Banco Temático de Encofrados Fierrería 4

SERVICIO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN, NORMALIZACIÓN Y CAPACITACIÓN PARA LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN

GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL PROYECTO D 36 – 2,001

BANCO TEMÁTICO DE ENCOFRADOS FIERRERÍA

TOMO IV LIM A, SEPTIEMBRE DEL 2,002

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001

ENCOFRADOS FIERRERÍA

CONSEJO DIRECTIVO NACIONAL DEL SENCICO



CÉSAR ALVA DEXTRE Presidente Ejecutivo



LIC. OSCAR ALARCÓN DELGADO Vicepresidente del Consejo Directivo Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construcción



DR. ANTONIO MANZUR BARRIOS Representante del Ministerio de Educación



DRA. MANUELA GARCÍA COCHAGNE Representante del Ministerio de Trabajo y Promoción del Empleo



INGº ANTONIO BLANCO BLÁSCO Representante de la Universidad Peruana



SR. VICENTE APONTE NUÑEZ Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construcción



INGº LUÍS ISASI CAYO Representante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO



INGº JUAN SARMIENTO SOTO Representante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001

ENCOFRADOS FIERRERÍA

GERENTE DE FORMACIÓN PROFESIONAL 

INGº NICOLÁS VILLASECA CARRASCO

EQUIPO DE TRABAJO

  

COORDINACIÓN PROYECTO

: Prof. JOSÉ ALBERTO MASÍAS CASTRO

COORDINACIÓN ELABORACIÓN

: Prof. JOSÉ ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

ELABORACIÓN

: Ingº.

FERMÍN JIMÉNEZ MURILLO

Instr. GERMÁN ALBERTO PALOMINO GONZÁLES 

DIAGRAMACIÓN FINAL

: Prof. JOSÉ ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

SAN BORJA, SEPTIEMBRE DEL 2,002

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO NOVIEMBRE 2001

BANCO TEMÁTICO ENCOFRADOS FIERRERÍA

PRESENTACIÓN

El presente documento denominado “BANCO TEMÁTICO DE ENCOFRADOS FIERRERÍA”; contiene información bibliográfica adicional a las hojas de información tecnológica del curso modular de encofrados fierrería. El Banco Temático tiene como propósito la estandarización del aprendizaje de los alumnos del nivel operativo y del nivel técnico; así como de instructores y profesores, en el ámbito nacional y por ende el desempeño laboral de los educandos o del desempeño docente de los segundos. Permitirá que instructores, profesores y alumnos de los cursos de calificación ocupacional del nivel operativo y de los institutos de educación superior, tengan al alcance información escrita adicional de consulta, que les permita estar actualizados o preparados. A instructores y profesores a diseños de cursos de capacitación específica no previstos y a los alumnos a los retos de las nuevas tecnologías, la solución de problemas y el aprender a aprender. Las informaciones técnicas, que se presentan en siete (07) tomos, están organizadas en 14 temas relacionados a un aspecto significativo de encofrados fierrería, provienen de diversas fuentes, sean autores o instituciones, la misma que consta en el documento. Es necesario tener presente que la información que contiene el Banco Temático, es únicamente para el uso en las Bibliotecas del SENCiCO, como material de estudio o de consulta, por lo que está terminantemente prohibida su reproducción parcial o total por cualquier medio. Cabe señalar que el Banco Temático, como todo documento educativo, será motivo de reajustes permanentes, con la inclusión de temas complementarios a los existentes o de nuevos; por lo que para que cumpla su cometido, será permanentemente actualizado. En tal sentido los aportes y sugerencias de los usuarios serán recibidos con el reconocimiento de la Gerencia de Formación Profesional del SENCICO.

GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001

ENCOFRADOS FIERRERÍA

INDICE TOMO I A SUELOS A 01

Formación y Propiedades de los Suelos para Cimentación de Estructuras – Tecnología de la Constr. – J. Pacheco Z. - SENCICO

01 al 07

A 02

Construcción de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO

08 al 13

A 03

Tablas Técnicas - Agenda del Constructor

14 al 21

A 04

Mecánica de Suelos - Procedimientos Constructivos en Albañilería III - A. Odar C. - SENCICO

22 al 27

A 05

Suelos y Estabilización - La Construcción con Tierra - SENCICO

28 al 34

A 06

Características de Suelos y Rocas - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo V - Fletcher / Smoots - Limusa

35 al 40

B MOVIMIENTO DE TIERRAS B 01

Los Movimientos de Tierras - Tecnología de la Construcción - G.Baud

01 al 30

B 02

Excavaciones - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa

31 al 37

B 03

Apuntalamientos y Arriostramientos - Biblioteca del Ingeniero Civil – Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa

38 al 47

B 04

Rellenos - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa

48 al 52

C TRAZADO Y REPLANTEO - NIVELACION C 01 Trazado y Excavación de Cimientos – Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC

01 al 10

C 02 Trazado y Replanteo, Niveles de Obra - El maestro de obra - J. Pacheco Z. - SENCICO

11 al 23

D CIMENTACIONES D 01 Construcción de los Cimientos – Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC

01 al 23

D 02 Cálculo de Dimensiones – Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC

24 al 29

D 03 Pilotes – Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC

30 al 38

D 04 Lesiones y Reparación de Cimientos – Cimientos - A. Hidalgo B.- CEA

39 al 53

D 05 Las Cimentaciones - Tecnología de la Construcción - G.Baud

54 al 89

D 06 Patología de las Cimentaciones - Cimentaciones. de Concreto Armado en Edificaciones – C. Casabonne – ACI - Perú

90 al 102

D 07 Cimentaciones - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher – Smoots - Limusa

103 al 111

D 08 Asentamientos - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher – Smoots - Limusa

112 al 117

D 09 Cimentaciones en Pilotes - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher – Smoots - Limusa

118 al 129

D 10 Resistencia del Terreno – Generalidades sobre Cimentaciones. - Manual Básico del Ingeniero Residente - R. Castillo A. - CAPECO

130 al 136

D 11 Cimentación o Fundación - Manual Básico del Ingeniero Residente - R. Castillo A. - CAPECO

137 al 144

TOMO II D 12 Cimentación - Enciclopedia de la Construcción - H. Schmith - Limusa

145 al 185

D 13 Cimentaciones Profundas – Pilotes - Cimentaciones de Concreto .Armado en Edificaciones – J. Alva H. - ACI - Perú

186 al 193

D 14 Diseño de Calzaduras - Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - C. Casabonne - ACI - Perú

194 al 198

D 15 Fundaciones - Manual del Arquitecto y del Constructor - Kidder – Parker - UTEHA

199 al 283

D 16 Cimentaciones Para Edificios Poco Pesados - Manual del Arquitecto y del Constructor – Kidder – Parker - UTEHA

284 al 305

E CONCRETO E 01

Concreto - Construcción de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO

01 al 13

E 02

Tecnología del Concreto - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO

14 al 23

E 03

La Naturaleza del Concreto y Materiales - Tecnología del Concreto - E. Rivva L. - ACI - Perú

24 al 42

E 04

Pisos y Losas - Tecnología de la Construcción - G.Baud

43 al 62

E 05

Probetas de Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico – ASOCEM

63 al 65

E 06

Curado del Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

66 al 68

E 07

El Ensayo de Consistencia del Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

69 al 72

E 08

Aditivos para el Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

73 al 75

E 09

Mezclado del Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico- ASOCEM

76 al 78

E 10

La Contaminación de los Agregados - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

79 al 82

E 11

Características físicas de los agregados - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

83 al 86

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001

ENCOFRADOS FIERRERÍA

E 12

Testigos del Concreto Endurecido - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

87 al 88

E 13

El Concreto Pesado - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

89 al 90

E 14

Aplicaciones Diversas del Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

91 al 92

E 15

Agua de Amasado y Curado para Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

93 al 94

E 16

La vigencia de los pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

95

E 17

El Concreto Premezclado - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

96 al 98

E 18

El bloque de concreto en albañilería - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

99 al 101

E 19

El Cemento Pórtland y su Aplicación en Pavimentos - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

102 al 104

E 20

Muros de Contención con Bloques de Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

105 al 106

E 21

El Concreto Fast Track en Recuperación y Rehabilitación de Pavimentos – CEMENTO Boletín Técnico - ASOCEM

107 al 111

E 22

La Resistencia a la Tracción del Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

112 al 114

E 23

Evaluación del Concreto por el Esclerómetro - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

115 al 117

E 24

Pruebas de Carga de Estructuras - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

118 al 120

E 25

La Forma de los Agregados - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

121 al 122

E 26

El Fraguado en el Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

123 al 124

E 27

Súper Plastificantes - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

125 al 126

E 28

Tipos de Pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico – ASOCEM

127 al 129

E 29

Almacenamiento del Cemento y Agregados en Obra - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

130

E 30

Materiales (Para Concreto) - Diseño de Estructuras de Concreto - Nilson / Winter - McGraw Hill

131 al 148

E 31

Conceptos Generales del Concreto y los Materiales para su Elaboración - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C. El Cemento Pórtland - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C.

149 al 150 151 al 169

E 32

TOMO III E 33

El Agua en el Concreto - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C.

170 al 173

E 34

Los agregados para el Concreto - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C.

174 al 194

E 35

Aditivos para el Concreto - Tópicos de Tecnología del Concreto – E .Pasquel C.

195 al 201

E 36

Propiedades Principales del Concreto - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C.

202 al 207

E 37

La Durabilidad del Concreto - Tópicos de Tecnología del Concreto - E. Pasquel C.

208 al 220

E 38

Materiales (Para Concreto) - Diseño Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA

221 al 224

E 39

Proporcionamiento y Mezclado - Diseño Simplificado de Concreto Reforzado -H. Parker - LIMUSA

225 al 233

E 40

Poliestireno expandido - Catálogo de Aislador

234 al 236

F ENCOFRADOS F 01

Encofrados - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO

01 al 9

F 02

Encofrados - Construcción de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO

10 al 17

F 03

Encofrados - Construcción de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO

18 al 88

F 04

Construcción de Elementos para Encofrados de Madera – Varios - SENA

89 al 119

F 05

Economía del Encofrado – Propiedades del Hormigón – Encofrados para Estructuras de Hormigón – R.L. Peurifoy - McGraw Hill

120 al 143

F 06

Propiedades de los Materiales para Encofrados. - Encofrados para Estructuras de Hormigón – R.L. Peurifoy - McGraw Hill

144 al 157

F 07

Cálculo de Encofrados - Encofrados para Estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

158 al 174

F 08

Puntales y Andamios - Encofrados para Estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

175 al 189

F 09

Rotura de Encofrados – Cimentaciones – Encofrados para Estructuras de Hormigón – R.L. Peurifoy - McGraw Hill

190 al 204

TOMO IV F 10

Encofrados de Muros - Encofrados para Estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

205 al 228

F 11

Encofrados de Pilares - Encofrados para Estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

229 al 242

F 12

Encofrados de Vigas y Forjados - Encofrados para Estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

243 al 259

F 13

Encofrados Prefabricados para Forjado de Hormigón – Encofrados para Estructuras de Hormigón – R.L. Peurifoy - McGraw Hill

259 al 277

F 14

Encofrados de Cubiertas Laminares - Hormigón Ornamental - Encofrados para Estructuras de Hormigón – R.L. Peurifoy - McGraw Hill

278 al 301

F 15

Encofrados Deslizantes - Encofrados para estructuras de Hormigón - R.L. Peurifoy - McGraw Hill

302 al 313

F 16

Los Encofrados Deslizantes, técnicas y Utilización - Manual de Obra - J. Gallegos C. - CAPECO

314 al 400

F 17

Encofrados Metálicos - Catálogo Uni Span - Uni Span

401 al 411

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001

ENCOFRADOS FIERRERÍA

G ACERO ESTRUCTURAL G 01 La Corrosión del Acero por Cloruros en el Concreto - CEMENTO - Boletín Técnico - ASOCEM

01 al 02

G 02 Vigas de Acero - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA

03 al 30

G 03 Columnas de Acero - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA

31 al 47

G 04 Manual de Aplicación - Barras de Construcción - Manual de Aplicación - Aceros Arequipa

48 al 57

TOMO V H CONCRETO PRETENSADO H 01 Concreto Pretensado - Concreto Pretensado - M. Paya - CEAC

1 al 7

H 02 Hormigón Pretensado - Enciclopedia de la Construcción - Edit.Tec.As.

8 al 23

H 03 Concreto Preesforzado - Diseño de Estructuras de Concreto - Nilson – Winter - McGraw Hill

24 al 34

H 04 Concreto Preesforzado - Diseño Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA

35 al 43

I LA MADERA ESTRUCTURAL I 01

Características y Clasificación de la Madera - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

01 al 04

I 02

Esfuerzos de trabajo para madera estructural - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

05 al 11

I 03

Pisos de tablones y laminados - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

12 al 17

I 04

Conectores para madera - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

18 al 34

I 05

Paredes de madera (entramados) - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

35 al 39

I 06

Madera Laminada - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

40 al 46

I 07

Construcciones de Trplay - Diseño Simplificado de Estructuras de Madera – H. Parker - LIMUSA

47 al 49

I 08

Características y Propiedades de la Madera - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

50 al 70

I 09

Conversión, Secado y Protección de la Madera - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

71 al 87

I 10

La Madera Material de Construcción - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

88 al 107

I 11

Detalles Constructivos - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

108 al 138

I 12 A Detalles constructivos - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

139 al 153

I 12 B Detalles constructivos - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

154 al 173

I 13 A Protección por Diseño - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

174 al 189

I 13 B Protección por Diseño - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

190 al 201

I 13 C Protección por Diseño - Manual de Diseño para Maderas del GRAN – Junta de Acuerdo de Cartagena

202 al 216

I 14

Propiedades de la Madera - Cartilla de Construcción con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena

217 al 229

I 15

Secado de la madera - Cartilla de Construcción con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena

230 al 235

TOMO VI I 16

Preservación de la Madera - Cartilla de Construcción con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena

236 al 244

I 17

Tableros a Base de Madera para Uso de la Construcción. - Cartilla de Construcción con Madera – Junta de Acuerdo de Cartagena

245 al 250

I 18

Sistemas Estructurales - Cartilla de Construcción con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena

251 al 263

I 19

Uniones Estructurales - Cartilla de Construcción con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena

264 al 274

J ESCALERAS J 01

Escaleras - Tecnología de la Construcción - G. Baud

01 al 13

K MAQUINARIA DE CONSTRUCCION K 01 Equipo - El equipo y su Costos de Operación - J. Ramos S. - CAPECO

01 al 47

K 02 Equipos de Movimientos de Tierras - Tecnología de la Construcción - G. Baud

48 al 64

L VARIOS, TABLAS Y EQUIVALENCIAS L 01

Fuerzas y Esfuerzos - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA

01 al 13

L 02

Momentos y Reacciones - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA

14 al 22

L 03

Cortante y Momento Flexionante - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores – H. Parker - LIMUSA

23 al 38

L 04

Teoría de la Flexión y Propiedades de las Secciones - Ingeniería Simplificada para Arquitectos y Constructores – H. Parker - LIMUSA

39 al 58

L 05A Tablas Técnicas - Agenda del Constructor – Varios

59 al 91

L 05B Tablas Técnicas - Agenda del Constructor - Varios

92 al 128

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO

BANCO TEMÁTICO

NOVIEMBRE 2001 L 06

ENCOFRADOS FIERRERÍA

Simbología - Estructuras Metálica - Manual de Aplicación - Barras de Construcción - Aceros Arequipa

129 al 130

M SEGURIDAD, HIGIENE Y SALUD EN CONSTRUCCION M 01 A Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

01 AL 23

TOMO VII M 01 B Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

24 AL 55

M 01 C Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

56 al 77

M 01 D Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad.

78 al 96

M 01 E Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

97 al 110

M 01 F Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

111 al 125

M 01 G Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

126 al 148

M 01 H Manual de Prevención de Accidentes en la Construcción - Consejo Interamericano de Seguridad

149 al 168

M 02 Disposiciones Generales - Seguridad e Higiene en la Construcción Civil - OIT

169 al 173

M 03 Generalidades - Organización - Orden y Limpieza – SH en la Constr. Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones. SENCICO

174 al 178

M 04 Señalización - Seguridad e Higiene en la Construcción Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones

179 al 187

M 05 Protección Personal - Riesgos Higiénicos SH en la Construcción Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones - SENCICO

188 al 192

M 06 Prevención de Accidentes en las Excavaciones para la Construcción. - La Positiva Seguros y Reaseguros

193 al 204

M 07 Prevención de Accidentes en Supervisión de Trabajo en Construcción de Edificios - La Positiva

205 al 224

M 08 Manejo Manual de Materiales en la Construcción - La Positiva

225 al 239

M 09 Manual de Investigación de Accidentes e Incidentes - La Positiva

240 al 244

M 10 Seguridad e Higiene Ocupacional en el Sector de la Industria de la Construcción - SENCICO

245 al 253

N. PREVENCION CONTRA SISMOS E INCENDIOS N 01 Diseño Sísmico - Diseño de Estructuras de Concreto - Nilson – Winter - McGraw Hill

01 AL 09

N 02 Principios Básicos del Diseño y Construcción Antisísmica – Terremotos - F. Oshiro -UPSMP

10 AL 17

N 03 Prevención de Incendios - Prevención de Incendios - J. A. Barrenechea – Ministerio de Pesquería

18 AL 49

N 04 La Estructura del Edificio de Albañilería - Diseñando y Construyendo con Albañilería - H. Gallegos V. – La Casa

50 AL 57

PRESENTACIÓN – TOMO IV REFERENCIA: SENCiCO – GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL – PROY D 36 – 2,001

SENCICO NOVIEMBRE 2001

BANCO TEMÁTICO ENCOFRADOS FIERRERÍA

LOS ENCOFRADOS DESLIZANTES TÉCNICA Y UTILIZACIÓN PROLOGO El ritmo de crecimiento de los centros urbanos y el desarrollo industrial, exigen poner en condiciones de aplicación procedimientos tecnológicos complejos que sólo pueden ser resueltos adoptando métodos industriales de construcción. Estos métodos deben asegurar velocidad de ejecución, productividad elevada y reducción de costos. Una de las directivas para la industrialización, debe ser la preocupación por la introducción y ampliación de la puesta en obra del concreto en gran cantidad o en lugares de difícil colocación. Así se inicia, en nuestro medio, en el año 1954, la ejecución de obras con la ayuda de Encofrados Deslizantes, proceso de construcción que mayormente se ha utilizado en Torres, Tanques Elevados, Silos y Estructuras Industriales, aunque también se ha empleado ocasionalmente para la construcción de edificios urbanos. El Ingeniero JAVIER GALLEGOSC. Ha presentado este trabajo técnico que ha denominado “Los Encofrados Deslizantes”, Técnica y Utilización. Dicho profesional es Ingeniero Civil, graduado en la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima-Perú, ex-alumno de la Universidad Católica de Santiago de Chile, Facultad de Ingeniería Mecánica. Destacado profesional que ha transitado con éxito por los diferentes campos de Ingeniería. Ha trabajado en la construcción desde 1954 a 1968, en el campo del Diseño de Ingeniería, a partir del año 1969 en la Compañía Motors Columbus, consultora Suiza y luego como profesional independiente en ambos campos. Hace algunos años ejerció su labor como profesional independiente en ambos campos. Hace algunos años ejerció su labor profesional en Cementos Lima S.A. – Lima, Perú, como Jefe de la Div. De Ingeniería. Se trata de un Ingeniero con trayectoria profesional de alta calidad técnica; tiene sus primeros contactos directos con los Encofrados Deslizantes por el año 1956, en la fábrica de Cementos Pacasmayo S.A., en el Norte del Perú, sigue en contacto directo o indirectamente con este sistema en varias obras, entre otras la reparación de Silos Fisurados en Cementos Lima y la ejecución de nuevos Silos. Se trata de un profesional con experiencia muy singular en el campo del diseño de la construcción y también de la supervisión. Por sus conocimientos técnicos y su experiencia en el campo de la ejecución es el profesional que con más autoridad puede tratar este sistema constructivo, en todos sus aspectos. El trabajo presentado en el presente texto técnico constituye un verdadero aporte para la ejecución de obras con la ayuda de Encofrados Deslizantes y debe ser considerado una buena guía para el Ing. Proyectista y apoyo efectivo para el Ing. Ejecutor de la obra y tiene carácter de Manual de Construcción para los profesionales y técnicos que tienen a su cargo el proceso constructivo. Toda la cadena tecnológica a que da lugar este sistema en su desarrollo ha sido contemplada en forma ordenada. Cada etapa ha sido objeto de las explicaciones correspondientes con los esquemas aclaratorios adecuados. Se considera desde la preparación del encofrado que incluye plataforma, yugos, gatos hidráulicos, barras de apoyo y tubería de presión; ejecución: llenado del concreto, colocación de la armadura, calidad del concreto, rotación y nivelación del encofrado, Recomendaciones Generales relacionadas con la cimentación, el concreto y control de fragua y las relaciones entre los profesionales que intervienen en la obra; cuestionario de verificaciones referentes a los diferentes elementos, encofrados, equipos, procedimientos de llenado, suministros, Normas para chequeo en las diferentes etapas; entre otros. Se trata de un trabajo Técnico completo que puede ser aplicado a cualquier tipo de edificación en la que se utilice Encofrados Deslizantes. Este trabajo llena el vacío que queda entre el desarrollo teórico de un sistema de edificación y su utilización práctica en la ejecución de la obra que en casos no convencionales como el de Encofrados Deslizantes, requiere especial atención. Es el primer trabajo hecho en nuestro medio, por un Profesional casi pionero en la construcción de obras con este sistema, y puede servir de base a normas reglamentarias para la ejecución de obras con Encofrados Deslizantes, normas que necesariamente deberán darse, anexándolas al Reglamento Nacional de Construcciones.

JOSÉ TOLA PASQUEL Y ABEL FERNÁNDEZ L. - INGENIEROS CONSULTORES

TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

314

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BANCO TEMÁTICO ENCOFRADOS FIERRERÍA PREFACIO DEL AUTOR

Este libro va dirigido a los Ingenieros y Técnicos, como un resumen de recomendaciones de carácter constructivo y pretende dar una información práctica sobre la manera de ejecutar los Encofrados Deslizantes. El propósito es hacer una guía para el proyecto, y sobre todo par la puesta en ejecución. Venimos participando en trabajos de esta naturaleza desde 1956 en la construcción de la Fábrica de Cementos Pacasmayo, en el Norte del Perú hasta 1968, como ejecutores de Obra; desde 1969, en diseño de Ingeniería en Motor Columbus, Cía. Consultora Suiza, y como ejercicio profesional independiente tuvimos la oportunidad de trabajar con diferentes patentes como la Siemens Baunnion. B.M. Heede y Hoschtief. Con la idea de contribuir y dar la realización práctica de algunas cosas que siempre llevan al quehacer del Encofrado Deslizante, hemos tratado de hacer el resumen de experiencias, de consejos prácticos a nivel de ejecución de campo; muchas de ellas, por qué no decirlo, producto de las fallas, malas decisiones y decisiones equivocadas, que algunas veces, son las que más enseñan. También ha servido el caso muy peculiar, de los Silos Fisurados de una Fábrica de Cemento, sobre el que estudiamos sus causas, ayudados por una Computadora Analógica, que reprodujo, a base de premisas matriciales, de elementos finitos, una analogía de los esfuerzos con el equipo de la Universidad de Northridge, California. La reparación la hicimos diseñando un deslizante, de tipo, de “ Pique de Minas” para forrar interiormente estos Silos malogrados; esa fue una experiencia un poco diferente a las demás. Colaboró desde el país del Norte, el Sr. Roger M. Di Julio, PhD en Sismología. En diseño de este especialidad, hemos intervenido posteriormente en los realizados para las fábricas de Cemento en todo el país, en las que en los últimos diez años han hecho diversas ampliaciones; además para la Siderúrgica de Chimbote, que también ha requerido estos tipos de edificaciones industriales. Por otra parte, quisiera mencionar que estos apuntes se iniciaron como una monografía para los asistentes a los cursos de SENCICO. En el transcurso del tiempo trataremos de mejorarlos para que se conviertan en un texto peruano sobre este tópico. Es nuestro deseo que sirva a los técnicos que en este momento están trabajando en deslizantes, que lo usen como un manual y poder finalmente, algún día, tener un texto sobre “deslizantes” netamente nacional. He encontrado conveniente, para una mejor comprensión del tema, dividirlo en las siguientes partes: Los Capítulos I, II, son explicaciones graduales y cada vez más complejas de funcionamiento, ya que la aparente complejidad del procedimiento no necesita de mucho esfuerzo para su comprensión. Los Capítulos III y IV, en conocimiento de que se ha entendido el procedimiento, se hace recomendaciones de sus aplicaciones y de adecuación a la decisión del Ingeniero Proyectista, para su diseño. Los Capítulos V, VI y VII, se refieren a la fabricación del molde y su uso adecuado en la ejecución de la Obra. El Capítulo VIII, es íntegramente de costos y se emplea el método de comprensión gradual, igual que en los Capítulos I y II. Los Capítulos V, VI y VII, se refieren a la fabricación del molde y su uso adecuado en la ejecución de la Obra. El Capítulo VIII, es íntegramente de costos y se emplea el método de comprensión gradual, igual que en los Capítulos I y II. Los Capítulos IX y X, son “ayudas – memorias”, para usar como cuestionario o chequeo de bolsillo y de ejecución en el campo. No hemos entrado en detalles de protecciones y seguridad en tiempo de frío, o medidas de protección contra incendios, etc., por que sería material de otro texto, sin dejar nunca de recomendar, que en cada turno haya un responsable para la seguridad en general y contra incendios. Todas las observaciones y precauciones por la seguridad, nunca estarán demás y los consejos y la disciplina ejemplar de todo el personal, asegurarán la construcción de obras con Encofrados Deslizantes, en buenas condiciones desde todo punto de vista, es decir de la seguridad, de la calidad de trabajo y de la previsión contra incendios. Tampoco hemos tratado las características de los principales materiales, como son el cemento, los aceros y los hormigones puesto que no entran como tema en el presente texto. Lo que sí estoy convencido y es también lo que nos ha animado a publicarla, es que extrañamente en la situación actual hay carencia de literatura técnica de este tipo en nuestro medio y espero que esta contribución llegue a ser una auxiliar par todos aquellos que tengan que servirse de esta técnica. Agradezco la crítica de los colegas J. Arana, y P. Pineda y la crítica y estímulo del Profesor Abel Fernández, Maestro entre Ingenieros.

JAVIER GALLEGOS C.

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COMENTARIO A LA TERCERA EDICIÓN En los últimos 7 años transcurridos desde su aparición inicial, generado como un aporte a SENCICO, se ha hecho una segunda edición, también ya agotada. El significado de esto, puede interpretarse como la gran importancia que tiene el Concreto como Material Estructural, el alto interés por su estudio, y por Procedimientos de Construcción NO RUTINARIOS y eficientes. Esto lo he detectado también en más de 100 conferencias sustentadas en los últimos años. Pero los conocimientos avanzan, y preocupado que esta edición, sea ampliada con nuevos Capítulos sobre Diseño, a nivel de Ingeniería de Consulta. Confieso, que también animado a impulsarla, el ver antiguos textos en venta informal en las vecindades a nuestras Universidades y sobre todo, en la visita a Santiago de Chile, y a Bs. Aires – Argentina, no encontré, como ratón de biblioteca que soy, ningún texto sobre el tema, y el interés que demostró Editorial ATENEO, (Florida 340), en la persona del Sr. Calace, (Patagones 2463, Capital Federal), en contactarse con el autor de un libro sobre esta materia, escrito en Español. En los frondosos catálogos de Mc Graw Hill, no he tenido la suerte de encontrar, libros específicos, pos supuesto, en la lengua de Jefferson y de John Lennon. No abandono la esperanza que, como expresé en la primera edición, técnicos con más valía, puedan efectuar sus aportes y que el presente les pueda servir para verter sus conocimientos y experiencias. J.G.C. Enero, 1992

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INDICE

PROLOGO PREFACIO DEL AUTOR COMENTARIO A LA TERCERA EDICIÓN CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN 1.1 Descripción 1.2 Partes CAPÍTULO II. BREVE HISTORIA 2.1 Orígenes 2.2 Evolución 2.3 Conformación 2.4 Tipos CAPÍTULO III. APLICACIONES Y USOS 3.1 Verticales 3.1.1 Silos y Bunkers 3.1.2 Reservorios 3.1.3 Edificios, Vivienda 3.1.(4/11) Otros: Chimeneas, etc. 3.2 Horizontales CAPÍTULO IV. DISEÑO Y PRINCIPIOS SOBRE EL PROYECTO 4.1 Recomendaciones 4.2 Previsiones y Ejecución 4.3 Personal 4.4 La presión y la fricción en los Encofrados Deslizantes 4.4.2 Estado del Problema 4.4.3 Investigaciones Previas 4.4.3.1. Presión en Encofrados 4.4.3.1.1. Presión de acuerdo a Bohm 4.4.3.1.2. Presión de acuerdo a Drechsel 4.4.3.1.3. Presiones de acuerdo a Nening 4.4.3.1.4. Regulaciones Americanas 4.4.3.2. Fricciones del Encofrado 4.4.4 Objeto de las pruebas 4.4.5 Prueba de Ajuste 4.4.5.1 Características Generales 4.4.5.2 Encofrados 4.4.5.3 Refuerzo 4.4.5.4 Andamios 4.4.5.5. Equipo Hidráulico 4.4.6 Equipo de Medida 4.4.6.1. Fuerzas transmitidas por las cerchas 4.4.7 Procedimiento de las pruebas 4.4.8 Resultados de las medidas 4.4.9 Evaluación de los resultados de las pruebas 4.4.9.1. Presiones del Encofrado 4.4.9.2. Fricción del Encofrado 4.4.9.3. Acabado de la Superficie del Concreto

4.5

4.4.9.4. Deformación y maltrato del Encofrado 4.4.9.10 Sumario Previsiones en el cálculo estructural 4.5.1 Edificaciones Generales 4.5.2 Grandes depósitos cilíndricos: Silos 4.5.3 Factores de Reducción Normal 4.5.4 La forma Real del Silo

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4.5.5

Ejemplo 4.5.5.1. Resultados 4.5.6 Conclusión CAPÍTULO V. PREPARACIÓN DEL ENCOFRADO 5.1 Tipo de Materiales 5.2 Preparación de la Madera 5.3 Armado del Molde 5.4 Los Yugos 5.5 La Plataforma 5.6 Acero de refuerzo 5.7 Colocación de Vanos 5.8 Gatos 5.9 Barras de Trepar 5.10 Tuberías de Presión CAPÍTULO VI. RECOMENDACIONES GENERALES 6.1. Cimentación 6.2. Concreto y Control de Fragua 6.3. Comunicación – Contratista - Supervisión CAPÍTULO VII. EJECUCIÓN 7.1 Llenado Inicial de Molde 7.2 Arranque de Molde 7.3 Control de Niveles 7.4 Colocación de la Armadura 7.5 Rotación del Molde 7.6 Calidad del Concreto 7.7 Otras Consideraciones 7.8 Nivelación Final del Molde 7.9 Desmontaje del Equipo Deslizante 7.10 Obras – Muestra Gráfica CAPÍTULO VIII. COSTOS 8.1 Generales 8.2 Puntos de equilibrio 8.3 Concepto inicial de un Costo. Ejemplo 1 8.4 Costo Analítico. Ejemplo 2 8.5 Edificación – Indices de Comparación 8.6 Pautas adicionales 8.7 Rendimientos y Parámetros Generales 8.8 Gráfica de Equilibrio 8.9 Corolario final: Ventajas Desventajas CAPÍTULO IX. CUESTIONARIO PARA VERIFICACION DE DETALLES 9.1 Molde 9.2 Concreto y Control de Fragua 9.3 Llenado y procedimiento a seguir 9.4 Suministros 9.5 Organización CAPÍTULO X CHEQUEO DE CONTROL – MANUAL DE OBRA 10.1 Antes de llenar 10.2 Llenado 10.3 Durante la Ejecución

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CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN 1.1.

DESCRIPCIÓN GENERAL

Damos a continuación, una descripción general, de lo que en síntesis es el equipo y el funcionamiento de los ENCOFRADOS DESLIZANTES, esta descripción la ampliaremos detalladamente, a lo largo del presente texto. LA CONSTRUCCIÓN CON FORMAS DESLIZANES, se hace efectiva básicamente al emplear como encofrados, solo una pequeña franja de él, estamos refiriéndonos a la altura del encofrado; esta altura será solamente de 0.95 a 1.50 m.máx. Este encofrado es levantado cada cierto tiempo, ( que no pasa de ¼ de h en un trabajo continuado y sin contratiempos), en forma uniforme, juzgando que el concreto esté dentro del proceso de fragua normal, y con una resistencia o inicio de consolidación suficiente, como para soportar su propio peso. (ver fig.1.1). Estos encofrados, de poca altura, son levantados por medios mecánicos diversos. Siendo este un resumen inicial nos adelantamos a explicar que estos medios mecánicos son básicamente “gatos ”, que se sujetan en barras o tuberías de metal, las Fig.1.1 que provisionalmente van quedando dentro del concreto, que se está vaciando. El extremo inferior de dichas barras, esta apoyando en la cimentación de la estructura o zona de la obra ya ejecutada, por los medios convencionales de la Construcción Civil. Estos Gatos o “elementos mecánicos”, transmiten su carga vertical de ascensión al encofrado anteriormente descrito, por medio de un marco rígido, en donde van anclados. Este marco o “Yugo”, está sujetando también a los encofrados, posicionándolos de tal manera que se cumple los requerimientos del los planos estructurales, que hace también las veces, de la s tornapuntas, soleras, etc., que tiene el encofrado común en esta forma se respetará el espesor prescrito por los documentos de diseño, los planos estructurales y arquitectónicos, o si se trata de una edificación básicamente industrial, los planos de Estructuración. Estas formas o FORMAS MOVILES, están compuestas por : 1. ENTABLADO .- La superficie que estará en contacto con el concreto por vaciar. 2. VIGAS O CERCHAS.- Que hacen solidario el “entablado” conformado así un cuerpo sólido y rígido, susceptible también a servir de apoyo a elementos secundarios, útiles en la ejecución de la labor, nos referimos a los; 3. “ANDAMIOS COLGANTES “.- Donde los operarios, albañiles, efectúan el remate o acabado final de la superficie del concreto. 4. PLATAFORMA SUPERIOR.- Donde se desplaza todo el personal que ejecuta las labores de llenado de concreto en la forma deslizante, los fierreros, que van colocando paulatinamente la armadura, el personal de Supervisión, etc, Esta “plataforma superior”, muchas veces es, el encofrado superior de la obra por construir, significando, en estos casos, un ahorro considerable de esfuerzo y de tiempo. Después de esta somera descripción, hacemos una presentación detallada.

PARTES PRINCIPALES DEL ENCOFRADO DESLIZANTE: Es sistema de Encofrados Deslizantes, es una compleja instalación, en la que está previsto todo lo necesario para poder realizar la cadena tecnológica descrita arriba. Describiremos los tipos patentados mas usuales, combinación de madera y metal y que son, los mas utilizados actualmente. Podemos resumir y dividir, para facilitar su estudio en : 1.2.1.-Encofrados propiamente dichos (paneles y cercha). 1.2.2.-Elementos Mecánicos de movimiento. 1. -Yugos o caballetes 2. -Gatos. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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3. -Barras de apoyo metálicas. 1.2.3.-Plataforma de trabajo. 1.2.4.-Andamios colgantes. 1.2.5.-Caballetes auxiliares. 1.2.6.-Redes de dif. Instalaciones 1.2.7.-Marcos y moldes. 1.2.8.-Diversos elementos secundarios.

CAPÍTULO II. BREVE HISTORIA 2.1. ORÍGENES.El inglés J. APSDIN, nunca imaginó que el “Aglomerante hidráulico”, que tan prosaicamente patentaba, por la remota fecha de Oct. 12. 1824, y que le llamó CEMENTO PORTLAND, la primera palabra, en honor de el “Opus Calmentitium” de los romanos y la segunda por hacer alusión a la isla de Portland, en la costa del Sur de Inglaterra, de donde sacaba la materia prima para hacer su producto, iba a tener, en el correr de los años, una trascendencia enorme en la historia Contemporánea. Este nuevo Aglomerante hidráulico, no se hubiese desarrollado tanto, sino es porque la mente inquisitiva del hombre, descubrió que, cuando un elemento metálico, inmerso en el concreto fresco, al fraguar, quedaba adherido a él, era imposible sacarlo merced a la alta adherencia entre el concreto ya fraguado y el elemento metálico. Por otra parte, el concreto ciclópeo, como actualmente lo llamamos, al concreto sin armadura, no tenía casi ninguna resistencia a las solicitaciones de tracción y tampoco consecuentemente, a la flexión. La comunión entre el acero y el concreto abren un inesperado campo a la que llamamos ahora, y que es tan común, EL CONCRETO ARMADO. Este nuevo material de construcción, con todas sus propiedades: gran resistencia a la abrasión, gran estabilidad de volumen ( no se oxida), puede tener las formas más caprichosas, etc., no solamente es resistente a la compresión sino también a la flexión. Se expresa del Concreto Armado, un conocido intelectual contemporáneo, nuestro ilustre profesor, Arqto. Héctor Velarde; diciendo: “El concreto nace AMORTAJADO”. Una de las cualidades del Arquitecto, y dentro del quehacer de la construcción, es el ser muy libre (por algo crea y diseña), al sentir, que el encofrado le quita libertad e iniciativa, por eso, “LA MORTAJA”. LAS FORMAS, son una “atadura”, de la que el Arquitecto, quiere sacudirse. Lamentablemente el concreto nace dentro de un ENCOFRADO.

2.2.

EL ENCOFRADO.- Su evolución

Naturalmente, las formas o encofrados iniciales, no pasaron de ser fijos, y posiblemente cúbicos o rectangulares, seguidamente, más complejos t grandes; en efecto, estas se fueron complicando a medida que las exigencias arquitectónicas, por una parte, llevaron a lo que comúnmente estamos acostumbrados a ver, en las edificaciones; ese bosque de maderas, postes de acero, etc., que inicialmente no nos dejan percibir la forma definitiva de la obra por e ejecutar. Con el avance del Concreto Armado, la posición crecientemente complicada de las armaduras, su alta densidad, etc., han paulatinamente dificultado el vertido y llenado del concreto, provocando muy frecuentemente, inevitables zonas mal llenadas o con segregaciones, disgregando los inertes o agregados (grava y arena), o separaciones de los componentes*, que no solamente presentan mal acabado; sino que muchas veces, son estructuralmente rechazables, debido que ellas conllevan falta de adherencia y discontinuidad en la premisa estructural. Fig.2.2

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La complejidad del encofrado, su mayor altura, ha llevado a la necesidad de ser imperativamente normadas; por Reglamentos y Recomendaciones de prácticas constructivas imperantes en el medio técnico (Especificaciones ACI, Reglamento DIN 1045, etc.) Por otra parte, para estructuras altas, como torres pilares, chimeneas, etc., en las que básicamente la geometría general es muy uniforme, hacen costosos el encofrado convencional fijo, y compleja su erección, debido a los andamios auxiliares que lo acompañan, y quedan prisioneros y ociosos, hasta la terminación de toda la obra, con gran derroche de materiales sin reciclar o utilizar. Todo lo anterior llevó gradualmente a usar FORMAS DE POCA ALTURA, de 1.00 a 1.50 mts. o las “FORMAS INTERMITENTES” de la construcción civil de las represas de arco de concreto. Ellas son básicamente una labor muy tecnificada de las que modestamente se ejecutan en nuestro país, y en nuestro agro, al ejecutar “tapialeras” forman constructiva regional de vaciado INTERMITENTE. Otra de las formas de solucionar y para gran parte de las edificaciones, que hemos hecho alusión, es hacerlo con formas que constantemente se estén DESLIZANDO y a las que constante y paulatinamente vamos llenando y colocando la armadura, ventanas o vanos, insertos, etc., igual que en las construcciones convencionales. ESTE PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION SE LLAMA: “ENCOFRADOS DESLIZANTES” Debido a que una de las premisas, para que se pueda desarrollar y planear este tipo de actividad, es que, “el tiempo de fragua del cemento” sea uniforme. Es explicable que recién en la 2da. Década del presente siglo se inicia y desarrolla los ENCOFRADOS DESLIZANTES, debido a que recién y consecuentemente, se inicia la NORMALIZACION DE LOS CEMENTOS.

2.3 PARTES QUE LO CONFORMAN: DISPOSITIVOS DE ELEVACIÓN: Los primeros gatos fueron de Tornillo, es decir mecánicos. Se disponía de una “barra de trepar”, (Elemento anteriormente descrito), a ésta barra se sujetaba el elemento a trepar o “GATO”, por medio de mordazas, las que actuaban alternativamente sobre la barra. El gato, simplemente era un tornillo de hilo cuadrado de doble entrada, para su mejor deslizamiento, similares a los gatos de auxilio para levantar vehículos. Este gusano ejercía su desplazamiento sobre una “brida/tuerca”, que fijaba a la cabeza del yugo, mediante un plato de acero; en la parte superior, este gusano tenía una manivela, a la cual se podía insertar una barra para accionar la palanca.

Fig. 2.3 El primer grupo de silos, que edificó Maltería Lima, cerca de Chaclacayo, Provincia de Lima, Perú, fueron ejecutados con este sistema y equipos; lo mismo que los silos de 2000 ton. c/u, que en 2 grupos de cuatro, tiene actualmente Cementos Lima, en Atocongo, Lima (16,000 ton. en total), que fueron efectuados por la firma Christiani & Nielsen (Empresa Danesa) por el año 1940 y que están actualmente en pleno uso. Este “gato de tornillo” era accionado manualmente, insertando la barra o palanca, antes nombrada en la manivela; un operario, no podía controlar más de 5 ó 7 gatos, en forma sucesiva girando o accionando la palanca, en el sentido horario, un arco de 180 grados, c/u. Evidentemente no podía hacer todos a la vez. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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En estructuras grandes, en donde se requería más de 100 a 200 “gatos”, se necesitaba, solamente, para accionar los gatos, un numeroso personal entrenado, el cual congestionaba la plataforma de trabajo, dificultando sobre todo a la Supervisión de esta actividad, la que tenía que ser uniforme y delicada. El sistema manual tenía inconvenientes de gran congestión, alto costo de jornales, y lo que era más importante, que el levantamiento no era uniforme ya que se efectuaba en forma escalonada, originando movimientos bruscos y esfuerzos imprevisibles en el encofrado. Para suplirlos, se tenía que hacer éste más resistente y por ende más costoso, y lo que es más importante, que esas deformaciones en el encofrado, repercutían en la calidad de un buen acabado monolítico y estructural.

2.3.

