U N A MFACULTAD DE ARQUITECTURA

CONSTRUCCIÓN V

ELEMENTOS PRETENSADOS Y POSTENSADOS

ÍNDICE.

-OBJETIVO.-INTRODUCCIÓN.-PREESFORZADO.

-METODOS DE TENSADO.-EQUIPO Y MÁQUINARIA.

-ELEMENTOS PRETENSADOS.-ELEMENTOS POSTENSADOS.

-VENTAJAS Y DESVENTAJAS.-BIBLIOGRAFIA.

OBJETIVO

En éste trabajo se llevara acabo la descripción de los materiales prefabricados pretensados y prefabricados postensados, con el objetivo de entender su construcción y utilización así como los métodos necesarios para la correcta aplicación sobre esos elementos

INTRODUCCIÓN

La prefabricación es un método industrial de producción de elementos o partes de una construcción en planta o fábrica y su posterior instalación o montaje en la obra.

Esta técnica, que ha tenido un enorme desarrollo a nivel mundial, presenta claras ventajas cuando se requiere utilizar elementos repetitivos y/o industrializar las faenas de construcción y mejorar su productividad.

PREFABRICADOS.

La prefabricación puede llegar a ser aplicada a elementos de concreto simple, como soleras, bloques, ladrillos, etc; a elementos sencillos de concreto armado como postes y a sistemas mas sofisticados como losas, vigas, columnas.

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PREESFORZADOS.

• ¿Qué es el preesforzado?El preesforzado consiste en crear un estado de esfuerzos y deformaciones dentro de un material a fin de mejorar su comportamiento para satisfacer la función a que está destinado.

• Método más común para aplicar elPreesfuerzo

Crear un esfuerzo de

compresión en el concreto

Se balancean total o parcialmente los esfuerzos de tensión que surgirán en

condiciones de servicio

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• Aplicación más común: CONCRETO ESTRUCTURAL.

• ¿Por qué el concreto es un material ideal para éste sistema?-Su fuerza al estar comprimido es mayor a la de otros materiales.-Protege al acero contra la corrosión.-Se puede conseguir fácilmente en cualquier lugar.-Facilidad de dar la forma deseada.

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•¿Cómo se induce el preesfuerzo?Por medio de tendones (torones) de acero internos los cuales se tensan (presfuerzan) y a continuación se anclan.

•Los tendones no deben estar necesariamente dentrodel concretoSino que pueden colocarse en el exterior, como un tirante o un arco atirantado; el preesfuerzo puede inducirse también por medio de una fuerza exterior, como la de un gato aplicado en la parte superior de un arco o en las extremidades de una losa de pavimento

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PRINCIPIOS GENERALES DELCONCRETO PRESFORZADO.

Primer concepto.- El preesfuerzo transformará al concreto en unmaterial elástico.

Segundo concepto.-Considera al concreto presforzado como una combinación de acero y concreto, similar al concreto reforzado, con el acero absorbiendo la tensión y el concreto la compresión, así que los dos materiales forman un par resistente contra el momento exterior.

PREESFORZADO

PRETENSADO POSTENSADO

VIGUETA

LOSA TT

TRABE AASHTO

TRABE TYPRELOSA

LOSA 2 ATT

VIGA TTRABES

BALLENAMUROS

TRABESTANQUES

LOSAS

COLUMNAS

MÉTODOS DE TENSADO

•Los métodos para la aplicación del tensado se clasifican en:

Preesforzado Mecánico

Preesforzado Eléctrico

Preesforzado Químico

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•PREESFORZADO MECÁNICO.- Método más común.- Para esforzar los tendones se emplean gatos.*En el postensado los gatos se usan para jalar el acero contra el concreto endurecido.

•¿Cuándo se usan gatos?Se accionan uno o dos émbolos por unidad de bombeo con una válvula de control en el circuito de los tubos.La capacidad de los gatos varía mucho, desde cerca de 3T hasta 100T o más.Existen gatos diseñados especialmente para determinados sistemas de postensado, pero hay sistemas que pueden emplear cualquier gato de suficiente capacidad, lo importante es que éstos tengan disponible una mordaza adecuada para el tendón.

