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CONCRETO PREESFORZADO

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on 10 March 2014

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Transcript of CONCRETO PREESFORZADO

GRACIAS!
A mediados del siglo XX las pilas preesforzadas comenzaron a ser utilizadas, no por metodos muy certeros.
Alrededor de 1949 se empezaron a utilizar las pilas postensadas.
en 1953 con el auge de las plantas de concreto pretensado se impusieron las pilas pretensadas.
En la actualidad estos metodos de construccion no se hacen de modo empírico, sino basados en modelamientos matematicos
Ventajas
Absorbe esfuerzos de traccion.
Absorve esfuerzos de flexion.
Absorve esfuerzos de cortante.
Lo que conlleva a construir estructuras mas confiables y mucho mas economicas.
COMIENZO DE PILAS PREESFORZADAS
PILAS
CONCRETO PREESFORZADO
Reseña histórica
Características
El diámetro de las pilas generalmente varia entre 1 y 1.2 metros
Las pilas preesforzadas en su mayoría son elaboradas en concreto postensado lo que regularmente significa que son vaciadas in situ
Las pilas preesforzadas son de hormigon pretensado (hilado) con secciones huecas, que tienen una gran variedad de tamaños, espesores y longitudes. Este concreto debe ser rigurosamente cuidado, haciéndole un seguimiento minucioso al curado y con técnicas de tratamiento de centrifuga, haciendo que el concreto supere valores mínimos como los son 78Mpa obtenidos solo luego de 3 días de fabricado.

Las pilas pretensadas pueden ser introducidas con menor complejidad que otras, puesto que sus altos niveles de resistencia a la flexión hacen que los esfuerzos producidos al impulsarlas con los martillos mecánicos sean absorbidos con mucha facilidad por la pila.
Debido a que el concreto que se necesita para la fabricación de las pilas tiene que tener características mejores que las de los concretos normales conllevara a un numero menor de pilas. sin descuidar que las cargas de servicio tienen que ser mucho menores que las cargas de diseño. Generando así un ahorro sin descuidar la seguridad.

DISEÑO
El concreto que se usa para la fabricación de las pilas preesforzadas tiene que tener una resistencia a los 28 días superior a
f’c ≥ 35MPa (5000Psi)

La AASHTO (Asociacion Americana de Carreteras Estatales) y el PCI (Instituto de Concreto Preesforzado) nos dicen que el esfuerzo de compresión máximo en las pilas preesforzadas para el 70% del f’c no debe exceder

fpc=70,3 Kg/cm2 para L/D= 0 a 10

fpc=81,5-1,6*(L/D) para L/D=10 a 25


L= Longitud efectiva del pilote
D= Diámetro

Pa=Capacidad de servicio admisible a compresión
Pa = Ac*(0.33f’c-0.27fpc)
Donde
fpc= esfuerzo efectivo del concreto despues de las perdidas
Pat = capacidad de servicio admisible a tensión (para pilas preesforzadas)
Pat= 0,1*fpu*Aps
fpu=Resistencia ultima a la tracción en el acero de preesfuerzo
Aps= Área del acero de preesfuerzo

Mult = Momento ultimo o momento de rotura
Mult= C*As*f’s*d
C= Coeficiente que depende de la forma de la sección de la pila, que varia entre 0,32 y 0,38
As= Área total del acero de preesfuerzo
f’s = Resistencia a la rotura del acero
d= Diámetro o ancho del pilote o pila

Para el refuerzo a cortante normalmente se usa aceros mayores a No. 4
También puede formarse con refuerzo electro-soldado de alambre de área equivalente y tener un espaciamiento vertical que no sobrepase de 48 veces el diámetro de la barra longitudinal ni la menos dimensión del elemento a compresión.

Refuerzo
De igual forma el refuerzo a cortante también se podría dar en las pilas de forma en espiral
La cuantía del refuerzo para espiral esta dada por:

ρs= 0.45*((Ag/Ac)-1)*(f’c/fyt)
Ac=(π*Dc2)/4
Ag=(π*h2)/4
S= 4*as*(Dc-db)/(Dc2* ρs)
fyt= Esfuerzo de fluencia de la espiral
as= Área transversal de la espiral
db= Diámetro nominal de la espiral
h= Diámetro de la columna

Usos
Usos
Generalmente las pilas preesforzadas son utilizadas en estructuras como puentes, viaductos, o edificaciones que estén sometidas a grandes esfuerzos de sismos, empujes de tierra, grandes luces, o que en general estén sometidos a grandes esfuerzos de flexión que al final son transmitidos por el sistema estructural a la base de este mismo.

También
Edificaciones como fabricas, bodegas, industrias, que son sometidas a grandes fuerzas horizontales como fuerzas externas de viento, sismo, o no solo externas sino fuerzas producidas por estas mismas edificaciones como lo son los puente-gruas, movimientos de maquinaria pesada como tractores, movimientos y pesos producidos por maquinarias industriales, etc.

Otros factores a tener en cuenta
No solo son fuerzas producidas por la estructura las que influyen a la hora de pensar en el diseño de este tipo de pilas, también pueden haber fuerzas que influyan mucho en el comportamiento de esta como lo es el tipo de suelo en el que se va a construir, ya que si el suelo en el que se va a llevar a cabo la construcción posee características como:
Suelos con un nivel alto de aguas freáticas
Suelos que son altamente erodables
Suelos que no tienen una estabilidad y homogeneidad molecular
Suelos que en su historia han demostrado ser poco estables
Suelos con características licuables.

Estas características poco ayudan al soporte de la estructura, ayudan a generar inestabilidad en ella provocando esfuerzos al interior de el suelo que fácilmente son transmitidos a la estructura por medio de la cimentación (pilas).


Pero si estas pilas tienen las características de absorber y disipar dichos esfuerzos no generaría ningún inconveniente.

Infinidad de ventajas conlleva construir cimentaciones preesforzadas, una de las estructuras mas beneficiadas por este método de construcción son los puentes, pues este tipo de estructuras maneja una amplia y muy peligrosa cantidad de fuerzas que influyen en ella como lo son :

Fuerzas eólicas
Fuerzas sísmicas
Fuerzas hidráulicas
Empujes de tierra
Torsionales (cargas de servicio)
Deformaciones (por grandes luces)
Etc

Todos los problemas mensionados se vuelven manejables con la implementación de cimentaciones en sistemas preesforzados,
Estudios han demostrado que las pilas preesforzadas aparte de disipar muchas fuerzas que es su principal objetivo, también tiene una mayor durabilidad y mejor comportamiento contra sistemas adversos como lo son el agua salada
Puesta en Funcionamiento
Al ser una pila preesforzada el incamiento de esta en el terreno es mas fácil puesto que sin importar el tipo de terreno al cual se le este haciendo la cimentación, el incado de las pilas preesforzadas es mucho mas sencillo que el de una pila cualquiera, ahorrando tiempo, personal y dinero sin descuidar la seguridad. lo que nos acerca a la construcción ideal.
Estas secciones huecas permiten una combinación entre el impacto y la excavación sinfín en la parte inferior, lo que es altamente beneficioso puesto que no altera en gran medida la estabilidad del suelo generando un incado con menor fricción, ruido o vibraciones que no son para nada buenas en estos procedimientos.

La resistencia a la ruptura de un hormigón en una pila se podría semejar a 0.7*f’c
La cantidad de preesfuerzo que continua en los tendones en la carga de ruptura es del 60% del preesfuerzo efectivo

Ingeniero
Andres Mauricio Zapata Ocampo

Desventajas
Anteriormente
Pilas cuadradas y Cargas verticales.
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