OTROS TIPOS IMPERANTES DE EQUIPO. Se han abandonado definitivamente el sistema anterior, a la fecha, todos los sistemas son equipos constantemente perfeccionados, de tal forma que hoy se dispone de una gran diversidad de patentes, cuyos principios de funcionamiento son muy variados. No nos ocuparemos de la historia de estas mejoras sucesivas, sino solamente se describirá los tipos de dispositivos deslizantes, los dividimos en: 2.4.1. Hidráulicos. 2.4.2. Neumáticos. 2.4.3. Eléctricos Principio del Funcionamiento. (ver fig 2.4) Los patentes o sistemas que se han desarrollado, giran sobre el siguiente principio general. El gato o elemento de izaje, es accionado por presión hidráulica, aire comprimido o eléctricamente. El gato tiene “mordazas” cónicas concéntricas alrededor de la barra de trepar, en forma de mandíbulas dentadas de acero al alto carbono aleado, para gran dureza. Estas barras pueden ser macizas o tubulares, en donde se agarran, firmes y seguras las Fig. 2.4 “mandíbulas” del gato, para evitar el corrimiento o deslizamiento hacia abajo, debido a los pesos que se están levantando. Todos los “gatos”, están unidos o comandados por una tubería de aceite o circuito de aceite o ínea conductora. (Ver fig. 2.5) Estas tuberías, mangueras o líneas conductoras, están a su vez conectadas a la central de fuerza, de modo que al ser accionada esta central todos los gatos son movidos hacia arriba, en forma simultánea, hasta completar su carrera (stroke), longitud del corrimiento, que depende del sistema usado. Fig. 2.5 Actualmente, debido a los circuitos integrados y enclavamientos lógicos, se ha llegado a automatizar en tal forma que un solo comando es suficiente para mover el sistema, independiente del número de gatos a controlar. Así el Técnico, que comanda el sistema, se limita a programar un “timer”, que periódicamente arranca la central de fuerzas; tiene además, un control de niveles, colocados en las barras de trepar, que automáticamente desconecta los gastos, cada 30 cm. A 40 cm. de levantamiento, y sigue accionando los atrasados, a efecto de nivelar TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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todo el encofrado cada 30 cm. o 40 cm. Así se efectúa un levantamiento uniforme, con plataforma de trabajo horizontal, y sin desplomes; y lo que es muy importante, sin esfuerzos adicionales al encofrado. Cuando se hacen obras en donde se están operando más de 300 gatos, en un conjunto de edificaciones unidas o vecinas, como por ejemplo una batería o conjunto de 25 a 40 silos, para depósitos industriales, estructuras, muchas veces de gran altura y esbeltez; sin estos elementos automáticos sería materialmente imposible el control, porque las estructuras que se construyen, pueden inclinarse, con desplomes fuera de lo técnicamente aceptables, causados o debidos a inclinación de las barras de trepar, éstas pueden deformarse, porque (no nos olvidemos), estamos fabricando y vaciando constantemente sobre un concreto plástico, luego las estructuras pueden llegar a tener tales deformaciones sobre todo de ROTACION, que las hagan no estructural y estéticamente inaceptables. Esta es la razón por la que se emplea actualmente instrumentos electrónicos y ópticos; telurómetros, plomadas ópticas y láser, para un control automático y que puede ser comandado desde un tablero de simulación, similar al que existe en los Tableros de Control de las fábricas de transformación de procesos, o los “CONTROL ROOM” de las hidroeléctricas y Siderúrgicas. Todo esto con un enclavamiento electrónico, circuitos lógico/integrados y manejados por computadores. Operando con Programas Generales de control y funcionamiento, y monitoreo de decisión programada, presentación automática en pantalla de zonas en donde el Técnico Operador pueda cancelar o corregir manualmente, decidiendo, por su experiencia y recursos, un mal funcionamiento de la automatización.

2.4.1. GATOS HIDRAULICOS.Los equipos de elevación mas extendidos en las obras, son los que utilizan gatos hidráulicos, comprenden no solamente las “gatos hidráulicos” accionados por aceite de transmisión, sino también los conductos de presión (de tubería de bronce, o las modernas de mangueras de neopreno de alta presión con empalmes universales), que unen un grupo de gatos a la bomba o a su manifold. Las bombas accionadas eléctricamente, son de alta presión y consecuentemente, de 4 o más etapas. El funcionamiento de este tipo de gatos, giran sobre el siguiente concepto. La bomba eléctrica, eleva la presión del aceite, transmitiendo esta presión por los conductos a los gatos, merced a ello, estos últimos suben por las “barras de trepar” y arrastran con ellos al Encofrado Deslizante entero. Cuando se ha hecho el montaje de todo el equipo, la instalación de tubería y gatos debe quedar completamente “purgada” y tener la seguridad de que, en el sistema no quede nada de aire atrapado, que dificultaría el funcionamiento de los gatos comprometidos; si hubiese aire en la tubería, los gatos afectados, recibirían una presión diferente que los demás y consecuentemente funcionarían mal. El sistema tiene que purgarse, igual que el de un sistema de frenos de vehículos o sistemas de mando de equipos similares, muy comunes en tractores, grúas, etc. Debido a características propias del mando hidráulico los gatos, no tiene gran diámetro, y el sistema en general trabaja con presiones de 80 a 100 Kg/ cm2. (1,200 psi). Una bomba puede comandar de 80 a 90 gatos; debido a que para poder alimentar a más número, éstas tendrían que ser más grandes, más cantidad de equipo, dependería de una bomba, con el consiguiente peligro de que, al cambiarla por desperfecto, comprometería una gran zona o conjunto de gatos, los que, hasta su reemplazo el encofrado quedaría momentáneamente paralizado. Por otra parte, el tener que servir un gran número de gatos, el flujo de aceite tardaría en los conductos, el funcionamiento de ellos sería más lento y no simultáneamente, no habría uniformidad en el levantamiento de los gatos; y lo que es más complicado e importante, la Pérdida de Carga (h), en los conductos, complicaría hidráulicamente el sistema, es recomendable también que, si estudiando la distribución, se sospeche que al haber desigual alimentación a los gatos, se haga un cheque de Pérdida de Carga, por el Sistema Cross, tomando como coeficiente de Kutter o Manning, los usuales, para tubería o mangueras y para aceite. La ejecución de la instalación de tubería es recomendable que sea en concordancia a un diagrama proyectado y diseñado por un Ingeniero experimentado. La duración del ciclo de elevación no llega generalmente a 60 segundos. Cuando se tenga duraciones de elevación de 100 a 200 segundos, se deberá disminuir el número de gatos servidos por cada bomba, esto hace también que haya mejor uniformidad en el levantamiento.

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Las carreras de los gatos hidráulicos fluctúan entre 20 y 30 mm. La carrera efectiva es un poco menor, en 2 o 3 mm., a causa de que al fijarse las uñas a las barras de trepar, existe un ligero corrimiento, o retorno del encofrado hacia abajo. Las Patentes o gatos más conocidos (en lado o ámbito occidental), son las siguientes: INTERCONSULT, HOCHTIEFF, B.M.HEEDE o CONCRETO – PROMETOR, AHL + Co., BIGGING, SIEMENS BAUNNION o SIEMCRETE (in), etc. Las enumeradas son las que el autor, ha tenido ocasión de conocer, y algunas de ellas, de trabajar: (B.M. Heede, Hochtief y Siemes).

2.4.2. GATOS NEUMATICOS Se han generado otras patentes, no muy difundidas en nuestro medio, accionadas por aire comprimido y con bastante éxito con este tipo de gatos. El aire comprimido es suministrado por una compresora de 5 a 7 Kg./cm2 70 a 100 psi). Su funcionamiento es suave y bastante uniforme, debido a que el flujo de un gas tiene menos pérdidas de carga que el de un líquido viscoso, y el booster que energiza a cada gato tiene un funcionamiento suave, uniforme y regular. Las uniones deben ser herméticas debido a que no se detecta las fugas en un gas, tan fácilmente como un líquido. El trabajo con este sistema es muy limpio y sólo tiene el inconveniente de que se tiene que, trabajar con aire seco; esto se consigue colocando frecuentes y estratégicas trampas de condensado, en las líneas o mangueras de presión, para tener los gatos lo más secos posibles. Este sistema ha demostrado ser bastante simple y rápido y sobre todo exacto. Parece ser que constituyen una importante mejora cualitativa.

2.4.3. GATOS ELÉCTRICOS El autor los conoce sólo por bauchers, literatura y por opiniones de técnicos, que nos han visitado, parecen ser poco difundidos por lo poco exacto de su carrera, ya que básicamente son gatos mecánicos, accionados eléctricamente. 2.4.4. GENERALES Para terminar con los elementos de traslación, añadiremos que también se pueden dividir, para su descripción, en dos grandes grupos: 1. Verticales. 2. Horizontales. ESTE TEXTO SE OCUPARA SOLAMENTE DE LOS VERTICALES Tiene una velocidad promedio de trabajo recomendada de 25 a 40 cm./ hora. Esta velocidad depende de : 1. Fragua del concreto. 2. Altura del encofrado (según patente) 3. Capacidad del gato. 4. Llenado del molde. 5. Colocación del fierro estructural 6. Colocación de vanos, insertos, etc. Evidentemente prevalecen las tres primeras razones, ya que las otras son secundarias.

DEFINICION DE ENCOFRADO DESLIZANTE VERTICAL: “METODO ECONOMICO EN LA CONSTRUCCION PARA PRODUCCION CONTINUA, PARA ESTRUCTURAS ALTAS DE CONCRETO ARMADO O PARA LAS QUE SE REPITAN UN NUMERO CONSIDERABLE DE VECES, INDEPENDIENTE DE LA ALTURA”. Silos terminal elevador de granos del callao

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CAPITULO III. APLICACIONES Y USOS 3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4. 3.1.5. 3.1.6. 3.1.7. 3.1.8. 3.1.9. 3.1.10. 3.1.11. 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.1.

Para los VERTICALES, las más usuales son: Silos o Bunker Tanques para agua Viviendas populares Torres (Televisión, etc.) Pilares de puentes Chimeneas Piques de minas (revestimiento) Cámaras de compensación en hidroeléctricas Chimeneas de equilibrio en hidroeléctricas Tanques para combustible (doble pared) Casas de Interés Social iguales y en gran número Para los HORIZONTALES, las enumeramos solamente: Revestimiento de canales. Ejecución de zardineles o bordillos para tráfico. Túneles, etc. Encofrados Deslizantes Verticales.

3.1.1. SILOS O BUNKERS Se caracteriza por su gran altura, en relación a sus medidas en planta. Por ser depósitos de materiales a granel (desde inertes hasta granos de cereales), ver Fig. 3.1.a), sus paredes deben resistir los empujes de ellos, empujes estudiados por Janssen, Reimbert y recientemente por Jenike, que ha estudiado el comportamiento de los materiales ensilados en función de su diámetro, coeficiente interno de rozamientos, etc. Para que un silo funcione eficientemente, como una máquina. Estos empujes son tomados por la armadura del fuste, por lo que es frecuentemente que ésta armadura sea de gran densidad y espesor e incluso pre o postensados para evitar daños como los que vemos en la Fig. 3.1.b. Los materiales que se almacenan en los silos son introducidos por la parte superior y extraídos por la inferior. Esto da ciertas características de diseño geométrico, como las tolvas de salida, e instalaciones mecánicas o neumáticos para el fácil deslizamiento de los materiales ensilados; existen innumerables soluciones, que escapan a los alcances del presente texto. Fig. 3.1.a

Fig. 3.1.b

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El “deslizamiento”, debe comenzar en donde las paredes o fuste es uniforme; generalmente estas arrancan desde la cimentación y los elementos de evacuación del silo, se apoyan en columnas independientes o columnas solidarias a los primeros metros de elevación o cambios de espesor del fuste. Las únicas distinciones entre ellos, es que pueden no ser solamente circulares sino de paredes conformando poliedros regulares. Por la cantidad, pueden ser unicelulares o multicelulares, según estén compuestos por una célula o compuesto por varias. Generalmente los unicelelulares son de gran diámetro; en los multicelulares se usa también los “intersticios” como almacenamiento adicional (Ver fig. 5.15) Las capacidades de estos silos pueden llegar hasta 20,000 ton. Métricas. Los emplea la industria en general: fábricas de cerveza, cemento, minería, para harina de cereales, etc. También estarían comprendidos, dentro de este grupo, las TORRES ELEVADORAS, que siempre acompañan a los grandes conjuntos de silos, éstas son lógicamente más altas que los silos, para que por gravedad, puedan llegar a los respectivos silos de almacenamiento, principalmente los granos. Estas TORRES ELEVADORAS, se levantan simultáneamente con el grupo de silos. No podríamos dejar de anotar que, cuando el material a depositar son harinas, las provenientes del proceso, minero, metálicos y no metálicos no se emplean actualmente torres elevadoras, y el transporte o elevación de ellas, se hacen por medios neumáticos. Soluciones que necesitan menos instalaciones, ya que son solamente tuberías, y los costos de operación son menores; su capacidad de transporte es mucho mayor. Es usual, en estas industrias el “bombeo de Harinas”.

3.1.2

RESERVORIOS PARA AGUA

No es frecuente, en nuestro medio, la generación de nuevas Industrias o la ampliación de las existentes; luego la ocupación de los equipos de Encofrados Deslizantes y su personal especializado, quedaría paralizado, bien podría suponerse que sus representación no sería económicamente atractiva. En donde constantemente se tiene ocupado a esta especialización, dentro de la Construcción Civil, es que hay frecuentemente construcciones de RESERVORIOS PARA AGUA, debido al constante y rápido crecimiento y expansión de Urbanizaciones y Abastecimientos de barrios marginales, que nacen como Pueblos jóvenes. Las Entidades Públicas que tienen a su cargo EL ABASTECIMIENTO DE AGUA, son las que más frecuentemente ocupan a la Industria de la Construcción para hacer RESERVORIOS PARA AGUA. Las alternativas son: 3.1.2.1. Tanques elevados, y 3.1.2.2. Reservorios apoyados 3.1.2.1. Los tanques elevados, se construyen, para la topografía de las zonas en donde el abastecimiento, almacenamiento y regulación del servicio, a la población, es muy plano, y se requiere elevar el depósito de agua para que, por gravedad, tenga la presión necesaria de servicio. Lógicamente la cuba o depósito propiamente dicho está en la parte más alta, (ver fig. 3.1.2.a.) Para pequeñas capacidades, el fondo de la cuba se 3 hace plano, en los depósitos de más de 200 m el fondo, es una cúpula esférica. Los más comunes son los tipos INTZE, en donde el fondo del tanque es una cúpula, de ella nace, una pared cónica, con lo cual en el, anillo de fondo pueden anularse los empujes, actuando solamente, reacciones verticales. El empuje tiende a abrir el anillo del fondo mientras que el peso de la parte cónica en voladizo, somete a dicho anillo a compresión, y si estos esfuerzos llegan a equilibrarse, sobre el anillo de apoyo solamente actuarán fuerzas verticales. En los grandes depósitos (2,000 m3), el fondo se halla constituido por un casquete estérico, rodeado por superficies tóricas (ver fig. 3.1.2.a.).

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Las partes principales de este tipo de DEPOSITOS INTZE, son: a). La cubierta plana, o cúpula esférica de techo, con o sin linterna. b). Un anillo circular superior, que soporta el empuje de la cúpula. c). La pared cilíndrica de la cuba. d). Anillo medio, para unión de la pared cilíndrica, con la pared cónica del voladizo. e). Una pared cónica en voladizo, de unión entre el fondo y la pared cilíndrica. f). La cúpula esférica de fondo, en donde puede o no apoyarse una chimenea central, de acceso a la parte superior del reservorio Intze. g). Una viga circular, sobre la que se apoya el fondo de la cuba. h). El fuste de soporte. i). La cimentación. Con excepción de a) cúpula sup., e pared cónica, f) cúpula de fondo y i) cimentación; todo lo demás, se hace en una operación programada, ejecutada con Encofrados Deslizantes, llevando, desde el inicio del fuste inferior, es decir desde el nivel de cimentación, el encofrado convencional de la pared cónica (“e” en la numeración de arriba).

3.1.2.2.

RESERVORIOS APOYADOS.-

En nuestras ciudades, que están generalmente circunscritas por cerros, se consigue un considerable ahorro edificando en ellos, los tanques, éstos lógicamente no necesitan el fuste inferior y la tasa va directamente apoyada sobre su cimentación. En épocas pasadas estuvieron en boga estos tanques de fuste sencillo, con mínima armadura radial, la pared estaba apoyada sobre láminas de neopreno. El tanque se postensionaba o zunchaba con alambre de alta resistencia, colocado con una máquina de postensión alrededor de la pared, ésta corría con fuerza propia alrededor y sobre la pared circular del tanque. La tensión se obtiene hilando el alambre a través Reservorio Elevado para agua Durante su construcción (izq.) de un dado de acero y reduciendo y acabado final (der.) su diámetro original, proceso similar al que se usa en las fábricas de alambres. Las tensiones uniformes son obtenidas en el alambre y comprensión en el concreto, desde que no hay resbalamiento de aquel sobre la pared, una vez tensado o zunchado el fuste. El revestimiento final de protección al alambre, se obtenía por medio de un gunitado controlado, o Cement Gunt.

3.1.3.

VIVIENDAS MULTIFAMILIARES.- (ver fig. 3.1.3.a)

La arquitectura moderna ha hecho posible la ejecución con Encofrados Deslizantes, debido a la sencillez exterior de sus acabados, con el cambio paulatino de los estilos arquitectónicos pasados. Han desaparecido las molduras adornos, derrames, etc. que le dieron fisonomía y estilos arquitectónicos a las urbes. Las actuales exigencias de resolver problemas masivos de habitación, y la solución de ejecutar, grandes blocks verticales para aprovechar mejor el terreno (rascacielos), o el hacer grandes conjuntos habitacionales IGUALES, ha abierto un nuevo campo a los Encofrados Deslizantes, hasta hace poco sólo solucionados por la albañilería. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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Se ha acentuado también el acercamiento de costos entre ésta y los muros de concreto armado, debido al costo creciente de la mano de obra. En muchos casos, como solución estructural en concordancia a los diseños arquitectónicos, se prefiere efectuar muros de concreto armado, solucionando los problemas de solicitación sísmica. Se soluciona así este problema construyendo todo el casco, con concreto armado. Los encofrados Deslizantes, para solucionar las edificaciones de viviendas en torres habitacionales “y en gran cantidad, constituyendo grandes Unidades, se emplea mucho en los Países Socialistas, extendiéndolo, dentro de la unidad arquitectónica de la Unida, a las Oficinas Cívicas y de espectáculos. Fig. 3.1.3ª : Condominio ROYAL IOLANI , Honolulu, Hawai. Véanse los Encofrados Deslizantes en plena ejecución Refuerza las ventajas del método, definitivamente, si se van a hacer edificios de vivienda de 7 pisos y varios iguales, lo que asegura la continuidad del trabajo, sobre todo en zonas sísmicas. Se tiene que tener en cuenta, sin embargo, la solución de problemas específicos, los que enumeramos a continuación. Las paredes, en la edificación, no son sino parte de las actividades a desarrollar paralelamente, por eso el método de los Encofrados Deslizantes ha debido de ser adaptado y complementado, de tal forma que permita también la ejecución de otros trabajos: Instalaciones Eléctricas, Instalaciones de Agua, desagüe, ductos de ventilación, montantes de comunicación, acabados especiales y necesarios, para no hacer tan monótona y uniforme las fachadas, producto muchas veces de necesidad arquitectónica, aditamentos e insertos par apoyar y fijar estructuralmente, a los diferentes pisos y niveles. Si es que no se ha proyectado, desde el inicio, para hacerlo con Encofrados Deslizantes, es recomendable que el mismo Ing. Estructural, la modifique, con la asistencia y asesoramiento del Ingeniero experimentado en Encofrados Deslizantes. as paredes longitudinales y transversales, serán la estructura portante, es decir que es probable que se opte por hacer que éstas sean la estructura del edificio, y no la estructura aporticada, del primer diseño. En este sentido, es posible que se reduzca la armadura, y que sea más sencilla que el de columnas y vigas corrientes. El calculista estructural tendrá el cuidado de diferenciar y construir los muros pantallas longitudinales y transversales y tabiques no portantes, que serían, en la mayoría de los casos, los de cuartos de baño, vestíbulos mamparos en general. Esto no ocurriría, en el caso de adoptar un diseño inicial de oficinas, ya que en estas, generalmente, no se ejecutan los muros interiores y/o secundarios, y se dejan a los futuros usuarios del piso o propiedad horizontal, su posterior ejecución. 2. En líneas generales, las paredes portantes se harían con un concreto de calidad f 'c= 210 Kg../cm O MAYOR. Las armaduras en más de un 50% ó más, de los muros, serán de acero mínimo o menor, en concordancia con la interpretación del Reglamento. Las paredes exteriores o perimetrales del edificio, si se edifica en climas muy calurosos o demasiados fríos, deberán tener el tratamiento especial debido a que el concreto no tiene las bondades térmicas y de aislamiento que tiene el ladrillo. En estos climas, se deberá disponer de placas termo aislantes (transist – stop), colocando por ej. Paneles de poliuretano expandido (tecnoport), paneles previamente hechos o fabricados de fibras o viruta de madera tratada y prensada (fibra block), o tejas planas de ladrillo delgado (pastelero), placas de lana mineral (se ejecutan muy bien con la escoria de altos hornos); en general, elementos que tengan las dos siguientes características:

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Peso unitarios de 800 Kg./m . Conductibilidad términa < 0.25 Kcal./mt x hr x °C. Estas placas deben prepararse para que sean puestas con comodidad durante la ejecución del llenado, no puede ser más grande, en una de sus dimensiones, que la altura plataforma de Encofrado / cabezal del yugo. Estos aislamientos término, también podrían ser una suerte de enchape exterior, de manera que cumplan también propósitos de enchapes decorativos. No es recomendable la colocación en interiores, debido a que detrás de ellas se acumularía la condensación de la humedad exterior creando a las postres, manchas de hongos y ambientes húmedos. Lo recomendable aunque desgraciadamente, lo más laborioso es colocarlos en el seno de los muros simultáneamente con el vaciado. Para los vanos de puertas o ventanas, se tendrán que disponer de marcos, que se dejarán al paso del encofrado deslizante, se cuidará en lo posible que en estos sitios, no vayan los gatos y sus elementos complementarios de izaje, porque traería muchos problemas de operación, hemos expresado ya, más arriba, de que el Ing. Experimentado en E.D., trabaje en coordinación con el arquitecto para que en lo posible todos los niveles de la edificación sea exactamente iguales en distribución ambiental, de tal modo que los vanos, en cada nivel estén ubicados en el mismo lugar, que en el nivel inferior. Es posible, en estos casos, que se pueda colocar de una vez los marcos definitivos de las puertas é íntegramente las ventanas definitivas, lo que significaría un gran ahorro de tiempo y un menor costo. Para las paredes interiores o mamparos, y los pisos o forjados, se dejarán cajuelas estructurales y armaduras o dowels de diseño, que garanticen, en el caso de mamparos, su fijación segura; y en el caso de pisos o forjados, la integración a la premisa estructural. Las armaduras que se proyectan perpendiculares a la forma movible, se colocaran provisionalmente dobladas, de modo que permitan el paso del molde deslizante, ellas irán alojadas en las cajuelas o huecos de apoyo. (Ver fig. 3.1.3.b).

Fig.3.1.3.b Todo lo anterior, hace ver, que se tiene que llevar un control muy severo de niveles, a lo largo de la operación contínua de llenados a efectos de colocar exactamente, y posteriormente, todos los elementos horizontales, respetando los planos. Se tendrá que ir colocando simultáneamente las instalaciones eléctricas, los ductos y salidas o “puntos” (tomacorrientes, interruptores, etc.) esta labor no es difícil, toda vez que, para estos fines, ahora se usa preferentemente el ducto plástico (PVC); sin embargo hay que cuidar que las salidas, para las conexiones con los forjados o techos, queden geométricamente coincidentes. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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Las recomendaciones para las instalaciones sanitarias, agua y desagüe, son muy similares a las anteriores, pero solamente con dos variantes: Primera; hay que extremar la exactitud con las conexiones o empalmes con los pisos y forjados, ya que estos no pueden ser alterados, (por ejemplo, no puede ser corrido de lugar un inodoro, ni un lavadero de cocina). Segunda; que deben ser probadas y completamente estancas las uniones. Por experiencia recomendamos, en esta época que se emplea casi únicamente las tuberías plásticas, no emplear las uniones espiga/campana, las roscadas son mas estancas; no unir solamente, roscando las uniones, sino también colocándoles el pegamento prescrito o recomendado para uniones de PVC. Para el Edificio Central del Aeropuerto Jorge Chávez, en el Callao, se hicieron algunos arreglos estructurales, de los que se ocupó el mismo calculista inicial. Se ejecutaron y pusieron: los vanos de cada nivel de la caja de ascensores, montantes de comunicaciones de recepción como de emisión, montantes de agua incluyendo las de incendio, desagües generales, puertas laterales para los diferentes pisos, cajuelas y armadura de los sucesivos niveles; se dejaron hormacinas, para alojar los tableros eléctricos y de mangueras de incendio en cada nivel, cajuelas y armaduras en forma de dowels, para las escaleras de servicio y de emergencia, los insertos metálicos para los rieles de contrapesos y de cajas de ascensores. Fue de gran precisión, la colocación de los arranques de las vigas postensadas; se dejaron blocks de “concreto espuma” para alojar futuros apoyos de vigas secundarias, y las cabezas de las vigas postensadas patente BBRV. Para que queden perfectamente a su nivel, se llevaba, vecino a cada una de las cabezas, una varilla de nivel, que arrastraba y traía, desde la cota de la base o cota cero, como si fuese una wincha extendida verticalmente de control, el nivel preciso, a fin de que queden perfectamente a su nivel de piso. Para que queden alineadas, se puso en ellas, cuando se les prefabricó, un nivel de burbuja que quedó dentro del concreto. No se tuvo ningún contratiempo cuando se fue acoplando las diferentes partes del edificio circundante, cuando posteriormente se edificó, por los sistemas convencionales, el resto del edificio. Los acabados exteriores, si ellos tienen alguna particularidad arquitectónica, se puede colocarlos simultáneamente, usando el andamio colgante exterior y la seguridad e que en esta forma, quedarán más firmemente adheridos y monolíticos con el edificio, ya que estarían siendo colocados sobre un concreto en inicio de fragua y serían solidarios con él. De igual manera, los acabados interiores, si son solamente tarrajeos, son ejecutados simultáneamente por los albañiles que van haciendo los resanes, reforzando el número de ellos o mano de obra suplementaria, y el interior quedaría enlucido, listo para la pintura. Esto aportaría no solamente un inigualable monolitismo del tarrajeo, sino también, economía muy sensible de materiales y mano de obra. CONDICIONES PARA EL EMPLEO DE ENCOFRADOS DESLIZANTES EN OBRAS DE EDIFICACIÓN, se podrían resumir: I.- La estructura deberá ser celular de paredes portantes. II.- Que arquitectónicamente se pueda adaptar o que desde inicio, se haya proyectado para este tipo de procedimiento de construcción. III.- Los muros, en lo posible, sean verticalmente de espesor constante. IV.- Que tengan un número de pisos, suficiente como para que el sistema constructivo sea competitivo. V.- Que las plantas, en lo posible, sean iguales. VI.- Que el número de edificaciones, si son de poca altura, sea grande, de modo de suplir, la altura con el número. El estudio del costo, (ver Capítulo VIII), determinará su utilización desde un punto de vista técnico – económico. Para esta comparación, hay que tener en cuenta que la rapidez de la ejecución, hace que cambie el punto de vista de flujo de caja y retorno de inversión. La ausencia de penalidades por incumplimiento de contrato y el premio por entrega anticipada y reducción del plazo de ejecución. Un edificio de

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vivienda de 10 niveles o planta, con las “condiciones “ arriba anotadas podría tener una entrega anticipada de 40%. En el Perú, se han efectuado muchas edificaciones con este sistema; enumeraremos algunas.  El núcleo del edifico central del Aeropuerto Jorge Chávez: 25 días de ejecución.  El edificio Vita Ovo, para la Fca. De galletas Victoria en Arequipa: 18 días de ejecución.  Conjunto habitacional Ferroviarios, en María Isabel en Arequipa.  Ciudad Satélite, en la Apacheta, Arequipa. Son casas unifamiliares en duplex de 3 dormitorios y de un solo piso. Se comenzaba el levantamiento en la mañana y a las 4 pm. estaba terminada con ventanas y marcos de puestas, completamente enlucida las paredes lista para pintura. Fuera del país, está muy desarrollado este sistema constructivo, presentamos algunas fotos de ejecuciones de muy buen aspecto y variedad, Fig.s. 3.1.3 (c, d, e ) Sistema de Encofrado deslizante operando en un edificio de 45 pisos. Fig.3.13.c

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3.1.4.- CHIMENEAS.La de la fca. Cemento Norte de Pacasmayo; ejecutada en 15 días, para la primera etapa de la obra, en el año 1955. 3.1.(5,6).- PILARES Y ESTRIBOS DE PUENTES, MUROS DE CONTENCIÓN, TORRES DE TELEVISIÓN, son edificaciones que por altura creemos que es la única forma de efectuarlas económica y rápidamente. 3.1.(7,8,9).- DESLIZAMIENTOS EMPLEANDO SOLO UN LADO DEL MOLDE. REVESTIMIENTO DE PIQUES DE MINAS, debido a la meteorización de la roca, no es seguro su gunitado. Fig.3.1.7

Fig.3.1.7 CHIMENEAS DE EQUILIBRIO Y CÁMARAS DE COMPENSACIÓN en las obras hidroeléctricas. En el lado occidental del país, debido a la característica de topografía y caudal de nuestros ríos, el aprovechamiento hidroeléctrico se hace a base de grandes caídas y poco gasto, la velocidad del flujo, es decir, la energía cinética del flujo es muy grande, que es la que se transforma en el potencial de la hidroeléctrica. Al interrumpir el flujo, para sacar la planta de servicio, el reflujo, debido al gotor de ariete, se disipa la energía en Chimeneas de equilibrio. Para terminar con las aplicaciones más comunes, mencionaremos solamente, que los:

3.1.1..- TANQUES DE DOBLE PARED .- (ver fig. 3.1.10) Es particularmente destacable, la utilización de este método, para ejecutar reservorios o depósitos para líquidos, diferentes que el agua, para los cuales la propiedad secundaria de estanqueidad de las paredes de concreto o fustes, son completamente ineficaces. Es conocido que los derivados del petróleo (petróleo diesel, gasolinas poco aromáticas, kerosenes, petróleos líquidos, etc.), no se pueden almacenar en recipientes hechos con paredes de concreto. Es conocido también que estos líquidos, no son miscibles con el agua; apoyándose en esta propiedad, se hacen depósitos, para estos fines, ejecutando su construcción con dos paredes paralelas, muy cercanas y depositando agua entre ellas, en el espacio vacío que queda entre las dos paredes, de modo que este líquido, impide la salida de los combustibles almacenados. Fig. 3.1.10 Es fácilmente comprensible, que el sistema de Encofrados Deslizantes, es inmejorable y muy ventajoso, para la ejecución de estas obras civiles, como se ve en la Fig. 3.1.10. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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3.2.0.0.- ENCOFRADOS DESLIZANTES HORIZONTALES, su mayor empleo es en:    

Revestimiento de canales. Sardineles o bordillos altos para controlar el tráfico vehicular. Pavimentos de concreto. Túneles, en donde se reviste solamente las paredes más no la bóveda o “CALOTA”.

Fig. 3.2.0.0 Se muestra una aplicación de los Encofrados Deslizantes Horizontales para pavimentos de concreto.

CAPITULO IV. DISEÑO Y PRINCIPIOS SOBRE EL PROYECTO.4.1.

Recomendaciones Generales.

El empleo de estos tipos de encofrado, no limita la libertad del Arquitecto, el cual necesita un mínimo de conocimientos sobre el sistema. Al Ing. Estructural, no le plantea ningún problema adicional a los que está acostumbrado a resolver. Sin embargo, cuando se requiere adaptar un proyecto sin haber tenido en cuenta que se podía realizar con E.D. ambos Proyectistas, deben estar asesorados por un Profesional experimentado, y que haya trabajado en levantamientos, porque generalmente las soluciones están influidos por los métodos generales de construcción. El Profesional experimentado tendrá en mente, para su asesoramiento, las futuras dificultades, que no se presentan en la edificación convencional, como uniformidad de ubicación de vanos, colocación de los marcos metálicos de los gatos, la mejor ubicación y diseño de la plataforma de trabajo. Cuando el Propietario, está asesorado por un Consultor Jefe de Proyecto, y este prevé, que la obra va a tener que ser ejecutada con Encofrados Deslizantes, por ejemplo, silos, torres altas y uniformes, etc. están dentro de sus obligaciones la redacción de las Bases, Términos de referencia y Especificaciones Técnicas, indicando, el emplazamiento de los yugos, plataformas de trabajo, instalaciones y exigencias de control de horizontalidad, verticalidad, etc. Los Planos Generales, en relación directa con el proyecto de la estructura ya adecuada, deberán ser integrantes de los documentos emitidos, redactados o diseñados por el Consultor. Como resumen y ejemplo, para citar algunas de las notas o características que se debe tener, en el diseño: Que el acero sea del mayor diámetro que permitan las normas, para tenerlo lo más espaciado y reducir la labor de colocación, siempre que por otras razones, este tenga que ser diámetros menores y más junto. Que no se pongan en lo posible armaduras inclinadas y que estas sean solucionadas, en base a posiciones horizontales y verticales alternadas. No tener cambios de espesor de muros, si eso es inevitable, reducir al mínimo estos cambios. Emplear concretos con más de 200 Kg./m3 de cemento y/o f > 210 Kg./m3 . Que los muros principales a ejecutar, con este método, no tengan menos de 10cm. de espesor, para no tener “arrastre” y “desgarraduras”. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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Evitar al efectuar el diseño, ángulos agudos, en el encuentro de dos muros, o evitarlos, en la ejecución.

4.2.0.0. EJECUCIÓN Y PREVISIONES DE DISEÑO.En el Capítulo V, se tratará la fabricación del molde, con todo detalle, en esta parte nos ocuparemos solamente, del orden formal y aspectos generales propios de la postura del Profesional. 4.2.1. Ejecución del Molde.- Este podrá ser de madera o de metal, dependiendo de: 4.2.1.1. Número de usos. 4.2.1.2. Elevación o longitud de la edificación. 4.2.1.3. Tipo de edificación. 4.2.1.4. Movimiento de ella a lo largo de la ejecución. (Cambio de Sección). Todos estos parámetros de decisión son, como todo en Ingeniería, un compromiso técnico – económico. El ejecutante (Contratista), conociendo sus costos fijos e incidentes, podrá determinar la calidad o material con que confeccionará la forma Deslizante. En general, para el caso de un silo o reservorio aislado, la Forma seguramente tendrá que ser de madera, en cambio, para el caso de muchos usos, gran altura de la edificación, o que ella va a tener cambios de dimensiones que requieran que el molde a lo largo de su movimiento, tenga que cambiar de geometría, es indudablemente que será de metal. En el caso de lo descrito anteriormente, al referirnos a casas de poca altura, que en el curso del día se terminaba la labor, no se trabajaba continuado; en todos los demás casos, el trabajo será de 24 hrs. Continuadas, no se podrá parar desde el momento en que se inicia la obra con E.D. 4.2.2. Esta particularidad o exigencia de este procedimiento de construcción, conlleva a una serie adicional de considerándoos: 4.2.2.1. Todo el material, para la obra, debe estar listo, desde antes del inicio de ella. 4.2.2.2. Todo el fierro estructural, habilitado: etiquetado y fácil de ubicar o localizar. En la etiqueta deberá señalar nivel de empleo o utilización, plano al que corresponde, marca o nomenclatura acorde con la planilla de doblado o planilla del plano, acorde con la costumbre americana, de traerlo en él. 4.2.2.3. Todos los vanos de puertas, ventanas, que tengan que quedar en forma de marcos de madera o de metal sean temporales o definitivos. Es costumbre que los marcos de metal se puedan poner en forma definitiva, ya que este material, por su nobleza y característica resiste sin deteriorarse hasta la terminación de la obra; en cambio los marcos de madera generalmente son provisionales y quedan solamente a manera de Encofrados de derrame, para ser sustituidos posteriormente por los definitivos de planos. 4.2.2.4. Se tendrá también, desde el principio, todos los insertados metálicos y hornacinas, perfectamente catalogados y etiquetados, para que su elección sea unívoca y clara, indicando tipo, nivel de ubicación y NOMBRE, No. Del plano de ejecución, al que se han ceñido. 4.2.2.5. En obras industriales, las edificaciones de concreto forman una “infraestructura” de las restantes que usualmente, son de metal, ahí la importancia de los “INSERTOS METALICOS” ellos se van a soldar, fijar y apoyar las estructuras metálicas, que complementan la edificación y obra industrial. Es importante que queden exactamente en su sitio, al momento de colocarlos durante el “deslizamiento”. 4.2.2.6. También, desde el principio, estarán previstos los “DUCTOS” que quedarán empotrados en el concreto, sobre todo si ellos no son simples pases si son niples, fittings de tubería del proceso industrial. En estos casos, no solamente hay que tener en cuenta su ubicación conlleva estanqueidad y soporte, o capacidad de anclaje estructural. En estos casos, se les provee de laberintos o “water stop” y anclajes adicionales, concordantes con los diseños de los planos de detalle. 4.2.2.7. Desde el principio se tendrá habilitados los encofrados de cajuelas o huecos en donde se alojarán forjados o losas de pisos futuros por construir. Estos también podrán ser hechos con espuma de poliuretano expandido (tecnoport), si son de dimensiones pequeñas, o si son más grandes, de marcos de madera, de modo tal que en ellos pueden provisionalmente ser colocados los arranques o dowels de las armaduras de las losas en cuestión. 4.2.2.8. También, desde el principio, se tendrá que disponer el PERSONAL DE TRABAJADORES, de cada uno de los dos turnos de 12 hrs. Teniendo en cuenta que se tendrá, de los operarios de TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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alta especialización, por lo menos uno adicional en stand – by (los titulares pueden defeccionar por inasistencia, accidente o quebranto de salud); esto aunque no lo parezca, es muy importante. Con el personal en general, se debe tener la seguridad de que comprenden perfectamente la exigencia del nuevo horario, que estén de acuerdo con su compensación económica adicional, y que se asegura su asistencia previendo y suministrando, en muchos casos movilidad hasta la obra. 4.2.2.9. Desde antes del inicio, se tendrá además de los gatos y grupos electrógenos, equipos adicionales en stand-by. Definitivamente hay que tener GATOS de reserva, porque es muy frecuente que en el curso del deslizamiento se tenga que cambiar algunos. Por ser la energía eléctrica, la que hace funcionar la gran mayoría de los equipos (bomba de los gatos, winches de elevación de materiales, iluminación, etc.), es imprescindible que se tenga un GRUPO ELECTRÓGENO, que tenga un 25% más de capacidad que la demanda total de noche o máxima. Deberá probarse, antes del inicio de la operación, para estar seguro que: a) cubre esa demanda, b) que su tensión y frecuencia sea igual a la del Servicio Público, c) su conexión, no esté con la polaridad invertida, d) que esté enclavado, es decir que unívocamente, no podrá ser conectado sin la premisa de la desconexión del abastecimiento del Servicio Público; es altamente improbable que estén en fase ambos suministros, con el consecuente daño e inutilización de la instalación general y de los equipos en funcionamiento. Este grupo electrógeno debe ser arrancado frecuentemente, sobre todo, momentos antes de la mínima temperatura diaria, para asegurar que su arranque sea rápido, en el momento de su utilización. Esto se ha agudizado más en estos últimos tiempos, debido a las frecuentes interrupciones intempestivas de la energía eléctrica, por motivos ajenos al servicio.

4.3.0.0. PERSONAL La industria de la construcción, recoge de la fuerza laboral de un pueblo, dos clases de trabajadores, los que no tiene ocupación fija o no está preparada para una específica labor, los emplea para peones o ayudantes. Un estrato superior, que tiene ya una ocupación, son los que la legislación de la construcción civil los nomina, Oficiales y Operarios, se distinguen en albañiles, carpinteros, plomeros, etc. estas nominaciones constituyen una ocupación permanente dentro de la edificación. De ellos emergen los capataces y Maestros de Obra. La legislación vigente para la industria de la construcción, reconoce estos estratos o categorías, incluso normando sus salarios básicos y sus beneficios sociales. Para la especialización de los Encofrados Deslizantes, se extrae, de estos últimos, los maestros de Obra especializados y que constituyen el Mando Intermedio que son los que, ejecutando su específica labor, dirigen todo el personal antes enumerado. Los problemas siempre cambiantes y exentos de rutina, hace que este tipo de especialistas sean valiosos elementos con muchos recursos y eficaz decisión. En otras industrias existen Mandos Intermedios muy especializados y de gran experiencia y preparación en su específica y rutinaria labor diaria, pero muy diferente a la anteriormente descrita. Apoyando esta labor y supervisándola, están los Ingenieros de campo, que se van formando, al haberse iniciado al lado de ingenieros más antiguos. Por esta razón, el presente texto, no toca temas analítico sofisticados, va dirigido a estos Profesionales y Supervisores. La labor del Profesional Experimentado, está principalmente en las coordinaciones de Ingeniería Básica, Ingeniería de detalle a nivel de diseño, disposiciones finales de ubicación de gatos, decisiones técnicas importantes, administración general de la obra, apoyo oportuno y anticipado de materiales, aquí acaba la labor de los Ingenieros Experimentados, con esto no queremos decir que después se alejen de la obra, al contrario ellos son un apoyo, un consejo constante al Mando Intermedio y con los Ingenieros de Campo. La confección cuidadosa del encofrado será paralelamente supervisado por el Maestro General y por el ingeniero de campo. La calidad de su ejecución depende gran parte del éxito y calidad de la obra por hacer.

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No olvidar, que la confección del encofrado es una “carpintería de banco” además debe ser más resistente que confeccionar un mueble, ya que debe ser desarmado por partes y nuevamente armado en el lugar de su utilización. Secundado a este mando intermedio, están los técnicos que manejan los gatos y bombas, los maestros de llenado, fierreros, topógrafos y técnico a cargo de la supervisón de desplomes, giros, etc. Los “desplomes” son muy frecuentes en este tipo de obras debido a el carácter plástico de su constante ejecución, ellos se generan por la falta de verticalidad de las barras de trepar, la leve inclinación de ellas, genera una componente horizontal en el encofrado. Las barras de trepar se inclinan también, debido al manipuleo constante y sistemático de algunas de las operaciones sobre el molde, también al empuje del viento, etc. todo esto se conjuga para sacar de plomo al molde. El personal técnico debe estar preparado y debe tener recursos para corregir estos defectos a tiempo y seguir siendo controlados por el topógrafo, decidirán cuanto y cuando adelantan los gatos de una zona determinada, para corregir el desplome, o con otros recursos que los discutiremos más adelante. Los “giros”, también provienen de esfuerzos sistemáticos, inclinaciones tangenciales de un conjunto de barras de trepar, falta de verticalidad de cada una de las tablas que conforman la superficie de deslizamiento, etc. esto hace que el molde gire. Se afirma también que los moldes tienen una tendencia a girar siempre en el mismo sentido, en cada Hemisferio. (CORIOLIS). Los giros deben ser prontamente controlados cuando se acentúan, pueden hacer que se tenga que perder barras de trepar, al quedar atrapadas dentro del concreto debido a la forma Helicoidal o de hilo de tornillo, que es la forma que se deforma, dentro del concreto; el rozamiento que genera al ser cobradas hacia arriba, para su posterior recuperación, es tan alto, que no es posible recuperarlas. Como se puede intuir, los giros son patrimonio de los levantamientos unicelulares, los levantamientos de varios elementos formando un solo bloque, hace menos frecuente estas dificultades y se producen menos giros y deformaciones.

