INTRODUCCIÓN

El concreto pretensado o presforzado, es un concreto en el cual han sido

introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos

resultantes de las cargas externas dadas se equilibran hasta un grado deseado.

El presfuerzo puede definirse en términos generales como el precargado de

una estructura, antes de la aplicación de las cargas de diseño requeridas, hecho

en forma tal que mejore su comportamiento general.

El acero es un material en el que el hierro es predominante y cuyo

contenido en carbono es, generalmente, inferior al 2% y contiene otros elementos.

La unificación en una sola Instrucción del concreto armado y del

pretensado hace que se distingan claramente las prescripciones para las

armaduras en cada tipo de concreto. Las armaduras pasivas son las utilizadas en

el concreto armado, mientras que en el concreto pretensado podemos encontrar

armaduras activas y pasivas.

Al tomar en cuenta algunos de éstos aceros para la fabricación del

pretensado se deben consultar sus propiedades mecánicas como lo son el módulo

de flexibilidad y la resistencia a la rotura para así obtener el mayor rendimiento en

nuestro concreto.

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ARMADURAS PASIVAS

Son armaduras pasivas las barras o mallas de acero dispuestas en el

concreto para garantizar la resistencia a tracción del elemento compuesto

(concreto-acero) o evitar la fisuración por tensiones de tracción en el hormigón.

La característica distintiva de las armaduras pasivas frente a las activas es

que no incorporan tensión previa (pretensada o postensada) a la inducida por las

cargas actuantes.

Se distingue entre barras corrugadas, mallas electrosoldadas y armaduras

básicas electrosoldadas en celosía.

Se utilizan barras corrugadas y alambres corrugados y lisos, estando los

alambres limitados a su uso en mallas electrosoldadas y armaduras en celosía.

Los aceros utilizados en las armaduras pasivas se identifican con la letra B

(asociada al hecho de ser aceros para concreto) fy (tensión de límite elástico del

acero en N/mm2) y la letra S (para barras corrugadas) o T (para alambres). Tan

sólo se utilizan los aceros B400S, B500S y B500T.

Las armaduras pasivas se emplean para el concreto armado, y como bien

han dicho ya, no empiezan a trabajar hasta que el elemento de concreto esté

sometido a cualquier acción, estas armaduras serán de acero podrán estar

constituidas por barras corrugadas, mallas electrosoldadas y armaduras básicas

electrosoldadas en celosía.

Estas armaduras no empiezan a trabajar hasta que actúan las acciones

exteriores o hasta que se desencofra, en el caso del peso propio, que no es una

acción "exterior".

Las novedades respecto a la normativa precedente se pueden resumir en los

siguientes puntos:

•Se establece la necesidad de acompañar la certificación de la adherencia para las

barras corrugadas para cada partida de armaduras suministrada.

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•Sólo se aceptan barras corrugadas del tipo “soldable”.

•Las armaduras válidas son: las barras corrugadas, las mallas electrosoldadas y

las armaduras básicas electrosoldadas en celosía.

•Las armaduras lisas desaparecen de la Instrucción y sólo se admiten en los

elementos de conexión entre las barras longitudinales de las armaduras básicas

electrosoldadas en celosía.

•Se recupera el diámetro 14 mm en la serie de diámetros nominales a utilizar.∅

Las series de diámetros nominales a utilizar se definen en la siguiente tabla:

Series de diámetros nominales para armaduras pasivas (mm)

Barras corrugadas

6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 20 -25 - 32 - 40

Alambres corrugados en mallas electrosoladas

5 - 5,5 - 6 - 6,5 - 7 - 7,5 - 8 - 8,5 - 9 - 9,5 - 10 - 10,5 - 11 - 11,5 - 12 - 14

Alambres corrugados o lisos en armaduras básicas electrosoldadas en

celosía

5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 12

Denominación del acero

Acero en barras corrugadas reconocido por la Instrucción:

B 400 S acero soldable de límite elástico no menor de 400 N/mm² (antiguo

AEH-400-S).

B 500 S acero soldable de límite elástico no menor de 500 N/mm² (antiguo

AEH-500-S).

Alambres para mallas y armaduras básicas electrosoldadas:

B 500 T acero de límite elástico 500 N/mm² (antiguo AEH 500 T).

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ARMADURAS ACTIVAS

Son armaduras activas las de acero de alta resistencia mediante las cuales

se introduce la fuerza de pretensado.

Suelen ser barras, alambres (procedentes de estirado en frío o trefilado

suministrado habitualmente en rollo), cordones de 2 o 3 alambres (todo ellos del

mismo diámetro enrollados helicoidalmente en el mismo sentido de torsión),

cordones de 7 alambres (6 alambres del mismo diámetro enrollados

helicoidalmente en el mismo sentido de torsión alrededor del séptimo con diámetro

entre 1,02 y 1,05 el de los anteriores).

Se denomina tendón al conjunto de armaduras paralelas alojadas en un mismo

conducto y que, a efectos de cálculo se consideran una sola armadura. Para

armaduras de pretensado individuales suele denominarse tendón a cada una de

las armaduras.

