Aplicación del hormigón postesado en edificación

Aplicación del hormigón postesado en edificación
ALUMNO: FRANCISCO ORTS BORRÁS TUTOR: FERNANDO FARGUETA CERDÁ MÁSTER EN EDIFICACIÓN. TECNOLOGÍA CONSTRUCTIVA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE LA EDIFICACIÓN

1. OBJETIVO Esta tesina está motivada por el interés en acercar la técnica constructiva del hormigón postesado en edificación. Ofrecer detalles del proceso constructivo que marquen pautas para una correcta ejecución de elementos con esta técnica. Combinación de un análisis teórico y la experiencia en un proyecto real se pretende conseguir una perspectiva amplia. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

2. INTRODUCCIÓN Modalidad del hormigón pretensado, en el que las armaduras se tensan una vez que el hormigón ha adquirido la resistencia necesaria para soportar el esfuerzo de pretensado. En edificación fundamentalmente en el diseño de forjados (losas postesadas) Arquitectura contemporánea, espacios diáfanos cada vez más amplios. Consecución de grandes luces condicionada por la limitación de canto. Abrió una serie de posibilidades constructivas impensables con la técnica del hormigón armado. Gran difusión en la ingeniería civil. Construcción de puentes. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

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3. CONCEPTOS BÁSICOS Estado de tensión previo a la carga de la estructura. Armadura activa.Trazado curvo respecto al canto de la losa Entre pilares, reacción opuesta a las cargas verticales compensando así el peso propio. Los esfuerzos internos y las flechas disminuyen. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

En los apoyos, la curvatura de los cables, se opone al esfuerzo de punzonamiento provocado por la reacción sobre los pilares. Gracias al pretensado, todo el espesor del hormigón participa en la resistencia a la flexión, por tanto el espesor de la losa se puede reducir. El pretensado por postensión se presenta bajo dos formas: Postesado no adherente, cordones envainados-engrasados con cera o grasa. Postesado adherente con inyeccion rígida. Lechada de cemento APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

4. LIMITACIÓN DEL HA E INTERÉS POR EL POSTESADO
Cambio de tendencia hacia las losas macizas. Forjados unidireccionales, menores prestaciones de resistencia, fácil puesta en obra Forjados reticulares o bidireccionales, funciona mejor que la anterior, permitiendo a su vez el empleo de mayores luces. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Razones para el cambio de tendencia hacia soluciones a base de losas macizas son: Facilidad constructiva Libertad de diseño Reducción canto total Mejora en aislamiento acústico Reducción de riesgos laborales Así la introducción de la técnica del pretensado en losas macizas nos ofrece una mejora considerable en las prestaciones: Ahorro coste de los materiales Mayores luces. Reducción 30% el canto de la losa Descimbrado o desapuntalado más precoz. Menor coste ejecución Reduccción de la flecha diferida Mejor comportamiento frente a la fisuración Alta resistencia a la fatiga APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Menor peso propio de los forjados Mayor resistencia al punzonamiento Disminuyen los efectos de la retracción. Aumento distancia entre juntas de dilatación. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

5. SITUACIÓN ACTUAL EN EL MERCADO
Se aplica mayoritariamente en el campo de las obras públicas y mucho menos en edificación. Escasez de información sobre las posibilidades de los forjados postensados, sus ventajas técnicas y económicas y la ausencia de normativa Otro de los motivos quizás pueda estar en la costumbre de muchos proyectistas de estructuras cómodamente asentados en las técnicas tradicionales APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

6. EJEMPLO DE APLICACIÓN EN EDIFICIOS
Algunas de las obras de edificación más importantes construidas en España con la técnica del postesado: Torre Agbar en Barcelona Parque comercial y de ocio Bonaire en Valencia Torre Espacio en Madrid Pabellón de Aragón Expo 2008 en Zaragoza APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

7. ELEMENTOS DEL POSTESADO. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
Material para la realización de una pieza en hormigón postesado: Armadura activa/pasiva Anclaje activo/pasivo Vainas Otros accesorios Hormigón Inyección APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

