AVANCES DEL FERROCARRIL

1. Diseño a la ruptura.
Aquí se discutirá solamente el diseño de la ruptura para las secciones simples con tendones adheridos. Básicamente, el procedimiento también es aplicable al diseño de ruptura de las secciones compuestas.
Diseño preliminar:
La cantidad de matemáticas involucradas en el diseño de las secciones del concreto preesforzado es menor en el diseño de la ruptura que en el diseñoelástico, puesto que la resistencia en la ruptura por fricción de las secciones se puede expresar por formulas simples semi-empiricas. Para el diseño preliminar, se puede suponer que el momento resistente a la ruptura de las secciones preesforzadas con adherencia, está dado por la resistencia a la ruptura del acero actuando con un brazo de palanca. Éste brazo de palanca con la forma de la seccióny generalmente fluctúa entre 0,6 h y 0,9 h, con un valor común de 0,8 h. por lo tanto, el área del acero requerida se aproxima por:


En donde m = factor de seguridad, factor de carga.
Suponiendo que el concreto en el lado de compresión está bajo un esfuerzo de 0,85 f’c, entonces el área del concreto requerida a la ruptura bajo compresión es:


La cual es proporcionada por el patín decompresión (ocasionalmente con la ayuda de parte del alma). El área del alma y el alma del concreto en el lado de tensión se diseña o calcula para proporcionar resistencia al esfuerzo cortante y para recubrir el acero, respectivamente. Además, el concreto en el lado de tensión precomprimida tiene que soportar el preesfuerzo en la transferencia. Para un diseño preliminar, éstas áreas se obtienenfrecuentemente por comparación con diseños previos en vez de ejecutando los cálculos implícitos.


Diseño final:
Aunque lo anterior ilustra un diseño preliminar basado en la resistencia de la ruptura, debe considerarse que un diseño final es más complicado en los siguientes factores:
Deben escogerse factores de cargas apropiados y precisos para el acero y el concreto, relacionados con la cargadel diseño y posibles sobrecargas para la estructura particular.
Deben investigarse los esfuerzos compresivos para la transferencia para el patín de tensión, generalmente por la teoría elástica. Además, el patín de tensión debe ser capaz de contener apropiadamente el acero.
Para ciertas secciones puede no ser fácilmente determinada la posición aproximada del eje neutro de ruptura.
El diseño delalma dependerá del esfuerzo cortante y de otros factores.
El brazo de palanca efectivo para el par interno resistente, posiblemente sea necesario calcularlo con más exactitud.
Es necesario comparar la deflexión excesiva y los sobre esfuerzos.
Debido a estos factores, se puede hacer el diseño final a la flexión razonablemente bueno para las secciones con adherencia, basándose en lasconsideraciones de la resistencia a la ruptura.

Disposición del acero:
La disposición del acero está gobernada por un principio básico con el objeto de obtener el brazo de palanca básico para el momento resistente interno, deberá colocarse tan cerca como sea posible del borde de tensión. Ésta es lo mismo para las tensiones preesforzadas que para las reforzadas. Pero para el concreto preesforzado, debeconsiderarse una condición mas: la condición inicial en la transferencia del preesfuerzo, si el s.g.s está muy próximo al borde de tensión y si no hay un momento flexionarte en la trabe de importancia para llevar el centro de presión cerca del núcleo dentro de él, el patín de flexión puede estar sobre comprimido en la transferencia, mientras que el patín de compresión puede estar bajo un altoesfuerzo de tensión. Por lo tanto, esto trae una condición especial en el concreto preesforzado: es deseable un gran momento en la transferencia, para que así en acero pueda colocarse tan cerca del borde como sea posible. Sin embargo, no se obtiene economía al añadir un peso muerto innecesario a la estructura con el objeto de proporcionar un mayor brazo de palanca para el acero, porque cualquier...