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•PREESFORZADO ELÉCTRICO

1.- El acero se alarga al calentarlo con electricidad.

2.- Después del fraguado del concreto se pasa una corriente eléctrica de bajo voltaje (potencia), pero de alto amperaje (velocidad) a través de las varillas, las cuales cuando se calientan se alargan y se aprietan.

3.- Las tuercas de los extremos sobresalientes se fijan contra unas planchas resistentes.

4.- Cuando las varillas se enfrían, se desarrolla el preesfuerzo y se reestablece la adherencia por la resolidificación.

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•PREESFORZADO QUÍMICO.

Se conoce como autoesforzado pero puede llamarse también preesforzado químico.

Premisa: las reacciones químicas toman lugar en los cementos expansivos y pueden esforzar al acero dentro de él, el cual en cambio comprime al concreto.

EQUIPO Y MAQUINARIA

Equipo y maquinaría necesarios para la elaboración de elementos preesforzados.

• Zonas de retoque, resane y de almacenaje.• Bombas o inyectoras• Silos de almacenamiento• Mesas de colado, muertos y anclajes• Moldes• Dosificadora y mezcladora de concreto (en caso defabricar el concreto en planta)• Equipo para depositar el concreto en el molde comoartesas y camión revolvedor• Vibradores de concreto•Gatos hidráulicos y bomba para el tensado de loscables

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• · Máquinas soldadoras para elaboración de accesorios• · Talleres y equipo para cortar y doblar varillas, placas yaccesorios metálicos• · Equipos para cortar los cables (cortadora o equipo deoxicorte)• · Grúas sobre camión o grúas pórtico para desmolde ytransporte interno de elementos• · Equipo de transporte (Trailers con plataformas)• · Calderas y mangueras para suministrar vapor en elproceso de curado acelerado de los elementos y lonaspara cubrirlos• · Equipo para llevar a cabo el control de calidad delconcreto y del producto terminado

CONCRETOEl concreto diseñado para este tipo de sistemas debe contar con las siguientes características lascuales influyen directamente en el cálculo matemático.•El concreto que se usa para presforzar se caracteriza por tenermayor resistencia con respecto al utilizado en lasconstrucciones ordinarias.•-Los valores comunes se encuentran de f´c=350 Kg/cm² af´c=500 Kg/cm² ; a 28 dias. Se requiere de tales resistenciaspara poder hacer la transferencia del presfuerzo cuando hayaalcanzado un f´c = 280 Kg/cm².•- La relación agua – cemento debe ser menor al 12%(revenimiento)•- La contracción máxima: 0.04 a 0.05 a 28 dias de vaciado.•- El agregado máximo de 1 ½ ´´ o nominal 1´´.•- Se debe evitar el exceso de pasta en la mezcla de concreto.•- Las resistencias no podrán exceder el 25% de laresistencia de diseño ni estar por debajo de lo especificado eneste mismo porcentaje.

MATERIALES.

•TENDONES Y TORONES.

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TendónAgrupación de torones (o cordones)

Consiste en la agrupación de alambres o hilos trenzados conforme a normas establecidas

Se utiliza acero de alta resistencia, el cual tendrá un módulo elástico de21,000 kg/cm2.Los aceros deberán estar enrollados en carretes de gran diámetro, noinferior a 4 m, de manera que al desenrollarlo se endereceperfectamente por sí mismo.

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Tendones interiores. Son aquellos que se emplean dentro de la sección transversal del miembro de concreto.

Tendones exteriores. Son los que permanecen fuera de la sección transversal del miembro de concreto al tiempo de colarlo y pueden ligarse después a dicho miembro por medio de concreto adicional o relleno de lechado de cemento. Lo tendones exteriores pueden colocarse en ranuras o canales en los lados de la estructura de concreto.

Tendones con adherencia. Son los que están totalmente adheridos al concreto en toda su longitud.

Tendones sin adherencia. Son aquellos cuya fuerza se aplica al miembro de concreto solo en los anclajes.

Acero de refuerzo por especificación. Es el armado de los elementos postensados, como refuerzo, como los elementos de concreto reforzado, en general, este armado está designado por especificación.

