Calculo De Estructuras En Puentes

PUENTES SOBRE VIGAS PRESFORZADAS

LA IDEA DEL PRESFUERZO
Barril de madera Diagramas de cuerpo libre Duelas de madera Presfuerzo de tracción Zuncho Zuncho metálico Duela

Presión interna

presfuerzo de compresión

LA IDEA DEL PRESFUERZO
PRESFUERZO: Introducción de un estado de esfuerzos antes de cargar la pieza para conseguir un mejor comportamiento en ella

LA IDEA DEL PRESFUERZOLa carga concentrada introducida por el puntal reduce el momento actuante sobre la viga

COMPORTAMIENTO DEL CONCRETO
módulo tangente módulo secante

esfuerzo uniaxial

compresión

≅

f tr = f ’c /12

acortamiento
0.002

ε tr = f ’c /10

6

elástica

permanente

deformación

total

Elevada resistencia a compresión Baja resistencia a tracción

SOLUCIONES AL PROBLEMA• Concreto armado • El concreto toma la compresión • El acero toma la tracción • La sección funciona agrietada

SOLUCIONES AL PROBLEMA
• Concreto presforzado • El concreto se somete a una compresión previa a la aplicación de las cargas externas

SOLUCIONES AL PROBLEMA
• Concreto presforzado • Aplicación de cargas externas • La sección funciona sin agrietarse

SOLUCIONES AL PROBLEMA
•La solución con presfuerzo mejora si la carga de presfuerzo se aplica de manera excéntrica, su capacidad para tomar carga externa aumenta considerablemente

CONCRETO PRESFORZADO
• Los primeros intentos de hacer concreto presforzado se deben al Ing. P.A.Jackson en 1872 quien patentó un método para construir arcos y bóvedas

CONCRETO PRESFORZADO
• Los primeros intentos de presforzarconcreto fallaron por el desconocimiento de dos fenómenos propios de la reología del concreto: • RETRACCIÓN • FLUENCIA
Longitud inicial

Alargamiento del acero = 0.00067*L

Acortamiento del concreto = 0.0006*L

Se pierde la mayor parte del presfuerzo

LAS PÉRDIDAS EN EL CONCRETO PRESFORZADO
• • • • • DEFORMACIÓN DEL ACERO DE RESISTENCIA NORMAL E constante Esfuerzo aplicado = 1400 kg/cm2 ε =σ/E = 1400/2100000 = 0.00067 Esfuerzo remanente en el acero despues de pérdidas σ = ε*E = (0.00067-0.0006)*2100000= 147 kg/cm2 Pérdidas: 89.5%

•
•

LAS PÉRDIDAS EN EL CONCRETO PRESFORZADO
• En 1939 el Ing Eugene Freyssinet estudió las fenómenos de fluencia y retracción e introdujo el acero de alta resistencia en el concreto pretensado
Con acero de alta resistencia: ε= σ/E = 10500/2100000 =0.005 Deformación después de pérdidas ε=0.005-0.00060=0.0044 Esfuerzo remanente : σ=ε*E= 0.0044*2100000=9240 kg/cm2 Pérdidas: 12%

CONCRETO PRESFORZADO, UN EJEMPLO
W=446 kg/m
P = 20.43 ton e = 7.6 cm A= 463.5 cm2 I=35939 cm4 W = I / y = 2364 cm3 g = 111 kg/m Mg a L/2 = g*L^2/8
Compresión = + Tracción = -

Mg = 517 kg*m Efecto del presfuerzo kg/cm2 44 - 66 = -22 fs = P/A-P*e*ys / I

e Pfi = P/A+P*e*yi / I kg/cm2 44 + 66 = 110 L/2
Efecto del peso propio f=Mg*y / I 110 - 22 + 22 = 0 Efecto de la carga f=Mw*y / I = + 88 - 88 0 +88 Total +88

-22

CONCRETO PRESFORZADO, UN EJEMPLO

LOS MATERIALES EN PRESFORZADO CONCRETO
• Concreto • Alta resistencia: no menos de 350 kg/cm2 • Baja relación a/c • Mínimas retracción y fluencia

CONCRETO,RETRACCIÓN Y FLUENCIA • Fenómenos dela reología del concreto que tienden a disminuir su volumen con el tiempo

CONCRETO,RETRACCIÓN Y FLUENCIA
• Variación esquemática de las deformaciones por fluencia y retracción con el tiempo

fluencia

retracción

LOS MATERIALES EN PRESFORZADO ACERO
• Aceros de alta resistencia y Es baja relajación fu er zo • Alambres s ks • Cables i • Barras • Resistencias que varían entre 10000 y19000 kg/cm2 • Acero de refuerzo
Ef e z e ki su r o n s Guayas de pretensado (270 ksi ) A lambre alivi ado de esfuerzo ( 235 ksi) Ba rras de prete nsar de alta resistenci a (160 ksi) Acero de refuerzo de grado 60 con escal ón de f luencia Ac ero de refuerzo de grado 60 si n fluenci a definida

Es fu er zo s M pa

deformaci ón

Ef e z e Ma su r o n p

LOS MATERIALES EN PRESFORZADO OTROS...