Hormigon Presforzado

Introducci´n al hormig´n pretensado


Prefacio

Lo siguiente es una introducci´n al tema de hormig´n pretensado.

En ella se pretende explicar el modo de funcionamiento del pretensado, as´ como
ı
brindar las bases para el c´lculo de estructuras con estos materiales. Sin embara
go el tema no est´ tratado en su totalidad. Est´ limitado a considerar tensiones
a
a
normales de flexi´n envigas isost´ticas, y a brindar orientaci´n para seleccionar la
o
a
o
excentricidad del cable y la la fuerza de pretensi´n.
o

1

1

Introducci´n
o

El hormig´n posee una buena resistencia a la compresi´n y resulta un material vers´til para
o
o
a
su uso en estructuras. Su principal inconveniente, no obstante, es su desigual resistencia: ´sta
e
es muy peque˜a a tracci´n. Estemotivo obliga a suplir esta carencia mediante armaduras
n
o
que tomen las tensiones de tracci´n resultando de esta manera el conocido material hormig´n
o
o
armado.
La idea del pretensado es la de introducir un estado de tensi´n, previo a la carga de la estructura,
o
de manera tal que anule, o disminuya, las tensiones de tracci´n en el hormig´n. Esta idea puede
o
o
ser comprendidaf´cilmente mediante un ejemplo. Consid´rese una viga isost´tica simple con
a
e
a
una carga uniformemente distribida q , como en la figura 1.
q

eb2(q)

sb2(q)

1
1

es(q)

ss(q)
eb1(q)

2

M1 = q l /8

Figura 1: Viga simplemente apoyada con
carga distribuida

Figura 2: Deformaciones y tensiones
debido a la carga q

El estado tensional en la secci´n m´s solicitada de la viga semuestra en la figura 2, consideo
a
r´ndose un material ideal, homog´neo, el´stico lineal, que no soporta tensiones de tracci´n. Se
a
e
a
o
ha indicado con un supra´
ındice la causa de las deformaciones o tensiones. En este caso la carga
externa q .
Una primera mejora que se podr´ hacer, para disminuir las tensiones de tracci´n, es el agregado
ıa
o
de una fuerza compresiva centrada P enla secci´n transversal (figura 3). Esta fuerza podr´
o
ıa
ser aplicada mediante alg´n dispositivo como carga externa, pero tambi´n lo puede ser a trav´s
u
e
e
de un cable (o una barra) en el interior de la viga, que sea estirado hasta alcanzar determinado
estado de tensi´n, y luego anclado sobre los extremos de la viga. De este modo el cable produce
o
un estado de compresi´n sobre la vigay ´sta un estado de tracci´n sobre el cable. Globalmente
o
e
o
estas fuerzas est´n equilibradas. De esta ultima forma es como se utiliza el pretensado en
a
´
estructuras de hormig´n.
o
El estado de deformaciones y tensiones, en la secci´n central de la viga, debido a esta fuerza se
o
muestra en la figura 4-a. Si se superponen los efectos de los dos estados de carga (figuras 2 y
4-a), seobtiene un diagrama como el indicado en la figura 4-b.
Se observa all´ que adoptando adecuadamente el valor de P se puede compensar completamente
ı
las tensiones de tracci´n. Sin embargo el diagrama final muestra al material trabajando en
o
forma no uniforme: hay zonas con elevadas compresiones y otras con tensiones nulas.
Una segunda mejora, tendiente a un mejor uso del material se puedeobtener si se aplica la
fuerza P con una excentricidad e como se muestra en la figura 5.
2

eb(P)
P

sb(P)

sb2(P+q)

P
-

N = -P
-

Figura 3: Fuerza de pretensado centrada
en los extremos de viga

-

(a)

Figura 4: Deformaciones y tensiones: (a) debidas a la fuerza P; (b)
debidas a (P+q)

eb2(P)
P

(b)

sb2(P+q)

+

P

e
-

e
(P)

N = -P

(P)

M = -P eeb1(P)

(a)

(b)

Figura 5: Fuerza de pretensado exc´ntrica
e
Figura 6: Deformaciones y tensiones: (a) debidas a la fuerza P; (b)
debidas a (P+q)

En este caso la viga se encuentra sometida, por parte de P , a compresi´n y flexi´n con el estado
o
o
tensional indicado en la figura 6-a. Nuevamente, se puede ajustar los valores de e y P de modo
de obtener alg´n diagrama como el de...