Barras de pretensado

Alambres de pretensado

Cordones de pretensado

Las armaduras activas son las que se emplean para pretensar, por tanto ya

están trabajando antes de que el elemento estructural reciba ninguna carga

exterior. Las armaduras activas pueden ser pretensadas donde se les da una

cierta carga y después se le coloca concreto, comenzando a trabajar desde que se

considera que el concreto ha alcanzado una resistencia determinada y desde

luego antes de la puesta en servicio del elemento y pueden ser postensadas que

son cordones y tendones igualmente, se añade el elemento de concreto ya

finalizado, aunque este procedimiento constructivo es más fácil de ver en obra

civil.

Resistencia a la fatiga.

Adherencia.

Soldabilidad.

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-Susceptibilidad a la corrosión bajo tensión.

Los alambres

Los alambres redondos que se usan en la construcción de concreto

presforzado postensado y ocasionalmente en obras pretensadas se fabrican en

forma tal que cumplan con los requisitos de la especificación ASTM A-421,

"Alambres sin Revestimiento, Relevados de Esfuerzo, para Concreto

Presforzado". Los alambres individuales se fabrican laminando en caliente lingotes

de acero hasta obtener varillas redondas. Después del enfriamiento, las varillas se

pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta el tamaño requerido.

En el proceso de esta operación de estirado, se ejecuta trabajo en frío sobre el

acero, lo cual modifica grandemente sus propiedades mecánicas e incrementa su

resistencia. Los alambres se utilizan especialmente para estructuras pretensadas.

Torones

El torón se usa casi siempre en miembros pretensados, y a menudo se usa

también en construcción postensada. El torón es fabricado con siete alambres, 6

firmemente torcidos alrededor de un séptimo de diámetro ligeramente mayor. En el

caso de torones de 1/2″ con un área de torón de 0.987, el acero de presfuerzo no

presenta un esfuerzo de fluencia definido. Usualmente este esfuerzo se calcula

como el correspondiente a una deformación unitaria de 1.0 por ciento.

Para los torones se usa el mismo tipo de alambres relevados de esfuerzo y

estirados en frío que los que se usan para los alambres individuales de presfuerzo.

Sin embargo, las propiedades mecánicas se evidencian ligeramente diferentes

debido a la tendencia de los alambres torcidos a enderezarse cuando se les sujeta

a tensión, debido a que el eje de los alambres no coincide con la dirección de la

tensión. Al torón se le releva de esfuerzos mediante tratamiento térmico después

del trenzado. Los torones de bajo relajamiento se pueden conseguir mediante

pedido especial.

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Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde

0.25 pulgadas hasta 0.6 pulgadas de diámetro.

Las varillas

Las varillas para el refuerzo de estructuras de concreto reforzado, se

fabrican en forma tal de cumplir con los requisitos de las siguientes

Especificaciones ASTM: A-615 "Varillas de Acero de Lingotes Corrugadas y Lisas

Para Concreto Reforzado", A-616 "Varillas de Acero de Riel Relaminado

Corrugadas y Lisas para Refuerzo de Concreto", o la A-617 "Varillas de Acero de

Eje Corrugado y Lisas Para concreto Reforzado".

Las varillas se pueden conseguir en diámetros nominales que van desde

3/8 de pulg. Hasta 1 3/8 de pulg., con incrementos de 1/8 de pulg., y también en

dos tamaños más grandes de más a menos 1 ¾ y 2 ¼ de pulg.

Es importante que entre el acero de refuerzo exista adherencia

suficientemente resistente entre los dos materiales. Esta adherencia proviene de

la rugosidad natural de las corrugaciones poco espaciadas en la superficie de las

varillas.

Las varillas se pueden conseguir de diferentes resistencias. Los grados 40,

50 y 60 tienen resistencias mínimas especificadas para la fluencia de 276,345 y

414 N/mm2 respectivamente. La tendencia actual es hacia el uso de varillas del

grado 60.

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CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL ACERO EN EL CONCRETO

PRETENSADO.

Las características mecánicas mínimas de los aceros para armaduras

(barras corrugadas y mallas electrosoldadas) vienen establecidas en las

normativas. Las armaduras de celosía cumplirán las características mínimas de

barras corrugadas o alambres según se trata de uno u otro elemento.

Los alambres y cordones de pretensado también han de cumplir

especificaciones mínimas en cuanto a tensión de rotura y a relajación.

En el caso de los alambres redondos lisos el módulo de elasticidad es

semejante al del refuerzo ordinario, presentando un valor de más o menos

2’000,000 de kilogramos por cm2. En el caso de torón y para varillas de aleación

el módulo de elasticidad está entre 1’900,000 y 1’960,000 kilogramos por cm2.

Las características a considerar en los aceros:

Carga unitaria máxima.

Límite elástico. Para acero de alta resistencia (armaduras activas) definido

convencionalmente como la tensión para una deformación del 0,2%.

