Antes de ver en qué afecta la definición de nuestro pretensado como adherente o como no adherente en FAGUS, vamos a dar unas breves pinceladas a algunos conceptos básicos propios del pretensado y que nos ayudarán a centrar el tema que nos ocupa.
El hormigón pretensado puede clasificarse, según el momento en el que se aplica la fuerza en:
Hormigón pretensado con armaduras pretesas: fuerza aplicada antes del hormigonado.
Hormigón pretensado con armaduras postesas: fuerza aplicada después del hormigonado.
Si nos quedamos con la segunda tipología, tendremos el pretensado interior o el pretensado exterior.
Y, finalmente, atendiendo a la condiciones de adherencia, podemos distinguir entre el pretensado adherente y el no adherente. Veamos, de forma resumida, las características más importantes de cada uno de ellos.
- Pretensado adherente
Para que se produzca la adherencia, una vez tesado el tendón, se inyecta una lechada de cemento dentro de la vaina, que proporciona al conjunto formado por todos los elementos (hormigón, vaina, lechada de cemento y acero de pretensado) la adherencia que se necesita. Este proceso hace que este tipo de pretensado sea el más utilizado cuando se aplica esta técnica in-situ o cuando se prefabrican tendones en obra.
Desde el punto de vista del dimensionamiento de las armaduras, el pretensado adherente nos permite utilizar el acero totalmente, es decir, podemos utilizar la tensión remanente hasta la rotura en Estado Límite Último, lo que nos permite ahorrar en la cuantía de armadura pasiva necesaria.
- Pretensado no adherente
La diferencia fundamental con la anterior tipología es que en el pretensado no adherente la vaina o no se rellena con nada o se inyecta con un material que no proporcione ningún tipo de adherencia. Normalmente este material es grasa o cera.
Una vez hemos visto las características fundamentales de cada tipología, vamos a analizar qué comportamiento debemos esperar en el acero activo que introducimos en una sección de FAGUS cuando lo definimos de una forma u otra.
Cuando introducimos un tendón de pretensado en FAGUS, lo hacemos a través del siguiente botón de la pestaña "Armadura":
A través del cual llegamos al siguiente cuadro de diálogo, donde podemos definir las características de nuestro tendón:
Para analizar las diferencias en el comportamiento del acero activo en nuestra sección cuando se deforma, nos vamos a fijar en los siguientes atributos del cuadro de diálogo anterior:
En el primer campo (1) podemos introducir el alargamiento inicial de la armadura activa. Este valor hará que aparezca una fuerza de pretensado inicial en nuestra sección.
En el segundo campo (2) es donde indicamos al programa si nuestro pretensado es adherente o no adherente.
Si, como hemos comentado anteriormente, con el pretensado adherente lo que tendremos es un conjunto formado por todos los elementos, los alargamientos adicionales del acero activo debidos a las cargas externas que solicitan a la sección tendrán el mismo valor que el de las fibras del hormigón que rodean al tendón. Esto implicará además que cuando agote la sección habrá un incremento considerable de la tensión en este acero.
En el caso del pretensado no adherente, veremos que el acero activo mantendrá el alargamiento inicial introducido por el usuario y, por lo tanto, la fuerza de pretensado inicial también se mantendrá independientemente del plano de deformación que tenga la sección.
Para ver el efecto que produce la opción "con adherencia" de este cuadro de diálogo vamos a ver un ejemplo.
Tenemos en FAGUS la siguiente sección rectangular pretensada:
Donde el tendón de pretensado "PP1" está definido de la siguiente forma:
Como vemos, hemos introducido una deformación inicial el acero activo del 6 por mil y hemos definido el tendón como adherente.
Si hacemos un análisis de tensiones dadas las fuerzas para obtener un determinado plano de deformación de la sección, deberíamos ver que el incremento de deformación del acero activo es el mismo que el del hormigón que lo rodea, o lo que es lo mismo:
Solicitando la sección con un momento My=50kNm, obtenemos los siguientes alargamientos en todos los elementos:
De todos los alargamientos, prestaremos especial atención al del acero PP1 (pretensado), para el que tenemos un valor de 6.8 por mil. Según hemos visto antes, este valor sería la suma de la deformación inicial que hemos introducido (6 por mil) más el incremento de deformación de la sección debido al momento aplicado, que este caso debería ser:
Si nos ayudamos de un punto de resultados que nos proporcione el valor del alargamiento del hormigón en esa fibra, podemos comprobar que así es:
Cambiemos ahora la opción y veamos qué ocurre:
Si definimos el tendón como no adherente, según hemos explicado más arriba, la deformación inicial que hayamos introducido se mantendrá independientemente de lo que se deforme el hormigón. Veámoslo: Como observamos en la tabla anterior, el valor de la deformación inicial del 6 por mil se mantiene invariable.
Veamos qué ocurre en rotura (ELU).
En el caso del pretensado adherente, cuando se produce el agotamiento de la sección, el acero activo sufre un incremento considerable del alargamiento y, por lo tanto, de la tensión. Esto se debe a que este elemento trabaja solidariamente con el resto de elementos.
Si definimos el pretensado como no adherente, veremos que la deformación será la inicial (6 por mil) y la tensión no variará:
Por último, si nos fijamos en los valores de las eficiencias, vemos la mayor contribución del acero en el caso del pretensado adherente, resultando una eficiencia menor en ese caso que en del pretensado no adherente (0.75 < 0.87).
Para ver el efecto que tiene la selección de cada tipo de pretensado en el dimensionamiento de la armadura de una losa de CEDRUS, os recomendamos la lectura del artículo "El cálculo "Pretensado=resistente" en CEDRUS".
___
Este artículo fue originalmente publicado en el Help Center de Cubus-Software España, empresa responsable de la distribución, soporte técnico y formación de los programas Cubus en España, Portugal e Hispanoamérica, y que junto a ingenio.xyz ha desarrollado los únicos cursos online de FAGUS y CEDRUS avalados por CUBUS AG (licencia de estudiante disponible).
