concreto estresado
Diagrama de pretensado
hormigón pretensado (hormigón pretensado) - esto es Material de construcción diseñado para superar la incapacidad del hormigón para resistir esfuerzos de tracción significativos.
En la fabricación de hormigón armado, se coloca un refuerzo de acero con alta resistencia a la tracción, luego se estira el acero dispositivo especial y relleno de hormigón. Después del fraguado, la fuerza de tensión previa del alambre o cable de acero liberado se transfiere al hormigón circundante, de modo que se comprime. Esta creación de tensiones de compresión permite eliminar parcial o totalmente las tensiones de tracción de la carga.
Métodos de tensión de refuerzo:
Grants Pass, Puente Jardín Botánico de hormigón pretensado, Oregón, EE.UU.
El pretensado se puede hacer no solo antes sino también después del fraguado. mezcla de concreto. Más a menudo, este método se usa en la construcción de puentes con grandes luces, donde un tramo se hace en varias etapas (capturas). El material de acero (cable o refuerzo) se coloca en un molde para hormigonar en una caja (metal corrugado de paredes delgadas o tubo plástico). Después de la fabricación de una estructura monolítica, el cable (refuerzo) se tensa hasta cierto punto mediante mecanismos especiales (gatos). Después de eso, se bombea un mortero de cemento líquido (concreto) en la caja con un cable (refuerzo). Por lo tanto, se garantiza una fuerte conexión de los segmentos del tramo del puente.
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Vea qué es "hormigón estresado" en otros diccionarios:
Hormigón pretensado- hormigón con tensión creada artificialmente, lo que aumenta la rigidez de la estructura. (Arquitectura: una guía ilustrada, 2005) ... Diccionario arquitectónico
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Bajo pretensado entender estructuras de hormigón armado, elementos, productos en los que preliminarmente, es decir, en el proceso de fabricación, se crean artificialmente de acuerdo con el cálculo de las tensiones de tracción iniciales en parte o en todo el refuerzo de trabajo y compresión de todo o parte del hormigón. .
La compresión del hormigón en estructuras pretensadas a un valor predeterminado se lleva a cabo mediante refuerzo pretensado, que tiende a volver a su estado original después de la liberación de los dispositivos tensores (Fig. 14). En este caso, el deslizamiento de las armaduras en el hormigón se excluye por su adhesión natural mutua, y si la adhesión natural es insuficiente, por el anclaje artificial especial de los extremos de la armadura en el hormigón. El pretensado inicial de la armadura, creado como resultado de la tensión artificial de la armadura, después de la liberación de los tensores se reduce debido a la compresión elástica relativa del hormigón.
Durante un largo período de tiempo, la pérdida de refuerzo del pretensado aumenta significativamente debido a la contracción y la fluencia del hormigón y el refuerzo, la relajación del esfuerzo del refuerzo y muchos otros factores.
Esencia de hierro pretensado estructuras de concreto es fácil de rastrear, por ejemplo, comparando diagramas, elementos tensados centralmente, respectivamente, con refuerzo pretensado y no tensado (Fig. 15). El refuerzo, tratando de volver a su posición original, comprime el hormigón con tensión (Fig. 15, b).
En este caso, la muestra (Fig. 15, c) se contraerá por la cantidad de compresión elástica del concreto (para mayor claridad, asumimos que la pérdida del refuerzo de pretensado por la contracción y la fluencia del concreto, la fluencia del refuerzo y la relajación de la tensión de acero aún no se han manifestado).
El pretensado de tracción establecido en la armadura (Fig. 15, a, punto 2) será equilibrado por el esfuerzo de precompresión del hormigón (Fig. 15, b y c).
Con estos pretensados en armadura y en hormigón, el elemento de hormigón armado (ver Fig. 15, c) entra en el sitio de construcción.
Consideremos la diferencia fundamental entre estructuras pretensadas y estructuras sin pretensado.
Incluso antes de la aplicación de una carga externa en el refuerzo de estructuras pretensadas, existen importantes pretensados de tracción (ver Fig. 15, a, punto 2), que comprimen el hormigón de los elementos (ver Fig. 15, b y c).
Fuerza de tracción externa norte(Fig. 15, d) provoca un alargamiento relativo del elemento pretensado. Como resultado, se extinguirá la precompresión del hormigón.
Con el aumento de la carga externa norte e aumentará hasta el valor de compresión elástica del hormigón.
con un valor Fuerza externa NORTE, igual a la resistencia del pretensado del refuerzo (Fig. 15, e), hay un reembolso completo de la precompresión del hormigón. Con un aumento adicional en la carga externa, aparecerán esfuerzos de tracción en el hormigón, que aumentarán hasta la resistencia de diseño (resistencia a la tracción del hormigón) (Fig. 15, e), de la misma manera que en los elementos de hormigón armado (ver Fig. 15, a, curva III ), sin pretensado. Tan pronto como el alargamiento relativo del hormigón alcance el valor límite, aparecerá una fisura en el elemento pretensado, como en el elemento de hormigón armado sin pretensado.
