Manual Básico para el diseño y revisión de vigas de Hormigón Pretensado

Texto completo

(1)Trabajo. Diploma. HORMIGÓN PRETENSADO. Curso: 2009-2010. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultadde Construcciones.

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(3) Pensamiento. Nada hay que nos pueda impedir elevarnos y mejorarnos, y nadie puede detener nuestro progreso más que nosotros mismos. Hamblin..

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(5) Dedicatoria. Quiero dedicarle no solo este trabajo, sino toda mi carrera universitaria y quien soy hoy, a quien me dio la vida y me enseñó a ir por el camino correcto: mi mamá María Delvis Castañeda Valdivia; por estar siempre ahí cuando la he necesitado y por el inmenso amor que me ha dado..

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(7) Agradecimientos. A mi familia: Muchos son los nombres, pero a todos les quiero, especialmente a mi mamá María Delvis Castañeda Valdivia, a mi hermana Dianelys Álvarez y a mi padrastro René Carvajal Sánchez, gracias por ayudarme con mis problemas y sacarme de apuros cada vez que necesitaba algo. Los adoro. A mi Tutor: Dr. Ing. Alexis Negrín Hernández, por brindarme sus conocimientos y experiencias, por su certera conducción ,por dedicarme el tiempo que fue necesario para atender las dudas e incertidumbres que tuve durante el desarrollo del trabajo y por hacerme comprender que sí podía alcanzar los objetivos propuestos en este proyecto de tesis. A mi novia Celia Sánchez, por darme aliento y no perder la esperanza de compartir momentos felices por difíciles que sean las circunstancias. A la Universidad Central de Las Villas por haberme abierto sus puertas y darme la posibilidad de realizar esta superación profesional. Al Colectivo de Profesores de la carrera de “Ingeniería Civil” de la Facultad de Construcciones por la dedicación, profesionalidad y esmero que entregaron para nuestra formación académica. A los compañeros del grupo, que juntos compartimos el apoyo espiritual y fraternal que necesitábamos para enfrentar las tareas asignadas durante el tiempo lectivo. Y a todo aquel que incursionó en la cruzada de creer, que por difícil que fuese el momento, los sueños se pueden hacer realidad. Por su apoyo incondicional: Muchas gracias..

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(9) Resumen. Resumen En este Trabajo de Diploma: “Manual Básico para el diseño y revisión de vigas de Hormigón Pretensado”; desarrollado en el Departamento de Ingeniería Civil y el Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y los Materiales (CIDEM), de la facultad de Construcciones de la UCLV, en el curso 2009-2010, se presenta una metodología para el cálculo completo (diseño y revisión) de vigas de Hormigón Pretensado. La estructuración del manual sigue un formato docente con los clásicos temas de: Conceptos y Principios Básicos, Equipos Usados, Propiedades de los Materiales, Diseño en Etapa Elástica, Chequeo del Estado Último de Resistencia a Flexión , Diseño por Cortante, Trazado de Cables, Valoración de las Pérdidas y Chequeo de Estados de Servicio (deflexión).. Se desarrollan ejemplos de cálculos sobre la base de problemas reales que se presentan en el diseño y revisión de estructuras pretensadas (Vigas del Puerto de Cienfuegos) y se anexan hojas de cálculo en Excel como herramienta adicional al Manual Básico, que dan respuestas a los problemas planteados.. Para su confección se siguió como norma de cálculo el ACI 2002 (totalmente compatible con la ACI 2005), ya que la futura Norma Cubana basa su enfoque en la misma, aunque se tuvo en cuenta otras normas y criterios de autores “clásicos” de la temática, que enriquecen el trabajo y aportan todas las experiencias acumuladas, desde el inicio del uso del pretensado como técnica, hasta nuestros días..

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(11) Indice. Introducción……………………………….……………………………………………….. I. Capítulo I. Revisión bibliográfica………………………………………………………. I. 1.1 Introducción………………………………………….…………………………….. 1. 1.2 Breve reseña de la literatura consultada……….………………………………. 1. 1.3 Historia y evolución del Hormigón Pretensado………….…………………….. 12. 1.3.1 Cronología histórica……………..……………………………………………. 12 Capítulo II. Manual Básico para el diseño y revisión de vigas de Hormigón Pretensado. Ejemplos……………………………………………………… 16 Tema I. Conceptos y Principios Básicos…………………………………………….. 16 2.1.1 Introducción…………………………………………….………………………. 16 2.1.2 Clasificación………………...…………………………..………………………. 17 2.1.3 Etapas de trabajo de una viga pretensada…………..………………………. 20 2.1.4 Estados de esfuerzos…………………………………………………..………. 20 2.1.5 Estados de Cargas……………………………….…………………………….. 25 2.1.6 Variación de la fuerza de pretensado………….…………………………….. 26 2.1.7 Comparación entre el Hormigón Armado y el Pretensado….….………….. 27 2.1.8 Ejemplo Ilustrativo…………………………………………….………………... 28 Tema II. Métodos y equipos de hormigón pretensado......................................... 34 2.2.1 Introducción…………….……………………………………………………….. 34 2.2.2 Postesado o Postensado…….……….…………………………………........... 34 2.2.2.1 Conductos……………..…………………………………………………….. 35 2.2.2.2 Dispositivos de anclaje……….…..………………………………………… 36 2.2.2.3 Aparatos de tesar. Gatos……….….…………………………………….…. 39 2.2.2.4 Equipos de inyección……….……..…………………………………….….. 40 2.2.3 Pretesado o Pretensado…………….……….………………………….………. 40 2.2.4 Otros sistemas……………………….……………………………………….…. 41 Tema III. Materiales………………………………………………………………………. 42 2.3.1 Introducción…………………………….……………………………………….. 42 2.3.2 Hormigón……………….……………….……………………………………….. 42 2.3.2.1 Calidades requeridas…………….………………………………............... 42.