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CABLES Y TORONES.

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CABLES Y TORONES.

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CABLES Y TORONES.

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ACOPLADORES

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GATOS Y BOMBAS

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GATO Y BOMA T

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ANCLAJESLos anclajes transmiten la fuerza del pretensado al concreto a través de una placa de reparto metálico.Todo cable de postensado deberá asegurarse en forma permanente en sus extremos mediante la aplicación de éstos dispositivos de sujeción. Se clasifican según su aplicación la cual está en función de su tiempo de servicio.ANCLAJES PROVISIONALES.Proporcionan las condiciones de estabilidad a la estructura durante el tiempo necesario para disponer otros elementos resistentes que lo sustituyan.

•ANCLAJES PERMANENTES.Se instalan con carácter de acción definitiva. Se dimensionan con mayores coeficientes de seguridad y han de estar proyectados y ejecutados para hacer frente a los efectos de la corrosión.

•ANCLAJES PASIVOS.No se pretensa la armadura después de su instalación. El anclaje entra en tracción al empezar a producirse la deformación de la masa de suelo o roca.

•ANCLAJES ACTIVOS.Una vez instalado se pretensa la armadura hasta alcanzar su carga admisible, comprimiendo el terreno comprendido entre la zona de anclaje y la placa de apoyo de la cabeza.

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ANCLAJES•AS Activo Simple.Los anclajes activos o móviles son los que van situados en el extremo de los cables desde el que se aplica la fuerza de tensado.

•AE Activo para postensado externo.Diseño especial para trabajar ante solicitaciones dinámicas en los extremos de tendones externos y asegurar la correcta protección anticorrosiva.

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ANCLAJES•ANCLAJE ACTIVO.

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ANCLAJES•ANCLAJES INYECTADOS.Elementos capaces de transmitir una carga de tensión al terreno.Los anclajes pueden ser de barras de acero macizas o huecas (autoperforantes) y de cables de acero.Estos elementos se introducen en el terreno a través de una perforación que es rellenada parcialmente con una lechada de cemento.

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¿QUÉ ES UN PRETENSADO?.Imposición de un presfuerzo por medio del esfuerzo de los tendones en contra de las reacciones exteriores, lo cual se efectúa, antes de que endurezca el concreto fresco, luego se deja que el concreto fragüe hasta un alto porcentaje de su resistencia última (28 días), entonces los tendones se sueltan para transmitir el esfuerzo al concreto.

PRETENSADO.

PROCESO CONSTRUCTIVO

1.- En casi todos los casos los torones de alta resistencia se extienden entre dos apoyos y se estiran por medio de gatos, hasta un 75% de su resistencia última

2.- Entonces el concreto se cuela en cimbras que están alrededor de los tendones.

3.- El curado se acelera por medio de vapor a baja presión y se sueltan entonces los tendones, de manera que el esfuerzo se transmite por adherencia al concreto. Los tendones alargados se acortan ligeramente, precomprimiendo y acortando la longitud del concreto.Comúnmente el pretensado se aplica más a elementos de concreto precolado,fabricado en planta.

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PROCESO CONSTRUCTIVO.

•ESTIRAMIENTO DE TENDONES.

•SE VACIA EL CONCRETO.

•LA FUERZA DE TENSADOSE DEFORMA HACIA ARRIBA.

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TIPOS.

PRETENSADO

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VIGUETALOSA TTTRABE AASHTOTRABE TYPRELOSALOSA 2 ATTVIGA TSPANCRETE

VIGUETAVigas pre esforzadas pretensadas, que junto con la bovedilla conforman un sistema de losa prefabricada. El concreto de la

vigueta tiene una resistencia de 400 kg/cm2 y una resistencia a la tensión de 17,500 kg/cm2. Con longitudes de

1.60 a 5.00 m.

Colocación del acero.

separadores

Tensado del acero.

Tensado del acero.

Vaciado del concreto.

fraguado del concreto.

Vaciado del concreto.

Después de fraguado el concreto se procede a cortar las viguetas a la medida requerida.