En consecuencia, la resistencia a la fisuración de las estructuras pretensadas es 2...3 veces mayor que la resistencia a la fisuración de las estructuras de hormigón armado sin pretensado. Esto se debe al hecho de que la compresión preliminar del hormigón por el refuerzo supera significativamente la deformación límite de la tensión del hormigón. Punto 9 caracteriza la formación de fisuras en estructuras de hormigón armado, y el punto 11 - en estructuras pretensadas.
Cuanto mayor sea la tensión de la armadura y mayor sea la compresión del hormigón, mayor será la menos trama 12... 13, donde se forman y abren grietas. Cuando los puntos coinciden 12 y 13 las fisuras en el elemento pretensado no se forman hasta la rotura de la armadura. Cuando se estira un elemento de concreto reforzado, el concreto puede deformarse junto con el refuerzo solo dentro de la sección 0...9 (ver Fig. 15, a), y en toda la sección 9...13 y además, se produce en él la formación de nuevas grietas y la revelación de las antiguas.
La resistencia de las estructuras pretensadas no depende de la magnitud del refuerzo de pretensado. Por eso, el cálculo de la resistencia de cualquier estructura pretensada no es diferente del cálculo de la resistencia de las estructuras de hormigón armado sin pretensado.
Todo lo anterior permite concluir que la naturaleza de las estructuras pretensadas es la misma que la de las estructuras de hormigón armado sin pretensar. La creación de pretensados de tracción en el refuerzo y compresión del hormigón antes de la aplicación de las cargas operativas no afecta significativamente a las principales propiedades fisicas y mecanicas concreto reforzado.
Las estructuras pretensadas son vista general las estructuras de hormigón armado, y las estructuras de hormigón armado sin pretensado son sólo su caso especial. Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que la compresión preliminar del hormigón aumenta significativamente la resistencia al agrietamiento de las secciones inclinadas y el límite de refuerzo y puede reducir significativamente la resistencia de la zona de la sección comprimida.
Ventajas.
En las estructuras pretensadas es posible utilizar armaduras de varillas de mayor resistencia muy económicas y armaduras de alambres de alta resistencia, que permiten, en promedio, reducir el consumo del escaso acero en la construcción hasta en un 50%. La compresión preliminar de las zonas de tracción del hormigón retrasa significativamente el momento de formación de grietas en las zonas de tracción de los elementos, limita el ancho de su abertura y aumenta la rigidez de los elementos, prácticamente sin afectar su resistencia.
Las estructuras pretensadas a menudo resultan económicas para edificios y estructuras con luces, cargas y condiciones de funcionamiento en las que el uso de estructuras de hormigón armado sin pretensado es técnicamente imposible o provoca un consumo excesivo de hormigón y acero para proporcionar la rigidez y la capacidad portante requeridas. estructuras El uso del pretensado permite realizar de la manera más racional las uniones de elementos estructurales prefabricados mediante el prensado con armadura de pretensado. Al mismo tiempo, el consumo de metal adicional en las juntas se reduce significativamente o se elimina por completo la necesidad de su uso.
El pretensado le permite ampliar el uso de prefabricados y estructuras monolíticas prefabricadas flujo mixto, en el que el hormigón de alta resistencia se utiliza únicamente en elementos prefabricados pretensados, y la parte principal o significativa de las estructuras está hecha de hormigón pesado o concreto ligero no sometido a pretensado.
El pretensado, que aumenta la resistencia de las estructuras a la formación de grietas, aumenta su resistencia cuando se trabaja bajo la influencia de una carga repetida repetidamente. Esto se debe a una disminución en la caída de tensión en las armaduras y el hormigón, provocada por un cambio en la magnitud de la carga externa. Las estructuras pretensadas adecuadamente diseñadas son seguras en operación, ya que presentan deflexiones importantes antes de fallar, advirtiendo sobre el estado de emergencia de las estructuras.
Con un aumento en el porcentaje de refuerzo, la resistencia sísmica de las estructuras pretensadas en muchos casos aumenta (especialmente cuando secciones en T con repisa en la zona comprimida y hormigón aligerado). Esto se explica por el hecho de que debido al uso de materiales más fuertes y livianos, las secciones de las estructuras pretensadas en la mayoría de los casos resultan ser más pequeñas en comparación con las estructuras de hormigón armado sin pretensado de la misma capacidad portante y, por lo tanto, más flexibles y livianas. El aumento de la resistencia sísmica también se ve facilitado por el trabajo espacial de los edificios y estructuras en su conjunto, obtenido mediante la compresión de sus partes individuales con refuerzo pretensado. Las más resistentes a los terremotos son las estructuras estresadas, que tienen un exceso significativo de la capacidad portante sobre el límite de resistencia a la fisuración.