(12) Indice. 2.3.2.2 Características mecánicas del hormigón……………..…………………. 43 2.3.2.3 Diagramas de comportamiento ζ – ε del hormigón………...…………… 43 2.3.2.4 Deformaciones diferidas del hormigón. Retracción y fluencia………… 47 2.3.2.5 Coeficiente de Poisson………………………..…………………………… 47 2.3.2.6 Coeficiente de dilatación térmica……....…………………………………. 47 2.3.3 Aceros…………………….……………….……………………………………… 47 2.3.3.1 Importancia del acero de alta resistencia……..…………………………. 47 2.3.3.2 Tipos de acero preesforzado………..…………………………………….. 50 2.3.3.3 Refuerzo no preesforzado……….………………………………………... 53. 2.3.3.4 Propiedades de esfuerzo-deformación del acero…………..…………... 55 2.3.2.5 Relajamiento del acero………………………..…………………………… 57 Tema IV. Métodos de Estados Límites. Principios………………………………... 61 2.4.1 Criterios diversos de seguridad. Factores de incertidumbre…………….... 61. 2.4.1.1 Métodos de tensiones admisibles……..………………………………… 61 2.4.1.2 Método de rotura………………….………………………………………... 62. 2.4.1.3 Factores de incertidumbre……………..………………………………….. 63. 2.4.1.4 Método de los estados límites…………..………………………………… 64 2.4.2 Definición del método de los estados límites……….….……………………. 64 2.4.3 Categoría de los estados límites…….………………………………………… 65 2.4.4 Principios básicos……………………….……………………………………… 65 Tema V. Flexión…………………………………………………………………………... 69 2.5.1 Introducción…………………………………………………………….. ……… 69 2.5.2 Esfuerzos en el centroide. Expresiones analíticas…………………………. 69 2.5.3 Centro de presiones………………….………………………………………… 71 2.5.4 Esfuerzos límites admisibles………….……………………………….……… 72 2.5.5 Puntos límites: núcleo límite y núcleo central…….……….………………… 76 Tema VI. Diseño de secciones a flexión……………………………………………… 80 2.6.1 Hipótesis de cargas……………………….……………………………………. 80 2.6.2 Método de diseño………..……………………………………………………… 80 2.6.3 Tipo de diseño……….…………………………………………………………. 82.

(13) Indice. 2.6.4 Determinación de la sección………………………………….………………. 82 2.6.5 Criterios para la elección de la forma de la sección…….…………………. 83 2.6.6 Diseño en etapa elástica con sección fijada………………….…………….. 86 2.6.7 Determinación de esfuerzos elásticos en el acero de preesfuerzo para secciones no agrietadas…………………………………………………103 2.6.8 Capacidad última a la flexión……………………….………………………… 103 2.6.9 Límites del refuerzo…………………….……………………………………… 113 2.6.10 Refuerzo adherido mínimo…………….………….…………………………. 113 Tema VII. Trazado de cables………………………………………………………….. 114 2.7.1 Introducción……………………………………………………………………. 114 2.7.2 Trazados límites………..….…………………….……………………………... 114 2.7.2.1 Trazado límite inferior…………………………………………………….. 115 2.7.2.2 Trazado límite superior…………………………………………………… 116 2.7.2.3 Huso límite…………….……….…………………………………………… 116 2.7.3 Ejemplo ilustrativo…………………………….……………………………….. 117 Tema VIII. Pérdidas…………………………………………………………………….. 124 2.8.1 Introducción…………….……………………………………………………… 124 2.8.2 Pérdidas instantáneas……………………….………………………………… 125 2.8.3 Pérdidas diferidas…………………………………………………................. 134 2.8.4 Ejemplos de determinación de pérdidas……….…..………………………. 139 Tema IX. Diseño a cortante……………………………………………………………. 154 2.9.1 Introducción……………………………………………….……………………. 154 2.9.2 Cortante y tensión diagonal en vigas sin agrietar…….……………………. 155 2.9.3 Agrietamiento diagonal producido por cortante…..……...………………… 160 2.9.4 Refuerzo en el alma por cortante……………………………………………. 166 2.9.5 Criterios de diseño por cortante según el ACI……………………………… 170 2.9.6 Ejemplo. Diseño del refuerzo del alma por cortante………………………. 177 Tema X. Deflexión…………………………………………………………………….... 181 2.10.1 Introducción…….……………………………………………………………. 181.

(14) Indice. 2.10.2 Deflexiones a corto plazo………………………………………................. 182 2.10.3 Deflexiones a largo plazo………………………………………................. 183 2.10.4 Deflexiones en vigas agrietadas………………………………………….. 186 2.10.5 Deflexiones permisibles…………….……………………………………… 188 Conclusiones…………………………….……….……………………………………… 189 Recomendaciones…………………….….…………………………………………….. 190 Bibliografía………….…….……………………………………………………………… 191 Anexos…………………………….……………………………………………………… 192.

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(16) Introducción. Introducción El hormigón posee una buena resistencia a la compresión y resulta un material versátil para su uso en estructuras. Su principal inconveniente, no obstante, es su desigual resistencia entre la compresión y la tracción: es muy pequeña a tracción. Este motivo obliga a suplir esta carencia mediante armaduras que tomen las tensiones de tracción resultando de esta manera el conocido material hormigón armado.. Normalmente la escasa resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la tracción, esto se logra colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce como hormigón armado convencional. Esta forma de proporcionar resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia adecuada al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir el agrietamiento para ciertos niveles de carga.. Se denomina Hormigón Pretensado a un hormigón al que, antes de ser utilizado, se le produce un estado de tensión, previo a la carga de la estructura, de manera tal que anule, o disminuya, las tensiones de tracción en el hormigón. Esto se logra al colocar acero en el interior del elemento, el cual es estirado hasta alcanzar una determinada tracción, para posteriormente anclarlo en los extremos. De esta manera, el cable produce compresión sobre la viga y esta tracción sobre el cable. Integralmente estas fuerzas están en equilibrio. De esta última forma es como se utiliza el pretensado en estructuras de hormigón. El cable o barra a tensar se ubica en la parte inferior del elemento, si la viga es simplemente apoyada. La contra flecha que adquiere la viga al recibir la tensión del acero en su parte inferior, permite que al recibir la carga las deformaciones se compensen recuperando la forma recta. Normalmente al aplicar esta técnica, se emplea hormigón y acero de altas resistencias para resistir los enormes esfuerzos inducidos. I.

(17) Introducción. Su diferencia con el hormigón armado es que en este la armadura es pasiva y trabaja cuando las cargas exteriores actúan sobre ella, mientras que en cambio la armadura en el precomprimido es activa y se tensa previamente a la actuación de las cargas que va a recibir la estructura.. El principio básico del pretensado fue aplicado hace siglos, cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido.. Aunque a través del tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, la contribución más importantes a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet (1879-1962), quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón, siendo su principal aporte darse cuanta del efecto de la retracción y la fluencia en las pérdidas del esfuerzo pretensado. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o al mismo tiempo que la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material.. Entre las ventajas que ofrece el uso del hormigón pretensado pueden nombrarse:  Permite aprovechar materiales de alta resistencia, lo que conduce a estructuras más esbeltas y livianas, es decir, de menor sección.  Presenta una alta resistencia a la fatiga. La fatiga depende de la relación entre la variación de tensiones y las tensiones medias. Mientras la tensión es la misma ya sea pretensado o no (depende de la variación de cargas externas), el valor de las tensiones medias aumenta, con lo que la relación tensiones/ tensiones medias disminuye en el acero.. II.

