🕑 Tiempo de lectura: 1 minuto
El proceso por el cual se inducen esfuerzos de compresión en las estructuras antes de ponerlas en servicio se conoce como: pretensar. Elemento de hormigón pretensado Elemento de hormigón en el que se introducen deliberadamente esfuerzos internos para que los esfuerzos resultantes de las cargas superpuestas se contrarresten en la medida deseada.
Tabla de contenido
Descripción general del hormigón pretensado
- El pretensado es la creación intencional de tensión permanente en una estructura o ensamblaje para mejorar su comportamiento y resistencia bajo diversas condiciones de uso.
- En el hormigón armado ordinario con hormigón y acero dulce como componentes básicos, los esfuerzos de compresión los soporta el hormigón y todos los esfuerzos de tracción los soporta el acero. El hormigón actúa únicamente como aglutinante. No participa en la resistencia a las fuerzas externas.
- En el hormigón pretensado, la compresión se induce antes de la carga en zonas donde las cargas externas normalmente inducen esfuerzos de tracción.
- Para vigas largas con grandes fuerzas de corte, el tamaño de la viga debe aumentarse para limitar la tensión de tracción diagonal dentro de ciertos límites. El pretensado reduce la tensión de tracción oblicua. Esto resultó en secciones en I y secciones en T modificadas con un área de alma significativamente reducida.
- Para maximizar los beneficios de los elementos de hormigón pretensado, se debe utilizar alambre de acero de alta resistencia además de hormigón de alta resistencia.
- La resistencia cúbica del hormigón utilizado para trabajos de pretensado debe ser de 35 N/mm.2 Para sistema de postensado y 45N/mm2 Para sistema de pretensión.
- Para el diseño de elementos de hormigón pretensado, la pérdida estimada de pretensado debido a la retracción del hormigón y la fluencia del hormigón al acero es del orden de 200 N/mm.2
Necesidad de pretensado
- Para compensar la falta de resistencia a la tracción del hormigón, se colocan refuerzos de acero cerca de la parte inferior de las vigas simples para soportar los esfuerzos de tracción.
Ventajas del hormigón pretensado
1. Durabilidad
- Esta tecnología elimina la fragilidad del concreto debido a la tensión, por lo que no hay grietas en dichos miembros. Por lo tanto, puede resistir los efectos del impacto, el choque y la inversión de la tensión de manera más eficiente que las estructuras RCC.
- Proporcionan un rendimiento fiable a largo plazo en condiciones extremadamente duras que pueden destruir menos material.
- Son resistentes a la degradación por condiciones climáticas extremas, ataques químicos, incendios, daños accidentales y esfuerzos implacables contra el vandalismo.
- La construcción en invierno puede continuar con pocos retrasos debido al clima, ya que los componentes prefabricados se prefabrican en una planta con calefacción.
2. Adaptabilidad
- Los productos de hormigón prefabricado y pretensado se pueden diseñar y fabricar para todo, desde puentes de tramo corto hasta los proyectos más grandes del mundo.
- Los fabricantes de elementos prefabricados pueden ampliar en gran medida la versatilidad de diseño posible con componentes prefabricados.
- La plasticidad inherente del hormigón hace posible crear componentes prefabricados de cualquier forma y tamaño, pero utilizar otros materiales sería muy costoso.
3. Resistencia al fuego
- Los puentes de hormigón pretensado son menos susceptibles a daños por incendios. Tiene buena resistencia al fuego, bajo costo de mantenimiento, elegancia, alta resistencia a la corrosión, etc.
4. Impacto directo en la economía local
- El hormigón pretensado es producido por pequeñas empresas locales y emplea a trabajadores locales.
- La mayoría de sus materias primas también se compran localmente, y la salud de la industria local de hormigón pretensado tiene un impacto más directo en la economía local.
- Debido a las pequeñas cargas, las pequeñas dimensiones utilizadas dan como resultado un importante ahorro de costes en elementos de apoyo y cimentaciones.
- Producción en masa de bajo costo de formas estructurales estándar, como núcleos huecos, tes dobles, vigas, columnas y paneles.