Defectos.
Las estructuras de hormigón armado con refuerzo pretensado tienen las siguientes desventajas principales.
Las estructuras pretensadas se caracterizan por una mayor complejidad de diseño y fabricación. Requieren mayor cuidado en el cálculo y diseño, durante la fabricación, almacenamiento, transporte e instalación, ya que incluso antes de la aplicación de cargas externas, pueden presentarse esfuerzos de compresión o tracción inaceptables en las secciones de sus elementos, lo que puede conducir a un estado de emergencia. Por ejemplo, en los extremos de estructuras pretensadas con una aplicación concentrada y desigual de las fuerzas de compresión, se pueden producir fisuras longitudinales, que las reducen significativamente. capacidad de carga. Si no tiene en cuenta las características específicas de la creación de pretensado, las condiciones de trabajo bajo carga de toda la estructura o sus partes individuales pueden deteriorarse.
Las grandes fuerzas transmitidas por el refuerzo de pretensado al hormigón de la estructura en el momento de la liberación de los dispositivos de tensión pueden conducir a su destrucción completa durante la compresión o al daño local, al deslizamiento del refuerzo de pretensado debido a una violación de su adherencia al hormigón. Por lo tanto, las normas requieren que sea obligatorio verificar cuidadosamente la resistencia de las estructuras pretensadas en la etapa de compresión, durante el almacenamiento, transporte e instalación y cumplir con lo estipulado. Requerimientos de diseño. Las estructuras pretensadas requieren complicación y un aumento en el consumo de metal del encofrado, la intensidad de mano de obra del refuerzo y un aumento en el consumo de metal para piezas empotradas y accesorios de montaje.
Debido al uso de materiales de alta resistencia, la masa de las estructuras pretensadas es significativamente menor que la masa de las estructuras de hormigón armado sin pretensar, sin embargo, sigue siendo superior a la masa del metal y especialmente estructuras de madera. Introducción generalizada en la práctica de la construcción de estructuras de materiales ligeros y hormigón celular, cemento armado, calado espacial de paredes delgadas, malla y estructuras colgantes le permite llevar significativamente la masa de estructuras pretensadas a la masa de estructuras metálicas.
La alta conductividad térmica y acústica del hormigón armado requiere una complicación del diseño y el uso adicional de juntas hechas de materiales aislantes térmicos y acústicos.
El refuerzo de estructuras pretensadas no es más difícil que el refuerzo de estructuras de hormigón armado, pero es mucho más difícil que el refuerzo de estructuras de acero y especialmente de madera. El trabajo de refuerzo de estructuras pretensadas es muy complejo, laborioso y costoso.
Las estructuras pretensadas son ignífugas, pero su resistencia al fuego es inferior a la resistencia al fuego de las estructuras de hormigón armado sin pretensar. Esto se debe al hecho de que las temperaturas críticas a las que se puede calentar con seguridad el refuerzo pretensado son más bajas en comparación con el refuerzo no tensionado. Por ejemplo, la resistencia del alambre de alta resistencia sometido a trabajo en frío (endurecimiento), a partir de una temperatura de 200 °C, disminuye notablemente y a 600 °C es aproximadamente 2/3 de la resistencia original. Barra de refuerzo de perfil periódico, reforzada por una campana, pierde endurecimiento a temperaturas superiores a 400 °C. Así, en caso de incendio, la resistencia al fuego de las estructuras pretensadas estará asegurada si no se supera la temperatura crítica para este tipo de armaduras. Esto solo se puede lograr aumentando la capa protectora de hormigón.
Las normas permiten el uso de estructuras pretensadas de hormigón pesado y ligero sobre un aglutinante de cemento con exposición periódica sistemática a temperaturas elevadas (la temperatura de calentamiento no debe cambiar más de una vez al día en 30 ° C y una vez a la semana en 100 ° C) y exposición estacionaria a temperaturas de proceso de hasta 200°F. A altas temperaturas Se recomienda el uso de hormigón armado resistente al calor.
Las estructuras pretensadas se caracterizan por una insuficiente resistencia a la corrosión.
La corrosión de la piedra de cemento en el concreto puede ocurrir debido a:
1) la lixiviación de la cal con aguas blandas, provocando la formación de manchas blancas en la superficie del hormigón ("muerte blanca" del hormigón);
2) la formación de productos solubles y transportados por agua asociados con reacciones de intercambio cuando el concreto se expone a soluciones de ácidos y algunas sales;
3) la formación de sales cristalizantes en los poros y capilares de elementos de hormigón, por ejemplo, bajo la acción de soluciones de sulfato, que conducen al agrietamiento de los elementos (cemento bacillus). Los tres tipos de corrosión de la piedra de cemento reducen las propiedades protectoras del concreto en relación con el refuerzo y pueden causar una peligrosa corrosión del refuerzo.
