Teoría para el diseño puentes de hormigón preesforzado.


Los miembros de hormigón pretensado deberán cumplir los siguientes requisitos que se especifican para la resistencia ultima y para las tensiones admisibles.

El diseño se basa en la resistencia ultima y en el comportamiento para las condiciones de servicio correspondientes a todas las etapas que pueden ser criticas durante la vida de las estructuras a partir del momento pretensazo.

Suposiciones básicas.-

Para fines de diseño se asumen las siguientes suposiciones:

a)  Las deformaciones varían linealmente a lo alto del miembro con los cambios de la sobrecarga total.
b)    Antes del agrietamiento, las tensiones son proporcionales a las deformaciones.
c)    Después del agrietamiento, se desprecia la tracción en el hormigón.

1 Tensiones admisibles.

El proyecto de miembros preesforzados se basa en la resistencia característica generalmente del orden de 35 MPa a la rotura en probetas cilindricas a los 28 días, pudiéndose alcanzar hasta 42 MPa siempre y cuando la obtención de dicha resistencia sea rigurosamente controlada. En proyectos muy particulares es posible diseñar inclusive con fatigas mayores.

2 Aceros para preesforzado.

Estos aceros son de alta resistencia y sus características deberán ser como las que se dan a continuación:
Su resistencia a la rotura deberá estar comprendida entre 1600 y 2200 MPa con alargamientos a la rotura de 4 a 9 % sobre longitudes iguales a 10 veces el diámetro. El límite de fluencia convencional para este tipo de aceros normalmente está fijado entre 85 y 90 % ce ¡a fatiga de rotura.

Con relación al fenómeno de relajación o sea la caída de tensión en el acero a lo largo del tiempo y para un alargamiento constante no existe aún una teoría fundamentada científicamente. Sin embargo, la mayoría de las investigaciones coinciden en afirmar que la relación del acero en función del tiempo sigue una trayectoria lineal para una escala logarítmica. En las primeras horas de los ensayos, la relajación no sigue muy bien la ley lineal, pero a partir de 10 a 100 horas coincide esta suposición.

Tensión temporal antes de que ocurran las pérdidas
por retracción y fluencia .......................................................... 0.7 fs
Tensión para las cargas de servicio después de las
Pérdidas                            ........................... .............................  0.8 fy

Donde:
                  fs = Resistencia a la rotura del acero para pretensado.
                  fy = Tensión en el punto de fluencia del acero para pretensado.


3 Hormigón para preesforzado.

En las estructuras preesforzadas conviene también que el hormigón alcance resistencias altas, porque así la sección elegida podrá ser pequeña, lo que disminuye su peso propio y al mismo tiempo permite la obtención de luces mayores.

Debido a las tensiones altas que provoca el pretensado, las resistencias que se asumen para el hormigón son alcanzadas perfectamente, por ello es que se debe tener un especial cuidado en la preparación de estos hormigones y se puede citar como regla general la relación de agua cemento, no debe pasar de 0.45, siendo una relación aconsejable A/C = 0.38.

Un alto contenido de cemento aumenta la retracción de fraguado y la fluencia lenta del hormigón, por lo que no es conveniente sobrepasar los 3.75 Kn/m3 de dosificación en cemento. En algunos casos se puede emplear plastificantes para evitar el aumento de agua y obtener una mayor trabajabilidad del hormigón.

En los sitios muy fríos especialmente en los meses de invierno se debe tener un especial cuidado ya que las bajas temperaturas disminuyen la resistencia final.

Para el módulo de elasticidad del hormigón bajo cargas instantáneas o de corta duración (inferior a 24 horas) y al cabo de j días, se tiene:

 
4. Perdidas del preesforzado.

Se distinguen dos tipos:

4.1. Por fricción de los cables.

La cual se presenta en estructuras postesadas, en las que los cables deben tener libertad de movimiento en la dirección del tesado, el cual es afectado provocando una disminución del esfuerzo de pretensazo.

4.2. Perdidas por pretensado.

Las cuales se pueden subdividir en:

     Contracción
     Acortamiento elastico
     Fluencia del hormigón
     Relajación del acero de pretensado


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