06. acero pres y post tensado en puentes y edificios (ing. luis villena sotomayor)

“ACERO PRES Y POST-TENSADO

EN PUENTES Y EDIFICIOS” Expositor : Ing. Luis Villena Sotomayor

Chimbote - Jun 2013

PRIMER CONGRESO NACIONAL ESTUDIANTIL

“LA INGENIERIA CIVIL APLICADA AL DESARROLLO NACIONAL”

TEMA:

2

TEMAS A TRATAR:

1.

2.

3.

4.

a.

b.

3

1. CONCEPTOS GENERALES

4

Pag. 4

1.

2.

3.

4.

5.

1)

2)

3)

4)

5)

5 Pag. 5

1.

2.

W

P P

axP

A

flexM y

I

M

I

y

M

Zt_b

+ + +

6 Pag. 6

E.N.

exc

W

P P

-

Esfuerzos Totales

0

Compresión

=-

-

+

+

+

-

+

Diagrama de Esfuerzos

Por Presforzado Por Carga Vertical

-P/A -P.exc/Zb +M/Zb

-M/Zt-P/A +P.exc/Zt

7 Pag. 7

PRESFUERZO POR PRETENSADO

8 Pag. 8

PRESFORZADO POR PRETENSADO

9 Pag. 9

10 Pag. 10

PRESFORZADO POR PRETENSADO

11 Pag. 11

PRESFUERZO POR POSTENSADO

12 Pag. 12

2. MATERIALES Y EQUIPOS

Alambre

Torón

Barras de

tensado

13 Pag. 13

14 Pag. 14

2.2 SISTEMA ADHERIDO

15 Pag. 15

16 Pag. 16

17

Pag. 17

18

Pag. 18

19

Pag. 19

1

2

3 4

20 Pag. 20

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE

UNA VIGA POSTENSADA

• Animación con tendones Multitorón del Sistema ADHERIDO:

21 Pag. 21

2.3 SISTEMA NO ADHERIDO

ANCLAJE ESTANDAR

ANCLAJE ENCAPSULADO

GRASA INHIBIDORA A LA

CORROSION

FORRO DE POLIETILENO TORON

22 Pag. 22

ENGRASADO Y FORRADO DEL TORON CON PEHD

POR EXTRUSION (SOLO POR EL FABRICANTE):

Bobina de Acero (aprox 3ton)

23 Pag. 23

SILLAS DE SOPORTE DE TENDONES DE

PRESFUERZO

Pag. 24

25

3.- CRITERIOS DE DISEÑO

PERALTES MINIMOS RECOMENDADOS:

Pag. 25

Reglamento Material Tipo Tramo simple Tramo continuo

Losas 0.030L ≥ 165mm 0.027L ≥ 165mm

Vigas cajón 0.045L 0.040L

Vigas I prefabricadas 0.045L 0.040L

Vigas de estructuras

peatonales

Vigas cajón adyacentes 0.030L 0.025L

Losas

Vigas y Bandas

Concreto Pretensado

0.033L 0.030L

AASHTO

ACI Concreto PretensadoL/40 - L/48

L/25 - L/30

26

ESTADO FINAL:

Pag. 26

tPe

A

Pe exc

Zt

Mpp

Zt

Md

Zt

Msc

Zt adm1

bPe

A

Pe exc

Zb

Mpp

Zb

Md

Zb

Msc

Zb adm2

Wpp + Wd + Ws/c

PePe

C

+

C

T

-

+

+

Por Peso Muerto

E.N.

0

TC C

TCC

FinalPor Peso PropioPor Presforzado


-

=+

-

+

+-

Por Sobrecarga

T

-

+

C

-

+

Wpp + Wd + Ws/c

PePe

C

+

C

T

-

+

+

Por Peso Muerto

E.N.

0

TC C

TCC

FinalPor Peso PropioPor Presforzado


-

=+

-

+

+-

Por Sobrecarga

T

-

+

C

-

+

27

PiPi

E.N.