ADEMDUM (A acápites 4.2. y 4.3) PANDEO.- En el tópico de DISEÑO no podríamos dejar sin tocar el tema de este fenómeno, ya que está íntimamente ligado a las barras de trepar. Recordemos inicialmente los conceptos de “Mecánica de los Sólidos”. El “pandeo” en la forma más simple se da en columnas articuladas en ambos extremos, está sujeto a la siguiente igualdad. (1)

Pcr 

X2 x F x 1

L2 En donde: Pcr ........................ Carga crítica de pandeo. E ........................... Módulo de Young I............................. Mto. Inercia de la sección recta. L............................ Long. Libre de la columna. Para nuestro particular caso, podríamos asumir que: LA BARRA DE TREPAR, de un acero (A36, Aa60, etc.), para esta gran variedad de acero, el valor del MODULO DE ELASTICIDAD, es: E = 2 x 106 Kg/cm2

Por otra parte, el MOMENTO DE INERCIA de una barra redonda, es:

I

1 ( X )d 4 64

en donde “d” diámetro de la barra. Despejando de la ecuación (1), el valor de “L”, para los valores arriba recordados, tendríamos en valor de la “long. Crítica”, en función de una carga supuesta y un diámetro de barra fijado por el tipo de gato, por su capacidad, o patente usada. Esta long. Sería la máxima que podría quedar libre, entre el “GATO” a donde tendría la articulación superior; y la zona en donde juzguemos que está suficientemente “confinada” dentro del concreto (ver fig. 4.1.). (2)

Lcr 

(X 2 ) x(E x 1) 1/2 P

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Fig. 4.1

Para los valores más comunes, de los equipos más usados: Capacidad del GATO: p = 3,000 Kg. Diámetro de BARRA DE TREPAR : D = 2.54 CM. = (1”) Lcr  {

(X 2 ) x(2x106 kg/cm 2 ) x (1/64) x (x) x (2.54)4 cm 4 } 3 000kg

Lcr. = 116 cm. aprox.= 1.00 mts. Hay que tener en cuenta que esta “longitud critica” sería una longitud ideal, sin cargas horizontales, ni excentricidades de ella, la carga crítica segura y práctica, no pasaría de un 60% de “Lcr”. Si tendríamos, una BARRA DE TREPAR, de un diámetro mayor, y sólo para aclarar este concepto: d = 1 ½” correspondería: Lcr = 260 cm. es decir una long. 2.2 veces mayor. NO hay mejor diseño, con una barra de mayor diámetro, es mejor aprovechar esta propiedad, en diseñar, para casos especiales, un gato de mayor capacidad. Por otro lado, no hay mayor variación, al hacer huecas las barras, por ejemplo, de tubo mecánico sch. 40 o mayor, ya que, para estos diámetros pequeños, el Mto. De Inercia, no se altera sustancialmente. La única ventaja de usar tubos estructurales de un schedule 40 o mayor, es que baja su peso, a efectos de manipulación, en el trabajo de empalme.

4.3.

LA PRESION Y LA FRICCION EN LOS ENCOFRADOS DESLIZANTES.

INTRODUCCIÓN El diseño estructural correcto y el detalle de los Encofrados Deslizantes (E.D.), son requisitos básicos para mejorar la exactitud, dimensionamiento y la calidad de las estructuras ejecutadas con ellos y también, para bajar sus costos. Para esto es esencial que su diseño dependa de las cargas asumidas. Es importante la determinación del correcto valor de cargas con relación a la presión ocasionada por el concreto sobre el Encofrado, y la fricción ejercida por este último durante el deslizamiento. 4.4.1. CONSIDERACIONES FUNDAMENTALES En los últimos años, se ha llevado a cabo investigaciones de carácter teórico y experimental, conducentes a encontrar las presiones laterales sobre Encofrados Estacionarios, provocados por el concreto fresco recién colado, en ánimo de lograr el mejor diseño de ellos. En cambio por el gran número y la variedad de factores involucrados (consistencia del concreto, presión inicial, tipo de superficie del encofrado, espesor de la pared, velocidad del vaciado, temperatura del concreto, slump, etc.), no se ha podido obtener resultados consistentes, de las magnitudes de las fuerzas que realmente ocurren en la realidad sobre los Encofrados Deslizantes (E.D).

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4.4.2. ESTADO DEL PROBLEMA La presión ejercida por el concreto sobre el E.D., y consecuentemente la fricción son principalmente dependiente de diversos factores, que se pueden dividir en dos grupos: I. Factores que son determinados por el diseño y por las características tecnológicas del esquema, o las que usualmente pueden cambiar durante la operación del deslizado; por ejemplo: El grosor de la pared, la naturaleza del trabajo de la cara del Encofrado, velocidad del deslizamiento, tiempo inicial de fragua del concreto, tipo de compactación, consistencia del concreto (slump), etc. II. Factores externos que afectan el trabajo del Encofrado: Como Cargas vivas actuantes sobre la plataforma de trabajo, presión del viento sobre el Encofrado, presión de los Andamios Colgantes sobre él, y algo que siempre va a existir, la diferencial en los esfuerzos de los recursos de levante, etc. Esto último se refiere, a que nunca se va a poder diseñar la posición de las gatas, para conseguir que todas ellas hagan un esfuerzo idéntico, en el momento del levante. Los factores del grupo I, son generalmente muy variables, sin embargo, ellos son conocidos (antes que inicie el deslizamiento), o pueden ser controlados durante el deslizamiento. Si la velocidad del Deslizado es baja o si el concreto fragua rápidamente, el desplome dado al Encofrado Deslizante indicará el punto o distancia de la superficie superior, h 1 a la que el concreto se desprenderá del encofrado Deslizante. Por otra parte, si el deslizado o la velocidad del molde es más rápido o si el concreto es de fragua lenta, el Encofrado se desprenderá del Encofrado Deslizante. Por otra parte, si el deslizado o la velocidad del molde es más rápido o si el concreto es de fragua lenta, el Encofrado se desprenderá por si mismo a una distancia h 2, evidentemente la cual es mayor que h 1 (Ver fig. 4.4.1), en donde h1 ó h2, es la distancia o la altura de pleno contacto con el Encofrado y determina la presión que ejerce este sobre el Encofrado. El ligero aumento sobre el grosor de la pared, debido a este desprendimiento. () no es relevante, ya que es muy pequeño el desplome de las caras del encofrado. En el CAPITULO V – ACAPITE 5.3.- indicamos que el desplome máximo de todo el Encofrado no pasa de 15 mm. entre la parte superior e inferior. Sin embargo, si se excede en el desplome como por ejemplo, por presicón excesiva de sobrecarga, puede provocar que el E.D. tenga un desplome mayor que el diseñado, entonces, será excesivo el incremento de grosor de la pared. Es lógico entender que la altura de contacto entre el INCLINACIÓN DEL ENCOFRADO Encofrado y el concreto es el factor determinante, con (SIN ESCALA) relación a la presión ejecutada en el Encofrado y variará FIG. 4.4.1 también, la fricción ocasionada por el Encofrado. Por otra parte la naturaleza de la cara del Encofrado afecta significativamente, tanto la presión como la fricción, y está relacionada también a la impermeabilidad del Encofrado y a las condiciones de superficie de la cara. En acápites declarábamos que los Encofrados más usuales, son los de madera machihembrada, de 3.5” a 4” de ancho, clavadas a las cerchas, previendo cierta separación entre las tablitas, para permitir la hinchazón diferida, debido a la humedad. Asegurándose de que, por más que se hinche la madera, no habrá una unión completa durante todo el deslizaje. Se puede permitir incluso que parte del mortero del concreto puede escapar a través de estas uniones, magnificándose durante la vibración del concreto. Sin embargo, esta pérdida de mortero da como resultado benéfico una disminución de la presión lateral, ya que actúa como un lubricante. Sin embargo, la superficie del Encofrado que no es liso completamente, debido a que las grietas nunca se cierran y magnifican algo de fricción. El cemento y la arena fina que se alojan en estas grietas coadyuvan al mejor deslizamiento del Encofrado. El aceitar la madera y tener las maderas más lizas y mejor cepilladas, tiene un efecto favorable, pero solamente en los primeros metros de altura de deslizamiento, ya que durante el deslizado de la cara del Encofrado es sometida a una abrasión mecánica severa, y las superficies lisas, se vuelven ásperas. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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Últimamente, debido a que los vibradores tienen mazos más finos, se han empleado con éxito en el acomodo del concreto dentro de los Encofrados Deslizantes. Pero también este método produce presiones más altas en el Encofrado que los métodos de compactación por varillado (chuceo), a que estábamos antes acostumbrados. El concreto usado, tiene generalmente una consistencia plástica, con una relación de a/c entre 0.5 y 0.6. Los cambios de consistensia o de slump, dentro de estas relaciones agua/cemento, no son significantes y no cambian mucho los factores de fricción que estamos investigando. Los factores del grupo (II), pueden tener un efecto muy considerable, pero la realidad es que su magnitud es difícil de evaluarla numéricamente. La realidad es que estos efectos pueden ser verificados sólo en la misma estructura, cuando los factores del grupo (I) son conocidos. El gran número de problemas envueltos ha llevado al desarrollo de varios métodos de cálculo, logrando diferentes resultados. 4.4.3. INVESTIGACIONES PREVIAS Tenemos que partir de la premisa que, las cargas normalmente asumidas, para los Encofrados comunes y estacionarios no son las adecuadas y no son las correctas para Encofrados Deslizantes. Como veremos más adelante, la razón de esta diferente solicitud está en la naturaleza de los tipos de Encofrados. En adelante sólo nos referiremos a las cargas de diseño para Encofrados Deslizantes, cuando toquemos este punto (1). 4.4.3.1. PRESION EN ENCOFRADOS 4.4.3.1.1. Presión de acuerdo a Bohm (2). F. Bohm señala en su libro “Das Arbeiten mit Gleischalungen” (Los trabajos con Encofrados Deslizantes), página 52” que la presión ejercida en el encofrado es mayor para bajas velocidades del deslizamiento”. En base a estas hipótesis, la presión del Encofrado, para una velocidad de deslizamiento de 10cm/hora, es calculado en la suposición que: El Encofrado se desprenda por sí solo del concreto a una distancia de 60 cm. medido desde la parte superior del concreto fresco,; que el concreto no endurece durante la primera DISTRIBUCION DE LA PRESION hora, después de colocarlo S/g BOHM (distribución de presión FIG. No. 4.4.2. hidrostática) (ver figura 4.4.2). Para estos casos Bahm calcula una fuerza resultante de D = 280 kg./ml. sobre el encofrado y actuando a una distancia de 35.5 cm., desde la parte superior del concreto recién colocado. Bohm no generaliza otro tipo de presiones porque no ha probado con otro tipo velocidades de deslizado. 4.4.3.1.2. Presión de acuerdo a Drechsel (3). Drechsel adopta la teoría del empuje de tierras, es decir el comportamiento del empuje de áridos dentro de un silo, pero introduciendo una distribución de presiones hidrostáticas reducidas, escogiendo coeficientes específicos que dependen de la fricción interna del concreto recién colocado. Para paredes gruesas (F/U 8”) Sin segregación o exudación o sangrado Ajustable y predecible tiempo de fragua Vibrado Consistente calidad de los constituyentes Control de dosificación y distribución Alta capacidad de bombeo Temperatura del concreto Adición de CSF Contenido de cemento Calor de hidratación Enfriamiento del concreto fresco Aislamiento del concreto endurecido

1.2 CONSTRUCTIBILIDAD Recordemos que el objetivo de “Diseño de Mezclas”, es el desarrrollar un concreto que pueda ser producido, transportado y colocado eficientemente para obtener la calidad in-situ. Una característica de estas plataformas de concreto, es la alta densidad del refuerzo, (aproximadamente 1000 Kg/m3). Se requiere una alta fluidez: de 9 a 10” de slump para colocar el concreto en zonas congestionadas, con estas cantidades de refuerzo.

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Figura 5. La magnitud de las plataformas y su velocidad de construcción requieren, de un transporte racional de los elementos constitutivos del concreto, de un bombeo de alta presión, una disminución de la temperatura para mejorar el bombeado ya que un concreto de baja temperatura reduce el riesgo de bloqueo de la manguera, cuando por alguna razón, debido al proceso constructivo (ENCOFRADOS DESLIZANTES), se interrumpe el bombeo. Por ejemplo, la bomba vertical en la plataforma Gullfaks C, para alimentar los Encofrados Deslizantes, tuvo que elevar el concreto a 180 mts. Se solucionó colocando la tubería de bombeo vertical, dentro de la pared del fuste.

1.3 EL CEMENTO Inicialmente se usó un cemento Noruego standard, designación SP30, para las plataformas hechas hasta 1978. Luego se desarrolló un cemento (Nor-Cement Fabric) designado SP30-4 A Para concretos de alta resistencia inicial, fragua lenta y moderado calor de hidratación. Sin embargo, hubieron serias desventajas durante el proceso de “deslizamiento” del Encofrado debido a la fragua rápida y una baja resistencia inicial. La velocidad mínima deseable era de 3 mts. por día. Figura 6. Esto feneró que Nor-Cement Fabric desarrollará el SP30-4 A Mod. Que fue introducido en 1981; cemento que incrementa la resistencia inicial, posee más fineza y disminuye el tiempo de fragua. Fig. 7.

La tabla 3, da la información de estos tres cementos, las características de ellos y la comparación con los “Cementos de Cementos Lima”. El desarrollo de la resistencia de ellos está en la Fig. 1)

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TABLA 3.- Datos del cemento SP 30

SP 30 – 4A

SP 30 – 4ª MOD

ATLAS PUZOLÁNICO

SOL TIPO I

Fineza (Blaine) cm /g

3000

3100

4000

4500

3400

Tiempo de Fragua (min)  Inicial  Final

120 180

140 200

120 170

120 240

130 240

Composición mineral  % C2 S  % C3 S  % C3 S  % C4 S

18 55 8 9

28 50 5.5 9

28 50 5.5 9

13 57 11 10

12 57 11 10

Composición Química  % MgO  % So3  % Na2O

3 3.3 1 - 1.2

1.5 – 2 2–3 0.6

1.5 – 2 2–3 0.6

1.4 4.7 1.76

3 2.7 0.39

71

56

70

70

83

PROPIEDADES 2

Calor de Hidratación K cal / kg

Fig. 1. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DESARROLLADO POR EL MORTEO (CEMENTO; ARENA) CON ADITIVOS DE LOS CEMENTOS NORUEGOS, COMPARADO CON NUESTROS CEMENTOS SIN NADA DE ADITIVOS.

CENIZAS VOLANTES CONDENSADAS (CSF) Las puzolanas usadas en las plataformas de concreto, han sido las cenizas volantes condensadas, subproducto resultante de la reducción de alta pureza del cuarzo en el carbón, en los hornos de arco eléctrico en la manufactura de Silicon y en las aleaciones de ferrosilicios ya que en la industria Noruega es intensiva, y la disponibilidad del CSF es excelente. El CSF contiene un mínimo de 90% de óxido de silicio SiO2 y su blaine es de 200,000 a 250,000 cm2/gr. Se ha adicionado de 5 a 10% en peso del cemento, de CSF a los concretos para conseguir fuerzas de compresión, a los 28 días de 10,000 a 15,000 Psi, (700 a 1035 con cemento SP30-4 A Mod. La puede alcanzar. Como la mayoría de los concretos, han tenido que ser bombeados, la consistencia del concreto fresco se ha convertido en un requisito de importancia. La introducción de una dosis menor de CSF entre 1 a 3% del peso del cemento, ha mejorado la consistencia y el bombeo de la mezcla del concreto, con una plasticidad extremadamente alta.

LOS AGREGADOS Los agregados son de origen fluvial y glacio fluvial. Exámenes petrográficos demuestran que los minerales predominantes en el agregado grueso son feldespatos y cuarzo. Para conseguir TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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resistencias de 10,000 Psi (700 Kg/cm2) se necesita un estricto control de los agregados. Las arenas se han dosificado con un tratamiento, descrito a continuación: La fracción de arena es suspendida en agua; pasa luego por unidades de sedimentación, en donde es separada en 8 tamaños, con el propósito de poder combinar estas 8 fracciones y conseguir Módulos de Fineza (MF) deseados. Se ha trabajado con arenas de MF = 2.64 y el agregado grueso, con 6.52. Se muestran en la figura 2 las curvas granulométricas de ambos materiales.

Fig. 2.- CURVAS GRANULOMETRICAS PROMEDIO PARA AGREGADOA FINO Y GRUESO USADOS EN LOS FUSTES DE LOS ELEMENTOS GULLFAKS C.

ADITIVOS QUIMICOS Estos son de uso común en los concretos en Noruega. Se puede asegurar que cerca del 95% de los concretos contienen agentes plastificantes con un promedio de 0.4 gl/yd3, 2 lts/m3. Ellos se ven en forma esquemática y típica para la construcción de estas plataformas en la Fig. 3. A pesar que estos aditivos no llegan más allá del 0.6% por volumen, tienen una significativa importancia para el resultado final. El mal uso o deficiencias en las mezclas de ellos, con el concreto, traen consecuencias desastrosas. Ellos constituyen aproximadamente el 8 a 10% del costo total de la mezcla. PLASTIFICANTES Como es conocido, son usados para reducir el contenido de agua y mejorar su trabajo. Ha sido esencial y necesaria la inclusión de super – plastificantes en las plataformas de petróleo del Mar del Norte, a continuación los comentarios. LIGNOSULFATOS El más común de los plastificantes es el lignosulfato, sub-producto de la industria de la celulosa. En las primeras plataformas construidas a inicio de la década del 70, fue especial la inclusión del Lignosulfato en el concreto. La dosis fue de 0.8 gl/yd3 (4 lt/m3), logrando un slump de 4 ¾” . Debido al aumento de la densidad del refuerzo, esto demandó consecuentemente un concreto más fluido (4 lt/m3), resultó un incremento significativo en el tiempo de fragua y un concreto mucho más cohesivo y viscoso. Esto preparó el camino para los super plastificantes. NEPTALENOS Los super-plastificantes son básicamente mezclas basadas en neptalenos sulfonados, introducidos al final de la década del 70. El efecto de reducción del contenido de agua es espectacular y la dosis puede ser incrementada a más de 0.8 gl/yd 3 (4 lts/m3), sin incrementos apreciables en el retardo de la fragua inicial. Aproximadamente el 80 % del concreto en las plataformas tienen este tipo de super-plastificantes. El uso del cemento SP30-4 A Mod. Y la inclusión de Neptalenos en un orden de 1 a 1.2 gl/yd3 (5 a 6 lts/ m3) facilitó la producción de concretos con resistencias f'c de 10,000 a 12,000 psi (700 Kg/cm 2 a 840 Kg/cm2) con concretos de 10” de slump. Sin embargo, el uso de los Neptalenos tiene sus límites, ya que el concreto que tenía 1.2 gl/yd 3 (4 a 5 lts/m3) tiene una fragua inicial de 11 a 13 horas, generando problemas con la elevación del Encofrado Deslizante. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: CONSTRUC. DE ESTRUCTURAS – MANUAL DE OBRA – HÉCTOR GALLEGOS - CAPECO

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La velocidad más alta lograda en la plataforma Statfjord A, fue de 3.1 mts./día, muy debajo de la velocidad de 4 a 5 mts por día. MELAMINAS La melamina como super plastificante tiene, comparándola con los Neptalenos, un retardo en la fragua de concreto mucho más bajo y son más fáciles de combinar con los concretos con aire incorporado. Las melaminas fueron introducidas en 1983 en la ejecución de encofrados Deslizantes para la plataforma Gullfaks A. El tiempo de fragua del concreto fue reducido en 50% y por consiguiente se elevó la velocidad del deslizamiento hasta 3.9 metros por día. El concreto que contiene Melamina tiene buena atrabajabilidad pero, debido a temperaturas iniciales altas, hace perder facilidad en el trabajo con Encofrados Deslizantes, Para atenuar este problema se añadió una cantidad de Neptalenos a las Melaminas, cuando se utilizaron los Encofrados Deslizantes en la plataforma de Oseberg A. Esto prolongó el tiempo de fragua inicial del cemento, sin incrementar significativamente el retardo de fragua total. ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUA Contra lo que se pueda suponer, en los procesos de vaciado con Encofrados Deslizantes, a menudo es necesario el uso de aditivos de fragua, y es también una herramienta muy útil para controlar la velocidad del deslizamiento. Fue usado en la construcción de las plataformas Con de p, un 20% de solución acuosa de sodio gluconado. INCLUSORES DE AIRE El concreto con aire incorporado ha sido muy recomendado, en las plataformas en las zonas de humedecido y secado, es decir en la zona de salpicado. La dosis normal del incorporado ha sido muy recomendado de aire es de 0.04 a 0.08 gl/yd 3 (0.2 – 0.4 lts/m3) el que debe ser diluido en el agua en la proporción de 1 a 20 antes de incluirlo al concreto. Esto asegura la buena dispersión del agente químico y un buen desarrollo de la incorporación de aire. Los agentes super plastificantes son añadidos en dos etapas y el aditivo incorporado de aire es añadido en la primera etapa y el resto de plastificantes son añadidos después de un tiempo inicial de mezcla de 30 segundos. El tiempo total de mezcla no debe ser de menos de 90 segundos. Un ejemplo de las características del concreto con aire incorporado es mostrado en la Tabla 4. En general los requerimientos son: Área superficial de las cavidades de aire: a > 25 mm2/ mm3. Factor de espaciamiento entre las cavidades de aire: L < 0.25 mm.

Fig. 3.- TIPICA PROPORCION DE MEZCLA (POR VOLUMEN) PAR CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA USADOS EN LAS PLATAFORMAS DEL MAR DEL NORTE. ADITIVOS ACELERANTES DE FRAGUA Durante el deslizamiento del fuste de la plataforma de Oseberg se aplicó, con buenos resultados, un acelerador de fragua sin cloruros, que redujo el tiempo de fraguado en aproximadamente 1 hora. No hubo necesidad de usar un acelerador de fragua durante el deslizamiento del fuste de la plataforma de Gullfaks C, debido a que el proceso de bombeo, aumentó el tiempo de fragua. La temperatura del concreto fue mantenida aproximadamente en 30°C. La máxima velocidad obtenida fue de 4.7 mts. por día.

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CAPÍTULO 9 ENCOFRADO DE MUROS Generalidades.- Los encofrados de los muros se pueden clasificar en tres grandes grupos: 1.- Los que se construyen en la misma obra a base de un entablado de contrachapado o de tablas, costillas y carreras. 2.- Los prefabricados y montados en obra, consistentes en unos entablados de contrachapado o de tablas que se unen semi permanentemente a elementos de madera como tablas de 5.08 por 10.16 ó 5.08 por 15.24 cm. de escuadría. 3.- Los paneles de encofrados prefabricados y patentados que emplean paramentos de contrachapado unidos y protegidos por elementos de acero, magnesio, madera o una combinación de acero y madera. Los encofrados construidos en obra resultan generalmente los más económicos, siempre que se trate de una sola utilización, pero en los casos donde vayan a utilizarse paneles de dimensiones normalizadas un gran número de veces, suele ser más económico emplear los encofrados, prefabricados. Los encofrados, prefabricados y montados en obra requieren menor inversión inicial que los totalmente prefabricados; sin embargo, si el número de utilizaciones es grande el coste final puede ser inferior en estos últimos debido a su mayor duración y al menor coste de los trabajos de montaje y colocación. Además, debido al mejor control de sus dimensiones, durante su fabricación, los paneles totalmente prefabricados proporcionan mejor ajuste cuando se acoplan para emplearlos en los encofrados. Los paramentos de los panales se fabrican con contrachapado para exteriores, especial para emplear en contacto con el hormigón, con espesores de ½, 5/8 y ¾ de pulgada (1,27, 1,59 y 1,90 cm). Tratando las superficies con productos plásticos se consigue aumentar considerablemente la vida del contrachapado, llegándose en algunos casos a más de 200 usos por cara. Definiciones.- Existen ciertas discrepancias en los nombres y términos empleados por la industria de la construcción para definir los elementos componentes de los encofrados de los muros. Se representa un conjunto de los encofrados, así como sus respectivas denominaciones, que vamos a emplear en este libro. 1.- Entablado.- Es la superficie de contrachapado, tablas o acero situada a cada lado del muro y contra la que se coloca el hormigón fresco. 2.- Costillas.- Son los elementos sobre los que apoya el entablado. Pueden colocarse verticales u horizontales. Generalmente están formadas por tablas de 5,08 por 10,16, 5,08 m. 15.24 cm. de escuadría o aún mayores, según sea el valor de la presión del hormigón que actúa sobre ellas. 3.- Carreras.Compuestas normalmente por dos tablas de 5,08 por 10,16, 5,08 por 15,24 cm. o aún mayores escuadrías, montadas con los separadores pertinentes, se colocan sobre los paramentos de los muros en dirección perpendicular a las costillas y sirven para mantener a éstas en posición asegurar la alineación correcta de los encofrados y servir de apoyo a los tirantes. También se las designa algunas veces como largueros y tablones de encepado. FIG. 9-1 Encofrados de un muro de hormigón 4.- Montantes.- Se instalan frecuentemente en los encofrados de gran altura en dirección perpendicular a las carreras para aumentar su resistencia y rigidez. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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5.- Larguero superior.- Como el anterior, forma parte del panel y va unido a los extremos superiores de las costillas. 6.- Larguero inferior.- Como el anterior, forma parte del panel de encofrado y está unido a los extremos inferiores de las costillas. 7.- Larguero de solera.- Se instala y se fija en los lados opuestos de la zapata del muro, sirviendo como elemento de alineación y de soporte de los encofrados. Además facilitan la colocación de la fila inferior de tirantes del encofrado del muro. 8.- Jabalcones.- Se unen al extremo superior del encofrado y a unos piquetes clavados en el terreno cada 2,50 ó 3,00 m. impidiendo los movimientos laterales del entramado durante el hormigonado. Si los largueros de solera no quedan rígidamente unidos a las zapatas, se arriostran por medio de unas tablas que se fijan al pie de los jabalcones. 9.- Tirantes.- Se colocan transversales al muro y provistos de unos dispositivos de sujeción en sus extremos sirven para resistir la presión desarrollada por el hormigón. Frecuentemente llevan también un dispositivo auxiliar que permite utilizarlos como codales o bridas de separación. Existe gran variedad de tipos y tamaños con cargas de trabajo admisibles desde 700 a 22 700 kg. y aún mayores. También se emplean encofrados especiales para elementos más complejos, como son los muros con pilares, contrafuertes, escalones y con voladizos, y que veremos posteriormente en este mismo capítulo. Proyecto de los encofrados de muros.- Los encofrados de los muros deben de poseer la resistencia y rigidez que se precisen con el menor coste posible, y en consecuencia se debe prestar especial atención a los materiales, a la mano de obra y al equipo necesario para la construcción, colocación y retirada de los encofrados. El proyectista debe de conocer la magnitud de las fuerzas que actúan sobre los diversos elementos, así como la resistencia de dichos elementos para soportar la acción de las fuerzas. En el Capítulo 5 ya vimos la teoría y las fórmulas prácticas a emplear en el cálculo de los encofrados, y en este capítulo veremos su aplicación al caso particular de los muros. La resistencia de la madera empleada en la construcción varía con la especie y con la calidad, así el pino Douglas de la costa o el pino del Sur de hoja pequeña admiten una tensión de flexión de 125 kg/cm2 en la calidad número 1 mientras que en la calidad número 2 solamente admiten 100 kg/cm2, como puede verse en la Tabla 4-2. De igual manera las tensiones admisibles a esfuerzo cortante y a compresiones, ya sean paralelas o perpendiculares a la dirección de las fibras, varían también según la especie y la calidad de la madera. Los cálculos deberán realizarse, por tanto, de acuerdo con el tipo de madera que se vaya a emplear en la construcción del encofrado. En líneas generales, las diferentes etapas que comprenden el proyecto y cálculo de un encofrado de muro son las siguientes: 1.- Determinación de la máxima presión desarrollada por el hormigón, según sean la altura del encofrado, la velocidad de llenado y la temperatura del hormigón. 2.- Elección de la clase, calidad y espesor del material que se va a emplear en el entablado y determinación de la separación máxima entre las costillas a partir de la tensión a flexión y flecha máxima admisible en el entablado. Con ayuda de la Tabla 5.3 podemos hallar inmediatamente si dicha separación está condicionada por el momento flector o por la flecha. Generalmente no será necesario tener en cuenta el esfuerzo cortante. 3.- Elección de la calidad y de las dimensiones de las costillas, teniendo en cuenta que se puede necesitar más de una escuadría, y determinación de la máxima separación entre las carreras a partir de las tensiones de flexión y esfuerzo cortante y flecha máxima admisibles en las costillas, pudiendo utilizar la Tabla 5-3 como ya vimos anteriormente. 4.- Elección de la calidad y de las dimensiones de las carreras y determinación de la separación máxima entre los tirantes con ayuda de la Tabla 5-3 teniendo en cuenta las tensiones de flexión y esfuerzo cortante y flecha máxima admisibles en las carreras. 5.- Elección de los tirantes que han de resistir las reacciones transmitidas por las carreras. Puede procederse también a la inversa, es decir, se eligen unos tirantes determinados y a partir de ellos se calcula la separación entre las carreras, de forma que no exceda de la determinada en la etapa 4. Tablas para el proyecto de encofrados de muros.- Las tablas que presentamos a continuación contienen una serie de datos que pueden utilizarse en el cálculo de los encofrados de muros de hormigón. La Tabla 9-1 proporciona las separaciones máximas entre costillas, carreras y tirantes, utilizando maderas de calidad número 1, de pino Douglas de la costa o pino del Sur de hoja pequeña. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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La presión máxima ejercida por el hormigón sobre los encofrados se dio en la Tabla 3-4. Las separaciones máximas que da la tabla están incrementadas con respecto a su valor teórico por la consideración de las superficies de reparto del esfuerzo cortante sobre los apoyos, es decir, si / es la luz libre máxima admisible en la costilla de la figura 9-2, condicionada por el esfuerzo cortante, la máxima separación entre las carreras será igual a l + c. Los valores de c se dan en la figura 9-2 para diferentes escuadrías de costillas y carreras. La Tabla 9-1 proporciona también la cantidad de madera necesaria en el encofrado, expresada en m3 por m2 de superficie de hormigón, y la superficie en m2 de encofrado que corresponde a cada tirante. Estos datos permiten al proyectista elegir las escuadrías más económicas, así como los tirantes y separaciones entre ellos más adecuados. La Tabla 9-2 proporciona los mismos datos que la Tabla 9-1 y para el mismo tipo de maderas, pero en calidad número 2. Comparación entre separaciones de costillas, carreras y volantes.- En la Tabla 9-2ª se dan estas separaciones, según los valores de la Tabla 9-1 y los recomendados por diversos fabricantes de elementos de encofrados para estructuras. La nota del pie de la tabla indica las condiciones de aplicación de dichos valores. Elección y separación de tirantes.- Las separaciones que dan las Tablas 9-1 y 9-2 se han deducido en la hipótesis de que los tirantes que se van a emplear tienen capacidades portantes iguales o superiores a los esfuerzos que deben resistir, pero ocurre algunas veces que las capacidades de carga de los tirantes disponibles son menores que aquellas que se precisarían para colocarlos con las separaciones máximas recomendadas por las tablas, y,. En consecuencia, para poder emplearlos, será necesario calcular la nueva separación, que evidentemente será menor. Apliquemos el caso 3 de la Tabla 9-1 con una presión de 4,400 kg/m2. La máxima separación entre los tirantes es de 79 cm. con una carga de 2,630 kg.; esta separación será, pues, la correcta si se emplean tirantes de 2,700 kg. de capacidad de carga. Si queremos emplear tirantes de 2,250 Kg. la separación deberá reducirse a 2,2590/2,630 x 79 = 66 cm. Para los tirantes de 1.350 kg. tendríamos 1,350/2,630 x 79 = 40 cm. Sin embargo, si se emplean tirantes con capacidad de cargas superior a la especificada no se aumentarán los valores de las separaciones de las tablas. Generalmente los tirantes más económicos suelen ser aquellos que permiten utilizar las separaciones máximas de las tablas. FIG. 9-2. Separación de carreras teniendo en cuenta el ancho de reparto de las reacciones de las costillas Compresiones en la superficie de contacto entre las costillas y las carreras.- La superficie de contacto entre costillas y carreras debe de ser lo suficientemente amplia como para poder trasmitir la carga a que están sometidas sin sobrepasar los valores admisibles de las tensiones. Por ejemplo, en el caso 4 de la Tabla 9-1 para una presión de hormigón de 7.300 kg/m2, el área efectiva de contacto será: TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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A = 4,13 x 2 x 6,67 = 55,2 cm2 P = 7300 x 0,33 x 0,68 = 1,655 kg.

A=

1.655 = 30kg / cm 2 55,2

inferior a los 35 kg/cm2 admisibles en este tipo de madera. Empleo de las tablas.- Vamos a aplicar la Tabla 9-1 en el cálculo de un encofrado para un muro de

30 cm. de espesor y 3.60 m. de altura, empleando madera de pino Douglas de la costa de calidad número 1. El hormigonado se realiza a la temperatura de 26oC y a una velocidad de 1.29 m./hr compactando el hormigón con vibrador interno.

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(1) La Tabla se refiere a madera de pino Douglas o pino del sur, S4S y calidad múm. . (2) La tensión admisible a flexión es de 125 kg/cm ². (3) La tensión admisible a cortante es de 14 kg/cm ² . (4) la tensión admisible en compresión perpendicular a las fibras es de 35 kg/cm ² (5) El módulo de elasticidad es 112.500 kg/cm ² .(6) La flecha admisible es l/270. (7) El hormigón será vibrado. La carga por tirante será la carga que actuaría si se emplearan las separaciones máximas de carreras y tirantes.

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(1) La Tabla se refiere a madera de pino Douglas, pino del sur, o similar, S4S y calidad núm. 2. (2) La tensión admisible a flexión es de 100 kg/cm ² . (3) La tensión admisible a cortante es de 10.5 kg/cm ² . (4) La tensión admisible en compresión perpendicular a las fibra es de 35 kg/cm ² . (5) El módulo de elasticidad es de 112.500 kg/cm ² (6) La flecha admisible es l/270. (7) El hormigón será vebrado. La carga por tirante sería la carga que actuaría si se emplearan las separaciones máximas de carreras y tirnates.

S designa costillas; C, carreras; y T, tirantes. De la Tabla 9-1 (1) σ = 125 kg/cm ² ; E = 112.500 kg/cm ² ; δ = l/270 (2) σ = 125 kg/cm ² ; E = 112.500 kg/cm ² ; δ = l/360 (3) σ = 125 kg/cm ² ; E = 112.500 kg/cm ² ; δ = l/360 (4) σ = 125 kg/cm ² ; E = 112.500 kg/cm ² ; δ = l/270 (5) σ = 85 kg/cm ² ; E = 85.500 kg/cm ² ; δ = l/360 que se utilicen tengan cargas admisibles iguales o superiores a las que actúen sobre ellas. Por ejemplo, de la columna 1 y para presión de 4.400 kg/m² , la carga sobre el tirante será 4.400 x 0,76 x 0,79 = 2.640 kg. Se utilizará, por tanto, un tirante de 2.700 kg.

Soluciones posibles decidimos construir el encofrado a base de un entablado de 2,54 cm. de espesor y tablas de 5,08 por 10,.16 cm. para las costillas y las carreras, colocando dos tablas para estas últimas. Las separaciones máximas entre estos elementos las deducimos en la Tabla 9-1, que nos recomienda una separación de 53 cm. en las costillas, 61 cm. en las carreras y 79 cm. en los tirantes, con una carga de trabajo en estos elementos de 1,400 kg. superior a los 1,350 kg. del tirante tipo, por lo que reduciremos la separación a 1,350/1,400 x 79 = 76 cm.-

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Colocaremos las carreras de forma que la inferior diste 20 cm. del borde el encofrado y la superior 40 cm. de su borde respectivo, quedando espaciadas las carreras intermedias a intervalos iguales de 60 cm. Como se representa en la figura 9-3, la presión aumentará linealmente desde cero en el borde FIG. 9-3 Separación de las FIG. 9-4 Separación de las superior del encofrado a carreras en una muro de 3,60 carreras según la variación de 2,930 km/m2 a una metros de altura presión profundidad de 1.20 m. Podría aumentarse la separación entre carreras en los primeros 1.20 m. de altura, pero no lo suficiente como para conseguir eliminar una de ellas, En consecuencia, dispondremos de un total de seis filas. EJEMPLO. Con el mismo encofrado del caso anterior vamos a suponer que la presión máxima sea de 5.900 kg/m ² y consideramos las siguientes soluciones: Solución 1. (Ver figura 9-4) Entablado de 2,54 cm de espesor. Costillas de 5,08 por 10,16 cm, separadas a 35 cm. Carreras de 5,08 por 10,16 cm, dobles a 51 cm. Tirantes de 1.350 kg, separados a 45 cm Calculemos la cantidad necesaria de materiales para el encofrado del muro suponiendo que tiene 6 m de longitud y que se emplean encofrados construidos in situ. Entablado.- La superficie es 2 x 6 x 3,60 = 43,2 m ² , siendo el volumen unitario del entablado 0,0305 m ³ /m ² , necesitaremos un total de 1,320 m ³ Costillas.- Necesitaremos un total de 2 x 600/35 = 34,3, con un volumen 34,3 x 0,0508 x 0,1016 x 3,60 = 0x637 m ³ Carreras.- Dado que el aumento de presión con la altura de hormigón es 2.400 kg/ m ² por metro de altura y su variación es lineal, la profundidad a la que se presentará la presión máxima será 5.900/2.400 = 2,45 m y solamente los 1,15 m inferiores estarán sometidos a dicha presión máxima. La zona del encofrado comprendida entre la altura de 1,15 m y el borde superior estará sometida a una presión que disminuirá linealmente y, por tanto, podrá aumentarse la separación entre carreras. Las líneas AB y BC representan esta variación de presión. Dispondremos las carreras a intervalos elegidos de forma que cada una reciba la misma presión total; para ello igualamos las dos áreas A1 y A 2 = 0,51 x 5.900 = 3.009 kg/m, deduciendo un separación de 58 cm entre las carreras 3 y 4. La separación entre las 4 y 5 podría ser teóricamente de 89 cm, pero resulta un poco excesiva y las disponemos a 76 cm. La figura 9-4 representa la disposición de la seis filas de carreras. El volumen de madera necesario será: 6 carreras con dos tablas = 12 2 paramentos a 12 tablas = 24 tablas de 6 m de longitud. Volumen = 24 x 6 x 0,0508 x 0,1016 = 0,743 m ³ Tirantes.- El número de tirantes necesarios por cada carrera será 600/46 = 13, y el total 6 x 13 = 78. Resumen de materiales. La cantidad total será: 1,320 m ³ Entablado 0,637 m ³ Costillas 0,743 m³ Carrera 2,700 m ³ Volumen de madera Tirantes 78 TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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En estas cantidades no están incluidas las riostras, piquetes, ejiones, etc. Solución 2. Entablado de 2,54 cm de espesor. Costillas de 5,08 por 15,24 cm, separadas a 35 cm. Carreras de 5,08 por 15,24 cm dobles separadas a 71 cm Tirantes de 2.700 kg a 63 cm Se necesitará cinco filas de carreras. La cantidad total de materiales resulta ser: Entablado Costillas Carrera Volumen de madera Tirantes

1,320 m ³ 0,953 m ³ 0,929 m³

3,202 m ³ -48

Solución3. Entablado de 5,08 cm de espesor. Costillas de 7,62 por 15,24 cm, separadas a 76 cm. Carreras de 7,62 por 15,24 cm dobles separadas a 69 cm Tirantes de 4.000 kg a 96 cm Se necesitarán cinco filas de carreras. La cantidad total de material resulta ser: Entablado Costillas Carrera Volumen de madera Tirantes

2,640 m ³ 0,661 m ³ 1,393 m³

4,694 m ³ 32

Solución 4. Se necesitarán cinco filas de carreras. La cantidad total de material resulta ser: Entablado Costillas Carrera Volumen de madera Tirantes

1,320 m ³ 0,953 m ³ 1,393 m³

3,666 m ³ 34

Economía que resulta de utilizar maderas de calidad número 1 o calidad número 2.- Vamos a calcular la economía que se obtiene al utilizar en un encofrado de un muro de madera de calidad número 2 en lugar de madera de calidad número 1. Consideremos una zona de muro de 7 m. de longitud de las siguientes características: Altura de muro, 3 m. Velocidad de llenado, 1.20m/hr. Presión máxima, 3,600 kg/m2 Entablado de 2,54 cm. de espesor Costillas con tablas de 5,08 por 10,16 cm. Carreras con tablas dobles de 5,08 por 10,16 cm. Tirantes de 1,350 Kg. Emplearemos las Tablas 9-1 y 9-2 para los cálculos, el resumen de TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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los resultados figura en la Tabla 9-3 en la que no se han incluido los precios de la mano de obra necesaria para la construcción, colocación y retirada de los encofrados En el coste del acabado de las superficies vistas de los paramentos. Tampoco incluye la tabla el efecto que pueda tener la calidad de la madera en el número de reúsos de los encofrados. Estos factores, sin embargo, deberán tenerse en cuenta antes de elegir una calidad determinada de madera. Examinando las Tablas 9-1 y 9-2 deducimos que las cantidades de madera necesarias son 0,0591 m3/m2 (según la Tabla 9.1) y 0,0648 m3/m2 según la Tabla 9-2) y su relación será 0,0648/ 0,0591 = 1,095. De la misma forma deducimos que la superficie de encofrado por tirante es 0,371 m2 de la Tabla 9-1 y 0,270 m2 (de la Tabla 9-2) con relación 0,371 / 0,270 = 1,375. Resultados que coinciden aproximadamente con los calculados en la Tabla 93. Encofrados de muros con paramentos inclinados.- En la figura 9-5 se representa un conjunto de encofrados para un muro de ancho variable, en el que como se ve en dicha figura se necesitarán emplear tirantes de diversas longitudes. El cálculo de los elementos del encofrado puede efectuarse con ayuda de las Tablas 9-1 y 9-2. Encofrados de muros con entrantes y salientes.- La figura 9-6 representa dos sistemas diferentes de encofrar este tipo de muros, en los que se emplean tirantes provistos de unas abrazaderas que al fijarse sobre las superficies interiores de los encofrados hacen que estos elementos puedan servir como codales. El sistema A se utilizará más bien cuando las presiones sean bajas y el B cuando éstas alcancen valores relativamente altos. Encofrados de muros con voladizos.- Un detalle del encofrado empleado para este tipo de muros se representa en la figura 9-7, donde puede verse también la utilización de abrazaderas para que los tirantes sirvan como codales. Encofrados de muros con pilares.- En la figura 9-8 8ª) puede verse un sistema de colocación de los encofrados del enlace de un muro con un pilar. Primeramente se colocarán los encofrados del muro y seguidamente los del pilar. El desencofrado se realizará en orden inverso. Detalle del encofrado de las esquinas de los muros.- La forma de colocar los diversos elementos del encofrado se representa en la figura 9-8 (b) donde puede verse que como sea que la unión de las carreras en A es difícil de asegurar con solo clavos, se instalan dos tablas de aguante de 2,54 por 15,24 cm´, de escuadría, a lo largo de toda la altura del muro para conseguir la resistencia necesaria. Encofrados de muros con contrafuertes.El sistema de colocación de los elementos del encofrado se representa en la figura 9-9. En primer lugar, se montan los encofrados del muro y a continuación los de los contrafuertes, para los que se suelen emplear parámetros prefabricados y montados en obra. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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FIG. 9-9 Encofrados de un muro con contrafuertes Como sea que la presión desarrollada por el hormigón fresco sobre el paramento en talud del contrafuerte puede alcanzar valores relativamente altos, es conveniente que los encofrados del muro y del contrafuerte estén rígidamente unidos para impedir que se separen; asimismo, deberán anclarse los encofrados del paramento en talud para impedir su levantamiento causado por el empuje que actúa sobre la cara interior del paramento. Encofrados de muros de depósitos circulares.Los encofrados para este tipo de muros presentan características especiales debido a la curvatura. En los depósitos circulares con diámetros interiores de hasta unos 9 metros puede construirse el entablado a base de tablas de 2,54 cm. de espesor o bien con madera contrachapada de 5/8 o ¾ de pulgada (1,59 ó 1,90 cm. respectivamente). La Tabla 4-5 proporciona los radios mínimos de curvatura para el contrachapado. FIG. 9-10 Encofrados de un depósito circular con diámetro igual o mayor a 9 metros Las costillas se construyen con las escuadrías normales en este tipo de encofrados, pero, sin embargo, las carreras, que suelen ser de 2,54 cm. en los depósitos de pequeño diámetro y de 5,08 cm. en los restantes, se colocan, como indica la figura 9-10, con su mayor dimensión en contacto con las costillas, es decir, planas. Las tablas camones, aserradas con la curvatura necesaria, suelen ser de 5,08 cm. de espesor y se colocan directamente apoyadas sobre los extremos de las costillas en la cara interior del encofrado, con una separación vertical variable entre 1,80 a 3 m. Para mantener el encofrado en su posición TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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correcta y asegurar su estabilidad, se colocan unas riostras y tornapuntas, ya sean horizontales, ya inclinadas, en dirección radial. El montaje se efectúa colocando primeramente el encofrado interior y a continuación se completa con las carreras, riostras y tornapuntas. Los tirantes se disponen a lo largo de las carreras y en las proximidades de las costillas y no en los puntos intermedios, a causa de la menor resistencia que ofrecen las carreras planas. Seguidamente, se puede montar el encofrado exterior y colocar las abrazaderas de los tirantes unidos fuertemente a las carreras. En la figura 9-11 se representa un sistema de encofrados para un depósito circular de diámetro menor que 9 m. El entablado se realiza con tablas verticales de 2.54 cm. de espesor y los camones con tablas de 5.08 cm. cortados con la curvatura adecuada. Pueden obtenerse los dos camones necesarios en el encofrado, interior y exterior, empleando tablas de unos 30 cm. de ancho, de las que se corta con la curvatura exacta el camón exterior y utilizando directamente el trozo de tabla restante como camón interior si se admite el pequeño error de curvatura resultante, o bien afinando también este camón a la curvatura interior precisa en caso contrario. FIG. 9-11 Encofrados de un depósito circular con diámetro inferior Las carreras verticales se construyen con doble tabla de 5,08 por 10,16 cm. El montaje se realiza colocando en primer lugar el encofrado interior, que se mantiene en posición por medio de las riostras, y finalmente, se coloca el encofrado exterior y se disponen los tirantes uniendo ambos paramentos. a 9 metros Para la determinación de las separaciones admisibles en los camones, carreras y tirantes pueden utilizarse las Tablas 9-1 y 9.2. FIG. 9-12 Tirante snap-tie (Universal Form Clamp Company) La separación entre camones puede ser mayor en las zonas superiores del muro, como indica la figura 9-11, a causa de la disminución de la presión desarrollada por el hormigón. Tirantes.- Como ya vimos en la figura 9-1, los tirantes se emplean en los encofrados y particularmente en los de muros, para mantener en posición los paramentos, resistiendo el empuje desarrollado por el hormigón. Además de esa función, también se utilizan frecuentemente como codales. Existe gran variedad de tipos y dimensiones de tirantes en el comercio. Las separaciones máximas, admisibles en los tirantes, están condicionadas por su resistencia a la tracción y por la separación máxima entre las carreras, o por la de las costillas en el caso de que no se utilicen las carreras. La carga de trabajo admisible, para cada tipo y dimensión de tirantes, es un dato que suele proporcionar el fabricante. Frecuentemente, se indica en el mismo proyecto los tirantes que deben desmontarse del muro, a veces en función de la altura. Los agujeros que han dejado en el hormigón se rellenan con mortero de cemento para eliminar las posibles manchas de herrumbre o las filtraciones de agua a través del muro. Los tirantes construidos con barras de acero pueden extraerse del muro una vez retirados los encofrados. A continuación, se describen diferentes sistemas que permiten la extracción de estos elementos del interior de la masa del hormigón.