(18) Introducción.  Menor deformación: Esto posibilita que bajo cargas de servicio el hormigón permanezca en estado de no fisurado.  Mayor densidad e impermeabilidad.  Menor fisuración: Reduce las fisuras y aumenta la durabilidad de la estructura, por lo que soporta mejor excesos de carga sin sufrir daños permanentes. Las fisuras se cierran bajo la fuerza P una vez que desaparece la sobrecarga que las produjo.  Adecuado a sistemas de prefabricación.  Adecuado a grandes luces. Al ser el Hormigón Pretensado ideal para la prefabricación, su puesta en práctica es eficaz, en el sentido de que los tiempos de construcción en obra se disminuyen, lo que abarata costos. Sus ventajas deben hacer que este proceso se lleve a cabo en las condiciones actuales de nuestro país, aunque en la realidad casi no se está usando por una u otra razón. En la opinión de la mayoría de los especialistas cubanos es que se debe volver a los niveles de producción de estructuras de hormigón pretensado que había antes del Período Especial.. Desgraciadamente toda la tecnología y experiencia constructiva, y de diseño, que había en ese campo se ha perdido y es imprescindible retomar esa práctica. Para enfrentar ese volumen productivo, primero que todo, hay que estructurar, de nuevo, las metodologías de cálculo de elementos pretensados.. Con el presente trabajo se pretende presentar en forma de manual, de una manera estructurada, todo el cálculo de una viga de hormigón pretensado. Se seguirá como norma de cálculo el ACI 2002 porque la futura Norma Cubana basa su enfoque en la misma.. La estructuración del manual seguirá un formato docente con los clásicos capítulos sobre propiedades de los materiales, diseño elástico, diseño en estado límite último, trazado de cables, cortante, pérdidas, etc.. III.

(19) Introducción. Cada capítulo será ilustrado con algunos ejemplos reales de cálculos hechos por el autor o el tutor en la prestación de servicios científico-técnicos hechos en el CIDEM, como por ejemplo la revisión de las vigas del Puerto de Cienfuegos.. Para la gran mayoría de los capítulos de revisión y diseño estructurales se prepararán hojas de cálculo en Excel, con la mayor información posible para los proyectistas estructurales.. Antecedentes: El uso del hormigón pretensado en Cuba, como técnica generalizada, se remonta al principio de los años 50 del siglo pasado, lo que quiere decir que desde esos tiempos se hicieron los primeros cálculos estructurales.. Bajo régimen estrictamente científico en Cuba se trabajó el pretensado al aparecer la referencia Guyón (1965), un libro de texto y consulta que resume toda la teoría y la práctica creada por la escuela francesa de Pretensado fundada (a finales de la década del 20) por el ingeniero Eugène Freyssinet y de la cual Guyón fue su continuador y el primero que introdujo estas cuestiones en la docencia.. El pretensado como asignatura de pregrado se introduce en los planes de estudio A en los años 60 y continúa así hasta desaparecer como asignatura en los planes de estudio C (iniciados en 1990). Se debe destacar que en Hormigón Estructural II solo se estudia el diseño de pretensado en etapa elástica y chequeo del momento último, solo obteniéndose el número de cables en un diseño o el momento máximo que soporta una viga en un problema de revisión, pero nada se trata sobre trazado de cables, pérdida, cortante, etc.. Para impartir la asignatura en los años 70 los profesores Miguel Poggio y Ernesto Valdés hicieron su manuscritos para la preparación de las clases y luego fueron resumidas, en una especie de texto, referenciado en Poggio M. M., Valdés A. E., Vázquez R. J. (1983). Por largo tiempo este fue el texto básico de impartición de la asignatura hormigón pretensado, tanto en pregrado como posteriormente en postgrado. IV.

(20) Introducción. A pesar de desaparecer como asignatura en el plan de estudios, en el departamento de Ingeniería Civil de la facultad de Construcciones de la UCLV, se continuó investigando en el tema, resultados que se resumen totalmente en la referencia Bermúdez (2000) que presenta un coherente proceso de cálculo unificado de vigas pretensadas válido, incluso, no sólo para las condiciones cubanas. Todo este trabajo era compatible con la antigua Norma Cubana, la cual está en proceso de actualización y estará más acorde con la del ACI. Para la impartición de la asignatura Pretensado en la maestría de Estructuras (sobre todo para países latinoamericanos, que tienen como norma de cálculo directamente la aplicación del ACI) se preparó la referencia Negrín (2007) que es muy útil siempre y cuando la norma que se usa sea la del ACI versiones de 1999 ó 2002. El autor de este material usó fundamentalmente como literatura de consulta las referencias: Poggio M. M., Valdés A. E., Vázquez R. J. (1983) y Lin, T.Y. (1984) además del ACI 2002. Se debe señalar que esta referencia solo usa el sistema de unidades inglés por lo que a veces usarlo directamente en Cuba se hace muy difícil.. En resumen: en Cuba. hay bastante literatura de autores cubanos para la. impartición de la asignatura (que puede servir de antecedente y fuentes de consulta para futuros trabajos), pero los más actualizados con la norma de cálculo ACI se basan en el sistema inglés y se centran mucho en el problema docente y no ingenieril.. Planteamiento del problema: Para el. diseño y revisión de elementos. pretensados por ACI en Cuba,. existe. escasa o ninguna literatura al alcance del proyectista medio, contrastando con la abundante información que existe sobre el tema en el ámbito internacional, pero a la que no todos tienen alcance. debido a las dificultades que nos impone la era de la. informatización y la globalización de los conocimientos por Internet, es decir, se hace imprescindible una herramienta actualizada, interactiva, didáctica y asequible, tanto para funciones docentes como para el fácil manejo y aplicación de esta técnica en la producción. Es evidente que se hace necesario hacer un manual más accesible al proyectista medio. V.

(21) Introducción. Preguntas de investigación: 1. ¿Se han desarrollado en el extranjero, en los últimos años, algunos manuales de cálculo de pretensado que sean compatibles con la realidad cubana? 2. ¿De no existir dichos manuales, qué. tratamiento se le debe hacer a la. literatura existente para hacer un Manual Básico accesible al proyectista medio y con valor metodológico para aplicar a la docencia?. Hipótesis: 1. No existe en la literatura internacional un Manual Único para el Proyectista de estructuras de hormigón pretensado totalmente compatible con las condiciones cubanas. 2. Con toda la literatura existente, como fuente de consulta y adaptándola a la propuesta de Norma Cubana de cálculo de estructuras de hormigón armado y pretensado, se puede redactar un Manual Básico Unificado. Objetivos Generales: 1. Elaborar un Manual Básico para el Diseño y Revisión de vigas de hormigón pretensado, basado en la futura Norma Cubana (compatible con la actual ACI 2002) con el fin de que el proyectista medio lo pueda usar como herramienta de cálculo. 2. Elaborar hojas de cálculo en Excel como herramienta adicional al Manual Básico. Objetivos Específicos: 1. Realizar la actualización de la revisión y análisis crítico de la bibliografía. 2. Desarrollar los ejemplos de cálculos, manualmente, sobre la base de problemas reales que se presentan en el diseño y revisión de estructuras pretensadas. 3. Hacer las hojas de cálculo y resolver los problemas planteados. 4. Redactar el Manual Básico en formato accesible al proyectista medio, pero que también pueda ser utilizado como material docente.. VI.