ARMADURA ACTIVA: Acero de alta resistencia Elevado límite elástico Carga de rotura elevada Y un importante alargamiento de rotura, que excluya la posibilidad de roturas frágiles. ARMADURA PASIVA: ANCLAJES ACTIVOS: Mismas características que las empleadas en hormigón armado. A través de los cuales se transmite al hormigón la fuerza de pretensado El efecto de anclaje de los tendones se consigue mediante cuñas de acero APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

ANCLAJES PASIVOS: Anclajes desde los que no se realiza la puesta en tensión. Características similares a un anclaje activo Dispersión de la fuerza de pretensado Se configuran en forma de bulbos : Cordones destrenzados en su extremo para que el centro del cordón se rellene de hormigón y oponga resistencia al deslizamiento También se pueden utilizar placas APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

VAINAS Conductos por los que discurren las armaduras activas. Metálicas o plásticas Se disponen antes del hormigonado, siguiendo el trazado de los tendones. Características exigibles: - Estanqueidad durante el hormigonado e inyección - Resistencia transversal al aplastamiento. Nervaduras anulares - Flexibilidad longitudinal - Posibilidad de empalme/acoplamiento APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

OTROS ACCESORIOS: - TUBO DE PURGA: Comunican los conductos de postesado con el exterior. Permiten seguir el avance de la inyección. - BOQUILLA DE INYECCIÓN: Permite introducir el producto de inyección en los conductos de pretensado. - TROMPETA DE EMPALME: Pieza generalmente troncocónica que conecta la placa de reparto con la vaina. - SILLAS O PATES: Permiten amarrar un cordón ó tendón a una distancia determinada del fondo del encofrado APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Totalmente análogo al utilizado en la técnica del hormigón armado. Mayores resistencias, el hormigón se somete a compresiones mucho más elevadas. Resistencia iguales o superiores a 35 MPa. El peligro de corrosión de las armaduras activas nos obliga a tomar precauciones suplementarias. Según la EHE: - Se limitan los contenidos de cloruros en agua, áridos, cemento y aditivos. - Los aditivos se someterán a un control mucho más riguroso - El empleo de adiciones no está autorizado, salvo para el humo de sílice. El contenido de cemento mínimo será de 275 Kg/m3. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

INYECCIÓN: Mejorar la protección contra la corrosión de las armaduras activas. La adherencia entre armaduras activas y hormigón proporciona una distribución más uniforme de las eventuales fisuras y mejora la resistencia a rotura de las piezas sometidas a flexión. Generalmente se emplean lechadas de cemento. Características exigibles: - Cemento tipo CEM I - Agua no ácida - Fluidez suficiente con mínima relación A/C - Estabilidad volumétrica - Resistencia a compresión, fck ≥30N/mm2 APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

8. PRODUCTOS COMERCIALES
Ofrecen todas las fases de que consta la ejecución de cualquier elemento postesado. En general los sistemas integrales de postesado ofrecen: Pre-estudio de cuantías y cantos de forjados. Suministro de materiales de postesado Posibilidad de realización del proyeto ejecutivo del forjado. Asistencia Técnica en fase de proyecto y durante la ejecución. Amplia gama de anclajes activos, pasivos, intermedios y de empalme. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Empresas más importantes que ofrecen los servicios de suministro e instalación de sistemas de postesado para edificación. FREYSSINET DIWIDAG-SYSTEMS INTERNATIONAL MEKANO 4 BBR-PTE CTT STRONGHOLD (VSL, en España) APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

9. EJEMPLO DE EJECUCIÓN DE EDIFICIO EN VALENCIA CON LOSAS POSTESADAS.
El edificio se sitúa en una zona céntrica de la ciudad de Valencia. Mantiene las fachadas protegidas de un edificio pre-existente. Solución pretensada para aumentar las luces de la zona comercial, revalorizando de ésta forma el precio del m2, y para facilitar la distribución de las viviendas de lujo. Para luces de aproximadamente 11m. la solución más racional se orientaba hacia la tipología de losa maciza postesada adherente. La empresa Freyssinet calculó, suministró e instaló el pretensado en cada uno de los cuatro forjados. En total se actuó sobre una superficie de m2. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