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Tirantes tipo dentado.- Como se representa en la figura 9-12 constan de una simple barra de acero prevista de una especie de ensanchamiento o asas en sus extremos, que permiten la colocación de los elementos de fijación adecuados. La parte de la barra que queda embebida en el hormigón dispone de unos quiebros o salientes que impiden su giro cuando se curvan o retuercen los extremos de las barras para su extracción. Se fabrican con diferentes tamaños de longitud de barra, según sea la parte que haya de permanecer embebida en el hormigón. Puede emplearse como codales adaptándoles unas arandelas especiales. Las cargas de trabajo admisibles en este tipo de tirantes suelen ser 3,000 y 5,000 libras (1,360 y 2,268 kg). FIG. 9-13 Tirantes roscados coil-tie (Superior Concrete Accessories, Inc.) Al hacer el pedido de estos elementos se debe de especificar el tipo y dimensiones deseadas, el espesor del muro y las escuadrías empleadas en los entablados, costillas y carreras, así como la longitud de barra comprendida entre los resaltos. Tirantes roscados.- Este tipo de tirante se representa en la figura 9-13. El elemento interior, que queda embebido en la masa del hormigón, consiste en dos piezas roscadas helicoidalmente y unidas por soldadura a dos o cuatro varillas de acero. El elemento exterior, consta de dos pernos, también roscados, que se atornillan al elemento interior formando un conjunto que transmite la carga a las carreras del encofrado. Para aumentar la superficie de apoyo con las carreras se colocan unas arandelas planas bajo la cabeza de cada perno. Se pueden instalar en los extremos de los elementos interiores una especie de conos de madera o metal para que los tirantes funcionen como codales, que se desmontan una vez construido el muro, rellenando con mortero de cemento los huecos que han quedado en los paramentos. Cuando se desee que el cierre de los tirantes sea estanco se colocan unas abrazaderas metálicas fijamente para impedir las filtraciones a lo largo del elemento. Si los muros son de gran espesor se pueden acoplar dos elementos interiores por medio de una barra de la longitud adecuada provista de unas roscas en sus extremos para conseguir el ajuste con los elementos interiores mencionados. La Tabla 9-4 resume las características principales de los elementos interiores más corrientemente empleados. TABLA 9-4 CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS INTERIORES DE LOS TIRANTES ROSCADOS

Diámetro nominal* plg cm

Diámetro de varilla Carga admisible pulg cm libras Kilos Tirantes de dos varillas 1,27 0,225 0,57 6.000 2.721 12 3/ 4 1,90 0,312 0,79 9.000 4.082 3/ 4 1,90 0,340 0,86 2.000 5.443 1 2,54 0,430 1,09 8.000 8.165 Tirantes de cuatro varillas 1 2,54 0,340 0,86 24.000 10.886 3,17 0,430 1,09 36.000 16.330 11 4 * Diámetro de la barra o perno roscado utilizado con el tirante.

Carga de rotura libras Kilos 10.400 16.000 20.145 27.700

4.717 7.258 9.138 12.564

38.000 55.000

17.237 24.948

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FIG. 9-14. Cerrojo inclinado y arandela roscada. (a) Cerrojo inclinado (Tilt-Lock). (b) Arandela roscada (Superior Concrete Accessories, Inc.) Tirantes stud-rod.- Se representa en la figura 9-14 y consta de una barra roscada como elemento interior, de dos barras exteriores también roscadas y de dos tuercas o arandelas. El conjunto de las tres barras se introduce y acopla a través de unos agujeros hechos en el entablado, quedando las arandelas unidas a las barras exteriores y sujetas fuertemente, las carreras del encofrado. Las barras exteriores disponen de unos orificios por donde se pueden introducir unos clavos que, al clavarlos en las costillas, permiten la utilización de este tipo de tirantes como codal. Sin embargo, esto obliga a que los tirantes estén situados contiguos a las costillas, lo que no siempre es posible a causa de los límites admisibles para el espaciamiento entre ellos. En la figura 9-15 se representa la utilización de este material como codal empleando unas tuercas cónicas de metal, que se extraen posteriormente del hormigón, rellenando con mortero de cemento el hueco que dejan en el muro FIG. 9-15 Tirantes (Universal Form Clamp Company) En el pedido se deben de especificar las dimensiones transversales y longitudes de las barras interiores y exteriores, el tipo de tuerca cónica en caso de que se vayan a emplear, y el tipo de arandelas. Como se indica en la Tabla 9-5, los diámetros comerciales de las barras interiores varían entre 3/8 a 1 pulgada (0,95 a 2,54 cm.) con diversas longitudes. Las barras exteriores existen en el comercio con dimensiones y longitudes variables en una amplia gama, prácticamente para todos los tipos de encofrados, variando ligeramente según el fabricante. Las cargas de trabajo admisibles en los elementos interiores dependen del tipo de acero utilizado (ya sea acero ordinario, ya de alta resistencia) y del fabricante, como se indica en la Tabla 9-5. TABLA 9-5 . CARACTERÍSTICAS DE LOS TIRANTES STUD-ROD

Diámetro del tirante pulg cm (1) 3 8 0,95 1/ 2 1,27 (2) 3 8 0,95 1/ 2 1,27 58 1,59 3/ 4 1,90 (3) 3 8 0,95 1/ 2 1,27 58 1,59 3/ 4 1,90 7/8 2,22 1

2,54

Acero ordinario laminado en caliente Carga admisible Carga de rotura libras kilos libras kilos

Acero de alto limite elástico Carga admisible Carga de rotura libras ilos libras Kilos

3.000

1.361

4.500

2.041

5.000

2.268

8.100

3.674

5.000

2.268

7.200

3.266

9.000

4.082

13.500

6.124

........ ........

........ ........

........ ........

........ ........

5.000 9.000

2.268 4.082

........ ........

........ ........

........ ........

........ ........

14.000 20.000

6.350 9.072

........

........

........

........

7.500

3.402

9.800

4.445

........ ........

........ ........

........ ........

........ ........

15.000 20.000

6.804 9.072

19.000 25.000

8.618 11.340

........ ........ ........

........ ........ ........

........ ........ ........

........ ........ ........

28.000 46.000 57.000

12.701 20.866 25.855

35.000 58.000 72.000

15.876 26.309 32.659

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Tirantes compuestos por barras de acero ordinario y abrazaderas.- Este tirante está formado por una barra de acero ordinario y dos abrazaderas como se representa en la figura 9-16. FIG. 916 Tirante compuesto por una barra de acero y abrazaderas (Universal Form Clamp Company) Una vez que se ha introducido el redondo a través de los agujeros del entablado, se colocan las abrazaderas en contacto con las carreras y se aprietan los tornillos de sujeción mediante una llave inglesa o similar. A veces se colocan unos tubos de cartón envolviendo los redondos para impedir que se adhieran al hormigón. Los extremos de las barras pueden cortarse al ras, de la superficie del hormigón o bien extraerse totalmente mediante un aparato extractor adecuado Tirantes compuestos por fleje y abrazaderas. En la figura 9-17 se representa los dos tipos de abrazaderas que suelen emplearse con estos tirantes. Esta clase de tirantes se utiliza en los muros ordinarios, en los paramentos inclinados y en los tímpanos de los arcos. Los encofrados se alinean por medio de una banda de apriete y a continuación se fijan con las abrazaderas. FIG. 9-17 Tirante compuesto por fleje y abrazadera (Universal Form Clamp Company) Tirantes y anclaje de anilla roscada.- Las anillas roscadas pueden emplearse para soportar encofrados de gran altura, para elevar elementos de hormigón prefabricados o como anclajes, para lo cual se introducen en la masa del hormigón de manera adecuada. Como indica la figura 9-18, existen diversos tipos y gran variedad de dimensiones. El anclaje se consigue por medio de los pasadores roscados o de anilla cuyo fileteado engrana con las roscas helicoidales. TABLA 9-6 CARGAS DE TRABAJO ADMISIBLES EN BARRAS DE ACERO LISAS Diámetro de la barra Carga admisible Pulg. cm libras Kilos ¼ 0,63 1.500 680 3/8 0,95 3.000 1.360 ½ 1,27 5.000 2.268 5/8 1,59 9.000 4.082

La Tabla 9-7 proporciona las cargas de trabajo de las anillas roscadas suponiendo un hormigón de resistencia a compresión a los 28 días de 140 kg/cm2.

Paneles de madera prefabricados.- Los paneles prefabricados de madera, que se representan en las figuras 9-19 y 9-20, tienen varias ventajas en comparación con los encofrados construidos in situ. Se pueden construir con gran rapidez una vez que se dispone de modelo de cada una de sus partes TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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componentes, son fáciles de montar y desmontar y si se construyen con la debida solidez pueden utilizarse en gran número de veces.

FIG. 9-20 Panel de madera para una presión de 4.500 kg/m2

FIG. 9-18 Anclajes de anilla roscada (Superior Concrete Accesories, Inc.)

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TABLA 9-7 CARGAS DE TRABAJO ADMISIBLES EN ANILLAS ROSCADAS



Máxima carga admisible siempre que haya suficiente anclaje en el hormigón.

FIG. 919 Panel de madera para una presión de 3.000 kg/m2 Cuando se desea encofrar un muro de gran longitud basta con colocar el número necesario de paneles a tope, y si la longitud del muro no es múltiplo de la de los paneles se pueden utilizar unos paneles suplementarios de menor longitud. Los paneles adyacentes, durante su empleo, se unen mediante tornillos o clavos y los de los lados opuestos del muro se mantienen en su posición correcta con ayuda de unos tirantes que se introducen a través de unos agujeros hechos en los marcos de los paneles. Para asegurar una alineación correcta de los paneles se colocan dos filas de carreras horizontales, una a lo largo del tirante inferior y otra a lo largo del superior. Cuando se precisen encofrados de más de 2,40 m. de altura se pueden colocar uno o más paneles sobre el panel inferior hasta conseguir la altura deseada, disponiéndolo generalmente con los 2,40 m. o dimensión comercial similar en sentido horizontal. La figura 9-19 representa la plana de un panel para el encofrado de un rincón, cuyas dimensiones pueden variar para encajar con el espesor del muro de que se trate, y en la figura 9-20 se indica el sistema de acoplar paneles del tipo para exteriores para encofrar una esquina de muro. En dicha figura puede verse que la tabla de aguante de 7,62 por 10,16 cm. de escuadría se extiende en toda la altura del muro, y se une a los elementos del marco por medio de pasadores. Esta tabla puede sustituirse por unas presillas hechas de acero separadas a unos 45 cm. La unión de las costillas al marco de 5,08 m. por 10,16 cm. se efectúa con clavos de calibre 20d. Y si la presión del hormigón es superior a 2,200 kg/m2 se suele complementar la resistencia de estos clavos con ayuda de unos angulares, del tipo y dimensiones que indica la figura, que se clavan a las costillas y al marco. Para conseguir una buena resistencia, rigidez y duración del panel se acostumbra a colocar en cada esquina una platina metálica. TABLA 9-8 SEPARACIONES MÁXIMA DE COSTILLAS Y TIRANTES EN LA FIG. 9-19

Presión kg/m2 1.500 2.200 2.900 3.600

Separación de costillas, Separación tirantes, cm cm 48 43 38 33

122 91 76 61

Número de clavos 20d por unión 3 4 4 5

La separación entre costillas puede aumentarse en la parte superior del panel, tal como representa la figura, cuidando de que los paneles se monten en posición correcta, en caso contrario, es preferible que las separaciones sean constantes. La Tabla 9-8 da las separaciones máximas de costillas y tirantes de un panel de 0,60 m por 2,40 m. de dimensiones, para diferentes valores de la presión, empleando paramentos de contrachapado de 5/8 de pulgada (1,59 cm) de espesor, costillas y marco de 5,08 por 10,16 cm. y tirantes de 1,350 kg. La cantidad de clavos que indica la tabla está basada en el empleo del calibre 20d en las uniones de las costillas al marco, pudiendo reducirse el número de clavos a un mínimo de tres por cada unión, en caso de emplear angulares. La Tabla 9-9 proporciona los mismos datos en un panel similar al anterior, con paramentos de contrachapado de ¾ de pulgada (1.90 cm.) costillas de 7,62 por 10,16 cm. marcos de 5,08 por 10,16 cm. y tirantes de 1,350 kg. El empleo de tirantes de mayor capacidad portante no permite un aumento sustancial en sus separaciones. Lo mismo que en el caso anterior, se puede reducir el número de clavos 20d a un mínimo de cuatro por unión en caso de emplear angulares. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Paneles comerciales o patentados.- Los paneles comerciales se fabrican en diversos tipos y se emplean con frecuencia en la construcción de encofrados, especialmente en los muros. Entre sus ventajas mencionamos las siguientes : gran número de reúsos, reducción de la mano de obra necesaria para la colocación y retirada de los encofrados, ajustes exactos y correctos y reducción del volumen de madera necesario para costillas y carreras TABLA 9-9 SEPARACIONES MÁXIMAS DE COSTILLAS Y TIRANTES EN LA FIG. 9-20 Presión kg/m2 Separación de costillas, Separación tirantes, cm Número de clavos 20d por cm unión 1.500 58 122 3 2.200 51 91 4 2.900 43 76 5 3.600 38 61 6 4.400 35 51 6 5.100 33 43 7

La mayoría de los fabricantes suministran paneles de diferentes tamaños para proporcionar cierta flexibilidad en el dimensionado de los encofrados. Sin embargo, si no se pueden conseguir las dimensiones exactas del encofrado con los paneles disponibles se pueden construir en obra unos paneles suplementarios del tamaño necesario para conseguir las medidas deseadas. Sistema de encofrado Gates y Sons .- Esta compañía fabrica un juego de encofrados que comprende paneles de contrachapado de ¾ de pulgada (1,90 cm.) costillas y/o carreras, tirantes y cerrojos del tipo de leva para mantener la tensión en los tirantes, y que se representan en la figura 9-21. FIG. 9-21. (a) Cerrojo de leva. (b) Tensor de leva. (c) Tirante de cerrojo de leva (Gates y Sons, Inc.) El cálculo de los tirantes y de sus separaciones se realiza para una velocidad de llenado de 1.20 m/hr a 21oC, que corresponde aproximadamente a una presión de 2,930 kg/m2. Los paneles de contrachapado de las dimensiones que se precisen en cada caso se taladran previamente; por ejemplo, a los paneles de 2 por 8 pies se les hacen unos agujeros de ¼ por ¾ de pulgada para recibir los extremos de los tirantes, como se indica en la figura 9-2 En la figura 9-23 vemos cómo se acoplan primeramente los paneles del paramento exterior del muro, se colocan los tirantes y las carreras, manteniéndolas en posición por medio de los cerrojos de leva. Si se emplean tensores se colocan en la parte posterior de los cerrojos, sujetos por medio de las levas respectivas. Los encofrados de pilares se pueden construir como indica la figura 9-24, o por algún sistema similar FIG. 9-22. Separación de tirantes en los paneles Gates y Sons utilizando cerrojos de leva. (Gates y Sons, Inc) TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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En la figura 9-25 se representa un sistema para el encofrado de esquinas y rincones que pueden utilizarse siempre que se prevea un número de usos suficiente como para justificar el coste inicial de las barras y articulaciones. Otro sistema de encofrar rincones es empleando tablas de 5,08 m. por 10,16 ó 10,16 por 10,16 cm. colocadas verticalmente en las aristas en lugar de las rótulas y las barras. Si la presión del hormigón no es excesiva se pueden encofrar las esquinas prolongando las carreras lo suficiente para poder acoplarlas mediante unos listones o barrotes de madera. El ancho de los paneles interiores y exteriores vendrá determinado por el espesor del muro a construir, y si se necesitara emplear paneles suplementarios la separación entre tirantes no será mayor que la normal en el resto de los paneles FIG. 9-23. Acoplamiento de paneles en el sistema Gates. (a) Inicación del montaje de los paneles en una esquina. (b) Esquina terminada. (c) Iniciación del montaje de los paneles en una rincón (Gats y Sons, Inc.)

FIG. 9-25. Detalles de los encofrados de esquinas de muros. (a) Esquina. (b) Rincón (c) Esquina. (b) Rincón (Gates y Sons, Inc.)

FIG. 27. Conjunto de paneles Simples Forms (Simples Form System, Inc.) Esta compañía también fabrica unos tirantes de tipo barra o alambre trenzado que se utilizan con TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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redondos de acero de 3/8 de pulgada como carreras. Los tirantes llevan en sus extremos unas anillas que se pasan a través de los agujeros de los paneles de los paramentos del muro y a continuación se introducen a través de las sucesivas anillas unas barras de acero horizontales que realizan la función de las carreras. Los paneles se deberán instalar la separación tipo de estos tirantes para una presión máxima de 2,930 kg/m2.

FIG. 9-28. Abrazadera de carreras y tensor Simples. (a) Abrazadera de carreras (b) Tensor (Simples Forms System, Inc.) Sistema de encofrados Simples (3).- Este sistema, representado en la figura 9-27, consta de unos paneles de contrachapado revestidos de plástico de un espesor de 1 fino o 1 1/8 de pulgada y unos travesaños de acero que se extienden a lo ancho del panel, y se enlazan con los del panel contiguo. Emplea unos tirantes de 4,500 libras (2.041 kg) de capacidad portante, que encajan en unos ganchos ranurados situados en los extremos de los travesaños y que quedan perdidos en el interior de la masa del hormigón. Para añadir mayor resistencia y mejor alineación a los paneles se pueden emplear carreras y montantes, que se mantienen en posición por medio de unas abrazaderas metálicas, como muestra la figura 9-28. Las Tablas 9-10 y 9-11, proporcionan las dimensiones y demás datos necesarios de los paneles tipo, existiendo también unos paneles suplementarios con anchos comprendidos entre 3 y 25 pulgadas ( 7,62 y 63,50 cm). TABLA 9-10 PANELES DE ENCOFRADOS SIMPLES

La figura 9-29 representa un sistema para encofrar un rincón empleando unas piezas metálicas, y la figura 9-30 otro sistema que puede aplicarse tanto a rincones como a esquinas. En la figura 9-31 se indica el método de encofrar pilares empleando paneles tipo y paneles suplementarios. En la figura 9-32 se muestra cómo con un conjunto de perfiles en U se consigue una exacta alineación de los bordes superiores de los paneles. TABLA 9-11. PANELES ENCOFRADO SIMPLEX

DE

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FIG. 9-29. Encofrado de un rincón mediante el sistema Simples (Simples Formas System, Inc.)

FIG. 9-31.

Encofrado de pilar con el sistema Simples standard (Simples Forms System, Inc.)

FIG. 9-33. Panel de encofrado Symons (Symons Manufacturing Company)

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FIG. 9-34. Chaveta y pestillo de retanida de los tirantes Symons. (a) Chaveta. (b) Pestillo de retenida (Symons Manufacturing Company) Sistemas de encofrados de la Symons Manufacturing Company.-(4) Esta casa fábrica, tanto para la venta como para el alquiler, unos paneles compuestos de contrachapado de ¾ de pulgada (1,90) y marcos metálicos, como puede verse en la figura 9-33, Las dimensiones de los paneles standard son de 2 pies de ancho por 3,4,5,6,7, y 8 de alto (0,61 m de ancho por 0,91, 1,22, 1,52, 1,83, 2,13 y 2,44 m de alto). Asimismo, fabrican paneles suplementarios metálicos o de contrachapado y metal con anchos de 4 a 20 pulgadas (10,16 a 50,80 cm.) y con las mismas alturas que las normales. Los tirantes, con carga de trabajo de 3,000 libras (1,360 kgs.), se colocan a lo largo de los bordes horizontal y vertical de los marcos, como muestra la figura 9-34. La figura 9-36 muestra el detalle del encofrado de una esquina y un rincón. Los muros con pilares se encofran fácilmente mediante paneles standard de esquina y paneles suplementarios.

FIG.9-35. Tirantes Symons Manufacturing Company)

(Symons

FIG. 9-36. Encofrado de esquina y rincón con los paneles Symons (Symons Manufacturing Company) El encofrado de los muros en curva se puede realizar a base de paneles standard, completando los espacios entre los paneles del paramento exterior con paneles suplementarios del ancho que se precise para conseguir la curvatura. Los encofrados de muros con paramentos inclinados se pueden efectuar empleando tirantes de longitudes variables de acuerdo con la variación del espesor del muro. En los muros cuyas alturas sean superiores a las de los paneles se puede construir el encofrado colocando unos paneles encima de otros y disponiendo las carreras necesarias para mantener la resistencia y rigidez del conjunto. Los paneles pueden desmontarse por unidades simples o bien por grupos ensamblados, a manera de encofrados múltiples, que pueden volver a utilizarse en una nueva posición, disminuyendo entonces el coste de la mano de obra necesaria en la colocación y retirada de los encofrados. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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FIG. 9-37. Panel, tirante y cuña de los paneles Universal Form (Universal Form Clamp Company) Sistema de encofrados de la Universal Form Clamp Company.- Esta compañía fabrica, para la venta o alquiler unos paneles compuestos de contrachapado de ¾ de pulg. O sea 1,.90 cm. y marcos metálicos. Como indica la figura 9-37, el sistema consta de tres partes principales: el panel, los tirantes y las cuñas de los tirantes, además de otros elementos especiales que se representan en las figuras. Los paneles se fabrican en tres anchos diferentes, 1, 1 ½ y2 pies(0,30, 0,46, y 0,61 m),. Los dos primeros con altura de 2,3,4,5,6,7, y 8 pies (0,61, 1,22, 1,52, 1,83, 2,13 y 2,44 m). Y el último con 1,2,3,4,5,6,7 y 8 pies. Los tirantes, fabricados con fleje, tienen una carga de trabajo de 3,000 libras o 1,360 kg. y encajan en unas muescas espaciadas a lo largo de los cuatro bordes de los paneles. Los tirantes standard disponen de unos salientes para romper ½ pulgada o 1,27 cm. en el interior del muro, pero también se fabrican para romper con longitudes de 1,90, 2,22, 2,54, 3,81, y ,08 cm. Se fabrican para cualquier espesor de muro y se pueden emplear como separadores, eliminando la necesidad de los codales. Los tirantes normalmente se colocan con una separación vertical de 2 pies o sea 0,61 m. por lo que si se emplean paneles de 2 pies de ancho, corresponden 4 pies cuadrados de superficie de encofrado por tirante, y la presión máxima admisible no será mayor de 3,000 liras por pie cuadrado. Sin embargo, los agujeros de los marcos permiten una separación de tirantes de un pie 0,30 cm. en dirección vertical, dando una superficie por tirante de 2 pies cuadrados y la presión podrá llegar a ser de 1,500 libras por pie cuadrado. Se pueden construir en obra unos paneles suplementarios a base de contrachapado y dos angulares tipo Universal Form, con la longitud que se necesite en el muro en cuestión. Se fabrican también unos paneles suplementarios totalmente metálicos co anchos de 1, 1 ½ y 2 pulg. que se pueden instalar entre paneles contiguos tipo standard para construir los encofrados de los depósitos circulares o de los muros en curva.

FIG. 9-39. Detalle del encofrado de un pilar con el sistema Universal Form (Universal Form Clamp Company)

FIG. 40. Cuña y abrazadera de carrera Universal Form (Universal Form Clamp)

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FIG. 9-41. Panel suplementario de ancho variable Universal Form (Universal Form Clamp Company)

La casa suministradora dispone, asimismo, de unos encofrados completamente metálicos que se acoplan fácilmente a los paneles standard para el encofrado de los rincones. La figura 9-38 representa el encofrado de una esquina, empleando angulares de acero y unas abrazaderas tipo Panel Loc. La figura 9-39 representa un sistema para el encofrado de pilares. Se pueden colocar unas cuñas en el encofrado o en las carreras, ambas en dirección vertical u horizontal, sobre uno de los paramentos para proporcionar mayor resistencia y rigidez, enclavándolos por medio de las abrazaderas o ganchos que representa la figura 9-40. Los encofrados pueden alcanzar cualquier altura, colocando un panel encima de otro, y disponiendo unas carreras horizontales o unas cuñas a lo largo de los largueros en contacto con los sucesivos paneles. Asimismo, se instalarán unos montantes verticales o las mencionadas cuñas a lo largo del paramento y a unos 8 pies (2,44 m.) de intervalo o separación.

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CAPÍTULO 10 ENCOFRADO DE PILARES Los pilares de hormigón son generalmente de una de las cinco formas siguientes: cuadrados, rectangulares, en L, octogonales y circulares. Los encofrados de los cuatro primeros están formados corrientemente por entablados de tablas verticales o de contrachapado, marcos de madera con pasadores metálicos y bastidores metálicos prefabricados o zunchos de acero destinados a resistir la presión que ejerce el hormigón sobre el entablado. Los encofrados de las columnas circulares suelen ser de madera, de metal o de tubo de fibra. Antes de elegir los materiales son los que se van a construir los encofrados es conveniente hacer un estudio del coste de estos materiales, de la mano de obra de colocación y retirada de los elementos del encofrado y del número de reúsos posibles. Presión que actúa sobre los encofrados.- Como los encofrados de los pilares se llenan corrientemente con gran rapidez, a veces en menos de sesenta minutos, la presión desarrollada sobre el entablado será relativamente elevada, especialmente en los pilares de gran altura. El American Concrete Institute recomienda que se calcule la presión con la fórmula siguiente: P = 732 +

720.000R 9T + 160

Siendo P = presión máxima, kg/m ² R = velociada de llenado, m/hr T = temperatura del hormigón, °C El Instituto limita los valores de la presión hallados por la fórmula anterior a un máximo de 14,650 kg/m2. La fórmula se debe aplicar para hormigón, compactados con vibrador interno y deberá usarse con discreción. Por ejemplo, la presión no sobrepasará el valor dado por la expresión 2,400 x H, siendo H la altura o profundidad en metros bajo la superficie de hormigón recién vertido. La presión máxima en el fondo de un encofrado de 2m. de altura será 2,400 x 2 = 4800 kg/m2, prescindiendo del efecto de la velocidad de llenado. Es recomendable, por tanto, calcular la presión mediante la expresión. P = 2.400H Con un valor máximo limitado a 14,650 kg/m2, que equivale a una altura de pilar de un poco más de 6 m. o mayor en el caso de que los encofrados se llenen con gran rapidez. Podrán emplearse también los valores de la presión deducidos en la expresión (10-1), teniendo en cuenta que dichos valores son menores que los deducidos de la (10-2). Cálculo de los encofrados de los pilares cuadrados o rectangulares.- La figura 10-1 representa un encofrado de pilar de sección cuadrado compuesto de un entablado y de unos bastidores prefabricados. Suponiendo conocido el espesor del entablado, el problema consiste en determinar la separación máxima admisible entre bastidores, a partir de la presión desarrollada por el hormigón, la flecha y tensión o flexión admisibles en las zonas de entablado comprendidas entre los bastidores. La Tabla 5-3 nos dice que predominará el efecto de la flexión sobre el límite de flecha admisible.

FIG. 10-1. Encofrados de un pilar de sección cuadrada

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Como se representa en la figura 10-1 (b) suponemos que el valor de la presión sobre una superficie dada del entablado varía en relación directa con la profundidad de dicha superficie bajo la última capa de hormigón vertido. Para un hormigón de peso específico de 2,400 kg/m3, la presión máxima vendrá dada por la fórmula (10-2). Consideremos una faja vertical de entablado de anchura unidad, siendo l la separación entre bastidores la presión a la profundidad h será También P = 2,400 H W = 2,400 H Siendo w = presión, en kilogramos por metro, sobre la faja de entablado de ancho unidad. Como sea que la presión varía entre cada dos bastidores emplearemos la presión que actúa sobre el bastidor inferior. El momento flector vendrá dado por

M=

wl 2 2.400Hl 2 x 10 - 4 = = 240 = xHl 2 x 10 - 4 10 10

El momento resistente del entablado será:

M = σS =

σbd 2 125 x 100 x d 2 = = 2.080d 2 6 6

Igualando las expresiones (10-3) y (10-4)

10

4

x 240Hl 2 = 2.080d 2 l2 = l =

2.080 x 10 4 x d 2 240H 294b H

TABLA 10-1 SEPARACIONES MÁXIMAS DE MARCOS Y BASTIDORES DE PILARES



Estas mismas separaciones admisibles pueden adoptarse en el caso de emplear entablado de contrachapado de 1.90 cm (3/4 de pulg) de espesor



Las presiones para alturas de hormigón superiores a 6,00 m no sobrepasarán de 14.650 kg/m2

Para entablados de 2,54 cm. de espesor, con espesor efectivo de 1,98 centímetros, la expresión (105) dará:

l=

294 x 1.98 H

=

582 H

Para entablados de 3,81 cm. /1 ½ pulg) con espesor efectivo de 3,33 centímetros, tendremos: 979 l= H Para entablados de 5,08 cm. (2 pulg.) con espesor efectivo de 4,13 centímetros, tendremos:

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l=

1.014 H

La tabla 10-1 proporciona las separaciones máximas admisibles entre bastidores o marcos para entablados de diferentes espesores y para varias alturas de hormigón de 2,400 kg/m3 de peso específico, deducidas de las expresiones. Los valores correspondientes al entablado de 2.54 cm. (1 pulg.) pueden aplicarse sin gran error al de 1.90 cm de pulg. Estas separaciones se han deducido en el supuesto de que los marcos o los bastidores tienen la suficiente resistencia para soportar las reacciones transmitidas por el entablado. FIG. 10-2 Encofrados de pilares mediante marcos de madera Si se emplea un número relativamente grande de encofrados, con iguales separaciones de marcos o bastidores, es conveniente emplear una tabla graduada, por ejemplo de 2,54 por 10,16 cm. de escuadría, con dichas separaciones, con objeto de acelerar las medidas y reducir el riesgo de una colocación incorrecta de los marcos. Cálculo de los marcos.- Los marcos de madera suelen construirse con tablas de 5,.08 por 10,16, 7,62 por 10,16, por 10,16 cm. o aun mayores escuadrías, dispuestas en torno al pilar como indica la figura 10.2. Para mantener en posición los elementos del marco se emplean unos pernos de acero que se introducen a través de unos agujeros hechos en la madera. Los elementos componentes del marco se denominan largueros, A y cabeceros, B y deben ser suficientemente fuertes para resistir las fuerzas que les transmite el entablado. El cabecero B se mantiene sujeto al entablado por medio de dos cuñas de madera dura que actúan a manera de apoyos extremos de una viga simplemente apoyada. Sometida a carga uniforme. Sea x la separación de las cuñas en cm y l la separación entre marcos. Siendo P la presión sobre el entablado en kg/cm2, la carga uniforme vendrá dada por: w = Pl, kg/cm El momento flector en el centro del marco será M= =

wx 2 , cm/kg 8

Plx 2 8

El momento resistente: M = σS = 125S Igualando (a) y (b) 125S = S=

Plx 2 8

Plx 2 1.000

Donde S será el momento resistente necesario para B, en cm3. EJEMPLO. Hallar las dimensiones mínimas de un cabecero de marco B, para las condiciones siguientes: P = 8.650 kg/m² l = 30 cm x = 40 cm

S=

0,8650 x 30 x 40 2 = 41,6cm 3 1.000

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La Tabla 4-1 nos dice que con una tabla de 5,08 por 10,16 cm, con la cara de 10,16 cm, de ancho perpendicular al entablado será suficiente. Asimismo, puede adoptarse una tabla de 7,62 por 10,16 cm con los 7,62 cm perpendiculares al entablado. El larguero del marco A, representando en la figura 10-2 (b), pues estudiarse como una viga simplemente apoyada solicitada por carga uniformemente repartida en una longitud x en el centro del vano. Los pernos, situados a una distancia y, serán los apoyos extremos de dicha viga y estarán sometidos a una reacción wx/2kg. Tomando momentos con respecto a 1. wx y wx x Plxy Plx 2 , , = 2 2 2 4 4 8 Plx(2y - x) = 8 El momento resistente será: Igualando (c) y (d) M=

Plx (2y - x) 8 Plx (2y - x) S= 1.000

125S =

Ejemplo.- Hallar las dimensiones mínimas necesarias para un larguero de marco A, con las condiciones siguientes: P = 8.650 kg/m² l = 30 cm x = 40 cm y = 70 cm 0,8650 x 30 x 40 (2 x 70 - 40) = 103,9cm 3 S= 1.000 La tabla 4-1 nos indica que será suficiente una tabla de 10,16 por 10,16 cm. que proporciona un momento resistente de 130.1 cm3. Comprobemos esta tabla a esfuerzo cortante: Plx 0,8650x30x 40 = = 519kg 2 2 3V 3 x 519 τ= = = 9,2kg / cm 2 2bd 2 x 84,75

V=

Cada perno estará, pues, sometido a una tracción de 519 Kg. para la que será suficiente un diámetro de 10 mm.; pero con objeto de tener mayor superficie de contacto entre los pernos y las cuñas los colocaremos de 12 mm. de diámetro. Vamos a hallar, a continuación, el mínimo valor de la distancia z de la figura 10-2, la superficie resistente para soportar el esfuerzo tangencial entre perno y marco será: A = 2 X 9,21 x z Si la tensión admisible a cortante es de 14 kg./cm2 necesitaremos una superficie de

519 = 37 2 14 37 z= 2 x 9,21 = 2cm A=

Sin embargo, esta longitud deberá ser de 7 a 8 cm. por lo menos para eliminar la posibilidad de rotura de algún elemento del marco. La Tabla 10-2 proporciona las escuadrías mínimas necesarias para marcos de madera con diferentes dimensiones de sección transversal y alturas de pilares, empleando entablados de 2,54 cm. de espesor de madera SAS, de calidad número 1 de pino amarillo del sur o similar. Los marcos se colocan con la dimensión que figura en segundo término en dirección perpendicular al entablado y se instalarán unas cuñas de madera dura entre los pernos y los cabeceros. La Tabla indica que puede conseguirse cierta reducción en la cantidad de madera a emplear, utilizando escuadrías menores en los marcos situados en la parte superior del encofrado. También TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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TABLA 10-2 DIMENSIONES MÍNIMAS DE ELEMENTOS DE MARCOS PARA ENCOFRADO DE PILARES, CON ENTABLADO DE 2,54 CM Y MADERAS S4S DE CALIDAD NÚM. 1

Los marcos se montarán con la dimensión dada en segundo lugar perpendicular al entablado. Los pernos de acero que se utilizarán con los marcos tendrán diámetros iguales o superiores que los que se indican a continuación. Dimensiones del marco cm 5.08 x 10,16 7,62 x 10,16 10,16 x 10,16 7,62 x 15,24 10,16 x 15,24

Diámetro del perno Pulg. ½ ½ 5/8 ¾ 1

Cm 1,27 1,27 1.59 1,90 2,54

Puede reducirse la cantidad de madera empleando escuadrías menores en los largueros. Por ejemplo si de la tabla deducimos una escuadría de 10,16 por 5,08 cm podemos colocarla con la cara de 5,08 cm. perpendiculares al entablado o viceversa, no pudiendo hacer lo mismo si las dimensiones figuran en orden inverso, es decir, en una tabla de 5,08 por 10,16 cm. no podrá cambiarse la cara perpendicular al entablado. Empleo de marcos de madera y pernos en los encofrados de pilares de sección rectangular.Cuando se emplean los marcos de madera y los pernos en el encofrado de los pilares rectangulares, generalmente se colocan los largueros A sobre los lados mayores del pilar y los cabeceros en los menores, como representa la figura 10-3. Es posible reducir el volumen de madera a emplear, invirtiendo las posiciones de los largueros y cabeceros como indica la figura 10-3. FIG. 10-3 Encofrados de un pilar de sección rectangular

Con la solución de la figura 10-3 (a) y una presión de 8,650 kg/m2 que corresponde a una altura de unos 3,60 m. La Tabla 10-2 nos da las escuadrías necesarias, suponiendo que el pilar tiene una sección de 35 por 60 cm. Largueros:7,62 por 125,24 cm. por 106 cm de longitud Cabeceros: 5,08 por 10,16 cm. por 35 cm. de longitud El volumen de madera será: Largueros: 2 x 7,62 x 15,24 x 106 = 24.619 cm3 Cabeceros: 2 x 5,08 x 10,16 x 35 = 3.613 cm3 Total = 28.232 cm3 Para la solución de la figura 10-3 (b) y con las mismas condiciones tendremos: Largueros: 7,62 por 10,16 cm por 80 cm de longitud. Cabeceros: 10,16 por 10,16 cm por 60 cm de longitud. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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El volumen de madera será: Largueros: 2 x 7,62 x 10,16 x 80 = 12.3873 cm3 Cabeceros: 2 x 10,16 x 10,16 x 60 = 12.387 cm3 Total = 24.774 cm3 La reducción del coste de la madera debe de evaluarse teniendo en cuenta que la última solución necesita unos pernos más largos y asimismo, debe de valorarse el coste de la colocación y retirada de los encofrados por ambos métodos y los materiales que se puedan recuperar. Reducción de dimensiones de los encofrados de pilares.- Las Dimensiones de la sección transversal de los pilares generalmente disminuyen a medida que lo hacen las cargas de las plantas sucesivas de los edificios. Los paneles de encofrado originales se pueden aserrar por uno o ambos lados, para conseguir las dimensiones necesarias, y si los encofrados disponen de aberturas para los encuentros de las vigas con los pilares se deberán mantener esas aberturas en una posición determinada con respecto al eje del panel, siendo en estas condiciones necesario aserrar una estrecha faja de entablado a cada lado del panel. Ahora bien, si se emplean cabezas independientes para el encofrado de los encuentros de las vigas, se puede efectuar el corte del panel por uno solo de sus lados. Si el panel se construye de forma que el ancho máximo inicial se consiga a base de fajas de entablados se pueden desmontar sucesivamente estas fajas, aserrando los barrotes de unión de las diversas tablas que componen el panel, como se representa en las figuras 10-2 y 10-3. Si se emplean marcos de madera se reducirán también las longitudes de los cabeceros. En el caso de pilares rectangulares, como el representado en la figura 10-3 (a) en que se disminuye solamente el lado mayor, se puede aserrar una faja de panel del ancho adecuado a cada lado y a continuación, mover el cabecero B y el panel correspondiente en la cantidad cortada. Para mantener el marco en posición es conveniente colocar unos tacos de madera entre el cabecero B y las cuñas de sujeción. Siempre que se utilice esta solución es mejor emplear la solución a que la b. Encofrado de pilares en L.- En la figura 10-4 se representan los sistemas más corrientes de encofrar pilares en L, frecuentemente empleados como pilares de esquina. Con el sistema a los montantes o rigidizadores de 5,08 por 10,16 ó 10,16 por 10,16 cm. de escuadría se extienden en toda la altura del pilar, los tirantes atravesarán los encofrados en las zonas comprendidas entre los marcos, evitándose de esta forma taladrar dichos elementos. Generalmente, será necesario emplear codales. Cuando el entrante del pilar sea de pequeñas dimensiones puede construirse como se indica en la figura 10-4 (b) colocando un taco de madera de unos 5,08 cm. de espesor, o del que sea necesario, en los elementos de los marcos para soportar los entablados, pudiendo clavarse éstos a los mencionados tacos. Cabezas de encofrado de pilares.- Cuando las vigas y las carreras de la estructura se introducen en los pilares formando nudos, es necesario construir unas cabezas de encofrado en los pilares para poder realizar los encuentros con las vigas. Eso se puede conseguir con cualquiera de los dos métodos siguientes. Se construye el encofrado del pilar de una sola pieza, desde su base hasta la losa del forjado, dejando espacio para el tablero, u se cortan unos huecos en el entablado para recibir los encofrados de las vigas, tal como se indica en la figura 10-5 (a). Los huecos del entablado se refuerzan clavando unas tablas de 5,08 c m. por 5,08 cm. o de 5,08 cm. por 10,16 cm. al encofrado del pilar

FIG. 10-4. Encofrado de pilares de sección en L.

