Armado optimizado de secciones de hormigón pretensado

Abstract

El hormigón es un material versátil para su uso en elementos estructurales, con una muy buena resistencia a compresión. Pero por contra, se trata de un material con una pobre resistencia a tracción, por lo que es necesario la inclusión de elementos de acero para que soporten las tracciones que se producen dependiendo de los estados de cargas que el elemento estructural puede sufrir dentro de su vida útil. El uso de acero activo introduce un estado de compresión previa en el elemento estructural de hormigón, de manera que se anulan o disminuyen las tracciones en las distintas etapas de la vida útil de la estructura. Para una sección transversal dada, se podrá determinar la cantidad de acero activo y pasivo necesario para satisfacer todos los requerimientos tanto en estado límite de servicio como en estado límite último, y así asegurarse el cumplimiento de la seguridad estructural, la durabilidad. De las infinitas soluciones que satisfacen estos requerimientos legales se podrá obtener aquella que proporcione la solución óptima en términos económicos y ambientales. Evaluando en este coste económico no solo el valor mercantil del material, sino que es el indicativo del armado de la sección con el material justo y necesario, sin el sobredimensionamiento clásico llevado a cabo por los diseñadores estructurales. El objetivo general de este trabajo es aplicar una metodología clara, para que cualquier ingeniero calculista de estructuras que se enfrente ante la necesidad de dimensionar el armado de una pieza de hormigón pretensado, pueda realizarlo de manera optimizada y con las herramientas usuales con las que desarrolla su trabajo diario.

Concrete is a really adaptable material for being used in structural elements due to its good compressive strength. On the other hand, it presents a poor tensile strength, therefore, it requires the use of additional steel elements in order to support tensile stresses produced by the different states of load at which the structural element could be exposed along its service life. The use of active steel introduces a previous compression state in the concrete structural element in such a way as to cancel or decrease the tensile stresses in the different stages of the service life of the structure. For a given cross section, it is possible to determine the amount of active and passive steel required to satisfice all the requirements, both in serviceability state limit (SSL) and in ultimate limit state (ULS) in order to ensure the compliment of the structural safety, the durability. From the infinite solutions which satisficed these legal requirements, it is possible to obtain that one which provides the optimal solution in economic and environmental terms. The aim of this work is to apply a methodology in the regard that any structural engineer, who faces the challenge of designing a prestressed concrete element, could make the calculations in an optimized way, through the use of usual tools in its daily work routine.