La corrosión del refuerzo también puede ocurrir debido a un contenido insuficiente de cemento en el concreto, la presencia de aditivos dañinos en él (por ejemplo, sal de mesa), abertura de fisura superior a 0,4 mm, espesor insuficiente de la capa protectora, baja densidad del hormigón. El daño por corrosión reduce drásticamente la capacidad de carga y las propiedades plásticas del refuerzo de alta resistencia, provoca el agrietamiento del refuerzo endurecido térmicamente, lo que provoca una fractura frágil repentina de las estructuras pretensadas.
Las principales medidas para proteger el hormigón armado de la corrosión son las siguientes:
Prevenir la formación de grietas o limitar su apertura;
Limitar el grado de agresividad del medio ambiente;
El uso de hormigones densos e impermeables sobre cementos especiales resistentes a los sulfatos;
Protección de superficies con una variedad de materiales poliméricos, yeso resistente a los ácidos, revestimiento de cerámica, pegado y revestimiento de aislamiento;
Sobrecarga de refuerzo hasta 10...20%; aumento de la capa protectora de hormigón hasta 25 mm.
El aceite y sus tirantes reducen la resistencia del hormigón a la tracción, compresión y adhesión al refuerzo, por lo que el hormigón se vuelve permeable a los líquidos.
Los aceites y grasas vegetales y animales, especialmente los rancios, contienen un ácido graso que saponifica la cal del hormigón y forma un jabón de cal que destruye el hormigón.
El azúcar, los jarabes y las melazas forman sales solubles con cal, azúcares que destruyen rápidamente el hormigón fresco.
Los alcoholes en sí mismos no son dañinos, pero al extraer agua del concreto, lo secan y detienen el proceso de endurecimiento. Las principales desventajas enumeradas de las estructuras de hormigón armado son insignificantes en comparación con sus numerosas ventajas principales. Mala influencia muchas deficiencias pueden reducirse significativamente mediante un diseño, fabricación, instalación y operación de estructuras de hormigón armado de alta calidad.
Por eso, a pesar de cuento desarrollo (~ 135 años), se han generalizado en la construcción de los edificios y estructuras más críticos y únicos. No hay una sola área de construcción de capital en la que las estructuras modernas de hormigón armado, y especialmente las pretensadas, no puedan usarse con éxito. A operación correcta las estructuras de hormigón armado pueden servir durante mucho tiempo sin reducir la capacidad de carga, porque la resistencia del hormigón aumenta con el tiempo y protege de forma fiable el refuerzo de la corrosión.
(hormigón pretensado) es un material de construcción diseñado para superar la incapacidad del hormigón para resistir esfuerzos de tracción significativos. Las estructuras hechas de hormigón armado pretensado, en comparación con el hormigón sin tensar, tienen flechas significativamente más bajas y una mayor resistencia a la fisuración, mientras que tienen la misma resistencia, lo que permite la superposición grandes luces a sección igual elemento.
En la fabricación de hormigón armado, se coloca un refuerzo de acero con alta resistencia a la tracción, luego se estira el acero con un dispositivo especial y se coloca la mezcla de concreto. Después del fraguado, la fuerza de tensión previa del alambre o cable de acero liberado se transfiere al hormigón circundante, de modo que se comprime. Esta creación de esfuerzos de compresión hace posible eliminar parcial o completamente los esfuerzos de tracción de la carga operativa.
Métodos de tensión de refuerzo:
Según el tipo de tecnología, el dispositivo se divide en:- tensión en los topes (antes de colocar el hormigón en el encofrado);
- tensión sobre el hormigón (después de la colocación y curado del hormigón).
Más a menudo, el segundo método se usa en la construcción de puentes con grandes luces, donde un tramo se hace en varias etapas (capturas). El material de acero (cable o refuerzo) se coloca en un molde para hormigonar en canales (tubo de plástico o metal corrugado de paredes delgadas). Después de la fabricación de una estructura monolítica, el cable (refuerzo) se tensa hasta cierto punto mediante mecanismos especiales (gatos). Después de eso, se bombea un mortero de cemento líquido (hormigón) al formador de canales con un cable (refuerzo). Por lo tanto, se garantiza una fuerte conexión de los segmentos del tramo del puente.
Si bien la tensión en los topes implica solo una forma rectilínea del refuerzo tensionado, una importante rasgo distintivo la tensión sobre el hormigón es la posibilidad de tensar el refuerzo Forma compleja, lo que aumenta la eficiencia del refuerzo. Por ejemplo, en los puentes, los elementos de refuerzo se levantan dentro de las vigas de hormigón armado de apoyo en tramos por encima de los apoyos "toro", lo que permite utilizar su tensión de manera más eficaz para evitar la deformación.