(22) Introducción. Aportes: 1. Actualización de la revisión bibliográfica sobre diseño y revisión de estructuras de hormigón pretensado que existen en el Departamento. 2. Manual de cálculo para proyectistas, también con aporte a la docencia. 3. Hojas de cálculo en Excel. Tareas Científicas: 1.. Elaboración del Diseño de Investigación.. 2.. Estudio de bibliografía básica existente del tema.. 3.. Búsqueda de nueva bibliografía.. 4.. Escritura del Primer Capítulo.. 5.. Primera defensa parcial en la Línea de Investigación.. 6.. Metodología de solución de problemas de diseño y revisión de vigas de Hormigón Pretensado.. 7.. Ejemplos y solución de problemas de diseño y revisión.. 8.. Escritura del Segundo Capítulo.. 9.. Ordenamiento del manual.. 10.. Predefensa en la Línea de Investigación.. 11.. Escritura definitiva.. 12.. Defensa.. En base a lo descrito anteriormente, esta tesis se compone de 2 capítulos, conclusiones generales, recomendaciones, bibliografía, anexos. Los capítulos están descritos de la siguiente forma: Capítulo # 1: Revisión Bibliográfica. Capítulo # 2: Metodología de solución de problemas de diseño y revisión de vigas de Hormigón Pretensado. Ejemplos.. VII.

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(24) Capítulo I: Revisión bibliográfica. 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 1.1 INTRODUCCIÓN En este Trabajo de Diploma se pretende presentar un Manual para el cálculo completo de una viga de hormigón pretensado. La estructuración del manual seguirá un formato docente con los clásicos capítulos de: conceptos básicos y equipos usados, propiedades de los materiales, diseño en etapa elástica, chequeo del estado último de resistencia a flexión y cortante, trazado de cables, valoración de las pérdidas y chequeo de estados de servicio.. Se seguirá como norma de cálculo el ACI 2002 (totalmente compatible con la ACI 2005), ya que la futura Norma Cubana basa su enfoque en la misma, pero se tendrán en cuenta otras normas y criterios de autores, que enriquecen el trabajo y aportan todas las experiencias acumuladas, desde el inicio del uso del pretensado como técnica hasta nuestros días. Se valorarán las antiguas normas usadas en Cuba, algunos criterios de diseño basados en la norma de los años 80 de la antigua URSS (que fueron muy populares en Cuba), se valorarán algunos criterios del Eurocódigo y algunos otros autores “clásicos” de la temática de pretensado.. En esta parte de la revisión bibliográfica, por las características particulares de esta Tesis, más que comentar el estado del arte de la temática que se aborda, se hará una breve explicación de las características de la literatura usada como consulta y al final se hará una breve reseña histórica del pretensado, para luego comenzar el primer capítulo del Manual.. 1.2 BREVE RESEÑA DE LA LITERATURA CONSULTADA Se desarrollará, referencia a referencia, por el orden alfabético en que se ha ordenado la bibliografía.. Código ACI 318-02. En los EE.UU. no existe un código de diseño único oficial para el cálculo de estructuras de hormigón armado y pretensado, no obstante el principal y más reconocido es el American Concrete Institute (ACI) que existe desde 1904 con 1.

(25) Capítulo I: Revisión bibliográfica. actualizaciones cada 4 ó 5 años. Es este trabajo se usará el correspondiente al año 2002, compatible con el del 2005 y sin grandes variaciones con respecto al del año 1995 en lo referente a los aspectos de Hormigón Pretensado. Una segunda publicación del ACI: Commentary on Building Code Requirements for Structural Concrete contiene todo el material de apoyo e interpretación de las disposiciones de ACI. Para su mejor compresión debido a que está escrito en español en esta tesis se ha usado el PCA ACI 318-02.. El Código ACI presenta la siguiente distribución:. Capítulo I. Los requisitos generales: Donde se definen los requisitos generales de la norma y su alcance. Capítulo II y III. Especificaciones de los materiales: Se describen todas las características que cumplen los materiales usados. para el hormigón armado y pretensado: hormigón y acero. Capítulo IV. Control de calidad del hormigón: Enuncia los criterios a tener en cuenta para desarrollar el control de calidad de las resistencias del hormigón. Capítulo V. Propiedades del hormigón fresco: Enumera las propiedades que debe tener el hormigón fresco. Capítulo VI. Sistema de encofrados: Se dan los detalles para desarrollar los sistemas de encofrados. Capítulo VII. Detalles de armado: Detalla la forma de armar los elementos. Capítulo VIII. Requisitos generales de análisis y diseño: Enuncia los requisitos generales que debe cumplir un correcto diseño de elementos de hormigón armado y define las expresiones de cálculo. Capítulo IX. Resistencia y comportamiento en servicio: Define los estados de utilización que deben cumplir los elementos de hormigón armado y como se realizan dichos cálculos. Capítulo X. Cargas axiales y flexión: Analiza el caso particular de flexión con carga axial.. 2.

(26) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Capítulo XI. Cortante y torsión: Analiza el caso de esfuerzo cortante y el comportamiento del hormigón ante dicho esfuerzo, además trata el caso de la torsión. Capítulo XII. Longitudes de anclaje y empalmes: Se refiere a todos estos detalles constructivos que se deben tener en cuenta al fabricar un elemento de hormigón armado. Capítulo XIII. Losas en dos direcciones: Trata el caso particular de losas armadas en dos direcciones y sus disposiciones de cálculo. Capítulo XIV. Tabiques: Trata el caso particular de tabiques y sus consideraciones generales. Capítulo XV. Zapatas y cabezales de pilotes: Trata el caso particular de estos elementos y sus disposiciones de cálculo. Capítulo XVI. Hormigón prefabricado: Enuncia las características que deben cumplir los elementos de hormigón armado prefabricados y sus distintos usos. Capítulo XVII. Elementos de hormigón construidos en etapas. Capítulo XVIII. Hormigón pretensado: Capítulo totalmente dedicado al hormigón pretensado: notación, alcance, consideraciones y expresiones de diseño en etapa elástica y de agotamiento, estados de servicio, cortante, trazado de cables, pérdidas, etc. Capítulo XIX. Cáscaras y placas plegadas: Trata el caso particular de estos elementos y sus disposiciones de cálculo. Capítulo XX. Evaluación de la resistencia de las estructuras existentes: Trata la forma de proceder ante cálculo y revisiones de estructuras a rehabilitar estructuralmente. Capítulo XXI. Diseño sismorresistente: Detalla los criterios de diseño a cumplir cuando se proyecta y construye en zona sísmica. Capítulo XXII. Hormigón estructural simple: Capítulo especial que trata sobre los criterios de diseño y fabricación de este tipo de material.. El capítulo XVIII es el más usado en este trabajo donde viene muy bien detallado y en un orden casi igual al que se pretende dar a este Manual. Los aspectos tratados son, entre otros: la simbología usada, el campo de aplicación, los requisitos generales 3.