SPANCRETE

¿QUÉ ES UN PROSTENSADO?.Imposición del preesfuerzo, presforzando, anclando tendones a concreto ya fraguado.Comúnmente, los ductos se forman por medio de tubos dentro del cuerpo del concreto.Una vez que el concreto ha fraguado y alcanzado una resistencia suficiente (a los28días), los tendones se insertan y se alargan por medio de gatos, después se les colocan anclas para transmitir a través de éstos la carga de los gatos a los extremosdel miembro de concreto.

POSTENSADO.

FABRICACIÓN DE UN ELEMENTO POSTENSADO.

Características:•Piezas prefabricadas o coladas en sitio.•Se aplica el presfuerzo después del colado.•El anclaje requiere de dispositivos mecánicos.•La acción del presfuerzo es externa.•La trayectoria de los cables puede ser recta ocurva.•La pieza permite continuidad en los apoyos(elemento hiperestático).

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PROCESO CONSTRUCTIVO.

1.SUBRASANTE2.ARMADO3.VACIADO4.ACABADO5.CURADO6.TENSIONAMIENTO7.MEDICIÓNDEPLANICIDAD8.PUESTAENMARCHA

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VIGAS o SECCIÓN T (Tableros losa)

La sección “T” se utiliza común mente en Sistemas de:EntrepisosCubiertas IndustrialesPuentesMuros de Fachadas

Librando Claros de hasta 32m,

Las principales ventajas de las vigas "T" , son las siguientes: •Reducción de la sección, eliminando los problemas en la colocación de persianas tanto en la solución de vigas vistas, como de las vigas planas. •Reducido peso, se manejan con cualquier grúa de obra. •Rapidez en la colocación, bastando unos collarines para el apoyo sobre los pilares. •Reducido apuntalamiento, basta con la colocación de puntales directamente a la viga. •Rapidez de ejecución, reducción de mano de obra y perfectos acabados.

VIGAS TT

Secciones estándar de 250/70 y 300/90 centímetros de ancho y peralte.

Las losas TT Losa nervadas pretensadas de gran flexibilidad de uso y amplios recursos arquitectónicos.

Se fabrican en diferentes peraltes con anchos de patín y longitudes de acuerdo a requerimientos de proyecto.

Las losas TT de peralte variable se emplean ventajosamente como:• Entre pisos•Techos •Muros•Edificios Industriales•Comerciales•Habitacionales•Centros Deportivos•Escuelas

Colocadas en posición invertida se han empleado:•Andenes•Andadores de centrales de autobuses•Gasolineras.

Empresas que las fabrican:ITISA, SEPSA, VIBOSA.

VENTAJAS:•soluciones constructivas •Rápidas•Económicas•fácil ejecución•O cuando es dificultoso el apeo o cimbrado de la obra.

LOSA 2ATT

Son losas nervadas pretensadas, diseñadas específicamente para servir como elementos de cubierta de dos aguas.

Sus características Geométricas permiten reducir la carga viva de diseño y obtener un desagüe pluvial natural.

Las 2ATT se emplean con éxito como sistemas:•Cubierta en naves industriales•Clínicas•Bodegas•Centros comerciales•Escuelas

Colocadas en posición hacia arriba y apoyadas en el centro en doble voladizo: •Andenes en terminales de autobuses

PRELOSALa prelosa es una placa de concreto preforzado pretensado, que se coloca sobre la estructura cubriendo el área deseada y sobre la que se cuela un firme para integrar el peralte total de la losa

para que trabaje como sección compuesta.

La prelosa se fabrica en espesor estándar de 5.4cm en un ancho máximo de 3 metros y largo máximo de 6 metros (de acuerdo a requerimientos de proyecto).

En su elaboración se emplean los siguientes materiales:

Concreto f’c= 350 kg/cm2Acero de prerrefuerzo fsu= 16 500

kg/cm2Su uso brinda las siguientes ventajas:

Eliminación de cimbras.Rapidez de construcción.No requiere falso plafón.