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Un segundo método es construir los encofrados de los pilares hasta la parte inferior de la viga de más canto, dejando espacio para las tablas de fondo de dicha viga, y construir aparte las cabezas de encofrado como se indica en la figura 10-5 (b)

FIG. 10-5. Detalles de cabezas de encofrado de pilares Las anchuras de los huecos deben ser iguales a las de las vigas, medidas entre superficies exteriores de los costeros, más unos 6 ó 7 mm. para impedir que los encofrados de las vigas se acuñen con los del pilar, dificultando su desencofrado. Sin embargo, si el desencofrado se realiza empezando por estos costeros de las vigas, se deberá tener la precaución de que los extremos de estos costeros enrasen con el entablado del pilar, en vez de hacerlo con la superficie de hormigón. El orden de operaciones a seguir durante el desencofrado debe de estudiarse y decidirse antes de realizar la distribución de las uniones y empalmes de las cabezas de encofrado de pilares y vigas, pues en caso contrario, puede resultar extremadamente dificultoso. Encofrados de madera para pilares circulares.- La figura 10-6 muestra el sistema de encofrar columnas mediante unas tablas verticales o duelas de madera, zunchos metálicos y tablas camones. Los camones se asierran con una curvatura igual a la correspondiente al radio del pilar más el espesor de las duelas y se suelen emplear tablas de 5,08 cm. de espesor con el ancho suficiente para que queden unos 10 ó 15 cm. de ancho mínimo de tabla, una vez que se han aserrado con la curvatura necesaria FIG. 10-6. Encofrado de una columna circular Los elementos A, B y E y los C, D y E se unen fijamente formando dos partes independientes del camón. Las partes correspondientes se colocan a lo largo del pilar con las separaciones que se deduzcan de los cálculos y mantenidas en posición por medio de tablas verticales, como representa la figura, de unos 5,08 por 10,16 cm. de escuadría, y a continuación, se colocan las duelas y se clavan a los camones. Las dos partes independientes del encofrado se unen en los puntos N por medio de clavos de cabeza doble. Si se quieren eliminar las marcas del encofrado sobre la superficie del hormigón, se pueden revestir las superficies interiores de las duelas con unas láminas de contrachapado o de aglomerados. El encofrado se desmonta quitando los clavos de los puntos N, pudiendo volver a utilizarse directamente en un nuevo pilar. Como la presión desarrollada por el hormigón suele alcanzar valores bastante altos, generalmente no serán suficientes los camones de madera para sostener el encofrado, en cuyo caso conviene colocar unos zunchos de acero abrazando las duelas, que tendrán el ancho y espesor apropiados al diámetro

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del pilar, al espesor del entablado y al valor de la presión. Estos zunchos se tensan y a continuación, se enlazan o atan sus extremos.

FIG. 10-7. Fuerzas que actúan en los zunchos metálicos de las columnas A menos que los encofrados se mantengan separados de la base de apoyo hasta el momento de hormigonear, se deben de dejar unos pequeños agujeros en su parte inferior para poder limpiar su interior y retirar los desechos de los materiales. Separación entre los zunchos metálicos del encofrado.- Las separaciones máximas admisibles entre los zunchos dependerán de las dimensiones de la columna, de la presión del hormigón, del espesor del entablado y de la carga admisible en los zunchos. La presión desarrollada por el hormigón puede deducirse de la tabla 3-5 o mediante la fórmula: 720.000R Pm = 732 + 9T + 160 Con un valor máximo limitado a 14,650 kg/m2. La separación máxima entre zunchos se puede deducir de la Tabla 10-3 a partir de la presión y del espesor del entablado, siempre que éste esté formado por madera cepillada y sin espacios huecos entre duelas adyacentes. Cálculo de las dimensiones de los zunchos metálicos.- Las secciones transversales de los zunchos deben de ser lo suficientemente amplias para resistir la presión de rotura del hormigón. La figura 10-7 muestra las fuerzas que actúan sobre una sección transversal de un encofrado con una longitud igual a la separación entre zunchos. La presión total que actúa sobre el diámetro de la columna será igual a 2T; siendo P = presión media, D = diámetro del pilar, l = separación entre zunchos y T = tracción sobre el suncho, tendremos TABLA 10-3. SEPARACIONES ADMISIBLES MÁXIMAS DE ZUNCHOS PARA ENCOFRADOS DE COLUMNAS SEGÚN LA PRESIÓN DEL HORMIGÓN Y ESPESOR DE ENTABLADO

2T = PDl Pdl T= 2 T = σA Como también Siendo σ = tensión admisible a tracción en el zuncho. A = sección transversal del zuncho. Igualando (b) y (c) PDl σA = 2 PDl A= 2σ

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Sea, por ejemplo, una columna de 90 cm. de diámetro y 3,60 m. de altura, encofrada con entablado de 2,54 cm. de espesor y que se hormigona en una hora a la temperatura de 21oC. La velocidad de llenado será 3,60 m/hr y según la Tabla 3-5 la presión máxima en la base del encofrado será de 8.260 kg/m² Según la Tabla 10-3 la separación entre zunchos no será mayor de 30 cm. La tracción que actuará en cada zuncho vendrá dada por PDl 0,8260 x 90 x 30 T= = = 1.115 kg 2 2 De acuerdo con la expresión (10-11) se necesitaría una sección PDl 0,8260 x 90 x 30 1.115 A= = = 2σ 2σ σ Y para σ = 1,750 kg/cm² 1.115 A= = 0,637cm 2 1.750 Necesitaremos un suncho de 5 cm. de ancho por 0,13 cm. de espesor. El suncho más bajo se colocará a una distancia no mayor de 7,5 cm. de la base del encofrado. La separación entre zunchos puede deducirse empleando la expresión (10-11). 2σA l= PD Sustituyendo los valores conocidos de σ , A y D, obtenemos: 2 x 1.750 x 0,650 25,25 l= = 90P P Las separaciones deducidas por esta fórmula nos serán mayores que las proporcionadas por la Tabla 10-3. En el ejemplo que estamos estudiando podemos suponer que la presión decrecerá uniformemente desde un máximo de 8.260 kg/m2 en la base del encofrado hasta anularse en su extremo superior, con lo que la presión vendrá dada en función de la altura por la siguiente expresión: 0,826H P= 360 Sustituyendo este valor de la presión en la (10-13) 25,25 x 360 11.000 l= = 0,826H H Esta separación puede expresarse también en metros reemplazando l por 100 L. Estando L en metros. 110 L= H En realidad todas estas expresiones que acabamos de deducir solo son de aplicación a un caso particular, pero se puede deducir con carácter general a partir de la fórmula (10-12) una expresión aplicable a cualquier encofrado de pilar circular. 2σ l= PD Poniendo P = HPm/Hm, siendo Hm = altura a la que se produce la máxima presión y Pm dicha presión máxima y sustituyendo: 2σAHm l= HDPm 2σAHm L= 100HDPm Donde L está en metros. El valor de Pm puede deducirse de la Tabla 3-5 y el de Hm vendrá dado por Pm/2,400 con suficiente aproximación para emplearlo en la expresión (10-18). Aplicando esta expresión para deducir la separación entre zunchos a una profundidad de 1,80 m. bajo la superficie superior del encofrado del ejemplo anterior, obtenemos:

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l=

2 x 1.750 x 0,650 x 360 = 61cm 180 x 90 x 0,826

Con un valor de la presión de 180 x 8.260 P= = 4.130 kg/m 2 360 Ahora bien, como estamos empleando un entablado de 2.54 cm. de espesor, la Tabla 10-3 nos dice que la separación no debe de ser mayor de 43 cm. valor que adoptaremos. Es decir, las separaciones dadas por la expresión (10-18) solamente podrán emplearse cuando sean iguales o menores que las proporcionadas por dicha Tabla 10-3. Si se desea hallar la sección transversal necesaria del suncho basta con despejar A del a fórmula (10-18). HDlPm A= 2σHm Encofrados de fibra para pilares circulares.- Estos encofrados se fabrican enrollando en espiral capas de fibra hasta conseguir tubos con los diámetros y espesores de pared que se deseen. Son económicos, se asierran con gran facilidad y se montan rápidamente. El desencofrado puede realizarse cortando una junta longitudinal a lo largo de uno o de ambos lados de la pared. Cuando se quieran desmontar los encofrados es conveniente emplear los tubos revestidos de plásticos, pero en los casos donde no sea necesario desencofrar o cuando el aspecto de la superficie del hormigón no sea un factor importante, deben de usarse los tubos simplemente encerados, que resultan bastante más económicos. La Tabla 10-4 proporciona las dimensiones y los pesos aproximados de los tubos fabricados por The Richkraft Company (1) y la Sonoco Products Company (2). La figura 10muestra un encofrado de tubo para un pilar circular provisto de un capitel metálico fabricado por la Deslauriers Column Mould Company (6). Esta casa fabrica capiteles de acero para emplearlos con encofrados de fibra de FIG. 10-7A. Molde de diámetro variables de 2 en 2 pulg. desde 12 a 42 pulg. Los fibra con capitel diámetros de las circunferencias superiores de los capiteles metálico para standard varían de 3 pies 6 pulg. a 6 pies en incremento de 6 columna circular (Deslauriers Column pulg. Mould Company, Inc.) Bastidores prefabricados para pilares.- A pesar del mayor coste inicial de los bastidores prefabricados comerciales, que normalmente excede del precio del conjunto de marcos de madera y pernos. Su gran número de reúsos y la reducción de la mano de obra, necesaria en su colocación y retirada, da por resultado un coste inferior por cada uso. Su empleo está muy extendido en los pilares cuadrados, rectangulares, octogonales, y en L. Bastidores Symons (3).- Estos bastidores, que se representan en la figura 10-8, se fabrican en dos tipos diferentes, el cuadrado y el especial. Constan de unos perfiles ranurados que permiten su empleo en pilares de diferentes secciones transversales, tanto cuadrados como rectangulares. El ensamble de los perfiles contiguos se efectúa por medio de unos codos regulables, hechos con angulares a 90º, que preservan las esquinas de los pilares. Para asegurar una presión positiva entre los bastidores y los encofrados se introducen unas cuñas de acero en las ranuras de los perfiles. El bastidor de tipo especial se emplea en los pilares de sección transversal cuadrada o rectangular de dimensiones excepcionalmente grandes. En la Tabla 10-5 se dan las principales características de estos bastidores. La determinación de las separaciones entre bastidores se puede efectuar con ayuda de la Tabla 10-1 teniendo en cuenta, como indica la tabla, que las separaciones pueden variar desde un mínimo en la base del encofrado a un máximo en el extremo superior. Bastidores McNair (4).- Están compuestos por una cadena y cuatro esquinas ortogonales metálicas, más unos calzos que se colocan en los extremos de las piezas de esquina para asegurar una cierta presión positiva entre dichas piezas y los encofrados durante el tiempo en que la cadena está sometida a tensión. La longitud de la cadena permite que este bastidor pueda utilizarse en pilares de diversos tamaños. TABLA 10-4. DIMENSIONES Y PESOS APROXIMADOS DE ENCOFRADOS DE FIBRA PARA COLUMNAS

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FIG. 10-8. Bastidores ajustables para pilares El montaje se realiza normalmente en un banco de trabajo, uniendo las piezas de esquina al encofrado mediante unos clavos; a continuación, se pasa la cadena alrededor del encofrado por encima de las esquinas y se fija sobre la pieza de esquina principal; por último se tensa la cadena. Como muestra la figura 10-9, por medio del giro de un perno roscado, en cierta forma similar a la acción de un torniquete. Si el entablado se forma con contrachapado de ¾ de pulgada (1.90 cm.) no se precisará emplear barrotes de madera debajo de los bastidores mientras las dimensiones del pilar sean inferiores a 20 pulg (50,80 cm); ahora bien, para dimensiones comprendidas entre 20 y 24 pulg. (50,80 y 60,96 cm) si se utilizan bastidores standard se deberán colocar unos barrotes de 5.08 por TABLA 10-5. BASTIDORES SYMONS PARA PILARES

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FIG. 10-9. Bastidores para pilares McNair (McNair Column Clamps) 10,16 cm de escuadría bajo dichos elementos, en todo el contorno del encofrado, para proporcionar una mayor base de apoyo al entablado. Cuando se empleen los bastidores de gran tamaño con entablados de contrachapado de ¾ de pulg. (1,90 cm) no se dispondrán barrotes mientras que las dimensiones de los pilares no lleguen a las 30 pulgadas (76,20 cm.) y para dimensiones entre las 30 y 36 pulg. (76,20 y 91,44 cm) se colocará una fila de barrotes de la escuadría mencionada anteriormente debajo de cada bastidor. Los bastidores se fabrican en dos tipos que cubren una amplia gama de dimensiones, el tipo standard abarca pilares de dimensiones comprendidas entre 12 y 24 pulg. (30,48 y 60,96 cm), y el tipo para grandes dimensiones entre 24 y 36 pulg. (60,96 y 91,44 cm). Empleo de machos metálicos como bastidores (5).- En la figura 10-10 se indican diferentes sistemas de encofrar pilares cuadrados o rectangulares empleando entablado de contrachapado y zunchos metálicos, destinados a soportar la presión desarrollada por el hormigón. En general, estos sistemas comprenden cuatro paneles laterales prefabricados, a los que se fijan unas piezas de madera como representa la figura; a continuación se colocan los zunchos, se tensan y se fijan sus extremos por medio de unos dispositivos especiales. Antes de proceder al desencofrado se deben de cortar los zunchos. Las separaciones entre zunchos pueden incrementarse a medida que decrecen las presiones, pero en general, siempre que se utilicen las dimensiones de zunchos recomendadas por la Signo de Steel Strapping Company, del tipo de los empleados en la figura 10-10, las separaciones admisibles vendrán condicionadas por la resistencia del zuncho, ya que las deducidas por la resistencia del FIG. 10-10. Sistemas de aplicación de los zunchos metálicos para encofrados de pilares (Signode Steel Strapping Company). Espesores de entablado de contrachapado recomendado para los encofrados entablado son bastante superiores. pies 0-9 9 -12 12 -18

Altura del pilar metros 0-2, 74 2,74 – 3,66 3,66 – 5,49

Espesor pul ¾ 7/8 1

Cm 1,90 2,22 2,54

La tracción total que actúa sobre los zunchos puede determinarse en función de la diagonal de un pilar de sección cuadrada, de la presión, y de la separación entre ellos. Empleando las notaciones siguientes: P = presión D = ancho del pilar l = separación entre zunchos T = tracción que solicita al zuncho La presión total que actúa sobre una diagonal, correspondiente a la longitud l del pilar, la podemos deducir teniendo en cuenta que el zuncho tiene dos ramas que resisten la acción de dicha presión 2T = 1,41Pl 1,41DPl = 0,707DPl 2 Asimismo, T = σ A,. Siendo σ la tensión admisible a tracción y A el área de la sección transversal del suncho. Sustituyendo este valor de T en la fórmula 10-20, tenemos σ A = 0,707DPL, luego T=

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0,707DPl A= σ Aσ l= 0,707DP

y

EJEMPLO. Hallar la separación máxima de unos zunchos de 3,75 cm por 0,13 cm de sección, en la base de un encofrado de un pilar de 50 x 50 cm de sección transversal y 3,60 m de altura, con una presión máxima de 83650 kg/m². Admitiendo una tensión de tracción de 2.100 kg/cm² en el acero de los zunchos, la expresión (10-22) dará

l=

3,75 x 0,13 x 2.100 = 33,4cm 0,707 x 50 x 0,865

A una altura de 1,80 m la presión será 4.325 kg/m², y manteniendo las mismas dimensiones para el suncho la separación será

l=

3,75 x 0,13 x 2.100 = 66,8cm 0,707 x 50 x 0,4325

Es decir para un pilar y un zuncho dados, las separaciones entre estos últimos son inversamente proporcionales a las presiones en cada altura determinada. De acuerdo con la expresión (10-22) las separaciones de los zunchos a diferentes alturas del pilar vendrán dadas por l=

3,75 x 0,13 x 2.100 28,9 = 0,707 x 50 x P P

Pm h hm siendo P = presión a la altura h bajo el extremo superior del encofrado Pm = presión en la base del encofrado h = altura a la que actúa la presión P h m = altura total del encofrado En el pilar en estudio tendremos como

P=

TABLA 10-6. ALTURAS, PRESIONES Y SEPARACIONES DE ZUNCHOS PARA ENCOFRADO DE UN PILAR DE 50 POR 50 CM DE SECCIÓN Y 3,60 M DE ALTURA Zuncho Altura bajo el extremo superior Separación, Presión Kg/m² Núm del encofrado, cm cm 8 15,0 ......... 360 7 61,5 46,5 1.476 6 125,0 63,5 3.000 5 188,5 63,5 4.524 4 238,5 50,0 5.724 3 281,0 42,5 6.744 2 318,5 37,5 7.644 1 352,5 34,0 8.460

Sustituyendo en (a) 28,9 x 360 12.000 = 0,8650 x h h 12.000 l= 360 - y

l= y también

Donde y es la distancia en cm desde la base del encofrado al suncho en estudio. El cálculo de las separaciones entre zunchos puede efectuarse empezando por cualquier extremo, pero en la práctica es más cómodo empezar por la base y continuar hacia el borde superior. El suncho de fondo número 1 se colocará a 7,5 cm de la base del pilar, y el de cabeza a unos 15 cm del borde superior, aunque los valores de la presión no lo exijan. Empezando por el zuncho número 1 y aplicando la expresión (d) tenemos Núm. 1: l =

12.000 12.000 = 35 cm; Núm. 2 : l = = 37,5 cm 360 - 7,5 360 - 41,5

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Núm. 3: l =

12.000 12.000 = 42,55 cm; Núm. 4 : l = = 50 cm 360 - 79 360 - 121,5

Núm. 5: l =

12.000 12.000 = 63,5 cm; Núm. 6 : l = = 96 cm 360 - 171,5 360 - 235

Núm. 7: l =

12.000 = 414 cm 360 - 331

TABLA 10-7. DIMENSIONES Y CARGAS ADMISIBLES EN ZUNCHOS SIGNO DE STEEL STRAPPING COMPANY

La separación entre sunchos de cualquier otro encofrado de pilara puede determinarse con ayuda de la expresión (10-23) de forma totalmente similar. La tabla 10-7 proporciona las dimensiones y las cargas admisibles de los zunchos fabricados por la Signode Steel Strapping Company. Encofrados metálicos para pilares circulares.Los encofrados metálicos, formados generalmente FIG. 10-11 Encofrado y capitel metálicos por chapas de acero debidamente para columnas circulares (Deslauriers unidas a perfiles laminados, se Column Mould Company, Inc.) emplean frecuentemente en las columnas, siempre que el número de reúsos justifique el elevado coste inicial o cuando ciertas condiciones especiales obliguen a su uso. La circunferencia total se obtiene, normalmente, uniendo dos semicircunferencias medianas unos pernos; asimismo, las diversas partes del encofrado se montan una encima de la otra y se solidarizan también por medio de pernos. En algunas localidades, los encofrados metálicos pueden no solo compararse, sino también alquilarse. La figura 10-11 representa un conjunto compuesto de un encofrado y un capitel, ambos de acero, fabricado por la Deslauriers Column Mould Col (6). Esta compañía fabrica encofrados metálicos para columnas con diámetros comprendidos entre 12 y 48 pulgadas (30,48 y 121,92 cm), con incrementos de 2 pulg.(5,08 cm). Asimismo, dispone de capiteles para emplear con los encofrados de diámetros comprendidos entre 12 y 42 pulg. (30,48 y 106,68 cm) y cuyo diámetro superior varía de 6 en 6 pulg.(15,24 cm), desde 3 pies 6 pulg a 6 pies (106,68 a 182,88 cm).

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CAPÍTULO 11 ENCOFRADO DE VIGAS Y FORJADOS Forjados de hormigón.- Existe una gran diversidad de tipos de forjados, de entre los que mencionaremos los siguientes: 1. Losas de hormigón soportadas por vigas también de hormigón. 2. Losas de hormigón de espesor uniforme, sin vigas, denominadas forjados sin vigas. 3. Losas construidas in situ con paredes metálicas y vigas de hormigón. 4. Forjados a base de moldes celulares metálicos. 5. Forjados de moldes de acero corrugado reforzado con armaduras. 6. Losas de hormigón vertido sobre mallas metálicas. 7. Losas construidas in situ con paneles de fibra y vigas de hormigón. Los encofrados que se emplean normalmente con estos forjados varían con el tipo a construir,, describiendo y representando a continuación los más importantes. Cargas que actúan sobre los forjados de hormigón.- Antes de proceder al cálculo de los encofrados es necesario conocer las cargas que gravitarán sobre ellos. Estas cargas comprenden el peso propio del hormigón más una sobrecarga de trabajo, que actuará durante el período de tiempo que el hormigón es incapaz de soportar ninguna carga. El peso del hormigón corrientemente empleado en las estructuras es de unos 2,400 kg/m3, con lo que la carga que actúa sobre un metro cuadrado de encofrado vendrá dada por la expresión. P = 2.400h Siendo p = carga en kg/m² h = espesor o canto de la losa en m La sobrecarga comprende el peso de los hombres y el de las carretillas empleadas en el hormigonado, sí como el de aquellos materiales que se puedan almacenar sobre la losa. Generalmente se adopta para la sobrecarga de 250 a 375 kg/m2, según sean las cargas a esperar de las condiciones mencionadas. Suponiendo una losa de 15 cm. de canto y una sobrecarga de 375 kg/m2, la carga total será: Carga permanente = 2.400 x 0,15. 360kg/m² Sobrecargas.................................. 375kg/m² Total……………….. 735kg/m² Si además de la sobrecarga es de esperar que exista impacto, como cuando se emplean carretillas a motor o cucharas para el hormigonado, se deberá tener en cuenta este efecto en el cálculo de los encofrados. El efecto del hormigonado por medio de cucharas se estudió anteriormente en el Capítulo 7. Cálculo de los encofrados de las losas de hormigón.- Las etapas principales del cálculo de estos encofrados son las siguientes: 1.- Cálculo de la carga unitaria total que actúa sobre el tablero de encofrado, teniendo en cuenta el efecto del impacto, en su caso. 2.- Elección del espesor efectivo o neto del tablero, así como de su clase y material. FIG. 11-1. Encofrados de vigas y losas de hormigón 3.- Determinación de la separación máxima entre las viguetas del forjado, a partir de la resistencia y de la flecha admisible en el tablero. 4.- Elección de las viguetas del forjado teniendo en cuenta la carga, la calidad, escuadría y la longitud necesaria.

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5.-

Determinación de la calidad, escuadría y longitud de los largueros, en el caso de que se empleen para soportar las viguetas. 6.- Elección de la calidad, escuadría y longitud de los largueros, en el caso de que se empleen para soportar las viguetas. Normalmente, los encofrados resultan más económicos cuando la separación de las viguetas es la correspondiente a la luz máxima admisible en el tablero. Asimismo, resulta económico emplear viguetas relativamente largas, pues a su vez disminuirá el número de largueros, reduciéndose el coste de los materiales y el de colocación y retirada de los encofrados. De igual manera, si se emplean largueros de longitud suficientemente grande, se puede aumentar la separación entre los puntales, dentro de los límites que permita su capacidad de carga, disminuyendo aún más los gastos debidos a las causas ya citadas. Separación entre viguetas.- La figura 11-1 muestra un sistema de encofrados de madera soportando un forjado nervado de hormigón. Debido a las cargas relativamente pequeñas que gravitan sobre el tablero, permitiendo luces grandes, la separación entre las viguetas está condicionada por el límite de la flecha admisible en vez de por la resistencia a flexión. Como el tablero apoya sobre varias viguetas podemos determinar la flecha por la fórmula correspondiente de las vigas continuas sometidas a carga uniforme. Consideremos una faja de tablero de anchura unidad, en dirección perpendicular a las viguetas. 0,0054wl 4 (ver tabla 5 - 1) El Siendo δ = flecha máxima, cm w = carga uniforme sobre el tablero, kg/cm l = separación máxima entre viguetas, cm E = módulo de elasticidad del tablero, kg/cm² δ=

I = momento de inercia de la faja de tablero de un metro de ancho y canto efectivo d, cm 4 bd 3 100d 3 = = 8,33d 3 12 12 Sustituyendo en la expresión (11-1) y despejando l. I=

l4 =

8,33d 3 δE 0,0054w

l=

1.54ld3 Eδ w

Los valores usuales de las flechas admisibles son l/270, l/360 ó 1 6 de pulgada (0,32 cm). Admitiendo l/270 y sustituyendo en la expresión (11-2), l4 =

8,33d 3 E 0,0054 x 270 x w

5,71d 3 E w l = 1,80d 3 E / w l3 =

Si la flecha admisible es l/360, tendremos

l4 =

8,33d 3 E 0,0054 x 360 x w

l = 1,63d 3 E / w Y por último, para 1/8 de pulgada,

l4 =

8,33d 3 E 0,0054 x 0,32 x w

l = 8,33

4

Ed 3 / w

La Tabla 11-1 proporciona los valores del producto El para una faja de tablero de un metro de ancho con diferentes espesores y módulos de elasticidad. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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TABLA 11-1. VALORES DE IE PARA DIFERENTES CALIDADES Y ESPESORES DE MADERAS, PARA UN ANCHO NOMINAL DE UN METRO

La tabla 11.2 da las separaciones máximas entre viguetas para diferentes valores de las cargas que actúan sobre tableros de espesores y módulos de elasticidad variables, suponiendo una flecha admisible de l/270. La Tabla 11.3 proporciona los mismos datos y en las mismas condiciones que la 1-2 cuando la flecha admisible es de 1/8 de pulgada (0.32 cm.). Cuando la flecha admisible es l/360 se puede utilizar la misma Tabla 11-2 aplicando a sus valores su coeficiente de corrección igual al cociente de las expresiones 11-5 y 11.4. 1,63d 3 Elw 3

1,80d Elw

=

1,63 = 0,907 1,80

Es decir, cuando la flecha admisible es l/360 basta con reducir los valores de las separaciones dadas por la Tabla 11-2 en un 10 por 100. Escuadrías, longitudes y separaciones de las viguetas.- Como representa la figura 11-1 las viguetas son los elementos que sustentan o soportan los tableros de encofrado de las losas. El cálculo de sus escuadrías, longitudes y separaciones puede plantearse de las formas siguientes: 1.- Conocida la carga total sobre el tablero y las escuadrías de las viguetas así como sus separaciones y calidades, determinar la luz máxima admisible. 2.- Conocida la carga total y las separaciones, determinar la mínima escuadría necesaria. 3.- Conocidas la carga total, la escuadría y la luz de las viguetas, hallar la máxima separación admisible. TABLA 11-2. SEPARACIONES MÁXIMAS, EN CM, PARA VIGUETAS DE LOSAS DE FORJADO

(δ = l / 270 *)

Se debe de efectuar un estudio económico para determinar la conveniencia del empleo de la calidad número 1 o la número 2 en las viguetas, considerando no solo la diferencia en el coste de la madera, TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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sino también la posible recuperación de los materiales. Las escuadrías, corrientemente empleadas para las viguetas, suelen ser 5.08 por 10,16; 5,08 por 15,24 y 5,p8 por 20,32 cm. tanto en maderas S4S como en S2E o incluso bastas. El tipo de madera más resistente es en terminación basta, seguida de la S2E y la S4S. Sin embargo, la utilización de madera basta aumenta ligeramente el coste de la construcción de los encofrados, ya que es necesario repasar las zonas de apoyo y los extremos de las tablas, así como enfrentar los paramentos inferiores para conseguir una altura uniforme en todas las viguetas. Además de las ya citadas pueden emplearse otras escuadrías, generalmente en casos especiales, pero es conveniente efectuar un estudio económico antes de decidirse por alguna determinada, teniendo en cuenta que en el coste total debe de incluirse el coste del material y el de construcción y colocación de las viguetas, deduciendo el valor de la madera recuperada después de desencofrar. La resistencia de una vigueta a momento flector es directamente proporcional a su momento resistente, de aquí que la resistencia de una tabla de 5,08 m. por 20,32 cm. es de 1.86 veces mayor que la de una tabla de 5,08 por 15,24 cm. mientras que la relación entre los volúmenes de madera necesarios para una misma longitud es de 1,33 y además el coste de construcción y colocación de la tabla es d 5,08 por 20,32 cm. puede ser menor, si cabe, que para la de 5,08 por 15,24 cm. Por estas razones suele ser más económico utilizar tablas por 20.32 cm. Que no de 5,08 todo esto en el supuesto de que se utilice completamente la mayor resistencia de aquellas Si se limita la flecha del tablero a l/360, se reducirán las separaciones entre viguetas en un 10 por 100. Para los valores situados por encima de la línea marcada en la tabla, la flecha será mayor que 18 de pulg. Véase la Tabla 11-3 para las separaciones máximas con flecha admisible δ = 18 de pulg. TABLA 11-3. SEPARATAS MÁXIMAS, EN CM, PARA VIGUETAS DE LOSAS DE FORJADO ( δ = 1 8 de pulg)

Los siguientes ejemplos servirán para demostrar cómo se resuelven los tres casos de cálculo de viguetas mencionados anteriormente. En todos ellos se trata de vigas simplemente apoyadas, y ni que decir tiene que si se tratara de vigas continuas la viguetas que se calculan en los ejemplos podrían soportar mayores cargas. EJEMPLO 1. Dada la carga total sobre el tablero y la separación entre viguetas, así como la escuadría y la calidad de la madera a emplear, determinar la luz máxima admisible.

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ENCOFRADOS FIERRERÍA Canto de losa................... Carga permanente........... Sobrecarga...................... Carga total..................

15 cm 360 kg/m² 375 kg/m² 735 kg/m²

Espesor nominal del tablero = 2,54 cm Módulo de elasticidad = 112.500 kg/cm² Separación entre viguetas, según Tabla 11-2 = 86 cm Viguetas de 5,08 por 20,32 cm, en madera S4S de calidad número 1 Tensión admisible a flexión = 125 kg/cm² El momento flector que solicita la vigueta será

M=

wl 2 8

Siendo w = carga uniforme sobre la vigueta, kg/cm l = longitud, cm El momento resistente M = σS Siendo σ = 125 kg/cm 2 S = bd² /6, cm³ = 249,58 cm³ Siendo b = ancho de la vigueta, cm d = canto, cm Igualando las expresiones (a) y (b), wl 2 = σS 8 8σS l2 = w

Para la carga y separación de viguetas de nuestro ejemplo, W = 735 x 0,86 = 633 kg/m Sustituyendo los valores de σ, S y w en (c), tenemos 8 x 125 x 249,58 = 39,500 6,33 l = 198cm EJEMPLO 2. Conocidas la carga total del tablero, la separación entre viguetas y su luz, terminar la mínima escuadría necesaria. Emplearemos los mismos datos del ejemplo 1, pero con una luz para las viguetas de d1,80 m, y determinaremos el momento resistente que se necesita. De la expresión (c), l2 =

S=

wl 2 8σ

donde w = 735 x 0.86 = 633 kg/m l = 1.80 m σ = 125 kg/cm² S = 6,33 x 180²/8 x 125 = 206 cm³ En la TABLA 4-1 vemos que este momento resistente puede conseguirse con las siguientes escuadrías: 5,08 por 20,32 cm S4S, S = 249,58 cm³ 7,62 por 15,24 cm S4S, S = 226,80 cm³ TABLA 11-4. LUCES MÁXIMAS DE VIGUETAS DE MADERA DE PINO DOUGLAS CALIDAD NÚM. 1 O SIMILAR, EN LOSAS FORJADO*

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EJEMPLO 3. Conocidas la carga total sobre el tablero, la escuadría y la luz de las viguetas, determinar su separación máxima. Carga total sobre el tablero = 735 kg/m Escuadría de la viguetas = 5,08 x 15,24 cm S4S Luz = 1,80 m σ = 125 kg/cm² S = 140,44 cm³ De la expresión (c) deducimos

w=

8σS 2

l w = pa

=

8 x 125 x 140,44 180 2

= 4,34kg / cm

Siendo p = carga total sobre el tablero, kg/cm² a = separación entre viguetas, cm a=

w 4,34 = = 59cm p 0,0735

Por tanto, deberemos emplear una separación entre viguetas no superior a 59 cm; pero como la Tabla 11-2 recomienda una separación de 86 cm, vemos que la utilización de la tablas de 5,08 por 15,24 cm reduce esta separación innecesariamente, por lo que será más conveniente emplear la escuadría 5,08 por 20,32 cm con la separación recomendada de 86 cm. La relación entre los volúmenes de madera por unidad de superficie necesaria, según se emplee una u otra escuadría, será.

5,08 x 15,24/59 = 1,10 5,08 x 20,32/86 La utilización de la tablas de 5,08 por 15,24 cm en vez de las de 5,08 por 20,32 centímetros requeriría un 10 por 100 más de madera para un misma superficie de losa. La elección de la escuadrías y luces de las viguetas conocidas la separación entre ellas y la carga que soportan, puede resolverse con ayuda de la Tabla 11-4; pues aunque esta tabla está calculada solamente APRA una sobrecarga de 250 kg/m² , puede emplearse también para la de 375 kg/m² . Teniendo en cuenta que la diferencia entre ambos valores de las sobrecargas corresponden aproximadamente al peso de unos 5 cm de altura de hormigón, en consecuencia, y si se desea emplear párale cálculo de una losa de 15 cm con sobrecarga de 375 kg/m² , emplearemos los datos correspondientes a la losa de 20 cm de canto, ya que el peso propio de esta última excede en unos 120 kg/m² al de la losa de 15 centímetros.

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* Los valores de la tabla se han calculado par una tensión admisible a flexión de 125 kg/cm². Par tensiones diferentes se aplicará a los valores de la tabla los factores de corrección siguiente : σ = 125 kg/cm², factor = 1,00

σ = 110 kg/cm²,

factor = 0,94

σ = 100 kg/cm²,

factor = 0,88

σ = 125 kg/cm²,

factor = 0,82

Par sobrecarga de 375 kg/cm² aplicar los valores de la tabla correspondientes a un espesor de losa incrementado en 5 cm. Como ejemplo de aplicación de esta tabla vamos a calcular la luz máxima de la vigueta del ejemplo 1. Entraremos en la tabla en la horizontal correspondiente a los 20 cm de canto con un escuadría de 5,08 por 20,32 cm y separación entre viguetas de 86 cm. Como esta separación no figura en la tabla, interpolaremos entre las de 76 y 91 centímetros, deduciendo una luz máxima, en maderas S4S, DE 200 cm, qu coincide casi exactamente con la obtenida en dicho ejemplo. La tabla puede utilizarse también para la determinación de escuadrías. En el caso del ejemplo 2 deducimos que par losa de 20 cm de canto la escuadría mínima necesaria par viguetas de madera S4S de 1,80 m de luz es de 5,08 por 20,32 cm. En realidad la resistencia de estas viguetas permitiría separaciones mayores de 90 cm, pero al tener en cuenta el espesor del tablero, 2,54 cm, y la carga que actúa sobre él, la separación no debe de ser mayor de 86 cm, como lo indica la Tabla 11-2. Largueros.- La figura 11-1 representa un sistema de encofrado en el que se utilizan solamente unas viguetas simplemente apoyadas en sus extremos. Si bien este sistema es satisfactorio con luces relativamente pequeñas de viguetas, cuando las luces aumentan resultan escuadrías excesivamente grandes, y entonces es mas económico colocar una o varias filas de largueros en los puntos intermedios de las viguetas, como indica la figura 11-2. Estos largueros también se emplean en el TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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caso de los forjados sin vigas. Las separaciones, escuadrías y luces de los largueros se elegirán de manera que se consiga la máxima economía posible, tanto en materiales como en mano de obra y teniendo en cuenta el valor de la madera recuperada. FIGURA 11-2. Encofrado con laguero intermedio Como representa la figura 11-2, la zona del tablero soportado por las viguetas que carga sobre los largueros se mide entre los puntos medios de los vanos situados a uno y otro lado de los largueros, acotada con la letra a en dicha figura. Como las cargas que actúan sobre los largueros proceden de las viguetas, son en realidad cargas concentradas. Por esta razón, el cálculo de los momentos flectores es mas bien complicado, pues sus magnitudes variarán con la posición relativa de las viguetas con respecto a los puntales de sustentación de los largueros. Ahora bien, si despreciamos la reducción de los momentos flectores resultante de considerar a los largueros como vigas continuas apoyadas sobre los puntales, tendremos cierto margen de seguridad, suficientemente grande, en la mayoría de los casos, como para compensar el considerar las cargas procedentes de las viguetas como uniformemente distribuidas a lo largo de los largueros. Los largueros deben de tener la suficiente anchura para poder transmitir las reacciones de las viguetas sin sobrepasar las tensiones admisibles. Asimismo, tendrán la sección transversal indispensable para poder absorber los momentos flectores y los esfuerzos cortantes. La flecha generalmente es de escas importancia y no será necesario tenerla en cuenta. El momento flector en el centro del vano será:

M=

wl 2 8

Siendo w = carga uniforme sobre el larguero l = luz El momento resistente viene dado por M = σS Siendo σ = tensión admisible a flexión

S=

bd 2 6

Igualando (a) y (b), wl 2 = σS 8 8σS l2 = x wl 2 S= 8σ

EJEMPLO. Una losa de hormigón de 15 cm de cato, solicitada por una sobrecarga de 375 kg/cm² durante su construcción, tiene una luz de 3,60 m entre sus apoyos sobre dos vigas de hormigón. El encofrado se forma con un tablero de 2,54 cm de espesor apoyado sobre unas viguetas de 5,08 por 20,32 cm de escuadría separadas a 75 cm. Los extremos de dichas viguetas se apoyan sobre unas carreras bajan. Determinar el ancho mínimo necesario para un larguero colocado en los puntos medios de los vanos de las viguetas, si la tensión admisible en la superficie de contacto de vigueta y larguero es de 35 kg/cm². El larguero soportará una faja de tablero de 1,80 m de ancho con una carga uniformemente repartida de w = 1,80x735 = 1.325kg / m Las viguetas soportarán la sobrecarga correspondiente a 75 cm de ancho, dando una creación de TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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P = 0,75x1.325 = 997kg La superficie de apoyo necesaria será 994 = 28,4cm 2 35 A = 4,13b A=

Siendo b = ancho de larguero, en cm 4,13b = 28,4 b = 6,87 cm Emplearemos, por tanto, un larguero de 10,16 por 15,24 cm de escuadría de madera S4S, que tiene un momento resistente de S = 313,32 cm³. Vamos a hallar la luz máxima admisible, en este larguero, de acuerdo con la expresión (c). l2 =

8σS 8x125x313,32 = = 23.650cm 2 w 13,25

l 2 = 153,7cm

Colocaremos, pues, los puntales a intervalos de 1,50 m, con lo que resultará una carga sobre cada uno de 1,50 x 1.325 = 1.990 kg. La Tabla 5-5 nos dice que esta carga se puede absorber con un puntal de 7,62 por 10,16 cm, siempre que la máxima altura libre no sobrepase los 2,10 m, o bien con una escuadría de 10,16 por 10,16 cm si se sobre pasa esta altura pero no se llega a más de 3,30 m. Elegimos los puntales de 7,62 por 10,16 cm y vamos a calcular la tensión en la superficie de apoyo del larguero,

σ=

1.990 = 32,4kg / cm 2 61,4

A continuación comprobaremos el esfuerzo cortante en el apoyo 3V τ= 2bd Donde τ = tensión cortante V = esfuerzo cortante máximo en el apoyo b = ancho efectivo del larguero d = canto efectivo El esfuerzo cortante máximo tendrá lugar a unos 15 cm del eje de apoyo, donde una vigueta carga sobre el larguero, con un valor de 1.320 kg.

τ=

3x1.320 = 15kg / cm 2 2x131,55

Teniendo en cuenta que aproximadamente la mitad de la carga total es una sobrecarga de corta duración, puede admitirse este valor de la tensión cortante. La Tabla 11-5 proporciona las luces máximas en largueros de madera S4S y calidad número 1 de pino Douglas o pino amarillo de hoja pequeña con tensión admisible a flexión de 125 kg/cm². En caso de que la madera disponible admita una tensión inferior a los 125 kg/cm², se puede también utilizar dicha Tabla 11-5, aplicando a los valores que de ella se deducen un factor de corrección que deducen un factor de corrección que deducimos seguidamente. La relación entre la luz y la tensión admisible ya vimos que era 8σS w 8σS 8S l= = σ, w w l2 =

Para sobrecarga de 375 kg/m² aplicar los valores de la tabla correspondientes a un espesor de losa incrementado en 5 cm.