(27) Capítulo I: Revisión bibliográfica. de diseño resistente y de servicio, tensiones admisibles en el acero, pérdidas en el pretensado, resistencia a flexión, límites para la armadura de los elementos solicitados a flexión, armadura adherente mínima, trazado de cables, etc. Bases de cálculo de estructuras de hormigón armado y pretensado (2003). Basado en Eurocódigo. UNE-EN 1990. En este documento se presentan las bases de cálculo para elementos de hormigón armado sometidos a cualquier solicitación y los elementos pretensados a flexión. Es la interpretación que da la Norma Española al Eurocódigo. De forma general la parte de pretensado la presenta con su simbología, en esta versión del 2003, más acorde con la del ACI pero respetando los métodos de cálculo de anteriores Códigos donde el diagrama del hormigón se sigue tomando la clásica parábola-rectángulo y los preceptos del pretensado los clásicos: cálculo de los cables en etapa elástica y revisión de la etapa de agotamiento para carga máxima y mínima. Analiza los casos también de trazado de cables, detalles constructivos, pérdidas, cortante y chequeo de deformación. Hay tendencia a usar más los cables pretensados (tecnología Freyssinet) que los alambres, criterio coincidente más con los franceses y distinto a los usuales usados por los norteamericanos. Baykov, V. y E. Sigalov. (1986). “Estructuras de Hormigón Armado” Este es un libro de Hormigón Armado usado como texto básico en la antigua URSS hasta los años 90. Como texto clásico trae todo lo referente a propiedades de los materiales, diseño a carga axial, flexión, cortante, chequeo de estados de servicio, detalles constructivos y diseño de distintos elementos de hormigón armado. No trae un capítulo en específico de hormigón pretensado, pero en la parte de vigas a flexión analiza la metodología para el chequeo del estado último de vigas pretensadas, también en el capítulo de estados de utilización trata el caso de las vigas pretensadas: su chequeo a deformación y fisuración. Bermúdez M., M. (2000). “Método Unificado para diseño de secciones pretensadas”. Se aborda el diseño de vigas pretensadas a partir de un procedimiento que se ha definido como “Diseño Unificado”, el cual basa su esencia en el cumplimiento de 4.

(28) Capítulo I: Revisión bibliográfica. todos los estados que caracterizan el diseño completo de una sección, superponiéndolos en forma gráfica a modo de restricciones, en términos de la fuerza necesaria a aplicar a los cables o alambres y la posición que estos deben ocupar en la misma. Sobre este mismo concepto se ha trabajado la eficiencia en el diseño, luego de establecer una interpretación sobre los principios que determinan el menor costo de la misma. Se presenta además un estudio del comportamiento de tales secciones desde el punto de vista teórico - práctico, el cual se ha acompañado del resultado de ensayos que en buena medida avalan las principales conclusiones a que se ha podido arribar. Se concluye con la evaluación de las posibilidades prácticas de aplicación de vigas pretensadas en la conformación de entrepisos, constituyendo éstas el elemento resistente principal de la estructura, a partir de lo cual se establece un análisis en términos de Índices Técnico Económicos de Valor y Consumo de Materiales, que caracterizan y justifican el empleo de tales soluciones.. En el Capítulo I sobre los Antecedentes y estado actual del diseño de vigas pretensadas según criterios de eficiencia. En este capítulo se presenta un análisis del estado actual de la temática en el ámbito nacional e internacional asociado a los aspectos: Comportamiento de secciones de vigas pretensadas frente a las cargas y la incidencia de los principales factores que pueden determinarlo. La teoría del diseño de vigas pretensadas de diferentes Códigos y autores. La evaluación de procedimientos en torno a diseños eficientes. Las posibilidades de aplicación de vigas pretensadas, asociado a la conformación de estructuras como las que han motivado el desarrollo de esta tesis.. Destaca aquí la adecuada interpretación dada a un trabajo de vital importancia y significación para el diseño de pretensado como el presentado por N. Kachaturian que permite posteriormente hacer el enfoque unificado del diseño de una viga pretensada, objetivo supremo de esta tesis Doctoral.. 5.

(29) Capítulo I: Revisión bibliográfica. En el Capítulo 2 “Diseño unificado de vigas pretensadas” se desarrolla el diseño de secciones pretensadas, dentro de una etapa de “comportamiento no fisurado”, a partir de definir la llamada “zona útil”, como aquella que enmarca todas las posibles combinaciones de fuerza de tesado (P) y su posición (e0) tal que se satisfaga las condiciones impuestas. Aquí se desarrolla la teoría de diseño unificado de vigas pretensadas dada una sección conocida en cuanto a forma y dimensiones y se soluciona el problema interno del diseño eficiente. En el Capítulo 3 “Diseño Eficiente de Secciones Pretensadas”. se presenta la. metodología de diseño eficiente de secciones. Los procedimientos descritos tanto para secciones rectangulares como para. trapezoidales se implementaron en el. software “DIVIPRET”, lo cual permitió, además de validar todo lo que en términos teóricos se plantea, arribar a importantes conclusiones, sobre todo definir la relación entre las variables que conforman la sección eficiente ante un problema específico. En el Capítulo 4 “Criterios de Aplicación” donde se resuelven ejemplos reales que permiten determinar las posibilidades prácticas de empleo de secciones pretensada en la conformación de entrepisos de viviendas o estructuras similares, en cuanto a luces y cargas se refiere, justificando su competitividad técnico – económica.. Se debe destacar lo novedoso de este procedimiento unificado para el diseño de vigas pretensadas, que significa llevar a grado supremo de aplicación todos los pasos de un diseño correcto de viga pretensada, sobre la base de lo inicialmente planteado por Khachaturian. Muy ingenioso la definición de “zona útil” para todos los pasos del diseño de una viga pretensada. Guyón, Y. (1965). “Hormigón Pretensado”. Madrid: Editorial Doss. Aunque ya no tiene una aplicación directa este sigue siendo un texto fundamental para el estudio de las estructuras de hormigón pretensado. Se puede considerar el primer texto básico escrito sobre hormigón pretensado, su autor es el alumno y continuador de los primeros trabajos sobre hormigón pretensado sobre bases científicas realizados por Eugène Freyssinet.. 6.

