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Dimensionamiento Pretensado - Hormigon Armado y Pretensado - Apuntes, Apuntes de Estructuras y Materiales

Apuntes de Ingeniería Hormigon Armado y Pretensado Dimensionamiento Pretensado Se suele dimensionar el pretensado para cumplir con las exigencias del Estado Límite de Fisuración

Tipo: Apuntes

2011/2012

Subido el 03/07/2012

fernando_josemi
fernando_josemi 🇪🇸

4.5

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bg1
TEMA 8:
DIMENSIONAMIENTO DEL
PRETENSADO
Grupo de Construcción
Universidade da Coruña
HORMIGÓN ARMADO Y PRETENSADO CURSO 2011/2012
TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO HAP – 2011/2012
1. Introducción
Objetivo del pretensado: limitar (evitar) las
tracciones (la fisuración)
Se suele dimensionar el pretensado para
cumplir con las exigencias del Estado Límite
de Fisuración (art. 49), DE SERVICIO
Se verifica, después, el dimensionado frente al
resto de Estados Límite (ELU y ELS):
Se dimensionan las armaduras pasivas
Si no se cumple algún EL, es necesario
redimensionar la estructura
TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO HAP – 2011/2012
1. Introducción
El Estado Límite de Fisuración es un Estado
Límite de Servicio:
Los coeficientes de seguridad para los
materiales son iguales a 1.00
TIPO DE ACCIÓN Efecto favorable Efecto
desfavorable
Permanente
G= 1.00
G=1.00
Pretensado Armadura pretesa
P= 0.95
P=1.05
Armadura postesa
P= 0.90
P=1.10
Permanente de valor no constante
G*= 1.00
G*=1.00
Variable
Q= 0.00
Q=1.00
TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO HAP – 2011/2012
1. Introducción: fisuración
Fisuración a compresión (microfisuración):
Para el adecuado funcionamiento de la estructura,
no se admite fisuración a compresión en ninguna
combinación de ELS
Fisuración a tracción:
Si se supera este límite, se produce fisuración, que
se evalúa mediante un ancho característico wk
,
0.60
cck
j
f
,cct
j
f
pf3
pf4
pf5
pf8

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TEMA 8:

DIMENSIONAMIENTO DEL

PRETENSADO

Grupo de Construcción^ Universidade da Coruña

HORMIGÓN ARMADO Y PRETENSADO

CURSO 2011/

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

1. Introducción^ 

Objetivo del pretensado:

limitar

(evitar) las

tracciones (

la fisuración

Se suele dimensionar el pretensado paracumplir con las exigencias del

Estado Límite

de Fisuración

(art. 49), DE SERVICIO

Se verifica, después, el dimensionado frente alresto de Estados Límite (ELU y ELS):

  • Se dimensionan las armaduras pasivas– Si no se cumple algún EL, es necesario

redimensionar la estructura

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

1. Introducción^ 

El Estado Límite de Fisuración es un

Estado

Límite de Servicio:

Los coeficientes de seguridad para losmateriales son iguales a 1.

TIPO DE ACCIÓN

Efecto favorable

Efecto desfavorable

Permanente

G

= 1.

G

=1.

Pretensado

Armadura pretesa

P

= 0.

P

=1.

Armadura postesa

P

= 0.

P

=1.

Permanente de valor no constante

G*

= 1.

G*

=1.

Variable

Q

= 0.

Q

=1.

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

1. Introducción: fisuración^ 

Fisuración a compresión (microfisuración):

  • Para el adecuado funcionamiento de la estructura,

no se admite fisuración a compresión

en ninguna

combinación de ELS

Fisuración a tracción:

  • Si se supera este límite, se produce fisuración, que

se evalúa mediante un

ancho característico

w

k

,

c^

ck

j

f

,

c^

ct

j

f

HAP – 2011/

1. Introducción: fisuración

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

1. Introducción: limitación de tensiones^ 

Limitación del ancho de fisura (ambientes I y II)

Compresión en toda la sección (ambientes III yIV)

,

,

c^

ck

j

c^

ct j

f

f

 

,

c^

ck

j

c

f

 

COMBINACIÓN DE ACCIONES FRECUENTE

HAP – 2011/

1. Introducción: diagramas de cálculo^ 

El hormigón es

cuasielástico

entre los límites

establecidos

Se limita la tensión en el acero para quepermanezca en campo elástico

Hormigón

Acero

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

1. Introducción: estados de carga^ 

El pretensado actúa durante toda la vida de laestructura, independientemente del estado decarga

En ocasiones, los esfuerzos de vacío puedenser más desfavorables que los de servicio

HAP – 2011/

2. Procedimiento operativo^ 

Representación gráfica (ejemplo)

VACÍO (t = 28 d) SERVICIO (t =

)

P

-30.

-7.

-22.