5. Construcción rápida y sencilla
- Los componentes de hormigón prefabricado ayudan con los cronogramas de construcción rápidos.
- La fabricación de elementos prefabricados puede continuar mientras se lleva a cabo la preparación del sitio.
- Las unidades prefabricadas se entregan en su sitio y están listas para instalar cuando sea necesario en cualquier clima.
- Una construcción más rápida significa una finalización más rápida y los ahorros de costos resultantes.
- Ahorre el costo de encofrado y centrado de grandes estructuras.
6. Estética
- Los componentes prefabricados están disponibles en una amplia gama de formas y acabados, desde unidades estructurales lisas y densas hasta cualquier número de tratamientos arquitectónicos.
- Mediante el uso de chorro de arena y retardadores químicos para exponer arenas coloreadas, agregados, cementos y colorantes, se puede lograr una gama muy rica y variada de texturas y tratamientos superficiales.
- Se pueden usar revestimientos de espuma personalizados para introducir revelaciones, patrones y otros efectos arquitectónicos.
- La piedra, los ladrillos de tejas y otros materiales se pueden moldear en paneles prefabricados en la fábrica, lo que permite a los diseñadores lograr el aspecto costoso de la mampostería.
Desventajas del hormigón pretensado
Aunque el pretensado tiene muchas ventajas, el proceso todavía tiene algunos inconvenientes.
- Se utiliza principalmente acero de alta resistencia, por lo que el precio unitario de los materiales de alta resistencia utilizados es alto.
- El uso de dispositivos de pretensado y su instalación incurrirá en costos iniciales adicionales.
- También hay costos adicionales de mano de obra y envío para el pretensado.
- El pretensado no es económico para luces cortas y cargas ligeras.
Comparación de vigas de hormigón pretensado y vigas RCC
- Para vigas RCC, solo es válido el lado de compresión del eje neutral, no el lado de tensión. Sin embargo, para vigas pretensadas es válida toda la sección.
- Las vigas de hormigón armado son generalmente pesadas. Las vigas de hormigón pretensado son ligeras.
- Las vigas RCC pesadas y masivas son adecuadas para situaciones en las que se prefiere el peso a la resistencia. Las vigas pretensadas son muy adecuadas para cargas pesadas y luces largas.
- No hay forma de probar acero y concreto con vigas RCC. Las vigas de hormigón pretensado se pueden ensayar bajo pretensado.
- La construcción del RCC no incluye muchas unidades auxiliares. Sin embargo, las vigas pretensadas requieren muchas unidades auxiliares.
Supuestos en el diseño de elementos de hormigón pretensado
Los elementos de hormigón pretensado se analizan y diseñan con base en los siguientes supuestos:
- La sección transversal del miembro permanece plana después de la flexión.
- Dentro del alcance de la deformación, la Ley de Hooke se aplica a los componentes de hormigón y acero.
- La tensión de la barra de refuerzo no cambia a lo largo de la barra de refuerzo. Los cambios de tensión solo ocurren para los componentes de hormigón. Los cambios en la tensión del rigidizador debido a cambios en las cargas externas son insignificantes.
Principio del hormigón pretensado
- El tendón aplica una gran fuerza de pretensado al miembro y el dispositivo de fijación genera una gran tensión de soporte en el extremo. Los anclajes generalmente están diseñados para usarse solo en trabajos de concreto de alta resistencia.
- El esfuerzo de estallido, que tiende a ocurrir en los extremos de las vigas, no puede ser suficientemente resistido por la construcción de hormigón de baja resistencia.
- Si la transferencia de esfuerzos al concreto debe ocurrir por acción cohesiva, el concreto debe ser de alta resistencia.
- El agrietamiento por contracción se reduce considerablemente cuando se usa concreto de alta resistencia.
- Debido al alto módulo del hormigón de alta resistencia, las deformaciones elásticas y de fluencia son muy bajas, lo que se traduce en bajas pérdidas de pretensado en todas las barras de refuerzo.