(30) Capítulo I: Revisión bibliográfica. El prólogo del libro está escrito, precisamente por E. Freyssinet, espacio que aprovecha para expresar su opinión sobre un libro cuyo autor había sido su colaborador desde hacía muchos años y en el cual se trataban principios e ideas a cuya aplicación había consagrado su vida. Considera a Guyón, especialmente calificado para esclarecer una parte del campo del pretensado, cosa que no había sido lograda con gran interés por otras publicaciones en aquel entonces.. Representa, por tanto, un excelente material en el momento preciso para hacer realidad una idea que defendía Freyssinet desde hacía tantos años, redactado a fuerza de trabajo y de conciencia, por una inteligencia clara y precisa, dotada de una gran cultura matemática, con la fe en el valor y el porvenir del pretensado.. Este texto trata fundamentalmente temas que parecen muy limitados y que en sí mismos encierran una parte muy restringida del campo del pretensado. Pero en cuanto se profundizan surgen problemas y cuestiones, cuyas soluciones o respuestas, sí pueden ser halladas, serán aplicables a muchos otros sistemas de construcción. Se abordan problemas generales que pueden considerarse una parte común válida para muchas aplicaciones. De sus problemas generales, están algunos prácticamente resueltos, mientras que otros están muy lejos de estarlo, puesto que pueden ser solo resueltos en colaboración con otros especialistas en ciencias. Evidentemente no siempre pueden esperarse que todos los problemas estén completamente resueltos pues cada uno de ellos en sí, persiguen objetivos específicos. Tratan en todo momento de aumentar el margen de seguridad en la solución de problemas. Se caracteriza constantemente por la aplicación de teorías de la Resistencia de Materiales a las construcciones prefabricadas. Es distintivo el uso constante de múltiples ensayos necesarios para precisar las leyes de estos fenómenos para poder aplicarlos con completa seguridad.. Para representar el primer texto básico de Hormigón Pretensado, trata temas como; Generalidades comunes a las principales construcciones pretensadas y Nociones Preliminares apoyadas en ejemplos sencillos, Materiales utilizados para la ejecución de las construcciones pretensadas como conos de anclajes Freyssinet, cuñas metálicas, barras roscadas y tuercas y diversos sistemas de ejecución, Materiales del 7.

(31) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Hormigón Pretensado (hormigones y aceros), Influencia de los rozamientos de los cables en sus vainas en el momento de realizarse el tesado. Pérdidas de tensión que resultan de esto. Pérdidas en las curvas, Resistencia al fuego, Esfuerzos en los extremos de las piezas en las zonas próximas a las caras en las que se activan las fuerzas de pretensado, Anclaje por adherencia en las vigas pretensadas por medio de alambres tesados previamente, Esfuerzos en los extremos de las piezas pretensadas por medio de alambres tesados previamente. Zunchados. En una segunda parte aborda el Cálculo elástico de las vigas isostáticas con sección constante pretensadas por cables de sección uniforme y sometidas a flexión simple, Fórmulas diversas relativas a las vigas isostáticas de sección constante y de armadura uniforme, con sección constante provista de alambres paralelos tesados antes del hormigonado, de sección constante provista de cables levantados, Vigas isostáticas de canto variable sometidas a flexión simple y una tercera parte con ensayos realizados, resúmenes de los resultados de los ensayos realizados, indicaciones referente a los coeficientes de seguridad y al cálculo elastoplástico de las vigas isostáticas de hormigón pretensado.. Hormigón Pretensado (2009). Propuesta de Norma Cubana (según ACI 2005). Capítulo 27 según PCI (versión 14 de julio 2009) Como de costumbre, en las distintas normas de hormigón armado y pretensado, no es una norma particular si no que forma parte de un capítulo de la norma general, en este caso el capítulo 27 de la futura Norma Cubana. Se definen muy claramente los siguientes aspectos: Notación: Totalmente acorde con la históricamente usada por el ACI Alcance: Hace varias aclaraciones donde compatibiliza los epígrafes de la norma ACI 2005 que esta actual propuesta de norma Generalidades: Define los requisitos de resistencia, las hipótesis de cargas, los conceptos de secciones brutas de hormigón, fisuradas y no fisuradas, etc. Consideraciones de diseño: estados tensionales para cada hipótesis de carga, definición de elementos clase U (elemento no fisurado), C (elemento fisurado) y T (transición entre elemento no fisurado y fisurado) y presenta los requisitos de diseño para cada tipo de elemento en cada estado límite. 8.

(32) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Requisitos de Funcionamiento. Elementos sometidos a Flexión: se dan los esfuerzos admisibles a alcanzar en etapa elástica y las tensiones en los estados de carga 1 y 2. Esfuerzos admisibles en el acero pretensado: se dan los esfuerzos de tracción límite en el acero. Pérdidas de preesfuerzo: Se definen las pérdidas y la manera de calcularlas de forma detallada. Resistencia a Flexión. Estado Límite Último: Se definen los chequeos de estados últimos bajo carga máxima y mínima y las expresiones para hacer ese chequeo. Límites de cuantía para la armadura pretensada en elementos solicitados a flexión: Se dan todos los valores de cuantía mínima para cada uno de los casos que se presenten. Se. analizan. otros. casos. particulares. como:. Estructuras. estáticamente. indeterminadas, elementos comprimidos, combinación de cargas axiales y de flexión, sistemas de losas, zona de anclaje de los tendones postesados, conductos para postesado, mezcla o mortero de inyección para tendones de pretensado no adheridos y aplicación y medición de la fuerza de tesado. Lin T., Y. (1984). “Diseño de Estructuras de Concreto Preesforzado”. México: Editorial Continental, S.A. Esta referencia es un texto clásico de hormigón pretensado, se basa en la norma ACI del año 1983. Como texto clásico trata una serie de capítulos ordenados de manera metodológica para la enseñanza del pretensado dentro de los que podemos mencionar: generalidades, equipamiento, propiedades de los materiales, diseño en etapa elástica, estados últimos y de utilización, trazado de cables, disposiciones constructivas, etc. Además tiene algunos capítulos de aplicación de distintos elementos de hormigón pretensado como; losas planas, estructuras continuas, etc. Esta bibliografía sirvió de base para la referencia Negrín (2007) que a su vez es la referencia fundamental de este Trabajo de Diploma.. 9.

