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Propuestas de modificación de las expresiones de ACI 318

Investigaciones experimentales recientes (Cousins, Johnston y Zia (1990)) han puesto de manifiesto que las expresiones de ACI 318 quedan a menudo del lado de la inseguridad, sobre todo la correspondiente a la longitud de transmisión.

Además, Ghosh y Fintel (1987) realizaron con anterioridad un estudio en el que ponían de manifiesto las discrepancias surgidas entre diferentes investigadores sobre la aplicabilidad de las expresiones de ACI 318-83.

Como consecuencia, la Federal Highway Administration (FHWA, USA) estableció en 1988 restricciones en la utilización de cordones de pretensado en vigas de puente (Lane (1990)) y se pusieron en marcha varios proyectos de investigación con la finalidad de buscar un ensayo válido para la determinación de las propiedades adherentes de las armaduras y estudiar la influencia de los cambios introducidos en las armaduras respecto a las existentes en los años 1950-60 (nuevos diámetros, resistencias más elevadas, recubrimientos epoxi, nuevos materiales, …) en la adherencia al hormigón.

Estas investigaciones continúan hoy en día, y son fuente de numerosas publicaciones científicas al respecto.

Por otra parte, la longitud de anclaje (La) se obtiene sumando la longitud de transmisión y la longitud adicional de anclaje.

La adherencia hormigón-cordones pretesos

El mecanismo de adherencia por fricción sólo se desarrolla si se generan tensiones de compresión radiales (Tepfers (1973), perpendiculares a la superficie del cordón, las cuales pueden ser originadas por diferentes causas:

  • Efecto Poisson: los cambios en la tensión longitudinal del cordón implican deformaciones transversales. Con el tesado se produce un alargamiento del cordón y una reducción de su sección transversal. Al destesar (tras el hormigonado) se producen pérdidas de tensión en el cordón, lo que motiva un aumento de su sección transversal que, al quedar confinado, origina tensiones radiales sobre el hormigón circundante. Se denomina efecto Hoyer (Hoyer y Friedrich (1939) a la manifestación del efecto Poisson en las zonas extremas de los elementos pretensados, en los que la tensión en la armadura se anula. Según Tassi (1992) y den Uijl (1992) no es posible estudiar separadamente de otros factores la contribución del efecto Hoyer en la adherencia.
  • Efecto de acuñamiento debido a la variación longitudinal de la forma de la sección, no circular, del cordón: el cordón desliza a través de un “canal” en el interior del hormigón cuya sección no es congruente con la del cordón.
  • El trazado helicoidal de los alambres exteriores del cordón: el paso de la hélice varía con los cambios en la tensión longitudinal de los alambres del cordón, contribuyendo a aumentar por contacto las tensiones de compresión.
  • La existencia de pequeñas partículas de cemento que quedan trabadas entre el cordón y el hormigón tras la rotura de la adhesión.
  • Retracción del hormigón.
  • Fuerzas de compresión externas.

Inmediatamente antes del destesado la armadura está sometida a una tensión sp0. Con la operación de destesado, la armadura tiende a recuperar su estado anterior a la operación de tesado (tensión nula), lo cual sólo es posible en parte dado que la armadura está ahora embebida dentro del hormigón, quedando éste comprimido por la armadura como consecuencia de la fuerza transmitida por adherencia. Así, suponiendo que la longitud del elemento de pretensado es suficiente como para que exista compatibilidad de deformaciones entre armadura y hormigón, la armadura queda con una tensión spi tras el destesado, inferior a sp0 debido a las pérdidas por acortamiento instantáneo del hormigón. Ahora bien, la tensión de la armadura llega a ser nula en los extremos del elemento pretensado. Consecuentemente, la transmisión del pretensado por adherencia conlleva implícitamente una variación de la tensión de la armadura desde un valor cero en el extremo del elemento hasta un valor spi a partir de una determinada distancia del extremo del elemento.

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