Eugene Freycinet (Francia) y Viktor Vasilievich Mikhailov (Rusia) estuvieron en los orígenes de la creación del hormigón armado pretensado
hormigón pretensado es el material principal de los techos entre pisos edificios de gran altura y contenciones protectoras de reactores nucleares, así como columnas y paredes de edificios en áreas de mayor riesgo sísmico y de explosión.Presionado, como una prensa, por el peso de un alto ático, el muro del Coliseo de Roma es una prueba de que incluso los arquitectos en roma antigua entendido los beneficios del pretensado estructuras de piedra, destinado al trabajo en condiciones de posibles terremotos . La escultura "Patria" en Volgogrado se hizo con bloques de hormigón armado pretensado.
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Un extracto que caracteriza el hormigón pretensado
– No puedes pelear con lo que no ves o no entiendes, ¿verdad, Isidora? - Ignorando mi indignación, Sever continuó con calma. - Así era él - no vio ni sintió lo que los "oscuros" una vez implantaron en su cerebro, eligiéndolo como su "víctima" indefensa. Y así, cuando llegó el momento necesario para la “oscuridad”, el “orden” claramente funcionó, a pesar de los sentimientos o creencias de la persona capturada."¡Pero eran tan fuertes, Caballeros del Templo!" ¡¿Cómo podría alguien inyectarles algo?! ..
– Verás, Isidora, ser fuerte e inteligente no siempre es suficiente. A veces, los "oscuros" encuentran algo que la víctima prevista simplemente no tiene. Y ella, esta víctima, vive honestamente por el momento, hasta que la mugre se implanta en sus obras, y hasta que la persona se convierte en un títere obediente en manos de los “Oscuros Pensantes”. Y aun cuando la introducción funciona, la pobre "víctima" no tiene la menor comprensión de lo que pasó... Este es un final terrible, Isidora. Ni siquiera le desearía esto a mis enemigos...
- Entonces, ¿qué - este caballero no sabía qué terrible mal había hecho a los demás?
Norte negó con la cabeza.
- No, amigo, no lo supo hasta el último momento. Murió así, creyendo que vivía una vida buena y buena vida. Y nunca llegó a comprender por qué sus amigos le dieron la espalda y por qué fue expulsado de Occitania por ellos. Por mucho que se esfuercen en explicárselo... ¿Te gustaría saber cómo sucedió esta traición, amigo mío?
Solo asentí. Y el Norte continuó pacientemente su asombrosa historia...
– Cuando la iglesia descubrió a través del mismo caballero que Magdalena también era la Guardiana del Cristal Inteligente, los “santos padres” tuvieron un deseo irresistible de tener este asombroso poder en sus propias manos. Y, por supuesto, las ganas de destruir el Golden Mary se multiplicaron por mil.
Según el plan magníficamente calculado por los "santos padres", el día en que se suponía que Magdalena moriría, el caballero que la traicionó recibió una carta del enviado de la iglesia, supuestamente escrita por la propia Magdalena. En este "mensaje" nefasto, Magdalena "conjuró" a los primeros Caballeros del Templo (sus amigos más cercanos) para que nunca más usaran armas (¡incluso en defensa!), Así como de ninguna otra manera conocida por ellos que podría llevarse a alguien. la vida de otra persona. De lo contrario, decía la carta, en caso de desobediencia, los Caballeros del Templo perderán la Llave de los Dioses... ya que serán indignos de ella.
fue absurdo!!! ¡Era el mensaje más engañoso que jamás habían escuchado! Pero Magdalena ya no estaba con ellos... Y nadie podía preguntarle nada más.
“¿Pero no podrían comunicarse con ella después de la muerte, Sever? Me sorprendió. "Después de todo, hasta donde yo sé, ¿muchos magos pueden comunicarse con los muertos?"
– No muchos, Isidora... Muchos pueden ver entidades después de la muerte, pero no muchos pueden escucharlos con precisión. Solo uno de los amigos de Magdalena podía comunicarse libremente con ella. Pero fue él quien murió pocos días después de su muerte. Ella vino a ellos en esencia, esperando que la vieran y entendieran... Ella les trajo una espada, tratando de mostrarles que debían luchar.
Durante un tiempo, las opiniones de los Perfectos fueron superadas primero en un sentido, luego en el otro. Ahora eran muchos más, y aunque el resto (los recién llegados) nunca habían oído hablar de la Llave de los Dioses, también se les leyó la "Carta de Magdalena", para ser justos, omitiendo líneas que no estaban destinadas a sus oídos. .