-7.

-8.

-2.38 -12.11 2. -18.

ct,adm= 2.

cc,adm= -

ct,adm= 2.

cc,adm= -

G

Q

P

G

Q

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

2. Procedimiento operativo^ 7.

Elaboración del

diagrama de Magnel

max

max

tan

P e

e

P

 

vacío fibra superior (t)

vacío fibra inferior (c)

servicio fibra superior (c)

servicio fibra inferior (t)

P

Pe

P

max

P

min

2

4

3

1

1

emax

HAP – 2011/

2. Procedimiento operativo

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

2. Procedimiento operativo^ 8.

Selección del valor de

P

en la sección crítica

para la vida útil de la estructura–^

Suponiendo 10-15% de

P

i^ y 15-20% de

P

dif

, se

predimensiona con

P

0

x

P

min

Si [

P

min

,^
P

max

] es insuficiente, se reduce

e

max

(lo

que conlleva aumentar

P

). Es un síntoma de que

las sección está infradimensionada

Si

P

0

P

max

, la sección está sobredimensionada

P

0

sólo se fija tras el cálculo completo de pérdidas

mín

i^

máx

P

P

P t

P

P

HAP – 2011/

2. Procedimiento operativo 9.

Materializar el pretensado en forma de

n

tendones:–^

Comprobar que la excentricidad planteada en elcálculo es materialmente posible

10. Determinar excentricidad en cada sección crítica

restante

11. Ajustar el trazado en el resto de la viga y

comprobar que en todas las secciones lastensiones son admisibles

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

3. Núcleo central^ 

Tensión para

N

M

Núcleo central

: zona en la que se puede

aplicar el axil sin que aparezcan tracciones

*^

*^

*^

*^

2

2

cy

c^

c^

c^

c^

c^

c^

c

N c c

P

P ey

My

P

P ey

P

ey

A
A
I^
I^
A
I^
A
I A
^
^
^

(radio de giro)

2

cy

c

P

ey

A

2

e

v

v

'^

v v

HAP – 2011/

3. Núcleo central

c v

c' v'

cv^ = 0

P

c v

c' v'

 cv'

= 0

P

2

cv

e

c

v

'

2

cv

e

c

v

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

3. Núcleo límite^ 

Tensión para

N

Núcleo límite

: zona en la que se puede aplicar

el axil sin que aparezcan tracciones al trabajarcon

M

[

M

1

,^

M

2

]

^

*^

*^

cy

c^

c^

c^

c^

c

e

M
P

y

N
P

P ey

My

P
A
A
I^
I^
A
^
^
^
^

^

cy

c

e

M
P

y

P A

2

2

1

2

*^

M
M

e

v

P

v

P

HAP – 2011/

3. Rendimiento^ 

Momento útil

: rango de momentos que puede

resistir una sección en servicio, sin superar elE. L. de descompresión

1

2

1

2

*^

'^

ÚTIL

ÚTIL

M

P

c

e

M

M

M

M

P

c

e

M

P

c

e

P

c

e

P

c

c

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

3. Rendimiento^ 

Se define el rendimiento (

  • El valor máximo teórico de

es 1

  • En secciones pretensadas, oscila entre 0.40 y 0.

Relación entre rendimiento y momento útil:

  • Tanteo inicial de la fuerza de pretensado

2

c

c

h

v v

*^

'^

útil

útil

M

M

P

c

c

P

h

P

h

HAP – 2011/

4. Método de compensación de cargas^ 

Método alternativo para predimensionamientodel pretensado (Lin, 1950)

Se basa en calcular una aproximación de lafuerza repartida que introduce el pretensado,que compensa una parte determinada de lascargas externas

(e.g. 100% del peso propio, 100% del peso propio +

50% de sc, …)

Válido para estructuras hiperestáticas,teniendo en cuenta que sobre apoyos, la cargavertical repartida del pretensado actúa consentido descendente

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

4. Método de compensación de cargas

2

2

2

h

h

y

x

y

L

L

P

Ph

n

Py

r

L

x

y

P

n

P

h

L

En trazados tendidos,

2

P

Ph

w

n

L

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

4. Método de compensación de cargas^ 

Acción simultánea de la carga externa y elpretensado

P

P

P w

w MwP M

w(pp+cp+sc)

M

w(pp+cp)

ext

TEMA 8 – DIMENSIONAMIENTO DEL PRETENSADO

HAP – 2011/

4. Método de compensación de cargas^ 

Predimensionamiento: selección de

w

P

  • Pretensado

débil

: compensar el 100% de la

carga permanente

  • Pretensado

medio

: compensar el 100% de

la carga permanente y el 50% de lasobrecarga

  • Pretensado

fuerte

: compensar el 100% de

las cargas

A partir de

w

P

y condicionantes geométricos,

se definen

h

y

P