Figura 1. Vista tridimensional de un nudo prefabricado híbrido. Al centro de la viga se aprecia el cable de postensado y en sus extremos se aprecian las barras de acero dúctil que proporcionan disipación de energía al sistema.

Las figuras anteriores explican el sistema básico ideado para la conexión o unión preten-sada. Siguiendo este modelo, se puede prefabricar la viga en taller, con hormigón pretensado y armadura pretensa, lo que le da continuidad en toda su extensión y evita el postensado en sitio. Las columnas se montan piso a piso sobre ellas. Asimismo, se puede aplicar a hormigón vaciado en obra, pues lo importante es diseñar de manera que se abra la interfase viga-columna.

Figura 2. Vigas trabajando como puntales al abrirse la unión.

A lo largo de su eje longitudinal, las vigas llevan una perforación central por donde un cable las atraviesa y se pone en tensión permitiendo que la carga gravitacional quede resistida por fricción. Para bajos niveles de desplazamientos laterales, la interfase entre la viga y la columna permanece cerrada, por lo que el comportamiento del sistema es monolítico. Sin embargo, al alcanzarse un desplazamiento lateral determinado, se abre la unión, produciéndose una rotación, quedando las vigas como elementos en compresión y cambiando bruscamente la pendiente de la relación fuerza-desplazamiento, al trasladarse la línea neutra hacia los extremos comprimidos.

Las dos ventajas más importantes de esta respuesta son:

1) Ausencia de daño estructural. Experimentalmente se ha comprobado que el daño se concentra en el mortero de relleno de la unión y en los bordes comprimidos de las vigas, que deben estar confinados. Al cerrarse la unión, desaparecen las pequeñas grietas que se puedan haber formado en el elemento.

2) Al cerrarse la unión debido al efecto del cable postensado, la estructura vuelve a la posición inicial quedando sin deformaciones remanentes.

Figura 3. Esquema de un marco prefabricado con post-tensado y armadura dúctil en la unión.

Como la respuesta no lineal elástica no tiene disipación de energía por histéresis, la demanda de desplazamientos sobre el sistema puede ser mayor que en un sistema con capacidad de absorber y disipar energía en el rango no lineal. Estos sistemas se están usando en puentes y estructuras portuarias donde no hay elementos no estructurales que puedan dañarse o sufrir grandes deformaciones.

La capacidad de absorber y disipar energía en el rango no lineal se puede reestablecer agregando armaduras especiales que puedan fluir, para lo que se puede cruzar barras de acero dúctil por las uniones entre vigas y columnas. Para evitar concentraciones de deformación que  pudieran conducir a una falla por fractura, se deja una pequeño tramo sin adherencia. Para insertarlas  una vez montadas las vigas,  las barras se

Figura 4. El edificio construido usando el sistema de conexiones híbridas durante la Expo Hormigón ICH 2002.

pueden colocar dentro de ductos y desplazarlas a su posición definitiva. Después de aplicarse el postensado en el cable central, los ductos se inyectan con mortero para adherirlas a las vigas y al nudo de unión. La disipación de energía del sistema toma lugar a través de la fluencia, tanto en compresión como en tracción, de la porción sin adherencia de la barra. La fuerza restauradora del postensado debe ser capaz de cerrar la unión comprimiendo la barra de armadura especial que había fluido al abrirse la unión.

En la figura 3 se muestra un esquema que indica la ubicación de estas barras, mientras que las fotografías 5 y 6 muestran los ductos donde irán las barras especiales y el ducto central por donde se pasa el cable que será postensado, tanto en las columnas como en las vigas.