Algunos de los nuevos Perfectos, que querían vivir una vida más tranquila, prefirieron creer en la "carta" de María. Aquellos que eran devotos de ella y de Radomir con el corazón y el alma no podían creer en una mentira tan descabellada... Pero también temían que, si se equivocaban en su decisión, la Llave de los Dioses, de la que sabían muy poco, podría simplemente desaparecer. La severidad del Deber que se les confió presionó sus mentes y corazones, dando lugar a una incertidumbre temblorosa y dudas en ellos durante algún tiempo ... Los Caballeros del Templo, a regañadientes, trataron sinceramente de aceptar de alguna manera este extraño "mensaje". Además, supuestamente fue el último mensaje, la última solicitud de su Golden Mary. Y por extraño que parezca este pedido, estaban obligados a obedecerlo. Al menos los Templarios más cercanos a ella... Cómo obedecieron una vez última petición Radomira. La Llave de los Dioses ahora permanecía con ellos. Y ellos eran responsables de su seguridad con sus vidas... Pero fue para ellos, los primeros Caballeros del Templo, para los que fue más difícil - sabían y recordaban demasiado bien - Radomir era un Guerrero, al igual que María era una guerrera. . Y nada en el mundo podría hacer que se apartaran de su Fe original. Nada podría hacerte olvidar los mandamientos de los verdaderos cátaros.
El pretensado del hormigón para aumentar su resistencia es manera moderna aumentar la resistencia de las estructuras de hormigón. En este artículo enumeramos las ventajas y desventajas del hormigón pretensado.
El hormigón se utiliza en varios tipos construcción. El nombre "preliminarmente" no significa que el hormigón se estresó antes de que se construyera el piso de arriba. Sin embargo, en lugar de pandearse bajo la presión, logra volverse más fuerte y adquiere la capacidad de soportar tensiones mucho mayores que el concreto ordinario.
Pero como hacer eso. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del hormigón pretensado? Averigüemos las respuestas a estas preguntas, que ayudarán a comprender esto mejor.
¿Qué es el hormigón pretensado?
El concreto en su estado normal es extremadamente nivel alto fuerza compresiva. Esto hace posible utilizarlo para crear estructuras que deben soportar cargas de compresión. Por ejemplo, se utiliza para crear columnas y soportes para soportar varias estructuras en grandes edificios.
Sin embargo, en comparación con su resistencia a la compresión, el concreto casi no tiene una resistencia holística. Por lo tanto, si se usa concreto común para construir pisos, se combará bajo presión cuando se comprima sobre él y eventualmente se agrietará y se desmoronará. Para eliminar esta deficiencia, se utiliza el método de pretensado. En su forma más básica, el pretensado se realiza de la siguiente manera.
Una serie de cables de acero se tensan aplicando una fuerza de tracción en sus extremos y se colocan en un bloque de hormigón. Luego, el concreto líquido se vierte en moldes y se endurece, lo que provoca la unión entre este y cables de acero en el interior. Después de eso, los cables intentan restaurar su forma original, arrastran el hormigón con ellos, creando compresión. Esto estresa las partículas internas del concreto, lo fortalece y lo convierte en un excelente material para uso estructural. Dado que el concreto se tensa antes de usarse, se le llama concreto pretensado.
El hormigón pretensado tiene una gran cantidad de resistencia, tanto en compresión como en tracción. Se utiliza para construir puentes largos, construir losas, etc.
Ventajas y desventajas del hormigón pretensado.
Ventajas
1) alta resistencia a la tracción y resistencia al agrietamiento
Sencillo forjado si se pone bajo tensión, se hunde bajo la presión del peso. En esta posición, la parte superior de la placa está comprimida y su parte inferior está bajo tensión. Dado que el concreto puede soportar grandes cantidades de compresión, la parte superior de la losa puede soportar dicha carga. Sin embargo, el concreto es débil en términos de resistencia a la tracción. En la parte inferior, la losa comienza a agrietarse hasta que toda la losa se derrumba.
El hormigón pretensado tiene una alta resistencia a la tracción y, por lo tanto, es capaz de soportar cargas pesadas sin agrietarse ni hundirse.
2) por debajo de la profundidad
Debido a su alta resistencia, el hormigón pretensado se puede utilizar para construir estructuras que tienen una profundidad mucho menor en comparación con las estructuras de hormigón armado. Esto tiene dos ventajas principales. Si se usa para tableros de construcción, no ocupa mucho espacio y queda disponible espacio utilizable adicional, especialmente en edificios de gran altura. La segunda ventaja de las estructuras de menor profundidad es que son más livianas y las columnas de soporte de los edificios también se pueden hacer más pequeñas, lo que ahorra costos y esfuerzos de construcción.
3) Duración
El hormigón pretensado se puede utilizar para construir estructuras que duren más que el hormigón armado. En la construcción de edificios, esto significa que se necesitarán menos columnas para soportar las losas, y la distancia entre ellas puede ser mucho mayor. Para puentes, el uso de hormigón pretensado puede permitir a los ingenieros construir un puente largo que no colapsará bajo carga.