C

TC C

TCC

Esf. InicialPor Peso PropioPor Presforzado


=+

-

+

+-

-

+

C

Wpp

-

T

ESTADO INICIAL:

Pag. 27

tPi

A

Pi exc

Zt

Mpp

Zt adm3

bPi

A

Pi exc

Zb

Mpp

Zb adm4

28 Pag. 28

a)

b)

c)

ft=2*(f’c)^0.5

ft=0.62*(f’c)^0.5

29 Pag. 29

ESTADO INICIAL

P(t=0)

f=exc

"W" en el momento del tensado

L

E.N.

e1 e2P(t=0)

Tracción

Compresión

0.5* f'ci 0.25* f'ci

-0.60*f'ci -0.60*f'ci

0.5* f'ci

-0.60*f'ci

P(t= )

f=exc

"W" (Cargas de larga duración)

L

E.N.

e1 e2P(t= )

Tracción

Compresión

= 0.62* f'c

-0.45*f'c -0.45*f'c -0.45*f'c

= 0.62* f'c = 0.62* f'c

ESTADO INTERMEDIO

ESTADO FINAL (SERVICIO)

P(t= )f=exc

"W" (Cargas Total de Servicio, sin factorar)

L

E.N.

e1 e2 P(t= )

Tracción

Compresión

= 0.62* f'c

-0.60*f'c -0.60*f'c= 0.62* f'c

= 0.62* f'cCompresión Tracción

Tracción Compresión

-0.60*f'c

33 Pag. 33

DEFINICIÓN.

PP

Wpretensado = 8.(PcosØ).e / L

Wpp + Wd + k*Ws/c

2P = PcosØ

34 Pag. 34

CARGAS Y MOMENTOS EQUIVALENTES PRODUCIDOS POR TENDONES PRESFORZADOS

MOMENTO PRODUCIDOPOR EL TENDON

CARGA EQUIVALENTE EN ELCONCRETO PRESFORZADO

MIEMBRO

e1 + e22

* e3=

PsenØ1 PsenØ2

P

PcosØ

PcosØ1

PcosØ

PcosØ

M1

PcosØ2

M2

W= 8.P.fL²

* PcosØ2 = P

M = P.f

P

* f = e + e3

PM = P.e

M2 = P.e2

PsenØ

W= 2.P.fL²

* PcosØ = P

M1 = P.e1

* PcosØ1 = P

35 Pag. 35

a) Parábola Simple

c) Parábola Invertida

ó reversa

b) Parábola Parcial

c) Parábola Arpeada

CARGAS EQUIVALENTES PARA VIGAS CONTINUAS

Pag. 36

VIGA CONTINUA DE 2 TRAMOS:

Pag. 37

38

4.a. PRESFORZADO EN

EDIFICACIONES

Pag. 38

39 Pag. 39

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE

UNA LOSA POSTENSADA

• Animación con el Sistema «NO ADHERIDO» (Monotorón)

40 Pag. 40

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE UNA LOSA POSTENSADA

• Animación con el Sistema «ADHERIDO» (Multitorón)

41

PREDIMENSIONAMIENTO Cuadro de Relaciones Luz / Peralte

Estos peraltes aplican para proporciones de:

Carga Viva / Carga Muerta total < 1.0

PTI: Post-Tensioning Institute (USA)

DESCRIPCION PTI

Losas macizas en una dirección 48

Losas macizas en dos direcciones (soportado

únicamente por columnas)45

Losa plana con ábacos 50

Losas apoyadas en vigas en ambas direcciones 55

Losas nervadas en dos direcciones (malla de 1.5m.) 35

Vigas (b≈h/3) 20

Vigas (b≈3h) 30

Viguetas en una dirección 40

42

AHORRO DE MATERIALES

Optimización de los materiales básicos de construcción, logrando un

ahorro en el concreto, acero de refuerzo, mano de obra y encofrado.

Pag. 42

En losas típicas con luces mayores a 7.00m

100%

Costo

del

Material

Concreto

Barra de

Refuerzo

PT Sistema

Reducción de Concreto al 25%

Reducción Barra de Refuerzo al 65%

Total de ahorro 10% - 20%

43

REDUCCION DE LA ALTURA DE ENTREPISO

Pag. 43 Edificio con Concreto Armado Edificio con Concreto Pretensado

10 Pisos

5 Niveles

de

Parqueo

Terreno

Ganancia en Altura

Ganancia en Profundidad

10 Pisos

44

PLAYA DE ESTACIONAMIENTO – CAMINO REAL:

Pag. 44

45

EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO)

Pag. 45

Edificio de 12 pisos

Con Bandas Postensadas Edificio de 11 pisos

Con vigas de Conc.

Armado

46

EDIFICIO TORRE PINAR (4 sótanos + 12 pisos, SURCO) Pag. 46

47


Pag. 47

48


Pag. 48

Pag. 49

Instalación de

armadura de refuerzo y

tendones en Vigas.