Alargamiento permanente concentrado (incluyendo la zona de estricción) en

rotura.

Alargamiento bajo carga máxima.

Módulo elástico.

Resistencia a la tracción desviada (solo para cordones de diámetro igual o

superior a 13 mm).

Aptitud al doblado.

Relajación.

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TENSIONES ADMISIBLES EN EL ACERO DE PRETENSADO.

La tensión de tracción en el acero de pretensado debe ser menor o igual

que los siguientes valores:

a) debido a la fuerza del gato en el acero de pretensado 0,94 fpy (pero no mayor

que el menor valor obtenido entre 0,80 fpu y el máximo valor recomendado por el

fabricante del acero de pretensado o de los dispositivos de anclaje).

b) inmediatamente después de la transferencia del pretensado 0,82 fpy (pero no

mayor que 0,74 fpu) .

c) cables de postensado, en los dispositivos de anclajes y de acoplamiento,

inmediatamente después de la transferencia de la fuerza. 0,70 fpu.

Hay que observar que las tensiones admisibles indicadas en(a) y (b) se

aplican tanto a los cables de pretensado como a los cables de postensado. Con

frecuencia los cables de pretensado se tensan al 75 por ciento de fpu. Esto dará

por resultado una tensión menor que 0,74fpu luego de la transferencia.

RELAJACIÓN

El relajamiento se define como la pérdida de esfuerzo en un material

esforzado mantenido con longitud constante.

En los miembros de concreto presforzado, el flujo plástico y la contracción

del concreto así como las fluctuaciones de las cargas aplicadas producen cambios

en la longitud del tendón. Sin embargo, cuando se calcula la pérdida en el

esfuerzo del acero debida al relajamiento, se puede considerar la longitud

constante. El relajamiento continúa indefinidamente, aunque a una velocidad

decreciente. Debe de tomarse en cuenta en el diseño ya que produce una pérdida

significativa en la fuerza pretensora.

La magnitud del relajamiento varía dependiendo del tipo y del grado del

acero, pero los parámetros más significativos son el tiempo y la intensidad del

esfuerzo inicial.

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Se produce cuando al acero de presfuerzo se mantiene en tensión,

experimentando un reacomodo y rompimiento interno de partículas. Esta

relajación debe tomarse en cuenta en el diseño ya que produce una pérdida

significativa de la fuerza presforzante. Actualmente, la mayoría de los aceros son

de baja relajación y son conocidos como Acero de Baja Relajación, y deben de

preferirse sobre los otros para evitar pérdidas excesivas. También se define como

la pérdida de tensión a deformación constante dividida por la tensión inicial y es

una característica esencial de las armaduras activas.

ESPECIFICACIONES INTERNACIONALES

A.S.T.M.

Sigla de la American Society for Testing and Materials, fundada en 1898. Es la

mayor organización científica y técnica para el establecimiento y la difusión de

normas relativas a las características y prestaciones de materiales, productos,

sistemas y servicios.

ASTM: A-615 "Varillas de Acero de Lingotes Corrugadas y Lisas Para

Concreto Reforzado".

ASTM: A-616 "Varillas de Acero de Riel Relaminado Corrugadas y Lisas

para Refuerzo de Concreto".

ASTM: A-617 "Varillas de Acero de Eje Corrugado y Lisas Para concreto

Reforzado".

ASTM A-421, "Alambres sin Revestimiento, Relevados de Esfuerzo, para

Concreto Presforzado".

ASTM A-416, "Cable Trenzado, Sin Revestimiento, de Siete Alambres,

Relevado de Esfuerzos, Para Concreto Presforzado".

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CONCLUSIÓN

En el acero de pretensado podemos conseguir una variedad de

características mecánicas según sean para armaduras (barras corrugadas y

mallas electrosoldadas), para armaduras de celosía, alambres y cordones de

pretensado, alambres redondos lisos, torones y varillas de aleación en las

normativas vigentes.

También se debe tener en cuenta que al momento de diseñar elementos

pretensados, se trabaja con tensiones admisibles. Es por ello que se debe cumplir

con estos límites que señala la normativa vigente (ACI 318S-05 o también

AASHTO 1996). En la relajación del acero de pretensado el acero es estirado y

mantenido en una longitud constante o deformación constante y a una

temperatura también constante, con esto se mide la pérdida de tensión a lo largo

del tiempo, ello constituye una prueba de relajación (hay que tomar en cuenta que

a mayor temperatura, mayor es la relajación).

Se ha encontrado una manera especial para combinar aceros y concretos

de muy alta resistencia. Este tipo de construcción se conoce como concreto

preesforzado el acero, usualmente en forma de alambres, cables o barras, se

embebe en el concreto sometiéndolo a una tensión alta, la cual se equilibrara con

esfuerzos de compresión en el concreto después del endurecimiento.

El concreto preesforzado ha extendido significativamente el rango de luces

posibles del concreto estructural y los tipos de estructuras para los cuales es

adecuado.

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BIBLIOGRAFÍA

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8#es_sm=93&espv=210&q=www.emcocables.com

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