PROCESO CONSTRUCTIVO EJECUCIÓN DE LAS LOSAS MONTAJE DEL FORJADO, Encofrado horizontal ULMA modelo RAPID. Sistema modular recuperable de fácil y rápido montaje adecuado para la ejecución de este tipo de losas. 2. REPLANTEO DE LOS TENDONES Marcado con tiralíneas de la alineación de cada uno de los tendones según planos. Se marcaba la ubicación del “pate” o “silla” así como la altura que debía alcanzar cada tendón en cada tramo. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

3. MONTAJE DE LA ARMADURA INFERIOR Y REFUERZOS A PUNZONAMIENTO Arm. inferior Punzonamiento 4. COLOCACIÓN DE LAS VAINAS La vaina se soporta mediante una punta de redondo de 6- 8mm. amarrada mediante alambre a un “pate” o “silla” APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

5. COLOCACIÓN ANCLAJES ACTIVOS Previamente se instalan los cajetines, recintos donde se ubicarán los anclajes. Cajetin El tener 4 fachadas preexistentes no permitía el acceso al tesado de los anclajes situados en el perimetro de la planta. Para ello FREYSSINET optó por un anclaje tipo “M” que permitía tesar los anclajes en el centro de la planta. Cajetín tipo “M” APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

5. ANCLAJES PASIVOS Y ENFILADO DE TENDONES El especialista ayudado por un “lanzacables” corta los cables con la sobre-longitud suficiente para elaborar los anclajes pasivos y poderlos tesar posteriormente. El anclaje pasivo en este proyecto era en forma de bulbo. Bulbo Prensa (bulbo) Se introducen los cables en el interior de las vainas con la ayuda de una pieza que evite el destrenzado del cordón, “bala” Bala APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

6. MONTAJE ARMADURA SUPERIOR Y TUBOS DE PURGA Previo al montaje de la armadura superior se procede al sellado de los cajetines para evitar que el hormigón fresco acceda al interior y dificulte los trabajos de tesado. Se utiliza para ello espuma de poliuretano. Sellado cajetines Armadura Superior Tubos de purga APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

7. HORMIGONADO Por problemas de emplazamiento se instaló una bomba estática en el interior de la obra . Para la distribución horizontal del hormigón en las plantas altas se instaló un distribuidor, tipo “pulpo”. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Juntas de hormigonado con armadura metálica tipo “nervometal”. Permitían disponer de más de una jornada de hormigonado y mejorar la organización de obra. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Colocación de las cabezas de anclajes y cuñas Tesado comienza una vez alcanzada el 70% de la resistencia del hormigón mediante la preceptiva rotura de probetas El equipo de tesado consiste en una serie de gatos, cilindros y bombas hidráulicas para alcanzar la carga de tesado deseada. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

Las capacidades de los gatos oscilan entre los 250 kN a kN. Registro de los distintos escalones de carga y alargamiento. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

9. INYECCIÓN DE LA LECHADA Basada en una lechada tixotrópica y plastificada. Equipo de inyección a presión. La presión del bombeo puede oscilar entre 3 y 7 atmósferas. La durabilidad de la obra postensada depende fundamentalmente del éxito de la operación de inyección de la lechada de cemento. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

10. CONCLUSIONES No ofrece obstáculos técnicos para su desarrollo puesto que tanto el diseño como el cálculo se realizan según bases conocidas. Reducción de cantos, espesores, armaduras pasivas y de peso propio, lo que permite, aumentar las luces a cubrir. Ahorro económico considerable en coste de materiales La reducción de peso propio disminuye la carga total que llega a la cimentación. Existe a pesar de todo en nuestro país una serie de obstáculos que impiden su difusión. APLICACIÓN DEL HORMIGÓN POSTESADO EN EDIFICACIÓN

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