4) construcción rápida y fiable
Pretensado bloques de concreto fabricado en la industria en varias formas y tamaños estándar. Se conocen como bloques prefabricados. Debido a que están hechos profesionalmente, tienen una muy buena calidad de construcción y al mismo tiempo brindan toda la potencia del hormigón prefabricado. Se pueden entregar directamente en el sitio de construcción y usarse para una terminación rápida trabajos de construcción. Se sabe que las estructuras construidas con estos bloques tienen mejor calidad, y una operación más larga.
Defectos
1) Mayor complejidad del edificio
Pretensado de hormigón sobre sitio de construcción es intensiva en mano de obra y proceso dificil. Uno debe tener un conocimiento profundo de cada paso que está involucrado junto con pleno conocimiento usando varios equipos. Las estructuras prefabricadas de hormigón se fabrican una vez, son difíciles de cambiar y, por lo tanto, la complejidad de la planificación inicial también aumenta. Además, dado que la probabilidad de error es muy baja, se debe tener mucho cuidado al construir.
2) Incremento en el costo de construcción
El hormigón pretensado requiere conocimientos y equipos especializados, que pueden ser costosos. Incluso el costo de los bloques de concreto reforzado es significativamente más alto que bloques reforzados. En la construcción residencial, para aumentar la resistencia a la tracción, puede que no sea necesario el hormigón pretensado, ya que el hormigón armado simple es mucho más barato y lo suficientemente resistente para cumplir con todos los requisitos de carga.
3) la necesidad de control de calidad e inspección
El procedimiento utilizado para el pretensado debe ser revisado y aprobado por especialistas en control de calidad. Cada estructura de hormigón pretensado debe comprobarse para asegurarse de que ha sido sometida a la tensión correcta. Demasiada atención también es mala y puede dañar el concreto, debilitándolo.
Las estructuras de hormigón pretensado proporcionan una resistencia a la tracción superior en comparación con las estructuras de hormigón normales e incluso reforzadas, pero son complejas de construir y más caras. Para aplicaciones de bajo estrés, como pisos de edificios, el uso de hormigón pretensado no es práctico. Por lo tanto, la decisión de utilizar hormigón pretensado solo debe tomarse si así lo exigen las especificaciones del proyecto.
Las principales ventajas del hormigón armado son: alta resistencia, resistencia al fuego, durabilidad, facilidad de conformado. Una viga de hormigón (fig. siguiente), que, durante la flexión, experimenta tensión por debajo del eje neutro y compresión por encima de él, tiene una baja capacidad portante debido a la débil resistencia del hormigón a la tensión. Al mismo tiempo, la resistencia del hormigón en la zona comprimida no se aprovecha por completo. En este sentido, no se recomienda el uso de hormigón no armado en estructuras diseñadas para trabajar en flexión o tracción, ya que las dimensiones de tales elementos serían prohibitivas.
Las estructuras de hormigón se utilizan principalmente cuando trabajan a compresión (muros, cimentaciones, estructuras de contención, estribos, etc.) y sólo en ocasiones cuando trabajan a flexión con esfuerzos de tracción bajos que no superan la resistencia a tracción del hormigón.
Las estructuras de hormigón armado, reforzadas en la zona de tensión con refuerzo, tienen una capacidad de carga significativamente mayor. Sí, capacidad de carga viga de hormigón armado(fig. a continuación) con refuerzo colocado en la parte inferior es 10-20 veces mayor que la capacidad portante de una viga de hormigón de las mismas dimensiones. En este caso, se aprovecha al máximo la resistencia del hormigón en la zona comprimida de la viga.
Esquemas de trabajo de elementos bajo carga.
Como refuerzo, varillas de acero, alambres, perfiles laminados, así como fibra de vidrio, materiales sintéticos, bloques de madera, troncos de bambú.
Las estructuras se refuerzan no solo cuando trabajan en tracción y flexión, sino también en compresión (Fig. anterior). Debido a que el acero tiene una alta resistencia a la tracción y a la compresión, incorporarlo a los elementos comprimidos aumenta en gran medida su capacidad de carga. El trabajo conjunto de dichos materiales con diferentes propiedades, como el hormigón y el acero, está garantizado por los siguientes factores:
- adherencia del refuerzo al hormigón, que se produce durante el endurecimiento de la mezcla de hormigón; debido a la adherencia, ambos materiales se deforman juntos;
- los coeficientes de deformación lineal por temperatura tienen un valor cercano (para concreto 7 10 -6 -10 10 -6 1 / grado, para acero 12 10 -6 1 / grado), lo que elimina la aparición de tensiones iniciales en los materiales y el refuerzo de deslizamiento en el concreto en cambios de temperatura hasta 100 °С;
- protección fiable del acero, encerrado en hormigón denso, contra la corrosión, la acción directa del fuego y los daños mecánicos.