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El valor de I depende de

σ , que varía con σ , y de

8S / w, que es independiente de la tensión, en

consecuencia la luz dependerá de la expresión σ / 125. Por ejemplo, si l1 es la luz máxima para una tensión admisible de 125 kg/cm², y l 2 es la correspondiente a una tensión de 110 kg/cm², tendremos

l2 110 = 0,94 l1 125 l 2 = 0,94l1 Por tanto, este valor de 0,94 será el factor de corrección qu se debe aplicar a la Tabla 11-5 para utilizarla con una tensión admisible en flexión de 110 kg/cm² . A continuación se dan los factores de corrección APRA las tensiones más usuales. Tensión admisible a flexión Kg/cm² 125 110 100 85

Factor de corrección 1,00 0,94 0,89 0,80

Carreras bajas.- Como representa la figura 11-1, los extremos de las viguetas suelen apoyarse sobre unas carreras bajas de unos 5,08 por 10,16 cm. de escuadría, unidas a los barrotes mediante unos clavos, estando estos a su vez clavados a las tablas costeras de la viga. Las carreras bajas deben de tener el suficiente ancho para poder soportar las cargas procedentes de las viguetas. Consideremos una losa de forjado de 15 cm. de canto sometida a una sobrecarga de 375 kg/m2 y encofrada mediante un tablero de 2,54 cm. de espesor nominal, con una separación entre vigas de hormigón de 2,10 m. TABLA 11-5. LUCES MÁXIMAS DE LARGUEROS DE MADERA S4S. CALIDAD NÚM. I ( σ = 125kg / cm 2 )

La Tabla 11-2 indica una separación máxima entre viguetas de 86 centímetros; pero, según la Tabla 11-4, entrando con un canto de losa de 22 cm. correspondiente a la sobrecarga de 375 kg/m2 y reduciendo esta separación a 76 cm. se puede salvar el vano de 2,.10 mediante viguetas de maera S4S con 5,08 por 20,32 cm. de escuadría. Con este valor de la separación entre viguetas la reacción en los apoyos será: Siendo p = carga total sobre el tablero a = separación entre viguetas l = luz de la viguetas

735x0,76x 2,10 = 586kg 2 Suponiendo que la carrera baja haya de soportar totalmente esta reacción, la superficie de apoyo necesaria para una tensión admisible a compresión de 35 kg/cm2, será: 586 Z= = 16,74cm 2 35 P=

Como el ancho efectivo de las viguetas es de 4,13 cm. el correspondiente de las carreras bajas deberá ser: 16,74 b= = 4,05cm 2 4,13 En consecuencia, si la carga ha de ser soportada solamente por las carreras bajas se necesitará un ancho de 4 cm. o más. Sin embargo, en la práctica se acostumbra unir los extremos de las viguetas a los barrotes de los costeros de la viga mediante unos clavos de doble cabeza de calibre 16d, obligando a que la separación entre barrotes sea la misma que entre viguetas. Una solución aún mejor es colocar los barrotes perpendicularmente a los costeros de la viga y clavarlos a las caras laterales de las viguetas.

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Suponiendo que los clavos transmiten a los barrotes la mitad de las cargas procedentes de las viguetas, bastará con colocar unas carreras bajas con unos 2 cm. De ancho. Normalmente se suele emplear una tabla de madera basta de 2,54 por 15,24 cm de escuadría. Unida a los barrotes con los suficientes calvos para poder soportar la mitad de la reacción de las viguetas.

PROYECTO DEL ENCOFRADO DE UNA LOSA DE HORMIGÓN . El objeto de este ejemplo es mostrar el ejemplo de las diferentes tablas en el cálculo de los encofrados. Sean: Canto sde la losa, 15 cmLuz de la losa, 3,30 m. Sobrecarga, 250 kg/m² Flecha máxima, 1/8 de pulgada (0,32cm) Tensión admisible a flexión, 125 kg/cm² La carga total de la losa será de 610 kg/m² . Utilizaremos una tablero de espesor nominal 2,m54 cm con el que deducimos una separación entre viguetas de 91 cm de la Tabla 11-3. Sin embargo, la Tabla 11-4 indica que reduciendo la separación a 76 cm, y empleando tablas S4S de 5,08 por 15,24 cm de escuadría, se pueden alcanzar luces de 1,70 m. Utilizaremos, pues, estas viguetas con las escuadrías y separaciones indicadas, para lo cual dispondremos un larguero en los puntos medios de los vanos, resultando una luz máxima en la losa de 2 x 1,70 = 3,40m, que cumple con los datos de partida. El dimensionado del larguero lo realizaremos con ayuda de la Tabla 11-5, y par ello empezaremos por calcular el ancho necesario par soportar las reacciones procedentes de las viguetas. Como la carga es de 610 kg/m², en un ancho de 76 cm y una longitud de 1,65 m, tendremos:

P = 610x 0,761,65 = 765kg A=

765 = 21,85cm 2 35

A = 4,13b = 21,85cm 2 b = 5,29cm Este valor será el ancho mínimo del larguero, y se puede conseguir con unas tablas de 7,62 pro 20,32 ó de 10,16 por 15,24 cm, que es de la que adoptaremos. En la Tabla 11-5 deducimos qu para unas separación de largueros de 1, 65 m la luz máxima admisible es de 1,60 m. Ahor bien, como normalmente se coloca un puntal en cada extremo del larguero, las luces de los vanos de este último dependerán de su longitud total: es decir, si el larguero tiene una longitud de 3 ó de 6 m, la luz de los vanos será de 1,50 m, y si la longitud es de 5,50m, la luz será 5,50/4 = 1,375 m. Emplearemos la luz máxima de 1,50 m, con lo que la carga sobre los puntales será P = 610x1,65x1,50 = 1.510kg Pudiendo absorberse con puntales de madera o prefabricados. La reacción en los extremos de las viguetas será P = 610x0,76x0,825 = 382kg Suponiendo que la mitad de esta carga se absorbe por los clavos de la unión de vigueta y barrote, la otra mitad deberá ser absorbida por la carrera baja. Colocaremos unas tablas de 2,54 por 10,16 cm, para la s que resulta un área de contacto de 7,87 cm² , suficiente para soportar dicha carga. La unión de la carrera baja a los barrotes se efectúa con cuatro clavos de calibre 8d. FIG. 11-3. Paneles de encofrado para forjados sin vigas Encofrado de forjados sin vigas.- En la figura 11-3 se representa el encofrado de un forjado sin vigas con separación entre ejes de pilares de unos 5,50 m. en el que se emplean unos paneles prefabricados en lugar del clásico tablero. Este sistema puede utilizarse para cualquier separación de TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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pilares siempre que se empleen los paneles adecuados. En general, la utilización de paneles es muy conveniente cuando se prevea un gran número de usos sin modificación de las dimensiones iniciales. Los paneles suelen estar hechos de contrachapado o bien con talas adosadas y unidas por sus caras inferiores con unos barrotes. Estos paneles, construidos a base de tablas, se tratan con aceites que no manchen para impedir los posibles cambios de dimensiones resultantes de la variación de su contenido de humedad. La unión de los paneles a las viguetas se efectúa con un número de clavos relativamente pequeños, facilitándose sobremanera el desencofrado. En las zonas próximas a los pilares se refuerza la losa, dándole mayor espesor de hormigón, necesitándose un encofrado especial como el representado en la figura 11-4. El tablero puede construirse con contrachapado o con tablas y, en caso de que se prevean nuevas utilizaciones con las mismas dimensiones, es conveniente dividirlo en dos partes iguales a lo largo de la línea A-A. La determinación de las escuadrías, separaciones y luces de las viguetas y largueros de estos encofrados se puede efectuar con ayuda de las Tablas 1-2, 11-4 y 11-5. FIG. 11-4. Encofrado de refuerzos o capiteles de la losa El encofrado se realiza colocando primeramente los paneles de los refuerzos o capiteles de la losa, acto seguido se arriostran debidamente y, por último, se colocan los paneles de la losa propiamente dicha. El desencofrado se efectuará empezando por desmontar los encofrados de los pilares, a continuación los de los refuerzos o capiteles y por último los de la losa. En muchas ocasiones se colocan los encofrados de forma que parte de los paneles permanecen en su posición, sustentados por los puntales, hasta que estos apoyos dejan de ser necesarios. En la figura 11-5 se representa el sistema de colocación de los encofrados del resto de la losa. El arriostrado se completará con unos jabalcones, dispuestos en ambos planos perpendiculares, que atando cada tres puntales se extienden desde el pie de uno de ellos a la cabeza del adyacente. El cálculo de las escuadrías, separaciones y luces de las viguetas y de los largueros se puede realizar con ayuda de las Tablas 11-2, 11-3, 11-4 y 11-5. FIG.11-5 Encofrado de forjado sin vigas. Encofrado de vigas de hormigón.- La figura 11-6 representa los sistemas más utilizados en el encofrado de vigas. El fondo se forma generalmente con tablas cepilladas de 5,08 cm. de espesor y con el ancho que requiera la viga. En el caso de que el fondo se encofre con más de una tabla se embarrotarán sobre las caras inferiores a distancias no superiores a un metro. Los costeros de las vigas se construyen con contrachapado o con tablas adosadas por barrotes de 5,08 m. por 10.16 cm. Las carreras bajas se fijan a estos barrotes y colaboran en la transmisión de las reacciones de las viguetas. El sistema A suele emplearse cuando se dispone de sopandas largas que permiten la colocación de unas tablas de aguante de pie, clavadas a dicha sopanda, para sostener los costeros impidiendo se separen del fondo de la viga a causa del empuje del hormigón. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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FIG. 11-6. Encofrado de vigas El sistema B se emplea con puntales de madera o prefabricados con sopandas cortas. Como en este caso no pueden colocarse las tablas de aguante, se alargan los barrotes por debajo de la viga y se atan con unos tirantes. Estos tirantes sirven también como apoyo de los fondos de la viga. Cuando se emplea el sistema A el encofrado se realiza empezando por colocar los puntales y jabalcones, que se nivelan y ajustan a la altura exacta necesaria (dando las contraflechas necesarias, en su caso) y, por último, se arriostran firmemente. A continuación, se coloca el fondo de la viga y seguidamente los costeros con los correspondientes barrotes, uniendo con clavos de doble cabeza los fondos a los costeros. Una vez realizadas estas operaciones se procede al clavado de las tablas de aguante de pie y a la colocación de las bridas de separación sobre los bordes superiores de los costeros. Si las carreras bajas no se han unido previamente a los costeros se clavarán a los barrotes de 5,08 por 10,16 cm. Acto seguido, podrán instalarse las viguetas del forjado. Si sus extremos han de ir directamente clavados a los barrotes, se debe haber previsto idéntica separación para ambos elementos, y si las reacciones de las viguetas se transmiten totalmente a las carreras bajas, será necesario darles el ancho suficiente para poder soportar estas cargas. Asimismo, se deberán colocar los clavos necesarios para transmitir, en su caso, las cargas a los barrotes. Desencofrado.- El orden en que se debe de realizar el desencofrado depende de varios factores, entre los que se cuentan las necesidades del proyecto, y por ello, antes de proceder al cálculo de los diversos elementos que componen el entramado debe de determinarse el orden de operaciones sucesivas necesarias para la colocación y retirada de los encofrados. En el caso del sistema A de la figura 11-6 puede procederse de la siguiente forma: 1. Desclavar las tablas de aguante de las sopandas. 2. Separar los puntales uno a uno de los encofrados de la viga lo suficiente para poder girar las sopandas hasta colocarlas alineadas con los fondos, y a continuación volver a colocar los puntales con su altura inicial. 3. Desmontar las carreras bajas que soportan las viguetas. 4. Quitar los clavos de los extremos de las viguetas. 5. Desmontar los costeros de la viga. Con el sistema no será necesario el giro de las sopandas, reduciéndose las operaciones a: 1. Desclavar las tablas de aguante de las sopandas. 2. Desmontar las carreras bajas que soportan las viguetas. 3. Quitar los clavos de los extremos de las viguetas. 4. Desmontar los costeros de la viga. Como indica la figura 11-6, se debe de dejar una junta de unos 1,5 centímetros entre las viguetas y los costeros de la viga para impedir que los costeros queden acuñados contra el hormigón. Otra solución es cortar los extremos de las viguetas en bisel de forma que quede un espacio más ancho en la parte inferior que en la superior. El desencofrado del fondo de viga, de las viguetas y el larguero se realizará a continuación de las operaciones anteriores. Separación entre los puntales situados bajo las vigas.- La separación entre puntales a lo largo de los fondos de las vigas está limitada por la resistencia a la flexión y la flecha admisible de las tablas que constituyen dichos fondos, o por la capacidad de carga de los puntales. Para la determinación de las cargas que actúan sobre las tablas de fondo solo se debe de tener en cuenta el peso propio del hormigón y la sobrecarga directa sobre la viga. La Tabla 5-3 indica que si la luz de una tabla de fondo de 5,08 centímetros de espesor de madera S4S es mayor de 58 cm. y menor de 126 cms. la luz estará limitada por la resistencia a momento flector. Vamos a determinar la separación entre puntales a partir de la tensión admisible a flexión, despreciando la pequeña sujeción que proporcionan los clavos que unen las tablas de fondo a los costeros. Utilizando la expresión que da el valor del momento flector en las vigas continúas.

M=

wl 2 10

Siendo w = peso propio del hormigón l = separación entre puntales También

M = σS =

σbd 2 6

Donde σ = tensión admisble a flexión TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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b = ancho de la tabla de fondo d = canto efectivo de esta tabla Igualando las expresiones (a) y (b),

wl 2 σbd 2 = 10 6w 10σbd 2 l2 = 6w w = 2.400 x 10

6

x b x h + w ´ x b x 10 -4

Siendo b = ancho de l viga, cm h = altura de la viga, entendiendo por tal el conjunto de nervio y losa, cm w´= sobrecarga sobre la losa, kg/m² Sustituyendo este valor de w en la expresión (c) l2 =

10σbd 2 x 10 4 6 (24bh + w´b)

l = 1,29d

σ 24h + w´

Para σ = 125 kg/cm², tendremos 1.442d

l=

24h + w´

EJEMPLO 1. Utilizando la expresión (e) determinar la máxima separación entre puntales en una viga de 61 cm de canto totaly 40 cm de ancho, con una sobrecarga de 250 kg/m³. Las tabla de fondo tienen un espesor de 45,13 cm. 1.442 x 4,13

l=

24 x 61 + 250

= 145cm

A continuación vamos a calcular la separación entre puntales por la condición de flecha admisible de las tablas de fondo. La flecha se determina según el caso 9 de la Tabla 5-1 por la expresión. 0,0054wl 4 El Siendo δ = flecha δ=

w = peso l = separación entre puntales E = módulo de elasticidad de la madera I = momento de inercia Donde b = ancho del fondo de la viga d = canto efectivo de las tablas de fondo Sustituyendo I = bd³/12 en la expresión (f),

 

0,0648wl4

I4 

Ebd 3 Ebd 3 0,0648w

l  1,98 4

Ebd3  w

Si E = 112.500 kg/cm², tendremos

l = 36,2 4

bd 3 δ w

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EJEMPLO 2. Utilizando la expresión (h) determinar la separación máxima entre los puntales de una viga de 61 cm de canto total y 40 cm de ancho, con sobrecarga de 250 kg/m ² . El fondo de la viga tiene un espesor de 4,13 cm y la flecha máxima no será mayor de 1/8 de pulgada (0,32 cm). El peso w será: Hormigón = 2.400 x 0,61 x 0,40 …….585 kg/m Sobrecarga = 250 x 0,40 ………………100 kg/m Total …………………………….685 kg/m

l  36,2 4

40 x 4,133 x 0,32  123cm 6,85

Como este valor es menor que el deducido en el ejemplo 1, la separación entre los puntales de la losa en estudio vendrá obligada por la condición de la flecha admisible, siempre que los puntales disponibles tengan la capacidad portante suficiente para soportar las cargas procedentes de las vigas. Detalles de encofrados de nudos.- En la figura 11-7 se representan dos sistemas de efectuar los encuentros de los costeros y fondos de una viga con los encofrados de otras vigas. En el sistema A se hace un agujero en el costero de la viga principal de dimensiones idénticas a las de la viga secundaria, y se cortan los costeros y fondo de ésta última con una longitud tal que ajusten exactamente con el costero de la primera, de forma que las caras interiores queden a nivel con el agujero de la viga principal. El apoyo de los encofrados de la viga secundaria se realiza por medio de unos barrotes clavados al paramento de la viga principal. Este sistema es de utilidad siempre que se desencofren en primer lugar los costeros y fondo de la viga secundaria. FIG. 11-7 Encofrado de nudos de estructuras Con el sistema B se hace la abertura del costero de la viga principal lo suficientemente amplia como para permitir que los extremos de los encofrados de la otra viga pasen a través de ella, quedando al tope con la superficie de hormigón. Este sistema se utilizará cuando se vaya a desencofrar primeramente la viga principal. El encofrado de los encuentros de vigas y pilares se podrá efectuar por cualquiera de estos dos sistemas. Encofrado de vigas exteriores.- El encofrado de las vigas exteriores de fachada se puede realizar de la forma que indica la figura 11-8. El cálculo de la separación entre puntales se efectuará como se vio anteriormente. A lo largo del costero exterior de la viga es conveniente colocar unos tornapuntas que unan los bordes superiores de las costillas a las sopandas, así como unas carreras de unos 5,o8 por 10,16 cm. de escuadría, que atando dichos bordes superiores garanticen una alineación correcta del encofrado. FIG. 11-8 Encofrado de viga exterior con losa a un solo lado TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Encofrados suspendidos para losas de forjado. En la figura 11-9 se representan cuatro tipos diferentes de sustentadores empleados para colgar los encofrados de las losas de unas vigas metálicas. FIG. 11-9. Sustentadores para encofrados suspendidos El sustentador tipo dentado, figura 11-9 (a), consiste en una barra de acero ordinario doblada sobre el ala superior de un perfil laminado y con la longitud suficiente para atravesar las tablas de fondo de la viga, y poder soportar los largueros del encofrado que se sujetan al sustentador por medio de unas abrazaderas y unas cuñas dentadas. Las cargas de trabajo admisibles en estos sustentadores se dan en la Tabla 11-6. El sustentador tipo roscado, figura 11-9 (b) consta de dos barras dobladas con unas tuercas soldadas en sus extremos. Los largueros se sujetan al sustentador por medio de dos tirafondos que se atornillan en las tuercas mencionadas. Unas arandelas planas fijan los largueros a los tirafondos. La Tabla 11-6 da las cargas de trabajo admisibles en este tipo de sustentador. Los sustentadores de cerco, representados en la figura 11-9 (c), se emplean para soportar los encofrados de las losas en los casos en que no se desee que el perfil laminado quede embebido en el hormigón. Consisten en unos tirafondos atornillados a unas tuercas soldadas al cerco metálico. La fijación entre el encofrado y los tirafondos se consigue por medio de unas arandelas planas. Las cargas de trabajo admisibles se indican en la Tabla 11-6. *Productos fabricados por la Richmond Screw Anchor Copany. *Las cargas admisibles se refieren al conjunto completo de las dos ramas. Los sustentadores de estribo de alambre, representados en la figura 11-9 (d), se emplean para soportar viguetas de encofrado donde las cargas son relativamente pequeñas. Debido a que no existe medio de acoplar sus longitudes, el pedido debe hacerse especificando las longitudes exactas que se necesiten. Para aumentar la superficie de contacto entre la vigueta y el sustentador se colocan unas chapas metálicas, como representa la figura. La Tabla 116 da la carga de trabajo admisible en este tipo de Sustentador. Los encofrados de la figura 11-9 pueden calcularse empleando las Tablas 11-2, 11-3, 11-4, 11-5 y 116, como en los casos anteriores.

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CAPITULO 12 ENCOFRADOS PREFABRICADOS PARA FORJADO DE HORMIGON Existe en el comercio una gran diversidad de encofrados prefabricados para losas de forjado, indicando generalmente el proyectista el tipo que debe utilizarse. A continuación describiremos algunos de ellos como más representativos.

FIG. 12-1. Secciones transversales características de los moldes con pestaña (Flangeforms). Todas las dimensiones están medidas entre caras exteriores (Ceco Steel Products Corporation) Moldes con pestaña Ceco-Meyer (1). Estos moldes que se representan en la figura 12-1 se sirven en anchos tipos de 20 y 30 pulg (50,80 y 76,20 cm), empleados en encofrados con nervios separados uniformemente, y en anchos especiales de 10 y 15 pulg. (25,40 y 38, 10 cm) utilizados como suplementos en los espacios restantes TABLA 12-1. VOLUMEN DE (FLANGEFORMS), CECO-MEYER

HORMIGÓN

NECESARIO EN

LOS

MOLDES

CON

PESTAÑAS,

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Las longitudes comerciales son de 1, 2 y 3 pies (30,48, 60,96 y 91,44 cm), existiendo también unos moldes de 6 pulgadas (15, 24 cm) de largo para cerrar los extremos y las cabezas de las filas de moldes en las juntas de las losas con las vigas de la estructura o con las riostras o los brochales, excepto en el caso de las viguetas de hormigón de sección trapecial situadas a lo largo de las vigas o los muros de apoyo de la losa. Las alturas de los moldes se indican en la citada figura, en la que todas las cotas están medidas entre caras extremas de los moldes. Como representa la figura 12-2, los encofrados se colocan y acoplan apoyando las pestañas de los moldes sobre unas viguetas de unos 5,08 por 20,32 cm, colocadas con la cara de 20,32cm, en contacto con los largueros, que a su vez se apoyan sobre los puntales. En comparación con otros tipos de encofrados, los moldes con pestaña tienen diversas ventajas, entre las que mencionaremos: 1. La altura del nervio del forjado está uniformemente fijado por la altura de los moldes.

FIG. 12-2 Montaje de los moldes con pestaña (Flangeforms) Ceco-Meyer. Detalle de colocación de la cimbra (Ceco Steel Products Corporation) 2. Los moldes se instalan con todas las operaciones de colocación, espaciamiento y clavado ejecutados directamente sobre los elementos de apoyo. 3. Se pueden cambiar los anchos de los nervios del forjado sin necesidad de variar las escuadras de las viguetas de apoyo, disminuyendo, por tanto el volumen de madera a emplear en el encofrado. 4. Modificando los anchos de los nervios se pueden emplear los mismos moldes para forjados especiales o de dimensiones extraordinarias. La Tabla 12-1 proporciona las cantidades de hormigón necesarias en el forjado por unidad de superficie. Con estos datos se pueden calcular las luces y escuadras de las viguetas de apoyo y de los largueros. Sin embargo, debe de advertirse que en estas cantidades están comprendidos el hormigón de las losas y el de los nervios, pero no el de las riostras, brochales, vigas T, etc.. Estos elementos necesitarán una cantidad adicional de hormigón que debe de calcularse en cada cao. Moldes regulables Ceco-Meyer (1). Representados en la figura 12-3, estos moldes se fabrican en anchos tipos de 20 y 30 pulg (50,80 y 76,20 cm) para la construcción de forjados con separación uniforme de nervios, y en anchos especiales de 10 y 15 pulg (25,40 y 38,10 cm) para completar separaciones irregulares. La longitud standard es de 3 pies (91,44 cm), pero también existen las de 1 y 2 pies (30,48 y 60,96 cm) para los casos en que se precise acopiar nervios de diferentes longitudes. Los finales de las hileras de moldes regulables se cierran por medio de unos moldes de extremidad, siempre que dichos finales coincidan con las vigas de la estructura, con las riostras y con los brochales, pero no en el caso de las viguetas de hormigón de sección trapecial situadas a lo largo de las vigas o de los muros de apoyo de la losa. Los moldes tienen una altura total de 16 pulg (40,64 cm) y tienen a diversas alturas tinas series de agujeros, dispuestos en filas, para la introducción de unos clavos que permiten el empleo de los moldes para nervios de alturas comprendidas entre 6 y 14 pulg (1 5,24 y 35,56 cm). La colocación de los moldes a la altura deseada se realiza introduciendo los clavos a través de los agujeros en las viguetas de apoyo, de la forma que indica la figura 12-4. Con los moldes regulables puede construirse una gran variedad de anchos y alturas de nervios. Una gran ventaja de los moldes regulables es que se puede desmontar tan pronto como el hormigón ha adquirido la suficiente resistencia, sin necesidad de mover las viguetas de apoyo y los TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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FIG. 12-3. Secciones transversales características de los moldes regulables Ceco-Meyer. Todas la dimensiones están medidas entre caras exteriores (Ceco Steel Products Corporation)

FIG. 12-4. Montaje de los moldes metálicos regulables Ceco –Meyer. Detalle de colocación de la cimbra (Ceco Steel Products Corporation) Puntales. Estas características. de los moldes regulables permite volver a usarlos más rápidamente en un nuevo forjado que si se trata de moldes con pestaña. La Tabla 12-2 proporciona las cantidades de hormigón necesarias por unidad de superficie de forjado, estando comprendidos en estas cantidades el hormigón necesario para la losa y para los nervios, pero no el de las riostras, brochales y vigas T, etc. que deben de calcularse en cada caso particular. Con los datos de la tabla pueden calcularse las luces y escuadras de las viguetas de apoyo y de los largueros. Moldes de gran longitud Ceco-Meyer (1). Estos moldes, que se pueden emplear con luces libres de hasta 12 pies (3,66 m), se fabrican con las, secciones transversales que indica la figura 12-5. Se instalan (Fig. 12-6) apoyando sus extremos sobre unos cargaderos de madera que se fijan a los encofrados de las vigas o a las tablas de fondo de las riostras. Las pestañas de los moldes se colocan a tope y se unen, por medio de unas abrazaderas C, y en el caso de que se desee un mayor ancho de nervio se pueden colocar unos suplementos, como se indica en dicha figura 12-6. Los cargaderos que sustentan los extremos de los moldes pueden desmontarse sin necesidad de desencofrar las vigas a las que están unidos, permitiendo de esta forma volver a utilizar dichos moldes sin haber modificado la posición de los puntales. La Tabla 12-3 proporciona los volúmenes de hormigón por unidad de superficie de forjado necesarios con estos moldes. Con estos datos se podrán calcular las cargas a soportar por los cargaderos, puntales y demás elementos del encofrado. El volumen de hormigón adicional de riostras, brochales, vigas T, etc., no está comprendido en la tabla. Cajones metálicos Ceco-Meyer (1). Estos elementos se emplean en la construcción de losas con nervios en dos direcciones, denominadas generalmente losas planas o en nido de abeja. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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TABLA 12-2. VOLUMEN DE HORMIGÓN NECESARIO EN LOS MOLDES REGULABLES (ADJUSTABLE STEELFORMS). CECO MEER

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FIG. 12-5. Secciones transversales características de los moldes de gran longitud, (Longforms) Ceco-Meyer. Todas las dimensiones están medidas entre caras exteriores (Ceco Steel Products Corporation)

FIG. 12-6 Montaje de los moldes de gran longitud (Longforms) Ceco –Meyer. Detalle de colocación de la cimbra (Ceco Steel Products Coroporaciòn)

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TABLA 12-3. VOLUMEN DE HORMIGÓN NECESARIO EN LOS MOLDES DE GRAN LONGITUD (LONGFORMS), CECOMEYER

Los cajones se fabrican con chapa de acero de una sola pieza y llevan una pestaña a lo largo de los bordes, de forma que cuando se ponen en obra las pestañas de los cajones contiguos quedan a tope y se fijan por medio de unos clavos. La dimensiones de los cajones standard pueden verse en la figura 12-7. existen además unos cajones suplementarios de 20 por 30 pulg (50,80 por 76,20 cm) de dimensiones de caja y 26 por 36 pulg (66,04 por 91,44 cm) entre bordes exteriores de pestaña y otro tipo de 20 por 20 pulg (50,80 por 50,80 cm) de caja con 26 por 26 pulg (66,04 por 66,04 cm) entre bordes de pestaña. Las alturas de estos moldes se dan en la Tabla 12-4. La figura 12-8 representa el sistema de colocación de los moldes; en ella puede verse un tablero de contrachapado dispuesto para el encofrado de un refuerzo o capitel de un pilar de hormigón. Las luces y escuadrías de las tablas de apoyo y de los largueros se determinarán por los métodos estudiados en el Capítulo 11. El desencofrado de los moldes se efectúa con aire comprimido, que se introduce por un agujero situado en la parte superior del cajón.

FIG. 12-7 Cajones metálicos Ceco –Meyer (Ceco Steel Products Corporation) En la tabla 12-4 se dan los volúmenes de los huecos de los diferentes tipos de cajones, pudiendo determinarse a partir de estos datos las cargas a que estarán sometidos los diversos elementos del encofrado. Moldes metálicos L.A. Pineer (2). Estos moldes se fabrican con chapa de galga 14 (1,95 mm de espesor) con anchos de 20, 30 y 46 pulg (50,80, 76,20 y 116,84 cm) en los tipos standard y con anchos de 10 a 15 pulg (25,40 y 38,10 cm) en los suplementos.

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FIG. 12-8. Montaje de los cajones metálicos Ceco-Meyer (Ceco Steel Products Cororation) La alturas normales son 10, 12, 14, 16, 23 y 26 pulg (25, 40, 30, 48, 35,56, 40,64, 58,42 y 66,04 cm), permitiendo construir nervios de cualquier altura comprendida entre 6 y 26 plg (15,24 y 66,04 cm). La longitud standard de los moldes es 3 pies (91,44 cm) fabricándose también otras especiales. Existen moldes de extremidad de sección trapecial, con anchos de 20 y 30 pulg (50,80 y 76,20 cm), y moldes de cabeza para emplear en los encofrados de las zonas intermedias a las vigas y a los muros. TABLA 12-4 VOLUMEN DE HUECOS DE LAS CAJAS METÁLICAS (STEELDOMES), CECO-MEYER

El montaje de los moldes se realiza como indica la figura 12-8ª, colocando unos cargaderos de madera clavados a las viguetas a las alturas que se precisen, sobre las que apoyan unos codales dobles de 2,54 por 7,62 centímetros de escuadra, del tipo de los de la figura 12-9, separados a unas 16 pulg (40,64 cm).

FIG. 12-8ª Montaje de los moldes metálicos L. A. Pinner (Steel Foms, Inc.)

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Los moldes se instalan directamente apoyados sobre la tabla inferior del codal, empezando por los extremos y continuando progresivamente hacia el centro. Los moldes deberán solaparse en unas 2 pulg (5,08 cm). Por último se colocan los fondos de viga que deberán tener los bordes biselados para encajar en el interior de los moldes y se clavan a las siluetas de madera. Para desmontar los moldes es preciso quitar primero- los codales que soportan las pestañas. Las cimbras y los puntales permanecerán instalados hasta que el hormigón alcance la suficiente resistencia. La Tabla 12-5 da las distancias entre las caras superiores de las viguetas de madera y los cargaderos para las diferentes alturas de los moldes y de los nervios del forjado. A esta distancia se la denomina D en la figura 12-9.

FIG. 12-9 Molde metálico L. A. Pinner (Steel Forms, Inc.)

La Tabla 12-6 proporciona los volúmenes de hormigón necesarios por unidad de superficie de forjado. A partir de este dato, y por medio de los métodos estudiados en el Capítulo 11, se pueden calcular las luces y escuadrías de las viguetas y largueros. Moldes de fibra.- Estos moldes están constituidos por fibras impregnadas de asfalto u otros productos similares que los hacen impermeables y resistentes al agua. El producto, una vez terminado, puede emplearse corno encofrado en las losas nervadas;y dándole forma de cajón o bandeja, en las losas planas o en nido de abril. Estos materiales se transportan normalmente planos o abatidos para reducir el espacio que ocupan, montándose directamente en obra. TABLA 12-5 DISTANCIA ENTRE LOS PARAMENTOS SUPERIORES DE LA VIGUETAS DE MADERA Y LOS CARGADEROS DEN LOS MOLDES L. A PINNER

Cuando se instalan para utilizarlos como encofrados se coloca primeramente una especie de plantilla con solapas que apoya sobre el tablero o sobre los elementos del andamio, a los que se fija mediante fleje o alambres; sobre esta plantilla se coloca un núcleo de fibra expandida, similar a las cajas de huevos, como elemento de sustentación de la cubierta de fibra, que se monta directamente sobre el núcleo y que es en realidad el verdadero encofrado. A continuación se vierte el hormigón de igual manera que con los paneles metálicos. Algunos fabricantes suministran unos núcleos de fibra que pueden recuperarse y volver a emplear

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TABLA 12-6 VOLUMEN DE HORMIGÓN NECESARIO EN LOS MOLDES METÁLICOS L.A. PINNER

.En la figura 12-10 puede verse la colocación de los moldes Jay-Pan (3). Este tipo de encofrados se suministra con unas dimensiones standard de 6, 8, 10 y 12 pies (1,83, 2,44, 3,05 y 3,66m) de largo, anchos de 15, 20, 24 y 30 pulg (3,30, 50,80 60,96, y 76,20 cm) y alturas de 6 a 14 pulg. (15,24 a 35,56 cm) con las caras laterales rectas o inclinadas a elección. La casa fabrica también moldes de otras dimensiones bajo pedido. Los moldes se instalan directamente sobre el tablero o sobre los propios elementos de la cimbra, por ejemplo, sobre unas tablas de 5,08 por 20,32cm colocadas planas sobre los largueros

FIG. 12-10 Montaje de los moldes de fibra Jay-Pan (Jayhawk Fibre Form Company)

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Variando la separación entre los moldes pueden conseguirse los anchos de nervio de forjado que se deseen. El sistema de instalación de los moldes Jay-Pan (3) puede seguirse en la figura 12-11, En la figura 12-11(a) pueden verse las plantillas prefabricadas colocadas y unidas al tablero de encofrado. En la figura 12-11(b) se han colocado los núcleos que se mantienen en su posición correcta por medio de las solapas de las plantillas giradas a 90° y, por último, la figura 12-11(c) muestra las cubiertas de fibra puestas en obra sobre los núcleos. Estos moldes se suministran en anchos de 20, 24, 30, 40 y 48 pulg (50,80, 60,96, 76,20, 101,60 y 121,92 cm) y alturas de 6 a 15 pulg (15,24 a 38,10cm). Moldes de plástico.- Estos moldes se emplean corrientemente para construir forjados de hormigón con nervios en una o en dos direcciones. Tienen varias ventajas, entre las que citaremos las siguientes: 1. Son ligeros, fuertes y resistentes al impacto. 2. Son resistentes a las abolladuras y al alabeo. 3. No se corroen ni se oxidan. 4. Permiten obtener superficies de hormigón lisas. Los productos de la casa Molded fiber Glass (4) están fabricados con plásticos reforzados con fibra de vidrios sometidos a presión y temperatura en moldes de acero. Existen diversos tipos de moldes de dimensiones diferentes con aplicación en la construcción de forjados

FIG. 12-11. Instalación de molde de fibra Jay-Pan para la construcción de una losa plana de doble nervadura (Jayhawk Fibre Form Company) La Tabla 12-7 proporciona las características principales de estos elementos. Las dimensiones que figuran en dicha tabla están medidas entre superficies exteriores. Bajo la denominación de dimensiones del hueco se da el ancho del espacio vacío dejado en el hormigón del forjado, siendo el ancho total del molde el que se da en la tabla con la denominación de dimensiones de pestaña. Los moldes se instalan normalmente sobre los tableros de encofrado con las pestañas de los elementos contiguos en contacto. La inmovilización de los moldes se efectúa mediante unos clavos de cabeza ancha que se clavan al tablero en las esquinas de forma que sujeten las cuatro pestañas de los moldes adyacentes. Una vez que el hormigón haya alcanzado la suficiente resistencia, se desmontan el tablero y los moldes, realizándose esta última operación fácilmente, introduciendo aire comprimido por unos agujeros que tienen los moldes en la parte superior. Efectuando todas estas operaciones con las debidas precauciones, este tipo de moldes puede llegar a emplearse 25 veces o más, y en el caso de que se deteriore alguna zona del molde puede repararse con un tratamiento apropiado de plástico TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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TABLA 12-7 DIMENSIONES Y PROPIEDADES DE LOS MOLDES DE PLASTICO MOLDED FIBER GLASS

La figura 12-12 muestra la colocación de estos--encofrados sobre un tablero y la figura 12-13 cómo se desmontan con ayuda de aire comprimido. Moldes de chapa ondulada. Los moldes construidos con chapa ondulada, negra o galvanizada, se utilizan frecuentemente como encofrado de los forjados y cubiertas de hormigón, sustentados por medio de vigas metálicas o de hormigón prefabricadas. Las chapas se colocan directamente sobre las vigas sustentantes, con la dirección de las ondulaciones perpendicular a los apoyos. Los solapes laterales entre chapas serán de media onda y el solape final sobre las vigas de apoyo de unos 7 u 8 cm. La unión a los apoyos se realiza con unas grapas o con puntos de soldadura, y entre chapas adyacentes solamente con grapas. El canto de la losa de hormigón se mide entre el borde superior y el centro de gravedad de la chapa, como indica la figura 12-14, y la luz, entre ejes de las vigas sustentantes. La Tabla 12-8 proporciona las propiedades físicas más importantes de los moldes Gorruform y Tufcor (5).

Las cargas de trabajo admisibles de estos moldes, comprendiendo el peso propio del hormigón y la sobrecarga, se dan en la Tabla 12-9. Estas cargas de trabajo corresponden a una flecha máxima admisible de 1/240, siendo 1 la luz de la losa.

FIG. 12-12. Montaje de moldes de plástico (Molded Fiber Glass Company)

Moldes de chapa ondulada reforzada. Estos moldes consisten en chapas onduladas reforzadas por medio de unos redondos soldados a las chapas en dirección perpendicular a las ondas.

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FIG. 12-13. Desencofrado de un molde de plástico con aire comprimido (Molded Fiber Glass Company)

Se fabrican con diferentes espesores de chapa y con diversos diámetros de redondo y separación entre ellos.

La Tabla 12-10 proporciona las principales propiedades físicas de las chapas Cofar (5), que se fabrican con longitudes de hasta 21,5 pies (6,55 m). Las chapas se instalan con la dirección de las ondas perpendicular a las vigas de apoyo, uniéndose a ellas mediante puntos de soldadura. Las chapas adyacentes deberán de solaparse en una longitud igual a media onda. Si la distancia entre las vigas de apoyo de la estructura excede de la luz máxima admisible de los moldes correspondiente a los pesos propios del hormigón y de las chapas y a la sobrecarga de que se trate, será necesario colocar una o varias filas de largueros, apoyados sobre puntales, a manera de soportes temporales, hasta que el hormigón haya alcanzado la suficiente resistencia. La Tabla 12-11 proporciona el número necesario de filas de apoyos para los moldes TABLA 12-8 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MOLDES CORRUFORM

Cofar de galga 24 (0,62 mm de espesor) y con un hormigón de 2.400 kg/m3 de peso específico. Las flechas admisibles que han servido para el cálculo de esta tabla han sido de 1/200 cuando no se emplean apoyos intermedios y 1/8 de pulgada (0.32 cm) en caso contrario. Moldes celulares metálicos. Los paneles celulares de acero se emplean frecuentemente como encofrados y como elementos resistentes en la construcción de forjados.

FIG. 12-14. Carácterísticas de los moldes de chapa ondulada

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Con este sistema se tienen diversas ventajas entre las que citaremos: poco peso, eliminación de puntales y encofrados convencionales, rapidez en la construcción y un gran número de canalizaciones susceptibles de emplear en las instalaciones eléctricas. En la figura 12-16 se representa una sección transversal de este tipo de moldes. Los moldes se fabrican con chapas y perfiles laminados soldados eléctricamente en diversos tipos o modelos, según representa la figura 12-17. La colocación de los moldes se realiza montándolos directamente sobre las vigas metálicas de la estructura, a las que se sueldan cada 30 cm, aproximadamente, por fusión del metal del molde y de la viga. Las juntas laterales entre moldes adyacentes se realizan por medio de soldadura o por dobleces a intervalos de unos 1,20 m. La luz máxima admisible dependerá de la carga total por unidad de superficie, peso propio del molde y del hormigón y sobrecarga, así como del momento de inercia y/o momento resistente del tipo de molde elegido Para los cálculos se considera un elemento de 12 puig (30,48 cm) de ancho. TABLA 12-9 CARGAS MÁXIMAS ADMISIBLES EN MOLDES CORRUFORM Y TUFCOR*

 La flecha máxima admisible limita a l/240. Las propiedades físicas más importantes de los paneles de forjado Q (6) de 12 pulg de ancho se dan en la tabla 12-12. Otros fabricantes disponen de paneles con propiedades similares. Los paneles se fabrican normalmente para encajar en unos forjados de condiciones determinadas y se envían a la obra ya preparados para montarlos sin ningún otro trabajo adicional. Elección del tipo de molde celular apropiado en un forjado. Como existen diversos tipos de paneles celulares, en cada caso determinado será necesario elegir el más idóneo desde el punto de vista de su resistencia y su rigidez. Conocidas la distancia entre las vigas metálicas de apoyo y la TABLA 12-10 PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS CHAPAS ONDULADAS COFAR

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TABLA 12-11 NUMERO DE APOYOS TEMPORALES NECESARIOS EN CHAPAS ONDULADAS COFAR, CARGA 24, PARA HORMIGÓN DE PESO 2.400 kg/m³



Para estas luces no se necesitan apoyos temporales si las chapas son continuas sobre apoyos permanentes. Si la chapas están simplemente apoyadas sobre apoyos permanentes se precisará una fila de apoyos y la carga total, así como la flecha admisible.

FIG. 12-15. Montaje de los moldes de chapa ondulada (Granco Steel Products Company)

FIG. 12-17 Secciones características de moldes celulares metálicos apr formjados (H. H. Robertson Company)

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Se elegirá un molde que tenga el momento de inercia o momento resistente suficiente para soportar la acción de los momentos flectores sin sobrepasar del límite de flecha. Según sea el caso se tendrán en cuenta los valores correspondientes a viga simplemente apoyada o a viga continua. TABLA 12-12 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS PANELES DE FORJADOS Q (Q-FLOOR PANELS)

La tabla 12-13 proporciona el momento resistente necesario para una tensión a flexión admisible de 18,000 libras por pulg2 (1.265 kg/cm2) y el momento de inercia para una flecha de l/240, en una sección de molde de 12 pulg (30,48 cm) de ancho. Estos datos pueden deducirse de la Tabla 12-12. Los datos de la Tabla 12-13 se refieren a vigas simplemente apoyadas, pero pueden también aplicarse a las vigas continuas multiplicando los valores de los momentos resistentes y de inercia de la tabla por los coeficientes que se indican a continuación. Coeficiente Viga apoyada Viga continua Momento resistente Momento de inercia……

1 1

0,800 0,530

TABLA 12-13 PROPIEDADES DE LOS PANELES CELULARES DE ACERO, (CELLURAR-STEEL PANEL). POR 12 PULG (30,48 CM) DE ANCHO, CON CARGA UNIFORME EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS * (   l / 240 )

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TABLA 12-13 PROPIEDADES DE LOS PANELES CELULARES DE ACERO, (CELLURAR-STEEL PANEL). POR 12 PULG (30,48 CM) DE ANCHO, CON CARGA UNIFORME EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS * (   l / 240 ) (Continuación)

Cortesía de la Inland Steel Prod. Co.(7). Las columnas 1 proporcionan el momento resistente S en pulg ³ y el momento de inercia I en pulg4 . Las columnas 2 los mismos datos con cm³ y cm4, respectivamente. Para vigas continuas multiplíquese los valores de S por 0.80 y los de I por 0,30. Para flecha igual a I/360, multiplíquese los valores de I por 1.50

Los valores del momento de inercia de dicha Tabla 12-13 corresponden a una Flecha admisible de 1,1240; pero sí la flecha admisible es de l/360 bastará con aumentar los mencionados valores en un 50 por 100. Los valores de & e I de la tabla pueden aplicarse a moldes fabricados por otras casas siempre que tengan características similares. EJEMPLO. Determinar la sección mínima del panel celular metálico necesario para soportar una carga total uniformemente repartida de 781 kg/m2 en una viga simplemente apoyada de 5,50 m de luz, siendo la flecha máxima admisible 11240. En la tabla 12-13 deducimos que el momento resistente necesario debe de ser 70,80 cm3 y el momento de inercia, 592,27 cm4. Estos valores pueden conseguirse, según la Tabla 12-12, con una sección tipo K-12-14, de peso 66,4kg/m2, o con una DK-16-16, de 57,1 kg/m2 de peso. En el caso de que el panel fuera continuo, las características necesarias serían Momento resistente 70,80 x 0,8 = 56,54 cm3 Momento de inercia 592,27 x 0,53 = 313,90 cm4 Que, según la Tabla 12-12, la sección de menos canto y menos peso que los cumple es tina K-14-14. Si la flecha admisible fuera de 1/360, el momento de inercia debería ser 313,90 x 1,50 470,85 cm4, siendo suficiente una sección K-14-14. Moldes de malla metálica (8). Estos moldes consisten en unas mallas electrosoldadas de alambres estirados en frío y galvanizados de galga 12 (2,68 mm), separados transversalmente 3 y 4 pulg (7,62 y 10, 16 cm) longitudinalmente. La malla está recubierta por su cara posterior por una membrana impermeable. Se suministra en rollos de 48 pulg (121,92 cm) de ancho y 125 pies (38,10m) de longitud, con un peso de 36 libras por cada 100 pies cuadrados (1,76 kg/m2).

