EL PRETENSADO EN PIEZAS HIPERESTATICAS. ESTUDIO DE LA VIGA CONTINUA.

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- La introducción del preesfuerzo luego de colocado y endurecido el hormigón (postesado) exige en la construcción in situ, literalmente continua, que se garantice la libre deformación de la pieza que se está queriendo preesforzar. Si se coarta el libre acortamiento del elemento durante la transferencia de la fuerza de compresión, tal preesfuerzo no llega a materializarse. Esto obliga a ser muy cuidadosos en la compatibilización del pretensado y el proceso de construcción de la estructura, especialmente en lo referente al detallado de las conexiones entre sus diferentes miembros.

- La introducción del preesfuerzo en los dinteles de marcos continuos de hormigón, incorpora en la conexión de ellos con las columnas cargas laterales y momentos flectores que se adicionan a los producidos por la carga exterior.

- En las secciones de los apoyos interiores de Vigas continuas, coinciden los máximos esfuerzos de flexión y cortante, que aunque no impliquen una modificación sensible del comportamiento de la pieza bajo cargas de servicio, exige mayor cuidado al estudiar el estado límite de agotamiento de dichas secciones.

- Cuando en vigas continuas prismáticas, debido a la magnitud y carácter de las acciones externas y a la relación de las luces adyacentes, se originen momentos negativos y positivos de marcada diferencia en magnitud, las cuantías del refuerzo demandado en dichas secciones puede llegar a ser tan diferente, que dificulte el diseño global de la armadura de refuerzo. Esta desventaja se puede atenuar negando la sección constante (peraltando más aquellas secciones de mayor momento), o tomando con armadura pasiva la diferencia entre ambos momentos.

- La continuidad de piezas prefabricadas se dificulta lo mismo que en hormigón armado, aunque en el caso de piezas pretensadas se pueden definir para ellas diferentes fases de trabajo y de carga, para alguna de las cuales las piezas aisladas trabajen bajo un esquema isostático, y que la continuidad se logre para el estado definitivo de carga. La Fig. 9.2 b) es un ejemplo de esta posibilidad.

- Comparado con piezas aisladas pretensadas, generalmente se dificultan más los siguientes procesos:

- Colocación de los tendones por el interior de los conductos.

- Inyección de los conductos.

- Tesado en tramos intermedios

- En la medida en que se recurra a tendones de mayor longitud para lograr la continuidad, mayores serán las caídas de tensión que experimenta la fuerza de pretensado producto de la fricción.

- La readaptación de las vigas continuas pretensadas ante el cambio de sentido de las solicitaciones de flexión, es menos loable que en una viga análoga de hormigón armado.

9.5 Modelo de Análisis para Vigas Continuas preesforzadas.

El estudio del comportamiento de los elementos pretensados con armadura adherente sujetos a flexión, lo mismo a escala de laboratorio que resolviendo para cada escalón de carga a nivel de sección el equilibrio, la compatibilidad de los deformaciones y la introducción de las relaciones tensión – deformación de los materiales, confirma que su comportamiento es lineal y elástico para un amplio diapasón de la carga, y muy especialmente antes de que comience a agrietarse la pieza.

A diferencia del hormigón armado, la mayoría de los diseños en pretensado evitan que bajo cargas de servicio se llegue a alcanzar el estado límite de formación de fisuras, aunque se haya rebasado el de descompresión (Clases I y II), porque resulta viable imponer límites a los esfuerzos del hormigón de manera tal que no lleguen a producirse tracciones en toda la altura de la sección, o de producirse que no sobrepasen su resistencia. Incluso, cuando se decide el diseño con pretensado parcial (Clase III) la fisuración se admite sólo para combinaciones de carga poco frecuente que una vez disipadas posibilitan que las fisuras se cierren nuevamente.

Entonces, la respuesta elástica del hormigón y su naturaleza cuasi homogénea mientras no se encuentre agrietado justifica que, con menos incertidumbres que para el hormigón armado (que nace prácticamente fisurado), se pueda recurrir a cualquiera de los modelos derivados de la Teoría Elástica aplicada a las estructuras estáticamente indeterminadas, para interpretar la respuesta carga – deformación de las Vigas continuas pretensadas. En consecuencia, se pueden aceptar las siguientes

Hipótesis

- Las deformaciones en los materiales son proporcionales a sus tensiones para el estado de carga que se analice (Ley de Hooke).

- La sección, que es plana antes de deformarse, continuará siéndolo luego de deformarse, es decir, el estado deformacional de la sección responde a una ley lineal en la altura de la sección (Ley de Navier – Bernoulli), incluso hasta el agotamiento.

- Se puede aplicar el principio de superposición de efectos.

A quienes le resulte familiar el análisis de las estructuras isostáticas pretensadas y los modelos clásicos para examinar las estructuras estáticamente indeterminadas, se les asegura una fácil comprensión de la metodología que se expondrá para diseñar estructuras pretensadas continuas, y aunque la atención se centrará en el estudio de la Viga Continua Pretensada, todo cuanto se discuta es generalizable a cualquier otra tipología estructural.

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9.5.1 Conceptos y Definiciones.

Momento Exterior: Su definición es evidente, se refiere al momento flector originado por las cargas exteriores para el estado que se analice. Se denota por [pic 4].

Momento Primario: Se refiere al momento flector originado por el pretensado en cada sección de la pieza, y existirá siempre que la línea c.g.s no coincida con la línea centroidal de la pieza (c.d.g). Se evalúa como el producto [pic 5], siendo P la fuerza de pretensado en el instante en que se desea analizar la viga (descontando las pérdidas que han ocurrido hasta ese tiempo), y [pic 6] la excentricidad del tendón respecto del c.d.g de la sección (si la armadura es adherente se debe referir a la sección homogénea si se tratara de una comprobación o a la bruta si se está diseñando. En el caso de armadura no adherente debería considerarse la sección neta si el pretensado fuera interior, o la bruta si es exterior).

Entonces,