Terminación de la losa

Colocada la pre-losa, quedan dos operaciones: El Ferrallaje y el vertido.Al tener toda la armadura incorporada en las prelosas nos quedan sólo la colocación de los negativos y la malla sobre las juntas de la prelosa para la transmisión de los esfuerzos transversales de una losa a otra.El vertido es clásico, la vibración, el mantener la regla para asegurar el espesor de concreto.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

Tratamiento de juntas

La forma de la junta permite corregir

cualquier error de la colocación aunque si el apeo se ha hecho bien, no tiene porqué existir

ya que las flechas se habrán igualado, esta es la gran ventaja con

relación a la losa maciza.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

TRABE AASHTOSon elementos estructurales de concreto presforzado; Ideales para soportar cargas para puentes en claros

hasta de 30m. Su longitud es variable de acuerdo a las necesidades

del proyecto.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

Debido a sus dimensiones se pueden transportar prácticamente a cualquier

sitio, una de sus ventajas es el ahorro del tiempo total de ejecución de la obra.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

TRABE TYSon elementos de concreto pres-forzado de sección “TY” Se fabrican en moldes metálicos, que pueden permitir la variación del ángulo que forman las aletas con el nervio

que generalmente es de 20º existiendo casos en que llega hasta 35º con respecto a la horizontal. Se curan a vapor

para incrementar su productividad. Se pueden fabricar en diferentes anchos, peraltes y longitudes según se

requiera.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

Se utilizan en industrias, centros comerciales, bodegas, talleres,

laboratorios, etc.

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

POSTENSADOS Y PRETENSADOS

Métodos de tensado.

Se pueden clasificar en:1. Preesforzado mecánico por medio de

gatos.2. Preesforzado eléctrico por aplicación

de calor.3. Preesforzado químico mediante

expansión del cemento.

Preesforzado mecánico.

En el preesfuerzo, el método más común para esforzar los tendones es el empleo de gatos. En el postensado los gatos se usan para jalar el acero contra el concreto endurecido.

Cuando se usan gatos hidráulicos, se accionan uno o dos émbolos por unidad de bombeo con una válvula de control en el circuito de los tubos. La capacidad de los gatos varía mucho, desde cerca de 3T hasta 100T o más.

Existen gatos diseñados especialmente para determinados sistemas de postensado, pero hay sistemas que pueden emplear cualquier gato de suficiente capacidad, lo importante es que éstos tengan disponible una mordaza adecuada para el tendón.

TIPOS.

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TRABES BALLENAMUROSTANQUESLOSASCOLUMNAS

• Se tiene una mejoría delcomportamiento bajo la carga deservicio por el control delagrietamiento y la deflexión• Permite la utilización de materialesde alta resistencia.• Elementos más eficientes yesbeltos, menos material.• Mayor rapidez en elementospretensados. El fabricar muchoselementos con las mismasdimensiones permite tener mayorrapidez en el proceso constructivo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS.

•Se requiere transporte y montajepara elementos pretensados. Estopuede ser desfavorable según ladistancia a la que se encuentre laobra de la planta•Mayor inversión inicial•Diseño más complejo yespecializado (juntas, conexiones,etc)•Planeación cuidadosa del procesoconstructivo, sobre todo en etapasde montaje.

•CESTELLI, G. C. Concreto armado presforzado. Teoría-prueba-aplicación. México: Ed.Compañía Editorial Continental, S.A, 1964. 4ª edición en español.•GERWICH, B.C. Construcción de estructuras de concreto presforzado. México: 1986•LIN, T.Y. Diseño de estructuras de concreto presforzado, México: 1984.•Catálogo de productos de elementos prefabricados de VIBOSA, Viguetas y Bovedillas,S.A.•Catálogo de productos de elementos prefabricados de PREMEX, Presforzados Mexicanosde Tizayuca, S.A de C.V.•Catálogo de productos de elementos prefabricados SPANCRETE.• www.premex.com.mx•http://www.postensa.com.mx•http://www.mexpresa.com•http://www.construaprende.com/tesis01/•http://www.jjcoopsa.com.mx/reglamweb/cconcreto/norteccom97.htm•http://www.anippac.org.mx/manual1.htm•http://www.imcyc.com/

BIBLIOGRAFÍA.