(33) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Negrín, A.. (2007). “Hormigón Pretensado”. Folleto para la impartición de la. Maestría en Estructuras. UNITEC, Tegucigalpa, Honduras. Este material fue confeccionado para la impartición de la asignatura Hormigón Pretensado. de. la. Maestría. de. Estructuras.. Es. un. material. estructurado. metodológicamente como un texto docente. Para su confección se consultó mucho la referencia Lin T. (1984), pero todos los temas fueron actualizados basándose en los criterios del ACI 2002.. Contiene todos los capítulos necesarios para un texto básico y que seguiremos, casi textualmente, en este trabajo de diploma: Conceptos y Principios Básicos, Métodos y equipos, Materiales, Diseño de vigas a flexión, chequeo de estados límites últimos, trazado de cables, cortante, pérdidas y detalles constructivos. También consta de una introducción destinada a una breve reseña histórica del pretensado que se usa como referencia en el siguiente epígrafe. Nilson, H. A. (2000). “Diseño de Estructuras de Concreto Preesforzado”. México: Ed. Limusa. Esta referencia fue usada como material de consulta sobre todo para definir la metodología de diseño de vigas pretensadas. Fue un texto básico para la enseñanza del Hormigón Armado en los EE.UU. (por lo menos hasta el año 2002; en su 13ra edición) y lo sigue siendo en Latinoamérica. Como texto básico trata todos los temas que se enseñan en las asignaturas Hormigón Armado I y II: Generalidades, Materiales, Criterios de Diseño, Diseño a Flexión, Cortante, Estados de Servicio, Detalles Constructivos, Columnas cortas y esbeltas, losas, uniones, etc. Además cuenta con un detallado Capítulo sobre Hormigón Pretensado (Capítulo 19) donde se analiza: materiales y equipos, análisis de la flexión, selección de la forma, pérdidas, cortante, detalles constructivos, etc. Palacios, M. (2004). “Hormigón Pretensado”. Folleto para la impartición de la asignatura Hormigón Pretensado. UNITEC, Tegucigalpa, Honduras. Al igual que el texto de Negrín (2007) es un material preparado para la impartición de la docencia, en este caso de pregrado, para la asignatura Estructuras de Concreto II (Hormigón Pretensado) de la Universidad Tecnológica Centroamericana. 10.

(34) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Es un texto clásico que desarrolla los temas de: Conceptos y Principios Básicos, Métodos y equipos, Propiedades de los materiales, Métodos de Estados Límites, estado de flexión en etapa elástica y agotamiento, trazado de cables, evaluación de las pérdidas y chequeo de estados de utilización, además de otros aspectos de carácter práctico-constructivos aplicables a la realidad hondureña. Se puede considerar un buen material para apuntes de un libro de textos, tiene mucha influencia de la norma ACI 1995 y de Nilson (2000). Poggio M., M., Valdés A., E. y Vázquez R., J. (1983). “Hormigón Pretensado”. El colectivo de autores; Miguel Poggio Morillo, Ernesto Valdés Avellaneda y José Vázquez Rodríguez, perteneciente a la Facultad de Ingeniería Civil del I.S.P.J.A.E, editaron en 1983, “Hormigón Pretensado”, el cual consistía en reflejar algunos apuntes con el interés de que el estudiante pudiera disponer de un material de estudio, de carácter transitorio, hasta tanto se contase con el texto oficial correspondiente. El mismo representó un gran aporte al estudio del pretensado, pues en ese momento no se contaba con la literatura suficiente que pudiese ser consultada y que reflejase la forma particular de diseñar y tratar el pretensado en Cuba. Comienza haciendo un recuento de nociones generales; historia, conceptos fundamentales y su formulación, definiciones y clasificaciones para adentrarnos en el mundo del pretensado. Luego da a conocer aquellos dispositivos de uso generalizado en Cuba así como otros cuyas particularidades sean de interés técnico o constructivo. Resalta las calidades requeridas para los materiales componentes del hormigón pretensado con el hecho de aprovechar al máximo sus capacidades. Define los diversos criterios de seguridad que ha seguido el cálculo de estructuras de acuerdo al método utilizado para el diseño de las secciones, así como su desarrollo. Se exponen una serie de ejercicios para lo cual será necesario tener en cuenta disposiciones constructivas, factores económicos, lo cual ya no es un problema de cálculo, sino de experiencias y sentido constructivo. Se desarrollan temas de gran importancia como el trazado de los cables a lo largo de la viga, el cálculo de las pérdidas en la fuerza de pretensado, el cálculo del refuerzo a cortante y de flechas. Se hacen algunas recomendaciones para el proyecto y la construcción de elementos pretensados que resultan de gran interés e importancia.. 11.

(35) Capítulo I: Revisión bibliográfica. De forma general, cumple muy bien los objetivos para lo cual fue concebido, pues emplea un vocabulario asequible al estudiante y abordan ejercicios prácticos que logran el desarrollo y la ampliación del conocimiento del pretensado, adaptándolos cada uno de ellos a nuestras condiciones y estilos.. Se usará como una de las. referencias fundamentales. 1.3 HISTORIA Y EVOLUCIÓN DEL HORMIGÓN PRETENSADO Como material de consulta para este epígrafe se usan las referencias [6, 7, 12 y 13]. Haciendo un análisis retrospectivo en torno a la aparición de este material se puede señalar que la idea de la precompresión data. de las civilizaciones Egipcias, los. cuales pretensaban longitudinalmente sus barcos, como se ha podido deducir de las representaciones funerarias de la quinta dinastía, (Poggio, 1983), y cuando se ataban cintas o bandas metálicas alrededor de duelas de madera para formar los barriles. Cuando se apretaban los cinchos, estaban bajo una fuerza que creaba un esfuerzo de compresión entre las duelas y las habilitaban para resistir la tensión en arco, producida por la presión interna del líquido contenido. Aunque este concepto, según Cowan (1983), no fue revelado durante varios siglos, sólo fue en 1870 el ingenio de Castigliano lo que hizo obtener la solución teórica de este fenómeno, aunque sus investigaciones en este sentido no duraron mucho tiempo, pues falleció a los treinta años, diez años después de haberse graduado. A través del tiempo se han hecho diversos intentos para disminuir el agrietamiento del hormigón bajo tracción, la contribución más importante a su solución suelen atribuirse al ingeniero francés Eugène Freyssinet, quien convirtió en realidad práctica la idea de pretensar los elementos de hormigón. Según Freyssinet, pretensar un elemento estructural consiste en crear en él, mediante algún procedimiento específico, antes o al mismo tiempo que la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de tal magnitud que al combinarse con los resultantes de dichas fuerzas externas, anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que puede resistir el material.. 1.3.1 CRONOLOGÍA HISTÓRICA 1886: La principal ventaja del pretensado radica en su uso en el hormigón, al superponer una compresión excéntrica es posible eliminar los esfuerzos de tracción 12.