FIG. 12-18. Montaje de una malla metálica sobre las viguetas del forjado (Pittsburgh Steel Company)

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FIG. 12-19. Grapas K Instaladas sobre vigas y viguetas

Como muestra la figura 12-18, el rollo se coloca directamente sobre las viguetas metálicas separadas normalmente de 18 a 36 pulg (45,72 a 91,44cm), y se une uno de sus extremos por medio de unas grapas especiales suministradas por el fabricante, a las tres primeras viguetas. El otro extremo se tensa con un utensilio también proporcionado por el fabricante y se une firmemente a las tres últimas viguetas. En los puntos intermedios se fija la malla a todas las viguetas sobre las que apoya por medio de dos grapas en cada una de ellas. Los empalmes laterales entre rollos contiguos se realizan por medio de unos remates consistentes en la prolongación de unas 2 pulgadas (5,08 cm) de la trama de alambre por fuera de la membrana impermeable, en uno de los bordes del rollo. Las juntas extremas deberán efectuarse sobre las viguetas, dejando para ello unas 12 pulg. (30,48 cm) de solape para poder realizar la unión de las dos mallas sobre los paramentos superiores de las viguetas con ayuda de las grapas. Las viguetas extremas deberán ser lo bastante rígidas para soportar la tensión introducida en las mallas, siendo necesario normalmente reforzarlas para que puedan soportar los movimientos laterales debidos a dicha tensión. Para ello se suelen soldar unos redondos de 5/8 de pulgada (o 16) de diámetro diagonalmente sobre los cordones superiores de las tres viguetas finales, con intervalos no mayores de unos 6 pies (1,83 m) medidos a lo largo de las viguetas. De esta manera se consigue formar una celosía sobre dichas viguetas extremas, que será independiente del arríostramiento a que obliguen las normas del Steel Joist Institute. Sí el hormigonado se realiza con carretillas, deberán moverse a lo largo de caminos marcados sobre las viguetas, y el hormigón se colocará y extenderá en dirección perpendicular a ellas y en ningún caso en dirección paralela. Sistema K para soportar tableros de encofrado de losas de forjado (9). Se emplea este sistema para soportar tableros de contrachapado por medio de unas grapas de hierro colado, representadas en la figura 12-19, separadas a unas 30 pulg (76,20 cm). Las grapas van colocadas sobre las alas de las viguetas, vigas T, vigas compuestas o de las vigas prefabricadas de hormigón, y disponen de unos salientes que a manera de repisa sirven para apoyar los paneles de contrachapado. Por ejemplo, la separación entre las viguetas puede ser de 2 pies de pulgada (62,86 cm) para poder emplear paneles de contrachapado de pies de ancho (60,96 cm) por 8 pies (2,44 m) de largo, con lo que quedarán entre panel y viguetas unas juntas de 3/8 de pulgada (0,95 cm). En el caso de que no se quisiera dejar unas juntas tan anchas, se puede disminuir la separación entre las viguetas v cortar en el contrachapado unos agujeros para la colocación de las grapas de sujeción.

FIG. 12-20 Colocación de paneles de contrachapado y grapas K en un forjado (Jones and Laughlin Steel Corporación).

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Una vez que el hormigón ha alcanzado la suficiente resistencia, se rompen las repisas, golpeándolas con un martillo, pudiendo a continuación desmontarse los paneles, limpiarse y volver a utilizar. En la figura 12-20 puede verse un ejemplo de utilización de las grapas K. Puntales horizontales. Se emplean estos puntales para soportar tableros o conjuntos de tableros y viguetas de madera en las losas de forjado. Consisten en unas vigas horizontales y telescópicas con longitudes regulabas dentro de una amplia gama. Los extremos de los puntales pueden apoyarse sobre las vigas metálicas o de hormigón de la estructura o bien sobre los largueros y puntales verticales de] andamiaje. Se fabrican para cubrir vanos de hasta unos ocho metros sin apoyos intermedios. En la figura 12-21 se representa un tipo de punta que consta de dos partes, una viga de celosía de sección triangular v otra viga en cajón de chapa soldada que enchufa en la anterior, produciendo la variación de longitud que se precise en cada caso. Estas vigas tienen unos salientes o puntas que sirven para apoyar sobre los elementos de sustentación. Los puntales suelen llevar unos dispositivos, unas simples cuñas en algunos casos, para poder dar la contraflecha adecuada al forjado.

FIG. 12-21. Puntales metálicos horizontales (American Pecco Corporation )

FIG. 12-22 Montaje de puntales metálicos horizontales (American Pecco Corporation)

Como indica la figura 12-22, los puntales se montan, a las separaciones debidas, de forma que las puntas finales apoyen sobre los elementos de sustentación. A continuación se colocan las viguetas de madera y el tablero, y se procede al hormigonado. Una vez que el hormigonado ha alcanzado la suficiente resistencia, se pueden desmontar las cuñas o dispositivos empleados para dar contrahecha al encofrado y se apalancan los extremos de los puntales para desmontarlos. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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La Tabla 12-14, da las luces admisibles de los puntales horizontales fabricados por la American Pecco Corporation (10), deducidas a partir de la separación entre ellos y de la carga total, teniendo en cuenta el peso del hormigón y la sobrecarga. Las luces de los vanos se miden entre los paramentos verticales de los elementos que sustentan los puntales. La tabla está calculada para un hormigón de 150 Ib/pie3 (2.400 kg/m3) y una sobrecarga de 41 lb/pie2 (200 kgllm2). Para las separaciones entre viguetas que no figuren en la tabla, las luces admisibles se pueden deducir por interpelación. Conocidas la carga total y las luces se pueden determinar las separaciones entre puntales, por ejemplo, para una carga total de 141 lb,/pie 2 (688,4 kg/ml) y una luz de 15 pies (4,57 m), la separación entre puntales deducida de la tabla será de 3 pies (91,44 cm). Puntales horizontales de aluminio. Los puntales fabricados por la Alcoa-Hico Company (11) constan de dos partes, una exterior con forma de caja y otra interior en I que se introduce en la anterior, y llevan incorporado un dispositivo para dar la contrahecha adecuada al encofrado. TABLA 12-14. LUCES MÁXIMAS DE LOS PUNTALES HORIZONTALES STANDARD PECCO*

El momento resistente de estos puntales es de 12.000 pies-libra (1.659 m-kg). La reacción admisible es de 3,600 libras (1,633 kg). La carga total comprende unas sobrecargas de 41 libras/pie² (200,2 kg/m²)

FIG. 12-24. Montaje típico de puntales horizontales de aluminio (Alcoa-Hico Company) TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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TABLA 12-15. DIMENSIONES Y PROPIEDADES DE LOS PUNTALES HORIZONTALES DE ALUMINIO ALCOA-HILO

Las principales propiedades de estos elementos pueden verse en la Tabla 12-15. La figura 12-23 muestra cómo se utilizan estos puntales para soportar las viguetas y el tablero de un encofrado, así como el caso de que el tablero apoye directamente sobre dichos puntales. La Tabla 12-16 proporciona las luces admisibles en las vigas números 11 19, 915 y 610 para diferentes valores de las cargas y separaciones, con un coeficiente de seguridad de 2,28 al que corresponde un momento flector admisible de 9.600 pies-libra (1.327 m/kg). En el valor de la carga total están comprendidos el peso del hormigón y la sobrecarga. Es decir, en una losa de 6 pulg de canto (15,24 cm) con una sobrecarga de 40 lb/pie2 (195,3 kilogramo/metro cuadrado), la carga total será 75 + 40 = 115 lb/pie2 (366,2 + 195,3 = 561,5 kg/m2), y si la sobrecarga fuera de 75 lb/pie2 tendríamos 75 + 75 = 150 Ib/pie2 (366,2 + 366,2 = 732,4 kg/m2). BIBLIOGRAFIA 1. Ceco Steel Products Corporation, 5601 W. 26 St., Chicago 50, Illinois. 2. Steel Forms, Inc., 11403 Denton Rd., Dallas 29, Tejas. 3. Jayhawk Fibre Form Company, 700 Massachusetts St., Lawrence, Kansas. 4. Molded Fiber Glass Company, 4401 Benefit Ave., Ashtabula, Ohio. 5. Granco Steel Products Company, 6306 N. Broadway, St., Louis 15, Montana. 6. H. H. Robertson Company Farm2rs Bank Building, Pittsburgb 30, Pensilvania. 7. Inland Steel Products Company, 4143 W. Burnham St., Milwaukee 1, Wisconsin. 8. Pittsburgh Steel Products, Grant Building, Pittsburgh 30, Pensilvania. 9. K-System, Inc., 1150 Avenue of the Americas, Nueva York 36, N. Y. 10. American Pecco Corporation, 188 East Post Road, White Plains, N. Y. 11. Alcoa-Hico Company, 30 Rockfeller Plaza, Nueva York 20, N. Y. TABLA 12-16 STANDARD

LUCES ADMISIBLES DE LOS PUNTALES HORIZONTALES DE ALUMINIO ALCOA-HILO

Momento flector admisible = 9.600 pies –libras (1.327 m-kg); reacción admisible = 3.000 libras (1.361 kg)

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CAPITULO 13 ENCOFRADO DE CUBIERTAS LAMINARES Las losas de pequeño espesor, cilíndricas o abovedadas y con los ejes perpendiculares a la luz, se utilizan frecuentemente como cubiertas en las estructuras. El cálculo de los encofrados de este tipo de losas presenta los siguientes problemas principales: 1. Determinación del número suficiente de puntos a lo largo del arco superior del tablero, de forma que se pueda construir éste con la forma y altura correctas. 2. Cálculo de los elementos de sustentación del tablero, es decir, de la cimbra. Los datos necesarios para la solución de los problemas anteriores se deducen fácilmente de los planos de arquitectura o estructura de la cubierta, en los que figurarán la luz, la flecha en el centro y el espesor de losa a construir. FIG. 13-1 Relaciones en la circunferencia Relaciones en la circunferencia. Como las secciones verticales transversales de las láminas cilíndricas son arcos de círculo, podremos obtener las alturas de los puntos del paramento inferior de la losa por medio de las expresiones que relacionan entre sí los diferentes elementos de la circunferencia. En la figura 13-1 tenemos un arco de circunferencia que supondremos representa dicho paramento inferior de la losa. Sea R = radio de la circunferencia L = luz de la cubierta H = flecha en el centro de la luz I = semiluz Para obtener los datos que buscamos pueden seguirse diferentes caminos, eligiendo el que presentamos a continuación, ya que tiene la ventaja de no precisar el empleo de tablas trigonométricas. Generalmente, las dimensiones de los elementos a construir precisan mayor aproximación que la que puede proporcionar una regla de cálculo. D e los planos de la cubierta deduciremos H y L, y posiblemente R. Si el valor del radio no figura en los planos será necesario deducirlo. Consideremos, para ello, el triángulo ODC, I sen a = R R-H cos a = R sen 2 a + cos 2 a = 1 Sustituyendo los valores de sen a y cos a en la expresión (c), l2

+

(R - H) 2

=1 R2 R2 I 2 + (R - H ) 2 = R 2 I 2 + R 2 - 2RH + H 2 = R 2 I 2 - 2RH + H 2 = 0 2RH = I 2 + H 2 R=

I2 + H2 2H

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NOVIEMBRE 2001 Si se sustituye I por L/2, la expresión (13-1) dará

R=

L2 H + 8H 2

EJEMPLO. Determinar el radio de una arco de círculo de 18 m de luz y 3 m de flecha. Aplicando la expresión (13-2)

R=

18 2 3 + = 13,50 + 1,50 = 15m 8x 3 2

Calculemos también la inclinación de la tangente a la circunferencia en el punto C, para saber si es necesario encofrar el parámetro superior de la losa en una determinada zona de la cubierta. 1 9 sen a = = = 0,60 R 15 Construcción por puntos de una circunferencia. Sea la curva ABC de la figura 13-1 la representación del paramento inferior de una cubierta laminar y por tanto del paramento superior correspondiente del tablero de encofrado, Supongamos conocidas las alturas u ordenadas de los puntos A, B y C y vamos a determinar las correspondientes de todos los puntos situados sobre dicha curva ABC. Sea P un punto de la curva de coordenadas x e y Valores de x 0

Valores de y 0

1 10

R - R2 -

2l 10

R - R2 -

3l 10

R - R2 -

9l 2 100

4l 10

R - R2 -

4l 2 25

5l 10

R - R2 -

l2 4

6l 10

R - R2 -

9l 2 25

7l 10

R - R2 -

49 2 100

10

R - R2 -

16l 2 25

9l 10

R - R2 -

81l 2 100

8l

10l 10

l2 100 l2 25

R - R 2 - l2

Con respecto a los ejes del sistema. La ecuación de la circunferencia con centro en el origen de coordenadas y que pasa por el punto P, será

x 2 + y2 = R 2

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Donde x e y son las distancias desde los puntos de la circunferencia al eje y al x, respectivamente. Si la circunferencia pasa por el origen des sistema de coordenadas y tiene su centro situado sobre el eje y, a una distancia R del origen, la ecuación de la circunferencia vendrá dada por

x2 + z2 = R 2 Siendo z = R – y, Sustituyendo el valor de z en la expresión (e) tendremos

x 2 + (R - y) 2 = R 2

(R - y) 2 = R 2 - x 2 R - y = R 2 - x2

y = R - R 2 - x2 Esta expresión nos da las distancias desde el punto B de la figura 13-1 a cualquier punto PP de la circunferencia. Supongamos que se deseen determinar las distancias desde una línea horizontal que pase por B, a lo largo de 10 puntos igualmente separados horizontalmente sobre la curva BC. Siendo x la distancia desde el eje y al punto P e y la distancia al eje x. Para x = 0 y=0 Para x = l/10

y = R - R 2 - l 2 / 100

Para x = 2l/10

y = R - R 2 - 12 / 25

Como x pude ser negativa o positiva sin que cambie el sitio de Y, la curva es simétrica respecto al eje y. La Tabla 13-1 proporciona los valores de y correspondientes a diferentes de x. EJEMPLO. Utilizando la Tabla 13-1 determinar los valores de y en una cubierta laminar de 18 m de luz y 3 m de flecha, con radio de 15 m Para x = l/100 x = 9/10 = 0,90 m

81 = 15 - 224.19 100 = 15 - 14, 973 = 0,027m y = 15 - 225 -

Para x = 2l/10, y = 15 - 225 -

81 = 15 25

x = 1,80m 14,981 = 0,109m

En la tabla 13-2 sedan los demás valores de y. Alturas de los puntos situados sobre un arco circular. En la figura 13-2 se representa con la línea ABC el parámetro superior del tablero de una cubierta laminar circular de luz AC igual a L y flecha BF igual a H. El origen del sistema de coordenadas es B, clave del arco. Llamemos I a la semiluz, igual a L/2, y dividámosla en diez partes iguales, siendo x la distancia desde B a cualquier punto D. La distancia entre D y punto E.

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Situado sobre el tablero será igual a y. La curva es simétrica con respecto al eje y. La tabla 13-2 proporciona los valores de y correspondientes a los de x dados, expresados como fracciones de l, para la curva de 18 metros de luz, 3 m de flecha y 15 m de radio. Encofrado de las cubiertas laminares cilíndricas. Los encofrados para este tipo de cubiertas constan de un tablero y de los elementos estructurales necesarios para su sustentación, llamados cimbras, como representa la figura 13-3. El tablero suele ser de contrachapado de 5/8 o 3/4 de pulgada (1,59 ó 1,90 cm), o de madera machihembrada. El tablero apoya sobre un sistema de viguetas, normalmente tablas de 5,08 cm por lo menos de espesor, cortadas con la curvatura necesaria. Los camones pueden estar soportados directamente por los puntales, pero es preferible que lo hagan por intermedio de los largueros, como indica la figura. Bajo cada camón se coloca una fila transversal de puntales, que pueden ser de madera, prefabricados o andamios metálicos. La cimbra debe de estar convenientemente arriostrada, tanto diagonal como horizontalmente, en los planos longitudinal y transversal. Los largueros deben estar rígidamente unidos a los puntales por medio de unas bridas de cabeza y clavos como indica la figura. TABLA 13-2 VALORES DE X E Y PARA LA DETERMINACION DE ALTURAS EN UNA CUBIERTA LAMINAR CIRCULAR. (Ver fig. 13-2)

Luz Flecha Radio Distancias al centro del arco 0 l /10 2 l /10 3 l /10 4 l /10 5 l /10 6 l /10 7 l /10 8 l /10 9 l /10 l

= 18 metros = 3 metros = 15 metros

Valores de x, metros

Valores de y, metros

0 0,90 1,80 2,70 3,60 4,50 5,40 6,30 7,20 8,10 9,00

0 0,027 0,109 0,245 0,438 0,691 1,006 1,387 1,841 2,375 3,000

Los camones deben de ser lo suficientemente largos para que puedan solaparse en unos 30 cm. En los apoyos sobre los puntales sus caras inferiores deben de terminarse de manera que se garantice una superficie de apoyo total sobre los largueros. En las bases de los puntales, en ambas filas o plantas, se dispondrán una cuñas de madera para poder efectuar los necesarios ajustes de altura en las cabezas de los puntales, ajustes que se deberán de realizar con anterioridad a la colocación de los jabalcones. Una vez que el hormigón haya alcanzado la suficiente resistencia, se hace descender el tablero unos centímetros y se procede al desmontaje de los jabalcones que unen las dos filas de puntales de las bridas de unión entre cabezas de los puntales de la fila 1 con los pies de la fila 2, y, por último, de las cuñas situadas en la base de los puntales, haciéndolo primeramente, con los puntales de la fila 2. Si se prevé una nueva utilización de la cimbra trasladando longitudinalmente la estructura completa, se deberá colocar los durmientes de 5,08 por 15,24 de escuadra en posición longitudinal, en lugar de la que ocupan en la figura, para servir como elementos de deslizamiento de la estructura. Asimismo, será conveniente emplear unos durmientes más anchos, por ejemplo de 5,08 por 30, 48 cm. Si se traslada la estructura para un nuevo re-empleo, no será necesario desmontar las riostras y los jabalcones, y los pies de los puntales descansarán sobre unos tacos de madera y cuñas ya mencionados situados sobre los durmientes principales, que deberán desmontarse antes de proceder al traslado de la cimbra.

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Fig. 13-3 Encofrado y andamio de una cubierta circular

CALCULO DE LOS ENCOFRADOS Y DE LA CIMBRA DE UNA CUBIERTA LAMINAR CILINDRICA. Utilizaremos los datos de la figura 13-3 y los que se indican a continuación: Luz, 9 m Flecha, 1,5 m. Espesor de los, 10 cm Sobrecarga 250 kg/m2 Tablero de contrachapado, „3/4 de pulgada (1,90 cm) Separación entre viguetas.- El contrachapado deberá de colocarse con las fibras en dirección perpendicular a las viguetas. La tabla 11-2 indica que para una carga total de 490 kg/m2 la separación entre viguetas puede se mayor de 76 cm; pero con objeto de conseguir un curvado más exacto del contrachapado las dispondremos a 60 cm. Separación entre camones.- Supondremos que las viguetas que se van a emplear son de 5,08 por 15, 24 cm de escuadría. Con una carga de 490 kg/m2 y una separación entre viguetas de 60 cm, la tabla 11-4 nos da una luz máxima de 213 cm para los camones. Sin embargo, los colocaremos a 185 cm.

Fig. 13-4 Cargas que actúan sobre una tabla común Cálculo de los camones.- La separación horizontal de los puntales de la cimbra es de 1,5 m, y en consecuencia, los camones situados en las inmediaciones de la clave del arco tendrán también una longitud de 1,50 m, mientras que los situados en los arranques serán ligeramente mayores. Consideremos a los camones como vigas simplemente apoyadas de 1,50 m de luz sometidas a la acción de las cargas concentradas procedentes de las viguetas que apoyan sobre ellos. Con el esquema de cargas de la figura 13-4 el momento flector en el centro del vano vendrá dado por. P = 490 x 1,85 x 0,60 = 544 kg TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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R1  R2  816 kg S 

28.560  228,40 cm3 125

M = 816 x 75 – 544 x 60 = 28.560 cm/kg El momento resistente de la tabla camón será

M   S  28.560 Este momento resistente será el estrictamente necesario, y de acuerdo con la tabla 4-1 bastaría con una tabla de 5,08 por 20,32 cm de escuadría; pero con objeto de asegurar la suficiente resistencia de la escuadría 5,08 por 25,40 cm, que tiene un momento resistente de 400,5 cm2 Por medio de la expresión (13-3) podemos determinar el espesor máximo de madera que se puede aserrar para conseguir la curvatura deseada. La curva en cuestión tiene un radio de 7,50 m, expresión (13-1), y dando a x el valor de 0,75 m medidos a partir del punto medio de la tabla, el espesor y vendrá dado por

y  R 

R2  x2

 7,50 

7,502  0,752  0,038 m  3,8 cm

Por tanto, la disminución del canto de la tabla en sus extremos será de unos 3,8 cm quedando un espesor nominal de unos 16 cm, que es suficiente. Cálculo de la carga que actúa sobre los puntales.- La superficie horizontal correspondiente a cada puntal será 1,50 x 1,85 = 2,78 m2. Por tanto, la carga será P = 2,78 x 490 = 1,360 kg En realidad, esta carga será la correspondiente a los puntales interiores, puesto que debido a la inclinación de la cubierta los extremos estarán más cargados. Pero bastará con colocar unos puntales de 1,800 kg de capacidad portante. Cálculo de alturas del parámetro superior del tablero.- Calcularemos las alturas de los puntos críticos de dicha superficie superior del tablero; estos puntos estarán a las distancias de 0, 1,50, 3,00 y 4,50 m mediadas horizontalmente desde la línea central del tablero. Por medio de la expresión (13-3) podremos deducir las distancias verticales entre estos puntos y la horizontal de la clave del arco. El valor del radio es de 7,50 m;

y  R 

R2  x 2

Para x = 0

y=0

Para x = 1,50 m

y  7,50 

56,25  2,25  0.152 m

Para x = 3,00 m

y  7,50 

56,25  9,00  0.626 m

Para x = 4,50 m

y  7,50 

56,25  20,25  1,500 m

Cálculo de la inclinación del tablero en los arranques.- Es indispensable conocer la pendiente de los bordes extremos del tablero para saber si es necesario encofrar el paramento superior de la losa de cubierta en una determinada zona. Normalmente, los hormigones de bajo índice de asentamiento pueden verterse sin necesidad de encofrados hasta pendientes del orden de los 35º, pero para pendiente mayores suele ser indispensable la colocación de los oportunos encofrados. Sea (a) el ángulo que forman la tangente al tablero en los arranques y al horizontal. Refiriéndonos a la figura 131, tendremos

sen a 

l R

donde l  9

(a)

2

 4,50 m

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R = 7,50 m Sustituyendo en (a)

sen a 

4,50  0,600 7,50

a = 36º 52‟ Si el hormigón de que se dispone es de bajo asentamiento cabe la posibilidad de construir la cubierta sin precisar de encofrado superior. Cimbras para cubiertas laminares.- La figura 13-3 representa un conjunto de puntales de madera empleados como cimbra de los encofrados de una cubierta laminar. Como ya vimos en el capítulo 6, los puntales prefabricados regulables provistos de unas U para recibir los largueros reúnen diversas ventajas que los hacen más útiles que los de madera. Por medio de los puntales con tornillos de regulación se pueden ajustar fácil y exactamente las diversas alturas necesarias en el encofrado y además se facilita extraordinariamente el descenso de la cimbra para su desmontaje. El arriostramiento de los puntales prefabricados de debe de efectuar de la forma que indica la figura 13-3. En la figura 13-5 se representa un andamio tubular metálico empleado como cimbra de una cubierta laminar. Estos andamios, si están debidamente arriostrados, tanto horizontal como diagonalmente, constituyen un sistema rígido capaz de soportar grandes cargas. En los extremos superiores del entramado se deberán colocar unas cabezas en U regulables para recibir los largueros o los camones y mantenerlos a las alturas necesarias para la construcción de la cubierta. En el caso que se prevea que los encofrados, una vez descendidos y trasladados a una nueva posición, se vayan a volver a emplear, resulta muy conveniente instalar unas roldanas en los pies de los puntales sobre las que se puedan abatir los encofrados durante el transporte. Con ello se consigue un acoplamiento tal de los encofrados y las cimbras durante el transporte, que permite que el nuevo montaje se realice en relativamente poco tiempo. Empleo de cerchas como cimbras. Frecuentemente se utilizan cerchas bowstring, metálicas o de madera, a manera de cimbras de los encofrados de las cubiertas laminares cilíndricas. Para ello, los extremos de la cercha apoyan sobre unos postes de altura igual a la necesaria en el proyecto, y se instalan una viguetas de madera uniendo las cerchas sucesivas entre sí. Con este sistema se puede construir y montar el conjunto completo de encofrados y cerchas, emplearlo y proceder a su transporte y nueva utilización en muy poco tiempo. La figura 13-6 representa un sistema empleado en la construcción de unas cubiertas en bóveda laminar para un almacén de la Base de Olmsted de las Fuerzas Aéreas (l). La estructura consistía en diez láminas paralelas contiguas de 1,200 pies (366 m) de largo cada una. Para la construcción de estas cubiertas se empleó un total de treinta secciones de encofrado cada una de ellas tenía aproximadamente 40 pies (12,2 m) de ancho y 33 pies (10 m) de largo, y estaba soportada por unas cerchas de madera con los correspondientes jabalcones de esquina y pilares de altura regulable. Cada sección se utilizaba doce veces. Para el transporte de las diferentes secciones del encofrado a las sucesivas utilizaciones se empleó un carrillo móvil formado por dos perfiles laminados sustentados por medio de unos tubos verticales de acero de longitud regulable que se montaba sobre un remolque. Fig. 13-5 . Encofrado de una cubierta cilíndrica soportado por un andamio tubular (Safway Steel Products, Inc.)

Cuando iba a transportarse una sección se colocaba del carrillo bajo la cimbra y se levantaba el entramado tubular por medio de los tornillos de regulación de alturas hasta que quedaba en contacto con los cordones inferiores de las cerchas. A continuación, por medio de los tornillos de los pilares de sustentación de la cercha, se dejaba descender la cimbra hasta quedar completamente apoyada TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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sobre el carrillo, después de los cual se abatía el conjunto hasta conseguir que la cimbra se separe de la cubierta de hormigón.

Fig. 13- 6. Encofrado de una cubierta cilíndrica soportado por cerchas móviles (Construction Methods and Equipment)

Fig. 13-7. Cerchas de madera instaladas para soportar el encofrado de una cubierta cilíndrica (Construction Methods and Equipment)

Fig. 13-8. Montaje del tablero de contrachapado en una cubierta cilíndrica (Construction Methods and Equipment)

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Fig. 13-9. Encofrado de una cubierta cilíndrica en posición de transporte (Construction Methods and Equipment)

Una vez realizadas estas operaciones se procedía al transporte de la cimbra a su nueva posición. En la construcción de las bóvedas laminares de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Nueva York se emplearon unas cerchas móviles como elemento de sustentación de los encofrados (2). Fig. 13-10 Poste de altura variable abatido para permitir el transporte del encofrado a una nueva posición (Construction Methods and Equipment)

Cada elemento o sección de encofrado tenía 54 pies (16,5 cm) de ancho y 57 pies (17,40 m) de largo. Se emplearon un total de siete cerchas bawstring de madera con sus correspondientes viguetas y tablero de contrachapado para la construcción de cada sección. Cada cercha estaba soportada por dos pilares regulables con un recorrido de altura de unos 9 pies (2,70 m) que permitía que la clave del arco descendiera lo suficiente para poder pasar bajo los tirantes horizontales de unión de los pilares de hormigón de la estructura. En la figura 13-7 se representan las siete cerchas necesarias para cada sección de encofrado dispuestas para la colocación de las viguetas y el tablero. La figura 13-8 muestra las viguetas de 5,08 por 25,40 cm instaladas entre las cerchas sucesivas y los tableros de contrachapado de 5/8 de pulgada (1,59 cm) en fase de colocación. La separación máxima entre las cerchas era de unos 12 pies (3,66 m). La losa de hormigón de la cubierta tenía un espesor de 4 pulg. (10,16 cm) con una flecha de 8 pies 6 pulgadas (2,59 m). En la figura 13-9 se muestran dos secciones de encofrado en posición de transporte, y por último, en la figura 13-10 se representa un extremo de las cerchas apoyando sobre los pilares telescópicos de madera. Los pies de los pilares descansan sobre unos raíles horizontales de madera, a lo largo de los cuales se deslizan para colocarse en una nueva posición.

BIBLIOGRAFIA 1. Mobile Carrier Moves Arch Forms Economically, Construction Methods and Equipment, vol. 42, p. 120, octubre 1960. 2. Elevating Barrel Arch Forms Move on Wooden Rails, Construction Methods and Equipment, vol. 42, págs. 92-96, diciembre 1960.

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CAPITULO 14 ENCOFRADOS PARA HORMIGON ORNAMENTAL Encofrados para hormigón ornamental y hormigón estructural. Las principales cualidades que deben de tener los encofrados de los elementos estructurales de hormigón, en los que el aspecto de su superficie no es de primordial importancia, son la resistencia, la rigidez y la economía. Con este tipo de encofrados se puede permitir cierta libertad en la elección de los materiales, así como una menor calidad de la mano de obra necesaria para la construcción y montaje que la que se exige generalmente en el hormigón ornamental. El hormigón ornamental difiere del estructural en que la apariencia de las superficies vistas puede tener mayor importancia, incluso, que su resistencia. Las propiedades del hormigón fresco permiten obtener cualquier forma, por complicada que sea, con tal de disponer del molde adecuado, así como una terminación de sus superficies totalmente lisa o rugosa, según se desee. La apariencia de las grandes superficies de hormigón, la mayor parte de las veces excesivamente monótonas, pueden, mejorar extraordinariamente con el empleo de paneles con ranuras o relieves, labrados toscamente, con decorados o con cualquier tipo de dibujos. Con los moldes metálicos se pueden conseguir superficies completamente lisas, mientras que con la madera basta de anchos y grosores elegidos al azar, en las que las fibras han sido realzadas sumergiéndolas en agua o amoníaco, se pueden obtener superficies rugosas que convenientemente empleadas resultan bastante atractivas. Asimismo, utilizando encofrados de madera cepillada y moldes de yeso se pueden hormigonar superficies con gran variedad de detalles complicados. Puesto que la calidad del acabado del hormigón depende de la de los encofrados será indispensable elegir con esmero los materiales a utilizar. Asimismo, si se quieren obtener resultados con un grado de perfección adecuado se necesitarán artesanos de gran destreza manual. Elección de la madera adecuada. La elección de la madera a emplear depende de la terminación y acabado de las superficies de hormigón, existiendo en el comercio gran variedad de tipos, dimensiones y calidades de maderas aptas para la construcción de encofrados de carácter ornamental. Si se desean obtener superficies lisas deberán emplearse tablas D y M para los entablados, por ejemplo tarima machihembrada o simples tablas machihembradas en el centro del canto. El machihembrado asegura mejores alineaciones y acoplamiento de las tablas contiguas que la que se puede conseguir con las tablas de bordes rectos. La tablas de pequeño ancho, como los entarimados de 2,54 por 10,16 cm, o las machihembradas en el centro del canto de 2,54 por 15,24 cm, son menos sensibles al alabeo que las de anchos mayores. Las maderas desecadas con anterioridad a su empleo son menos propensas a las mermas de ancho una vez instaladas, con lo que se eliminan o disminuyen las marcas de las juntas entre tablas sobre la superficie del hormigón. Fig. 14-1A Aspecto de la superficie obtenida con el empleo de maderas bastas (PCA)

Aunque se revistan los entablados con contrachapados de pequeño espesor o con planchas de Presdwood (l), los efectos de las variaciones de espesor, del grado de rugosidad o de las juntas entre tablas, pueden transmitirse a través del revestimiento y aparecer en la superficie del hormigón. Las superficies de aspecto rugoso pueden conseguirse empleando maderas bastas. La figura 14-1 A muestra el efecto obtenido usando tablas de anchos y espesores elegidos al azar. Para acentuar el efecto de las fibras se pueden tratar las maderas química o mecánicamente, por ejemplo con chorro de arena. En general, a menos que se deseen obtener ciertos efectos especiales, las maderas utilizadas en los encofrados construidos en taller o en fábrica deben estar relativamente libres de fibras excesivamente TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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pronunciadas, ser blandas, de fácil cepillado y bien curadas. Las maderas más idóneas para esta utilización suelen ser las de pino, entre las que citaremos el blanco del Norte (Pinus Strobus), el blanco de Idaho (Pinus montícola), el pino azúcar (Pinus lambertiana), el ponderosa y el de Noruega (Pinus ponderosa y Pinus resinosa) y, por último, el abeto o picea oriental. Revestimientos de los encofrados.- En el caso de que no se puedan conseguir superficies suficientemente lisas con los encofrados de tablas se suelen emplear encofrados revestidos. Los revestimientos más corrientes son la madera contrachapada y el Presdwood (1), en espesores relativamente delgados, del orden de 1/8 ó 1/4 de pulgada (0,32 ó 0,63 cm). Sin embargo, los revestimientos de pequeño espesor no impiden la aparición en la superficie del hormigón de las imperfecciones del entablado si éste está formado por maderas de baja calidad. También aparecen imperfecciones en forma de ondas en el hormigón, cuando las tablas que constituyen el respaldo de apoyo del entablado se han montado dejando espacios huecos entre tablas contiguas. Madera contrachapada. Las propiedades de la madera contrachapada se vieron anteriormente en el Capítulo 4. Generalmente, en los encofrados solo se emplea el tipo para exteriores, compuesto por un conjunto de hojas o capas unidas mediante una cola impermeable. Se fabrican con gran variedad de espesores, desde 1/4 a 3/4 de pulgada (0,63 a 1,90 cm) e incluso más en algunas factorias, con incremento sucesivos de 1/16 de pulgada (0,16 cm). Las planchas de pequeño espesor suelen usarse 1 como revestimientos de encofrados o en superficies curvas, mientras que a partir de /2 pulgada (1,27 cm) se pueden emplear directamente sin necesidad de respaldo o refuerzo de apoyo. Los contrachapados se fabrican con tres o más capas de exceso, con las fibras de las capas adyacentes en ángulo recto, por lo que generalmente no sufren cambios de dimensiones ni alabeos y exfoliaciones. Para aprovechar al máximo su resistencia se deberán colocar con las fibras en dirección perpendicular a los apoyos. Los contrachapados en los que los tratamientos a base de aceites, barnices o plásticos se realizan en fábrica suelen dar mejores resultados que aquellos en los que los tratamientos se aplican directamente en obra. No obstante, los contrachapados tratados en fábrica deben ser aceitados entre usos sucesivos para impedir el levantamiento de las fibras y un agrietamiento excesivo, así como asegurar que no se adhieran a la superficie del hormigón. Presdwood (l). este material, cuyas propiedades vimos en el Capítulo 4, se emplea frecuentemente para revestir los encofrados de caracter ornamental, en los que se desean obtener superficies lisas completamente libres de las marcas de las fibras. Con este objeto, solamente se usarán aquellas tablas especialmente preparadas mediante un tratamiento que disminuya la absorción. La colocación de las planchas debe de realizarse clavando las adyacentes a las mismas tablas de refuerzo, de forma que se impida la aparición de ligeros resaltos o salientes que acentúen aún más la presencia de las juntas. Los clavos que normalmente se utilizan son los de calibre 3d pavonados o cualesquiera otros que tengan cabeza plana y fuste de pequeño diámetro. Fig- 14-1 B. Aspecto de la superficie obtenida empleando un encofrado revestido de goma (PCA) Las juntas entre las planchas contiguas pueden rellenarse con yeso, masilla al agua fría, o con una mezcla a partes iguales de sebo de buey y cemento portland, para eliminar o al menos reducir las marcas del encofrado. Un ligero lijado con papel del número 0 dejará la junta lisa y prácticamente invisible Los agujeros de los tirantes del encofrado deberán taladrarse en la cara lateral (paramento liso del Preswood), mediante una barrena apropiada para impedir el desgarramiento del material. La superficie del Preswood deberá de aceitarse antes de cada empleo, así como estar completamente húmeda desde varias horas antes. Revestimientos de goma. Los encofrados con revestimientos de goma producen superficies de aspecto bastante atractivo y se emplean con cierta frecuencia. En la figura 14-1B se representa una superficie obtenida con este tipo de revestimiento. Humedecimiento y aceitado de los encofrados. Los encofrados de madera que han de estar en contacto con el hormigón deben de mojarse completamente con agua por lo menos desde unas doce TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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horas antes del hormigonado. De esta forma, las juntas de los entablados y tableros tienden a cerrarse, se impide la absorción del agua del hormigón y se facilita sobremanera el desencofrado. Los materiales del tipo del Preswood o del contrachapado deben de aceitarse o barnizarse antes de cada empleo, evitando en todo caso un exceso de aceite. Clavos. La mayoría de los encofrados de madera se unen y solidarizan mediante clavos. Los elementos estructurales se unen con el número suficiente de clavos de dimensiones tales que garanticen la resistencia apropiada. Los clavos mas corrientemente empleados son los ordinarios o comunes. Sin embargo, en las uniones de las costillas el entablado, en las de los revestimientos de contrachapado o Preswood y en las de los moldes de madera a los entablados, se acostumbra a emplear tuercas y clavos de vástago de pequeño diámetro que permiten un desencofrado fácil, un mínimo deterioro de la madera y un ahorro en el coste de dicho desencofrado. Tirantes. En el Capítulo 9 vimos los diversos tipos de tirantes que se suelen utilizar en los encofrados, pero muchos de ellos no son apropiados cuando se trata de hormigón ornamental. En este caso es preceptiva la extracción de los tirantes de la masa del hormigón, o en el mejor de los casos que la parte que ha de quedar embebida en el interior del hormigón diste del orden de 1 1/2 a 2 pulgadas (3,81 a 5,08 cm) de su superficie. Asimismo, suele haber normas sobre las dimensiones de los agujeros dejados en el hormigón por la extracción de los tirantes. El empleo de elementos cónicos o de arandelas planas unidos a los tirantes para que sirvan como codales suele estar prohibido, debido a las huellas que dejan en los paramentos del hormigón. En la figura 14-2 se representan los tipos de tirantes que se utilizan normalmente en los encofrados de carácter ornamental. El tirante de la figura 14-2 (a) consiste en una barra lisa provista de unas abrazaderas que deslizan sobre ella apoyando sobre las carreras. Cada abrazadera está dotada de un juego de tornillos que al roscarse sujetan la barra y la mantienen en posición. Una vez que se han desmontado los encofrados, se cortan los extremos de las barras y se extraen del interior del muro. Con este tipo de tirantes es necesario emplear codales. La figura 14-2 (b) representa un tirante consistente en una barra roscada en ambos extremos, provista de dos tuercas y de dos arandelas cuadradas metálicas que apoyan contra las carreras y garantizan la tracción necesaria en el tirante. Estas barras se extraen del muro una vez realizado el desencofrado. Estos tirantes necesitan codales para su empleo. Fig. 14-2 Tipos de características de tirantes de encofrado. La figura 14-2 (c) nos muestra un tirante tipo dentado, muy apropiado para utilizarlo en el hormigón de caracter ornamental, siempre que esté fabricado de manera que se garantice que la rotura de la barra ha de ocurrir a la profundidad necesaria en la masa del hormigón. Los ensanchamientos de los extremos de estos tirantes obligan a realizar unos agujeros en el entablado de diámetro mayor que el del tirante, debiendo taparse estos agujeros para evitar las pérdidas de mortero. Se necesitan codales con estos tirantes. El tirante de la figura 14-2 (d) consiste en dos partes o elementos roscados unidos por unas varillas, quedando este conjunto TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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embebido en el hormigón, y dos tirafondos que atornillan en dichos elementos roscados. Los extremos de los tirafondos apoyan por medio de unas arandelas metálicas cuadradas sobre las carreras. Necesitan codales. La figura 14-2 (e) representa un tirante que consta de una barra roscada en cada extremo y de dos barras externas provistas de rosca interior donde se atornilla la primera. Las barras externas apoyan en las superficies exteriores del entablado actuando a manera de codales. Los clavos introducidos en los orificios de las barras externas de clavan en las costillas, completando así la acción del acodalado. La barra interior se extrae del interior del muro una vez realizado el desencofrado. Este tipo de tirantes debe instalarse en la proximidad de las costillas. Una vez que los tirantes se han extraído o se han partido se procede a tapar los agujeros que han dejado en los paramentos con mortero. Si esta operación se realiza correctamente, las partes saneadas quedan completamente invisibles. La extracción de los tirantes debe efectuarse por el paramento o superficie que no vaya a quedar a la vista, de esta forma cualquier desconchado o rotura del hormigón contiguo a los agujeros no afectará el aspecto de las superficies vistas. Detalles de los encofrados. Las características del hormigón ornamental obligan frecuentemente al constructor a someter al ingeniero o al arquitecto dibujos a escala grande para su aprobación, detallando el encofrado que piensa utilizar en el hormigonado de los diferentes elementos. Aparte de estos detalles necesarios para la construcción, también es muy conveniente disponer de planos completos en todo lo referente a cotas, alzados, secciones y detalles, para que los carpinteros u obreros de las fábricas los utilicen en la construcción y acoplamiento de las diferentes partes del encofrado. Fig 14-3. Detalles de encofrados para obtener dibujos sobre el hormigón de carácter ornamental (PCA)

Estos planos deben de disponer de las cotas exactas y de las características de todas las formas que tienen que aparecer en o sobre el hormigón. La figura 14-3 nos muestra un conjunto de planos de detalles para el encofrado de un friso de edificio en hormigón. La figura 14-4 representa una sección transversal horizontal de un detalle del encofrado de un muro de un edificio; dicha figura comprende desde la entrada, a la izquierda de la TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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figura 14-4 (a) a la esquina, a la derecha de la figura 14-4 (b). En los planos finales deben indicarse las dimensiones exactas, formas y situación de todos los diferentes elementos del encofrado. Juntas de construcción. En general todas las estructuras de hormigón, exceptuando aquellas de pequeñas dimensiones o muy simples, requieren juntas de construcción que cumplen diferentes misiones. El hormigón, durante el proceso del fraguado, sufre retracciones que producen generalmente tensiones de tracción. Si estas tensiones son excesivas y no se toma ninguna precaución para disminuirlas, es probable que aparezcan fisuras en el hormigón. Estas fisuras son antiestéticas y difíciles de sanear satisfactoriamente, especialmente cuando aparecen en las superficies de carácter ornamental. Como los encofrados de los elementos decorativos de hormigón contienen frecuentemente moldes y formas para conseguir diferentes adornos, el exceso de tensiones o movimientos resultantes de la retracción del fraguado puede deteriorar o destruir dichos adornos. Estas tensiones y movimientos relativos pueden reducirse colocando las oportunas juntas de construcción debidamente espaciadas. Por ejemplo, si se hormigonan conjuntamente el parteluz y el dintel de una ventana, es probable que la retracción del hormigón del parteluz origine fisuras que aparecerán en los extremos de dicho elemento. Por esta razón, es una buena práctica constructiva el dejar una junta horizontal debajo del dintel de la ventana. Otra razón para utilizar las juntas de construcción es que el hormigonado se suele realizar por etapas en la mayoría de las estructuras. Corrientemente, la posición de las juntas de construcción viene indicada por los arquitectos o los ingenieros al hacer el proyecto de la estructura teniendo en cuenta la apariencia estética y los volúmenes de hormigón necesarios entre juntas. Como la apariencia de los paramentos de hormigón es de gran importancia, la posición de las juntas debe elegirse cuidadosamente disponiéndolas de forma que queden disimuladas. Las juntas horizontales deben de colocarse a lo largo de los umbrales o los dinteles de las ventanas, o bien coincidiendo con los entrantes de la superficie que se extienden alrededor de la estructura. Las juntas de construcción verticales se colocarán a lo largo de los bordes de los pilares o de otras intersecciones de superficies verticales. La figura 14-5 muestra un edificio con una disposición correcta de las juntas de construcción. Fig. 14-4. Detalles de encofrados para hormigón ornamental (PCA)

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Fig 14-5 Disposición de las juntas de construcción en un edificio (PCA) Orden de colocación de los encofrados de un edificio. El orden de colocación de los encofrados de los edificios, debe de programarse antes de efectuar el pedido de materiales y de construir dichos encofrados. Los materiales que vayan a emplearse en primer lugar deberán pedirse, asimismo, primeramente, pudiendo a continuación trasladarse a la zona asignada para almacenamiento y construcción de encofrados. La programación de los trabajos dependerá en gran parte del tipo de edificio a construir. Existen tres sistemas generales de colocación de los encofrados de los edificios con carácter ornamental. Sistema 1.- en edificios de una o dos plantas, y en las inferiores de los de varias plantas, que normalmente suelen estar más decoradas, se puede seguir el procedimiento siguiente: 1. Se colocan los encofrados de los muros exteriores y se alinean correctamente. 2. Se colocan los encofrados de los muros interiores y los de los forjados. 3. Se procede a alinear todos los encofrados, a atirantar las riostras y a fijar todos los elementos componentes de los encofrados. Sistema 2.- En los edificios formados principalmente por pilares y vigas, en los que se suelen emplear paneles de encofrado prefabricados que pueden manejarse convenientemente desde la cubierta, se pueden seguir el orden de operaciones siguiente: 1. Se colocan los encofrados de los muros interiores y de los forjados. 2. Se colocan los encofrados de los muros exteriores. 3. Se procede a alinear correctamente todos los encofrados, a atirantar las riostras y a fijar los diversos elementos componentes. Sistema 3.- En edificios altos con muchos detalles decorativos en los que se necesita emplear un gran número de moldes perdidos, moldes prefabricados en taller y otros elementos especiales, puede utilizarse el sistema siguiente: 1. Se colocan los encofrados de los forjados. 2. Se colocan los encofrados de los muros exteriores y se alinean aproximadamente 3. Se repasan los encofrados exteriores, rellenando si fuera necesario las juntas excesivamente abiertas con yeso o moldes de madera. 4. Se colocan los encofrados de los muros interiores 5. Se procede a alinear correctamente todos los encofrados, a atirantar las riostras y a fijar los diversos elementos componentes.

