asimismo, puede obtenerse un diagrama total en el que la parte inferior trabaja a compresión sin llegar a alcanzar el valor cero (fig. 3), correspondiendo al momento útil de la viga. De esta manera se alcanza un mayor coeficiente de seguridad a la fisura.

FIGURA 4

Cuando se va cargando sucesivamente la viga se rebasa la resistencia a tracción del hormigón rápidamente la fisuración, ya que los alambres ofrecen poca resistencia por estar tensados hasta cerca de su límite elástico. De ahí, pues, que el intervalo existente entre el momento útil de la viga y su momento de fisuración es muy reducido.

La figura 4 muestra esquemáticamente el proceso de pretensado así como las consecuencias que de él se derivan al aplicarlo a una viga. La fase 1 indica la longitud de un alambre sin tensar. Al aplicar un esfuerzo de tensión, dicho alambre sufre un alargamiento (fase 2). Una vez en tensión se hormigona la pieza quedando los alambres embebidos en la masa (fase 3). Cuando el hormigón está suficientemente endurecido se procede al destensado, transmitiéndose el esfuerzo al hormigón por adherencia en la fabricación de vigas de dimensiones modestas, y por anclaje terminal, en los casos de vigas grandes. Con el desentensado la pieza experimenta un acortamiento, complementado por una deformación plástica bajo el esfuerzo transmitido (fluencia) y de un relajamiento del acero con el transcurso del tiempo (fase 4). Todos estos fenómenos traen como consecuencia una pérdida de tensión en el acero que hay que reducir en lo posible. Una precaución importante es de dejar bien anclados los alambres en las placas de los macizos de amarre ya que un pequeño deslizamiento de la armadura se traduciría en una pérdida de tensión de capital importante.

Las viguetas recibidas en obra, presentan, normalmente, una contraflecha debido a que la parte inferior de la vigueta sufre un acortamiento mientras que en la parte superior no ha habido deformación alguna puesto que el hormigón no está comprimido. Esta contraflecha es favorable, ya que al colocar la vigueta en obra para efectuar el forjado, ésta desaparece debido al peso que sobre ella gravita. En sus condiciones normales de apoyo, las viguetas no deben presentar una contraflecha superior al quinientosavo de su longitud.

FIGURA 5

DIFERENCIA ENTRE HORMIGON ARMADO Y HORMIGON PRETENSADO

El hormigón pretensado consta de los mismos materiales que el hormigón armado: hormigón y acero.

En hormigón armado solamente trabaja a compresión la parte de hormigón que se halla por encima de la fibra neutra, siendo el acero el que soporta los esfuerzos de tracción (fig. 5). En cierto modo, la armadura puede considerarse como un hormigón ficticio con elevada resistencia a la tracción y que tiene por función reemplazar al hormigón sometido a causa de los alargamientos excesivos.

En hormigón 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.

VENTAJAS DEL HORMIGÓN PRETENSADO

Son numerosas y entre las más importantes descuellan las siguientes:

a) Eliminación de fisuras por estar sometido a esfuerzos de compresión bajo todas las hipótesis de carga.

b) Comportamiento elástico y utilización de la sección total.

c) Permite salvar grandes luces con cantos muy reducidos.

d) Ahorro de acero debido a la posibilidad de utilizar totalmente la armadura hasta cerca de su límite elástico y, como consecuencia, una reducción en la cuantía.

e) Aligeramiento de la construcción y, por tanto, reducción de las secciones de elementos sustanciales como pilares y cimientos.

f) Eleva la durabilidad de la construcción.

Salta a la vista, la importancia que tiene el hormigón pretensado. No obstante, ofrece algunas desventajas como la aplicación del pretensado en obras de pequeña y mediana importancias, así como en la fabricación de elementos pretensados en serie donde se necesitan grandes inversiones de capital para efectuar las instalaciones.

RESUMEN HISTÓRICO

La

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