(36) Capítulo I: Revisión bibliográfica. debido a la flexión, aspecto que fue verificado en este año por C. W. Dohëring, quien patentó en Alemania un método para fabricar losas de mortero con refuerzo de alambre de acero. 1886: También en este año es aplicado el principio anterior al hormigón cuando P. H. Jackson, un ingeniero de San Francisco, California, obtuvo las patentes para atar varillas de acero en piedras artificiales y en arcos de hormigón que servían como losas de pisos y específicamente a pavimentos mediante tirantes, según Cowan (1983). 1888: Hacia este año, C. E. W. Dohëring en Berlín construye placas y viguetas dejando embebidos en el hormigón alambres tesados y el propio Jackson obtiene una patente en EE.UU. para inducir esfuerzos preliminares de compresión en arcos y estructuras de pisos de hormigón a través de tensar tirantes mediante torniquetes o gatos hidráulicos (Estos últimos más a posteriori), siendo la armadura el elemento tesado antes de aplicar cualquier carga, demostrándose así el aumento de la capacidad de carga de la estructura. Esta forma de pretensar se usó mucho en las primeras armaduras pero generalmente sobre bases empíricas a las cuales Castigliano había dado una solución como se mencionó anteriormente. 1907: Ya en este año se publica el primer tratado fundamental del problema gracias a K. Koenen. 1908: Al año siguiente y luego del fracaso de las primeras tentativas pues se desconocía la verdadera índole de los fenómenos de fluencia y retracción, perdiéndose en aquellos elementos más de la mitad de la fuerza de pretensado sólo por retracción y en otra buena medida por fluencia sin conocerse el por qué de estos acontecimientos, C. R. Steiner, en California, propone un método de retesado posterior con el objeto de recuperar algunas de las pérdidas, sin embargo Eugène Freyssinet analizaba por primera vez este problema en 1920, comenzando a realizar experimentos con hormigón de muy alta resistencia pretensado con cuerdas de piano. Cowan (1983). 1925: Con preesfuerzos diez veces mayores a los empleados previamente, Freyssinet logró reducir las pérdidas a poco más del diez por ciento, siendo así el empleo de acero de alto límite elástico (Alta resistencia a tracción), una necesidad vital del hormigón pretensado y ya en este año, R. E. Dill, de Nebraska, ensayó barras de acero, de alta resistencia, cubiertas para evitar la adherencia con el hormigón. 13.

(37) Capítulo I: Revisión bibliográfica. Después de colocar el hormigón, se tensaban las varillas y se anclaban al hormigón por medio de tuercas en cada extremo y menciona las ventajas de usar acero de alto límite elástico y alta resistencia. 1926: En este año se publican los experimentos de Plongastel, los cuales no son más que el resultado de prolongadas investigaciones sobre el esclarecimiento definitivo e irrefutable del fenómeno del pretensado, Guyón (1968).. Fue gracias a esto que. Eugène Freyssinet, nacido en Francia en 1879, discípulo del pionero del hormigón armado Charles Rabout y destacado por el desarrolló en el ámbito de la construcción de cáscaras y bóvedas además de percatarse de las dificultades del encofrado en la ejecución de formas curvas en el hormigón por su laboriosidad y alto costo, proponga lo mismo en 1928. 1928: Se inicia el desarrollo moderno del hormigón pretensado en la persona de Eugène Freyssinet, de Francia, quien empezó usando alambres de acero de alta resistencia para el pretensado. Tales alambres contaban con una resistencia a la ruptura tan elevada como 18,000 kg/cm², y un límite elástico de más de 12,600 kg/cm². Algunos autores, entre ellos, Poggio, Valdés y Vázquez (1983) afirman que sus trabajos para con el pretensado se originan en 1911, dedicándose a estudiar los fenómenos de retracción y fluencia del hormigón y de aquí el mérito de que sea él quien basó el principio del pretensado en una sólida fundamentación y experiencia en lo relacionado a las pérdidas diferidas de la fuerza de pretensado. En estas investigaciones se destacaron además Guyón y Losier en Francia, Mijailov y Gvozdiev de la URSS, Magnel de Bélgica, y Leonard de Alemania, entre otros muchos que aportaron elementos importantes para el desarrollo de esta teoría. 1939: Freyssinet produjo cuñas cónicas para los anclajes de los extremos y diseñó gatos de doble acción, los cuales tensaban los alambres y después presionaban los conos machos dentro de los conos hembra para anclarlos a las placas de anclaje. Este método consiste en estirar los alambres entre dos pilares situados a varias decenas de metros, poniendo obturadores entre las unidades, colocando el hormigón y cortando los alambres después de que el hormigón adquiera una resistencia de diseño específica. 1945: La escasez de acero en Europa durante la Segunda Guerra Mundial le dio ímpetu al desarrollo del hormigón pretensado, puesto que se necesitaba mucho 14.

(38) Capítulo I: Revisión bibliográfica. menos acero para este tipo de construcción con respecto a las convencionales en hormigón armado. Si bien Francia y Bélgica encabezaron el desarrollo del hormigón pretensado, Inglaterra, Alemania, Suiza, Holanda, Rusia e Italia rápidamente lo continuaron. Cerca del 80% de todos los puentes que se construyen en Alemania son de hormigón pretensado. En 1945 Pacadar prefabrica la primera viga pretensada en España. 1949: Se empieza a trabajar en Estados Unidos con el pretensado lineal al llevarse a cabo la construcción del afamado puente Filadelfia Walnut Lane Bridge. La Bureau of Public Roads (Oficina de caminos públicos), ha investigado y mostrado que durante los años 1957-1960 se autorizaron para la construcción 2052 puentes de hormigón pretensado, totalizando una longitud de 68 millas, con un costo total de 290 millones de dólares. 1951: Se construye el primer puente pretensado en México. Siendo la ciudad de Monterrey la madrina de tal acontecimiento, al llevarse a cabo la construcción del puente "Zaragoza" que cuenta con 5 tramos de 34 m cada uno y cuya finalidad es la de proporcionar circulación a través del río Santa Catarina. 1952: Hay una reunión en Cambridge, en la cual se crea una sociedad internacional bajo el nombre de Federación Internacional de la Précontrainte (FIP). El objetivo principal de este grupo de ingenieros visionarios era diseminar el mensaje e iluminar al mundo acerca del concepto relativamente desconocido de la construcción con hormigón pretensado, lo cual se llevaría a cabo alentando la integración de grupos nacionales en todos los países que tuviesen particular interés en el asunto y facilitando un foro internacional para el intercambio de información. 1958: Se construye el puente Tuxpan (carretera México - Tuxpan) con una longitud total de 425 m. Estructura principal de tres luces de 92 m de hormigón pretensado, construidos con el procedimiento de doble voladizo (primer puente de este tipo en América Latina). 1962: Se construye el puente Coatzacoalcos con una longitud total de 996 m. Tramos de vigas pretensadas de 32 m y un tramo de armadura metálica levadizo de 66 m de luz, apoyados en pilas de hormigón armado.. 15.

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