EDIFICIO OIT (LIMA)

Pag. 50

VIGA PARED:

IGLESIA SAGRADO CORAZÓN DE JESÚS (SURCO)

Viga de 32m de longitud y 5.50m de peralte

51

EDIFICIO MINISTERIO DE EDUCACION

(San Borja – Lima) ( 12 pisos)

Estructuración con Volados Postensados.

Pag. 51

52 Pag. 52


(San Borja – Lima) ( 12 pisos)

Estructuración con Volados Postensados.

53


Volados Postensados

de aprox 4.00m a 6.00m

Pag. 53

54


Postensados de Volados de aprox. 4.00m a 6.00m

Pag. 54

55 Pag. 55

PLANTA DE INCA KOLA (TRUJILLO)

VIGAS POSTENSADAS DE TECHO: APROX. 36,000m2 DE AREA TECHADA

56 Pag. 56


VIGAS POSTENSADAS : 96 TRAMOS DE APROX. 18.40M DE LUZ C/U (Aprox. 1.75km de vigas)

57

Tendones No Adheridos de Ø 0.5”

Pag. 57


VIGAS POSTENSADAS LONGITUDINALES CONTINUAS:

Cargan a vigas metálicas transversales

58

DESCRIPCION

Pag. 58

59

EJEMPLOS: Almacén NEPTUNIA (El Callao)

Pag. 59 PARIHUELA OCTAVO NIVEL

PARIHUELA DEL PRIMERO AL

SEPTIMO NIVEL

60

EJEMPLOS: Almacén NEPTUNIA (El Callao)

Pag. 60

61

EJEMPLOS: Almacén SAGA FALABELLA (V. El Salvador)

Pag. 61

62


Pag. 62

63 Pag. 63

Operación de Tensado

64


Pag. 64

65


Pag. 65

66

EDIFICIO KONTIKI

Playa de Punta

Hermosa

Edificio de 5 pisos

anclado a la roca con

anclajes permanentes y

cuenta además con

volado de 11.00m en el

primer piso

Pag. 66

67

EDIFICIO KONTIKI

Playa de Punta Hermosa

• 4 vigas de concreto reforzado

apoyadas en columnas inclinadas

• Fundación anclada dentro de la

roca utilizando anclajes

permanentes

• Vigas ancladas dentro de la roca

con anclajes de doble protección

contra la corrosión

• Anclajes de entre 21.5 y 32.5m

de longitud y entre 6 a 10m de

longitud adherida

• Columnas ancladas con una

inclinación de 50° y vigas con 5°

• Vigas postensadas de 11m de

volado en el primer piso

Pag. 67

68

4.b PRESFORZADO EN PUENTES

69


Pag. 69

72


Pag. 72

73


Pag. 73

74


Pag. 74

75


Pag. 75

76


Pag. 76

77


Pag. 77

79

ETAPA 1

80

ETAPA 2

81

compuesta

ETAPA 3

82

ETAPA 4

83

ETAPA 4

84

ETAPA 4

109

Tendón: 1 Torón de

Ø0.6" @0.50m

110

PUENTE SICUANI

114 ESQUEMA - ELEVACION DEL PUENTE

10.00

52.90

8.80

SECCION TRANSVERSAL DEL PUENTE

7.90

1.60

11.20

10.00

119

PUENTE CONTINUO DE 3 TRAMOS (L = 180.0m)

2 TRAMOS EXTERIORES DE 55.00m Y UN

TRAMO CENTRAL DE 70.00m

Pag. 119

120 Pag. 120


121 Pag. 121


122 Pag. 122


123 Pag. 123


TENSADO DE CUARTA

ETAPA DENTRO DE LA

VIGA CAJON)

124 Pag. 124


125 Pag. 125


PUENTE COLLANA (LIMA L=150m)

PRUEBA DE CARGA PUENTE COLLANA (LIMA L=150m)

128

PUENTE POR VOLADOS SUCESIVOS (L = 136.0m)

Pag. 128

129


Pag. 129

130


Pag. 130

131


Pag. 131

132


Pag. 132

133


Pag. 133

134


Pag. 134

135


Pag. 135

136


Pag. 136

137


Pag. 137

138


Pag. 138

139


Pag. 139

140


Pag. 140

141


Pag. 141

142


Pag. 142

143


Pag. 143

144


Pag. 144

145


Pag. 145

146

GRACIAS…

Ing. Luis Villena Sotomayor

E-mail: [email protected]

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