Una característica de las estructuras de hormigón armado es la posibilidad de agrietamiento en la zona de tracción bajo la acción de cargas externas. La apertura de estas grietas en muchas estructuras durante la etapa de operación es pequeña (0,1-0,4 mm) y no provoca corrosión del refuerzo ni daño. operación normal diseños Sin embargo, existen estructuras y estructuras en las que, según las condiciones de operación, la formación de grietas es inaceptable (por ejemplo, tuberías a presión, bandejas, tanques, etc.) o se debe reducir el ancho de la abertura. En este caso, aquellas zonas del elemento en las que aparecen fuerzas de tracción bajo la acción de las cargas operativas se someten a una compresión intensiva de forma previa (antes de la aplicación de las cargas externas) mediante el pretensado de la armadura. Tales estructuras se llaman pretensadas. La compresión preliminar de las estructuras se lleva a cabo principalmente de dos maneras: tensionando el refuerzo en los topes (antes del hormigonado) y sobre el hormigón (después del hormigonado).
En el primer caso, antes de hormigonar la estructura, se estira la armadura y se fija en los topes o extremos del molde (Fig. siguiente). Luego se hormigona el elemento. Una vez que el hormigón ha adquirido la resistencia necesaria para absorber las fuerzas de precompresión (resistencia de transferencia), la armadura se suelta de los topes y, tratando de acortarse, comprime el hormigón. La transferencia de fuerza al hormigón se produce por la adherencia entre la armadura y el hormigón, así como a través de dispositivos especiales de anclaje ubicados en el hormigón de la estructura, si la adherencia no es suficiente.
En el segundo caso, primero se hace un elemento de hormigón o ligeramente reforzado con canales o ranuras (Fig. a continuación). Cuando el hormigón alcanza la resistencia de transferencia requerida, se inserta el refuerzo en los canales (ranuras), se tira con el tensor apoyado en el extremo del elemento y se ancla. Así, el hormigón se comprime. Para crear la adherencia del refuerzo con hormigón, se inyecta cemento o cemento en los canales. mortero de cemento y arena. Si el refuerzo de pretensado se encuentra en la superficie exterior del elemento (refuerzo anular de tuberías, depósitos, etc.), entonces su bobinado con compresión simultánea de hormigón se lleva a cabo mediante máquinas bobinadoras especiales. Después de tesar el refuerzo, se aplica una capa protectora de hormigón a la superficie del elemento mediante gunitado. El refuerzo se puede tensar por métodos mecánicos, electrotérmicos, combinados y físico-químicos.
Maneras de crear pretensado
a - tensión en los topes; b - tensión sobre el hormigón; I - tensión de refuerzo y hormigonado de elementos; II, IV- artículo terminado; III - elemento durante la tensión del refuerzo; 1 - énfasis; 2 - gato; 3 - ancla
Con el método mecánico, el refuerzo se tensa hidráulicamente o gatos de tornillo, bobinadoras y otros mecanismos. En el método electrotérmico, el refuerzo se calienta descarga eléctrica hasta 300-350 ° C, se introducen en el molde y se fijan en los topes. En el proceso de enfriamiento, el refuerzo se acorta y recibe esfuerzos de tracción preliminares. El método de tensión combinada combina electrotermia y formas mecanicas tensión de refuerzo, realizada al mismo tiempo. Con el método físico-químico, la tensión de la armadura se consigue como resultado de la expansión del hormigón preparado sobre un cemento especial de tensión (NC) en el proceso de su tratamiento hidrotérmico.
El refuerzo embebido en el hormigón impide el aumento de su volumen y se estira, y surgen tensiones de compresión en el hormigón. El refuerzo se tensa en los topes por métodos mecánicos, electrotérmicos o combinados, y en el concreto, solo mecánicamente.
La principal ventaja de las estructuras pretensadas es su alta resistencia a la fisuración. Al cargar un elemento pretensado Carga externa en el hormigón de la zona de tracción, las tensiones de compresión creadas previamente se extinguen y solo después de eso surgen las tensiones de tracción. Cuanto mayor sea la resistencia del hormigón y el acero, más precompresión se puede crear en el elemento.
El uso de materiales de alta resistencia permite reducir el consumo de refuerzo en un 30-70% en comparación con el hormigón armado no tensionado. También se reducen el consumo de hormigón y la masa de la estructura. Además, la alta resistencia al agrietamiento de las estructuras pretensadas aumenta su rigidez, resistencia al agua, resistencia a las heladas, resistencia a las cargas dinámicas y durabilidad.
Las desventajas del hormigón armado pretensado incluyen el hecho de que el proceso es una fabricación de estructuras que requiere mucha mano de obra. Además, se crea la necesidad del uso de equipos especiales y trabajadores altamente calificados.
Los estados tensión-deformación de los elementos pretensados tras la formación de fisuras en el hormigón de la zona traccionada son similares a los de los elementos sin pretensar.