Orden a seguir en el desencofrado. Al mismo tiempo que se preparan los diferentes detalles necesarios para la construcción de los encofrados se deben de estudiar las operaciones a efectuar para desmontarlos. Salvo que se tenga un especial cuidado en su construcción y colocación, puede ocurrir que al proceder al desencofrado sea inevitable dañar parcial o totalmente algunos paneles o elementos. Como muchos de estos paneles han de volver a emplearse, resulta de capital importancia montarlos de forma que se puedan desencofrar posteriormente sin dañarlos. Aquellas partes o paneles que se colocan en primer lugar no deberán, por tanto, situarse detrás de aquellos que se vayan a desencofrar con posterioridad. A las uniones de estos elementos deben de realizarse por medio de clavos de doble cabeza, de forma que se puedan desmontar fácilmente. Molde de madera. Estos moldes se emplean frecuentemente para construir elementos ornamentales de cornisas, hiladas salientes, vierte-aguas, pilares y otros detalles arquitectónicos. Estos moldes se adaptan especialmente a aquellos adornos o elementos decorativos que se puedan construir mediante moldes normalizados o prefabricados en taller o en fábrica. El encofrado completo consta entonces de diversas partes o piezas que se acoplan para obtener el perfil o dibujo deseado, como se indica en la figura 14-6. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Se puede ahorrar bastante tiempo en la colocación y retirada de los encofrados de los detalles compuestos por varias piezas si se tornean los diferentes elementos de sostén de los moldes, en el taller o en la fábrica, con ayuda de plantillas que garanticen el perfil correcto del detalle en cuestión. La sección representada en la figura 14-6 aclarará este punto. Las costillas del encofrado del muro quedarán cortadas a lo largo de la línea X-X, y los elementos de sostén A, B y C, previamente construidos en el taller, se dan rígidamente a dichas costillas. Las carreras en contacto con la pieza A, y la mitad inferior de la carrera en contacto con C, se colocan apoyadas contra dichas piezas, que están espaciadas unos 40 cm para mantenerlas en su posición exacta. A continuación se colocan las piezas del molde de la cornisa, entre las que distinguiremos las 1, 2, 3 y 4, moldeadas y prefabricadas, y las de relleno restante que se suelen cortar de la madera existente en la obra. A pesar de que la madera se engrasa cuidadosamente antes de emplearla en los encofrados, en presencia de la humedad tiene tendencia a hincharse, particularidad que deberá tenerse en cuenta al elegir los tipos, dimensiones y disposición de los diferentes elementos que componen el molde de madera. Como los moldes de anchura y espesor relativamente grandes sufren en espesor, producirán daños mayores en los detalles arquitectónicos. Así pues, resultarán más convenientes los moldes cuanto más estrechos y delgados sean, con tal de que garanticen la suficiente resistencia. El peligro del hinchamiento de los moldes, y en consecuencia de los daños al hormigón, puede disminuirse haciendo unas muescas longitudinales con la sierra en los paramentos posteriores de las diferentes piezas, como indica la figura 14-6. Los entrantes de las superficies de hormigón, realizados por medio de estrechas tiras de madera a manera de moldes, deben de achaflanarse de forma que el ancho mayor corresponda con la superficie y el menos con el fondo, pues en caso contrario, para desencofrar es necesario cortar primero las tablillas con ayuda de una gubia o cualquiera otra herramienta similar, pudiendo dañarse la superficie del hormigón. Aún en el caso de que las tiras de madera estén debidamente biseladas, es una buena práctica constructiva el efectuar las muescas longitudinales descritas anteriormente a lo largo de su parte posterior para facilitar el desencofrado. Fig. 14-6 Acoplamiento de moldes de madera (PCA)

Frecuentemente es necesario dejar determinadas piezas de los moldes sobre el hormigón durante varios días después del desencofrado, para permitir que se efectúe el secado y la retracción y poder desmontar dichas piezas sin peligro de perjudicar al hormigón. En estos casos, aquellas piezas o moldes completos que han de quedar sobre el hormigón deben clavarse, utilizando pequeños clavos, a los refuerzos de madera de apoyo de los moldes. Moldes perdidos de yeso. En los casos donde debido a la complicación y complejidad de los detalles arquitectónicos a construir no se pueden emplear los moldes de madera, se utilizan los de yeso. Estos moldes se denominan perdidos, ya que generalmente se destruyen al desmontarlos. Los moldes perdidos se construyen con yeso de vaciar, conteniendo fibra de yute, y se refuerzan para impedir posibles roturas durante su manipulación y colocación. El molde se construye haciendo primeramente un modelo a tamaño natural del detalle o elemento arquitectónico, en madera, yeso o cualquier otro material que se preste a ello. A continuación, usando este modelo como patrón, se moldea en yeso el molde perdido. Si este molde resulta excesivamente pesado y difícil de manejar, puede dividirse en dos o más partes. La parte posterior de los moldes debe de tener la forma apropiada para poder sujetarlos y fijarlos a los elementos del encofrado, es decir a los entablados,

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costillas, carreras, o tacos de sujeción. En la figura 14-7 A se muestra un acoplamiento de encofrados compuesto por moldes perdidos y refuerzos de sustentación de madera. La unión de los moldes a los elementos estructurales del encofrado se realiza en muchos casos por medio de clavos introducidos en la madera a través del yeso. Las cabezas de estos clavos quedan embebidas en su interior y se rellenan los agujeros con unos parches también de yeso. Si el espesor del molde es demasiado grande para los clavos, se taladran unos agujeros a través del yeso, por donde posteriormente se colocan unos alambres de sujeción que quedan embebidos en su interior, devolviendo al molde su forma original cubriendo dichos agujeros con un tendido de yeso. Normalmente, para desmontar el molde, es preciso destruirlo, operación que se acostumbra a realizar por medio de cortafríos o cinceles. Resulta muy conveniente colorear la última capa de yeso en contacto con el hormigón, para que durante el raspado final sirva como señal impidiendo que se corte o dañe la superficie del hormigón. Para impedir que el yeso se adhiera al hormigón, se debe pintar la superficie de contacto del molde con goma laca previamente al vertido del hormigón. Las señales de las juntas o de las uniones de las diferentes partes de los moldes compuestos se deberán lijar suavemente y tratar con goma laca. Asimismo, deberá darse una ligera capa de grasa a todas las superficies de contacto de los moldes, cuidando que esta capa no tenga un espesor excesivo, en cuyo caso se debe intentar reducir con keroseno. Todo residuo de grasa debe ser limpiado.

Fig. 14-7 A. Molde de plástico y su resultado (PCA) Moldes de plástico. En los últimos años los fabricantes de productos plásticos han perfeccionado diversos sistemas de construcción de moldes para el encofrado del hormigón ornamental. Estos moldes se unen al paramento de los entablados como si fueran revestimientos y tienen unas TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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dimensiones que varían desde 1 pie cuadrado (0,0929 m2) hasta unos 4 por 7 pies (1,22 por 2,13 m). Los moldes de dimensiones superiores a las comerciales se obtienen colocando planchas contiguas a tope hasta conseguir las medidas que se necesiten. Estos tipos de revestimientos son ligeros, fáciles de manejar, inoxidables, resistentes a la abolladura y suficientemente fuertes para soportar el peso y la presión del hormigón sin deformarse. El acabado liso de su superficie, acompañado de la flexibilidad del material, permiten su fácil separación de los paramentos de hormigón ya fraguado.

Fig. 14-7b. Molde de plástico y su resultado (PCA)

Fig 14-8. Superficie acanalada conseguida con chapa metálica ondulada (PCA) El coste por empleo resulta francamente asequible, ya que teniendo un cuidado razonable en su manejo pueden llegar a utilizarse más de diez veces. El hormigón que se vaya a emplear con estos moldes debe de tener un aditivo aireante para aumentar su docilidad, y se vibrará internamente para expulsar las burbujas de aire y asegurar un contacto total entre el hormigón y la superficie de los moldes. Los moldes se dejan colocados en obra de cuarenta y ocho a sesenta y dos horas. En la figura 14-7B puede verse un molde de plástico y el resultado con él obtenido. Moldes metálicos. Los encofrados y los moldes metálicos se emplean con alguna frecuencia en el hormigón de carácter ornamental. Como el hierro galvanizado tiende a adherirse al hormigón, los moldes se construirán con hierro negro, engrasando ligeramente las superficies de contacto. Para formar estrías sobre las superficies de los pilares, pilas y vigas, se pueden usar, como indica la figura 14-8, chapas onduladas, en las que las juntas entre elementos adyacentes se resuelven colocándolas a tope, sin solapes, para eliminar, o al menos reducir, las huellas de dichas juntas. Las figuras 14-9 (a) y (b) muestran unos ejemplos de encofrados metálicos de unos detalles arquitectónicos. Las chapas se sustentan por medio de unos tacos de madera o unos collares TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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cortados con la curvatura del elemento a construir y espaciados alrededor de unos 30 cm, según sea el espesor de las chapas empleadas. Encofrado de esquinas redondeadas. La figura 14-10 representa el sistema de colocación de los encofrados de madera para una esquina circular. Si se prevé un número de usos suficientemente grande como para justificar el coste inicial más elevado de los encofrados metálicos, debe tenerse en cuenta la posibilidad de su empleo, instalándolos como es normal como camones de madera separados a unos 30 cm y unos refuerzos metálicos en sus superficies posteriores, para impedir las deformaciones. La figura 14-11 representa la colocación de unos encofrados de madera para un rincón también circular. Fig 14-9. Superficies circulares obtenidas con encofrados metálicos (PCA)

Fig 14-10. Superficies circulares obtenidas con encofrados de madera (PCA)

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Fig 14-11. Superficie circular conseguida con encofrados de madera (PCA) Fig 14-12. Encofrado de verteaguas (PCA)

Encofrado de vierteaguas. La figura 14-12 representa varios encofrados de vierteaguas. Obsérvese

que las tiras de madera en la figura 14-12(a) para formar entrantes en el hormigón están biseladas y cortadas a lo largo de su superficie exterior, para reducir las posibles deformaciones y facilitar se desencofrado. A causa del perfil en sesgo de la superficie del hormigón que representa la figura 14-12 (c), será más conveniente en este caso un molde perdido de yeso que uno de madera, ya que estará exento de hinchamiento y mermas. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Encofrado de pilas y pilares. Los pilares frecuentemente se adornan con estrías o acanaladuras para mejorar su aspecto. La figura 14-13 representa algunos de los tipos de encofrados que suelen emplearse para conseguir estas estrías. La figura 14-8 muestra la utilización de chapas onduladas. Fig 14-13 Encofrados para ornamentación de pilares (PCA)

Encofrado de esquinas y rincones. En la figura 14-14 se representan dos tipos de encofrado de esquinas de edificios. Encofrado de dinteles. Los dinteles ofrecen una gran posibilidad de empleo de diferentes tipos de adornos, variando desde las simples estrías hasta dibujos mucho más complicados, como indica la figura 14-15. Encofrado de dinteles de ventanas. La figura 14-16 muestra varios ejemplos del moldeado de los adornos de los dinteles de ventanas. Encofrado de jambas de ventanas. En la figura 14-17 se representan unos encofrados para estos elementos. Fig 14-14. Encofrados para conseguir dibujos especiales en las esquinas (PCA)

Encofrado de antepechos de ventanas. La figura muestra encofrados los antepechos de ventanas. Encofrados para huecos de puertas. figura 14-19 se representa el encofrado de un dintel puerta.

14-18 para

En

la

de

Fig 14-15. Encofrados para ornamentación de vigas (PCA)

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Fig 14-16. Encofrados para conseguir dibujos en dinteles de ventanas (PCA)

Fig 14-17. Encofrados para jambas de ventanas (PCA)

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Fig 14-18. Encofrados para antepechos de ventanas (PCA)

En la figura 14-20 se muestra el encofrado de unos detalles de los muros inmediatos al hueco de una puerta. Por último, la figura 14-21 muestra un abocinamiento ondulado de una puerta. Fig 14-19. Encofrados para conseguir dibujos decorativos sobre los huecos de las puertas. (PCA)

Fig 14-20 Encofrados de detalles de muros en los huecos de las puertas (PCA)

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Encofrados para pretiles. En la figura 14-22 pueden verse diversos tipos de encofrados de pretiles. Los encofrados de las superficies externas de los muros se construyen con los adornos y detalles arquitectónicos que se deseen, mientras que los de las superficies interiores se sustenten por medio de unas tablas de 2,54 por 10,16 cm de cuadría afiladas en sus extremos inferiores y que apoyan sobre el tablero de la losa. Fig 14-21 Encofrado de un abodinamiento en un portal (PCA)

Estas piezas de madera se desmontan antes de que el hormigón de la losa se endurezca excesivamente, y se rellenan con mortero los agujeros que han quedado en su superficie En los encofrados de las superficies interiores se deben hacer unas ranuras para recibir los cubrejuntas de impermeabilización de la cubierta. En el comercio existen numerosos tipos de tiras o bandas para este objeto.

Fig. 14-22 Encofrados de pretiles (PCA)

BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3.

Masonite Corporation, 1111 West Washington St., Chicago 2, Illinois “Forms for Architectural Concrete”, Portland Cement Association, 33 West Grand Ave., Chicago 10, Illinois. “Architectural Concrete for Small Buildings”, Portland Cement Association, 33 West Grand Ave., Chicago 10, Illinois.

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CAPITULO 15 ENCOFRADOS DESLIZANTES Los encofrados deslizantes se emplean generalmente en las estructuras de hormigón de los tipos siguientes: 1. Silos monocelulares. 2. Silos multicelulares 3. Edificios 4. Soportes 5. Torres 6. Depósitos de agua 7. Pozos verticales de túneles y minas 8. Pozos verticales de bases de lanzamiento de cohetes. 9. Chimeneas Todas estas estructuras son verticales y se caracterizan porque en las mayoría de ellas se necesita construir muros en los que el hormigón ha de quedar comprendido entre dos superficies próximas para los que resulta muy apropiado el empleo de los encofrados deslizantes. Sin embargo, los soportes o ciertas zonas de ellos se acostumbra a construirlos macizos, necesitando en consecuencia encofrados que solamente tengan superficies exteriores. Asimismo, los revestimientos de hormigón de los pozos se construyen generalmente utilizando las tierras o las rocas como superficie exterior de encofrado, necesitándose solamente encofrar la superficie interior del revestimiento. Los encofrados. Los encofrados constan de las partes siguientes: 1. Entablado 2. Carreras o camones 3. Marcos 4. Plataformas de trabajo (una o varias) 5. Andamios suspendidos 6. Gatos. Los elementos esenciales de un encofrado deslizante pueden verse en la figura 15-1, que representa una sección transversal de un muro en construcción. Este encofrado se mueve verticalmente por medio de un gato hidráulico de la casa B. H. Heede, Inc. (1) Entablado. En las estructuras que dispongan de muros con dos parámetros vistos se necesitarán dos juegos de entablados. Suelen construirse con maderas D y M, empleando generalmente tablas de 2,54 por 10,16 cm ó 2,54 por 15,24 cm de escuadría colocadas verticalmente; también se pueden utilizar madera contrachapada de 3/4 de pulgada (1,90 cm) de espesor con las fibras de dirección vertical, o chapas metálicas. El acero tiene mayor duración y menor rozamiento con el hormigón que las tablas de madera o el contrachapado. Las alturas del entablado varían desde 1 a 1,50 metros, empleándose corrientemente el de 1,20 m . Las caras opuestas del entablado deberán ser del orden de unos 6 cm más anchas en su parte inferior para reducir la posibilidad de que el hormigón se adhiera a los encofrados. Fig 15-1 Partes principales de un encofrado deslizante (B.M. Heede, Inc) Carreras o camones. Como indica la figura 15-1, el entablado se mantiene en alineación por medio de dos filas de carreras situadas a cada lado del muro.. En las estructuras que disponen de superficies planas como los edificios y los soportes, las carreras suelen ser tablas de 10,16 por 15,24 cm ó 10,16 por TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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20,32 cm de escuadría. Sin embargo, cuando las superficies a encofrar son curvas, como en los silos, las carreras suelen estar constituidas por dos o tres tablas de 5,08 por 15,24 ó 5,08 por 20,32 cm de escuadría cortados con la curvatura necesaria. Las juntas extremas entre las tablas de los camones se colocarán alternadas. Con los encofrados metálicos se emplean generalmente carreras también metálicas. Las carreras cumplen principalmente las misiones siguientes: 1. Soportan y mantienen el entablado en posición 2. Sustentan las plataformas de trabajo 3. Sustentan los andamios suspendidos. 4. Transmiten las fuerzas debidas a la ascensión desde los marcos al conjunto del encofrado. Marcos. Los marcos están constituidos por un elemento transversal horizontal (marco propiamente dicho) unido al gato de alzamiento, y un montante por cada conjunto de entablado y carreras. El extremo superior del montante por cada conjunto de entablado y carreras. El extremo superior del montante se une, como indica la figura 15-1, al marco, mientras que el inferior lo hace a la carrera más baja. Los marcos cumplen con dos misiones. Transmiten las fuerzas debidas a la ascensión del encofrado desde los gatos a las carreras, y como no pueden emplearse tirantes para mantener la separación entre los entablados, se encomienda esta misión a los montantes del marco. Plataforma de trabajo. Generalmente se construye con un tablero de contrachapado de 3/4 de pulgada (1,90 cm) o de tablas de 2,54 cm de espesor, sustentado por viguetas. Las viguetas suelen estar simplemente apoyadas sobre las carreras, y, en el caso de que los vanos sean excesivamente grandes, se colocan unos soportes intermedios formados por entramados de madera o de acero, o bien por medio de perfiles metálicos apoyados en las carreras. Véase la figura 15-2 Fig. 15-2 Elementos estructurales de un encofrado deslizante (B.M. Heede, Inc) Si la estructura termina con una cubierta o cúpula de hormigón puede utilizarse la plataforma de trabajo como encofrado para la construcción de estos elementos, para lo cual se clavan, a través del entablado en el hormigón, unos piquetes de acero debajo de las carreras y a continuación se desmontan los marcos.

Fig 15-3 Detalles de la plataforma de trabajo y del andamio de los encofrados deslizante TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Andamios suspendidos Los andamios suspendidos de los encofrados permiten que los operarios tengan acceso a los paramentos de hormigón para poder realizar los trabajos de acabado que se precisen. El andamio se acopla por elementos con anterioridad al comienzo del hormigonado, y una vez que éste ha avanzado lo suficiente se detiene momentáneamente las ascensión de los encofrados y se coloca el andamio uniéndolo a ellos. Gatos Para el movimiento de ascensión de los encofrados se utilizan tres tipos diferentes de gatos: de tornillo, hidráulicos y neumáticos. Los gatos proporcionan las fuerzas necesarias para levantar los encofrados a medida que avanza el hormigonado. La ascensión de los encofrados debe efectuarse sin que las tensiones sobre el marco, elementos del encofrado y sobre los mismos gatos sean excesivas. Si la carga sobre los gatos es excesiva, el movimiento ascendente de los encofrados puede no ser uniforme, originando deformaciones en el hormigón de la estructura. Generalmente, los gatos se colocan de 1,80 a 2,40 m a lo largo del muro. En la figura 15-4 se muestra un gato de tornillo. Consta de una barra lisa de acero, de 1 pulg. (2,54 cm) de diámetro, cuyo extremo inferior permanece embebido en el hormigón y que va instalada en el interior de un tubo provisto de rosca cuadrada. El conjunto de ambos elementos se une a la barra del gato durante la operación de levantamiento del encofrado. A medida que se gira el gato manualmente, una tuerca de desplaza en dirección vertical arrastrando consigo el marco. En la figura 15-1 se representa un gato hidráulico. Una barra lisa de acero, con su extremo inferior embebido en el hormigón, atraviesa verticalmente una barra hueca de que va provisto el gato. Esta barra va unida al marco de manera que, al aplicar la presión un elemento del gato, inmoviliza la barra, mientras que otro dispositivo mueve verticalmente la barra hueca arrastrando el marco con ella. Cuando se desconecta la presión, el gato se coloca automáticamente en posición para una maniobra. Todos los gatos del encofrado se conectan a una misma bomba central, con lo que la presión del aceite será igual en todos ellos, consiguiéndose que los movimientos de ascensión sean uniformes. Sin embargo, existe la posibilidad de que cada gato actúe individualmente, pudiendo operar independiente del conjunto para poder colocar las diferentes partes del encofrado a la misma altura. El mando del motor eléctrico de la bomba puede realizarse por medio de un operario o automáticamente de forma periódica. Maniobra de los encofrados deslizantes. Una vez que el encofrado deslizante está totalmente montado sobre una base de hormigón, se llenan lentamente los encofrados con este material. En cuanto la primera capa de hormigón ha alcanzado la superficie resistencia, puede empezar la ascensión del encofrado, continuando el movimiento a una velocidad que dependerá de la velocidad de fraguado. La velocidad de ascensión varía desde unos 5 ó 7 cm por hora, hasta más de 30 cm, según sean la temperatura y propiedades del hormigón. La velocidad del movimiento deberá estar controlada en todo momento por un operario suficientemente experimentado. Fig 15-4 Detalles de un gato de tornillo y marco para elevación de un encofrado deslizante TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Fig. 15-5 Sistemas de construcción de un muro de aislamiento con encofrado deslizantes (B.M. Heede, Inc)

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Fig 15-6 Torre y depósito de agua construidos por el sistema de los encofrados deslizantes (B.M. Heede, Inc)

Las armaduras se colocan a medida que avanzan los encofrados. Construcción de un muro de aislamiento. Cuando se desee construir un muro en el que predominen las propiedades aislantes sobre las resistentes se puede proceder, como indica la figura 15-5, colocando el material aislante en el interior de los elementos del muro. A medida que se elevan los encofrados, se colocan las planchas de material aislante entre las guías situadas sobre el hormigón, obteniéndose un aislamiento continuo. Entre las dos partes en que queda dividido el muro se deberán colocar unos tirantes metálicos, con separaciones pequeñas, para impedir que se separen. Fig 15-7 Pila de puente construido con encofrados deslizantes. (a) Sección transversal vertical de las pilas (b) Detalles en planta y alzado del sistema de construcción mediante encofrados deslizantes (c) Disposición característica del gato y del marco del encofrado deslizante.

Fig 15-8 Construcción de una chimenea de hormigón con encofrados deslizantes (B.M. Heede, Inc)

Fig 15-9 Edificio de hormigón construido con encofrados deslizantes (B.M. Heede, Inc)

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Fig 15-10 Planta sección transversal vertical del encofrado deslizante empleado para revestir un pozo (B.M. Heede, Inc) Depósitos de agua. Un gran número de depósitos y torres para agua, como el representado en la figura 15-6 se han construido con ayuda de los encofrados deslizantes. La subestructura consiste en tres muros circulares concéntricos de hormigón de unas 8 pulg. (20 cm) de espesor, con los paramentos exteriores ondulados. La construcción de estos muros se efectuó por medio de encofrados deslizantes hasta una altura de 160 pies (48,77 m). A continuación se construyó también con encofrados deslizantes, la pared del depósito de una capacidad de 2.000.000 de galones (7.570 m3). Esta pared se pretensó con alambres de acero y luego se cubrió con mortero a presión (4). Pilas de puentes de gran altura. La figura 15-7 muestra una sección vertical de una pila de un puente de carretera construida con encofrados deslizantes sobre el río Pecos, en Tejas. El cuerpo inferior tiene unas dimensiones en planta de 44 por 15 pies (13,41 por 4,57 m), con tres células verticales de 8 por 9 pies (2,44 por 2,74 m). El cuerpo intermedio tiene unas dimensiones de 40 por 12 pies (12,10 por 3,66 m), con tres células de 8 por 8 pies (2,44 por 2,44 m). El cuerpo superior está formado por dos pilares rectangulares de hormigón de 8 por 7 pies (2,44 por 2,13 m) de sección, construidos con encofrados deslizantes. Se construyeron dos pilas iguales en este puente. Chimeneas. La figura 15-8 muestra el empleo de encofrados deslizantes metálicos para la construcción de una chimenea de hormigón de Suecia. La chimenea tenía 243 pies (74,06 m) de altura, diámetro interior de 13 pies (3,96 m) y 8 pulg (20,32 cm) de espesor de muro. Edificios de hormigón. La figura 15-9 muestra la utilización de encofrados deslizantes en la construcción de un edificio de sección rectangular en Memphis. Tennessee. Las ocho plantas se

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construyeron en cinco días con sus correspondientes noches de trabajo ininterrumpido. Los marcos de las ventanas se colocaban sobre los muros a medida que los encofrados iban ascendiendo. Revestimiento de pozos. Los encofrados deslizantes se han empleado frecuentemente en la colocación de los revestimientos de hormigón de los pozos de túneles y bases de lanzamiento de cohetes. Los revestimientos de los pozos de estas bases corrientemente deben construirse con tolerancias del orden de 1/8 pulgada (0,317 cm) La figura 15-10 representa en planta y en sección la utilización de los encofrados deslizantes para el revestimiento de un pozo del túnel de Oahe Dam (5). Los 26 pies (7,92 m) superiores del pozo tienen un diámetro interior de 22 pies (6,71 m) con espesor de muro de 18 pulg (45,72 cm); los 73 pies (22,25 m) inferiores tienen un diámetro interior de 17 pies (5,18 m) y 18 pulg. (71,12 cm) de espesor de muro. BIBLIOGRAFIA B.M. Heede, Inc. 30-01th Avenue, Long Island City 1, Nueva York Nelson Machine Company, Waukegan, Illinois. Pneumatic Jacks, Inc., 1667 Snelling Ave. North St. Paul Minnesota. Slipforms Raise Big Prestressed Tank, Construction Methods and Equipment, vol. 40, págs., 7275, agosto 1958 5. Small-diameter Tunnel Job Poses Full-size Problems, Construction Methods and Equipment, vol.40, págs. 80-83, marzo 1958. 1. 2. 3. 4.

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CAPITULO 16 ENCOFRADO DE TABLEROS DE PUENTES Encofrados de madera suspendidos de perfiles laminados. La figura 16-1 representa el sistema de colocación de un conjunto de encofrados suspendidos de madera, que sustentan el tablero de hormigón de un puente. El sistema consiste en unos tirafondos, con sus correspondientes tuercas, soldados a unos metálicos, situados sobre las alas superiores de unas vigas laminadas. Los tirafondos sustentan unos largueros dobles de 5,08 por 15,24 cm de escuadría sobre los que descansan las viguetas del forjado. Fig. 16-1. Encofrado de una losa de puente de hormigón. El desencofrado se realiza desmontando los tirafondos, cuyas tuercas se habrán engrasado antes de colocarlos y quitando a continuación los largueros. Tanto el tablero del encofrado como las viguetas pueden ser prefabricados en paneles de anchos apropiados, pudiéndose montar y desmontar completos para emplearlos posteriormente. En el ejemplo siguiente se indica el método a seguir en el cálculo de las diferentes partes del encofrado. Ejemplo: Calcular los elementos que componen el encofrado de la figura 16-1, con los siguientes datos: Espesor de losa, 20 cm Sobrecarga en el encofrado, 375 kg/m2 Tablero de contrachapado de 3/4 de pulgada (1,90 cm) de espesor Carga total sobre el tablero, 855 kg/m2 En la tabla 11-2, utilizando los valores correspondientes al contrachapado de 1 pulgada (2,54 cm) de espesor, aplicables en nuestro caso, deducimos una separación máxima entre viguetas de 83 cm; pero con objeto de tener un margen suficiente de resistencia para las operaciones de colocación y desmontaje de paneles, los colocaremos a 60 cm. En la tabla 11-4 entrando con un canto de losa de 25 cm y una sobrecarga de 250 kg/m2 equivalente a una carga total aproximadamente igual a la de nuestro caso, deducimos que para la luz de 1,50 m serán suficientes unas viguetas de madera S4S de 5,08 por 15,24 cm de escuadría. Suponiendo que la longitud de losa soportada por cada vigueta sea de 1,35 m, la carga total que gravitará sobre ellas será la correspondiente a una superficie de 0,60 m de ancho por 1,35 m de largo. W = 0,60 x 1,35 x 855 = 692,6 kg Las reacciones en los extremos de las viguetas tendrán un valor de 346,3 kg y actuarán como cargas concentradas sobre el larguero cada 60 cm. La tabla 11-5 nos dará la separación máxima entre los sustentadores que soportan los largueros de doble tabla de 5.08 por 15,24 cm de escuadría. Para ello entraremos en dicha tabla con una escuadría de largueros de 10,16 por 15,24 cm, que es alrededor de un 12 por 100 mayor que la correspondiente a los largueros dobles de 5,08 por 15,24 cm. Con un canto de losa de 25 cm y una separación entre largueros de 1,50 m deducimos una luz máxima de 1,37 m para los largueros de 10,16 por 15,24 cm por lo que emplearemos una luz de 1,20 m, que será la máxima separación a que deberán estar situados los sustentadores.. Con la separación de 60 cm deducimos para las viguetas, resultará que cada sustentador soportará la carga procedente de dos viguetas, es decir, 2 x 346,3 = 692,6 kg más el peso correspondiente del encofrado, dando un total de unos 900 kg. Necesitaremos, por tanto, unos sustentadores que tengan una capacidad de carga de 900 kg en cada tirafondo. Encofrados de madera para losas de tablero acarteladas. La figura 16-2 muestra el sistema a seguir para encofrar una losa de tablero acartelada en las zonas contiguas a las de las vigas metálicas. En el caso de que las cartelas tengan el mismo canto, puede eliminarse el relleno de madera de espesor variable situado sobre los largueros que se representa en la figura. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Los encofrados se montan como indica la figura, con los extremos de los largueros apoyados sobre unas tablas de 7,62 por 15,24 cm de escuadría que descansan sobre las alas inferiores de las vigas metálicas. El calculo de las escuadrías y separaciones de los diversos componentes del encofrado puede realizarse por el método indicado en el ejemplo del párrafo anterior. La carga que actúa sobre el tablero del encofrado será la suma de los 480 kg/m2 del peso propio de la losa más los 375 kg/m2 de la sobrecarga, dando un total de 855 kg/m2. La superficie correspondiente a cada extremo del larguero será del orden de 1,50 x 1,05 = 1,575 m2, y la carga que deberá soportar cada tabla de apoyo vendrá dada por:

Fig 16-2 Encofrado de una losa con cartelas

Fig 16-3. Utilización de una viga metálica transversal para soportar los encofrados de un voladizo del tablero. P = 1,575 x 855 …………. Peso supuesto del encofrado Total………

1.347 kg 63 kg 1.410 kg

La superficie de contacto entre el larguero y la tabla de apoyo de 7,62 por 15,24 cm de escuadría será. A = 6,67 x 2 x 4,13 = 55,10 cm2 La tensión en el apoyo

 

1,410  25,6kg / cm 2 55,1

Encofrado de los voladizos del tablero mediante vigas transversales. Frecuentemente la losa del forjado tiene mayor ancho que el comprendido entre las vigas exteriores del tablero, siendo por tanto necesario colocar unos elementos que soporten los encofrados de los voladizos. La figura 16-3 representa un sistema que resuelve el problema por medio de unas vigas transversales al tablero. Uno de los extremos de la viga transversal se unen al ala inferior de una viga longitudinal del puente, de la forma que indica la figura, mientras que el otro extremo se sujeta mediante unos ganchos de chapa en forma de L que van soldados a las de la viga transversal. Sobre los bordes exteriores de las vigas transversales se colocan unas tablas corridas de unos 5,08 por 15,24 cm de escuadría, sobre las que se instalan unos gatos de husillo que soportan unos largueros, asimismo corridos, de 10,16 por 15,24 cm de escuadría. Las viguetas de madera de sustentación del tablero de encofrar apoyan en uno de sus extremos sobre los mencionados largueros y por el otro extremo se sujetan por medio TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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de unos sustentadores del tipo de cerco y tirafondos. Una de cada cuatro viguetas sobresale el voladizo unos 60 cm para soportar un jabalcón destinado a mantener en alineación el encofrado lateral de la acera. Cuando se prevea que los encofrados se van a volver a utilizar, resulta muy conveniente acoplar el conjunto de viguetas, tablero, jabalcones y encofrados laterales por secciones o zonas, con unas dimensiones que dependerán de la carga máxima que pueda manejarse en obra. El desencofrado se efectuará empezando por desmontar los tirafondos, y continuando con las pletinas de sujeción de los apoyos extremos de las vigas transversales, con los que se podrán desenganchar los ganchos en L de las vigas de borde. En el ejemplo siguiente se indica el sistema de cálculo de las dimensiones y separaciones de los diferentes elementos del encofrado. Ejemplo. Determinar las dimensiones y separaciones de los elementos del encofrado del voladizo de la figura 16-3 Emplearemos un tablero de contrachapado de 3/4 de pulgada (1,90 cm) y supondremos una sobrecarga de 250 kg/m2, lo que proporciona una carga total de unos 1,000 kg/m2 en la zona situada debajo de la acera. En la Tabla 11-2 deducimos una separación entre viguetas de 76 m, pero las colocaremos a 60 cm con objeto de disponer de un cierto margen de resistencia durante las operaciones sucesivas de montaje y desmontaje Utilizaremos, pues, unas viguetas de 5,08 por 15,24 cm de escuadría, con una separación entre ejes de 60 cm Tomando momentos con respecto a A deduciremos el valor de la fuerza P transmitida por las viguetas a los largueros. 0,86 P = 0,25 x 0,60 x 0,20 x 2,400 x 0,125 + 0,76 x 0,60 x 0,30 x 2,400 x 0,63 = 216 m/kg P = 251 kg Si suponemos que esta fuerza actúa como si fuera una carga uniformemente repartida de 251/60 = 4,18 kg/cm, y calculamos los largueros como si fueran vigas simplemente apoyadas, ambas hipótesis se compensarán con bastante aproximación y tendremos un coeficiente de seguridad apropiado. El momento flector máximo que solicita a los largueros será.

wl2 8 M  S M 

y como

deduciremos

wl 2   S 8 l2 

8 S 8 x 125 x 313,32   74,900 w 4,18

l  274 cm Colocaremos las vigas transversales y los gatos con una separación de 240 cm. La carga que solicitará dicha viga transversal será la correspondiente a cuatro viguetas P = 4 x 251 = 1.004 kg Tomando momentos con respecto a B M = 86 x 1.004 = 86.344 cm/kg La viga transversal estará sometida a la acción de este momento. Suponiendo una tensión admisible a flexión de 1.400 kg/cm2, tendermos

M   S

S 

86.344  61,6 cm 3 1.400

Será suficiente un perfil laminado I de 3 por 5 pulg (7,62 por 12,70 cm) que con un peso de 10 libras por pie (14,88 kg/m) proporciona un momento resistente de 4,8 pulg 2 (78,66 cm2). El exceso de resistencia de la viga será suficiente para soportar el peso propio de la viga, el gato y del larguero, que no se habrían incluido en los cálculos anteriores. TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Encofrado de los voladizos construidos sobre vigas prefabricadas de hormigón. La figura 16-4 representa un sistema de montaje de los encofrados de un voladizo construido sobre vigas prefabricadas de hormigón. Los anclajes de los tirantes de acero de sujeción de dichos voladizos se colocarán en las vigas durante su hormigonado. Los diversos elementos del encofrado se calculan de forma similar a la indicada en el ejemplo anterior. Tableros de encofrado soportados por viguetas metálicas. Cuando las pilas de los puentes están relativamente próximas y se prevea un número de reempleos suficiente como para compensar el elevado coste inicial, puede ser interesante la utilización de celosías de viguetas metálicas de tipo de las representadas en la figura 16-5, como sistema de sustentación de los encofrados. Para emplear este sistema, se colocan unos anclajes en el interior de los dinteles de las pilas durante su hormigonado; estos anclajes sujetan unos pernos de fijación de los angulares de apoyo de las viguetas metálicas. Fig 16-4. Encofrado de un voladizo de tablero en vigas prefabricadas de hormigón Tabla 16-1. CARGA TOTAL ADMISIBLE SOBRE VIGUETAS METALICAS SERIE “H” * Viguetatipo Momentomáximo: Pulgadas–kilolibras Metros–kilogramos Reacciónmáxima: Libras–kilogramos Peso: Lb/pie–kg/m

18H5

18H7

18H8

Pie 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

s 6,10 6,40 6,70 7,01 7,31 7,62 7,92 8,23 8,53 8,84 9,14

20H6

20H7

3.744

383

4.413

466

5.369

540

6.222

365

4.205

406

4.678

499

5.749

4.50 0

2.041

4.800

2.177

5.200

2.359

5.400

2.449

4.800

2.177

5.100

2.313

5.400

2.449

8.0

11.9

9,2

13,7

10,4

15,5

11,6

17,3

8,4

12,5

9,6

14,3

10,7

15,9

20H8

22H6

22H7

22H8

24H6

24H7

24H8

602

6.936

422

4.862

526

6.060

653

7.523

462

5.323

576

6.636

716

8.249

5.600

2.540

5.400

2.449

5.600

2.540

5.800

2.631

5.600

2.540

5.800

2.631

6.000

2.722

12,2

18,2

9,7

14,5

10,7

15,9

12,0

17,9

10,3

15,4

11,5

17,2

12,7

18,9

Luz del vano metro

20H5

325

Viguetatipo Momentomáximo: Pulgadas–kilolibras Metros–kilogramos Reacciónmáxima: Libras–kilogramos Peso: Lb/pie–kg/m

18H6

Carga total admisible

lb/p

kg/

lb/pie

kg/

lb/pie

kg/

lb/pie

kg/m

lb/pie

kg/m

lb/pie

kg/m

450 429 409 391 375 347 321 297 276 258 241

670 639 609 581 558 516 478 442 411 384 358

480 457 436 417 400 384 369 350 326 304 284

715 680 649 620 595 571 549 520 485 452 423

520 495 473 452 433 416 400 385 371 359 345

774 737 704 673 644 619 595 573 552 534 514

540 514 491 470 450 432 415 400 386 372 360

804 765 730 700 670 642 617 595 576 554 536

480 457 436 417 400 384 360 334 310 289 270

715 680 649 620 595 571 536 496 461 430 402

510 486 464 443 425 408 392 371 345 322 301

759 724 690 659 632 607 583 552 514 479 448

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Pies 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

metros 6,10 6,40 6,70 7,01 7,31 7,62 7,92 8,23 8,53 8,84 9,14

lb/ pie 540 514 491 470 450 432 415 400 386 372 360

kg/m 804 765 730 700 670 642 617 595 576 554 536

lb/ pie 560 533 509 487 467 448 431 415 400 386 373

kg/ m 834 794 757 725 695 666 641 617 595 576 555

lb/ pie

kg/ m

lb/ pie

kg/ m

lb/ pie

kg/ m

lb/ pie

kg/ m

491 470 450 432 415 386 359 335 313

730 700 670 642 617 576 534 499 466

509 487 467 448 431 415 400 386 373

757 725 695 666 641 617 595 565 555

527 504 483 464 446 430 414 400 387

785 750 719 690 664 640 616 595 575

467 448 431 415 393 366 342

695 666 641 617 585 545 509

lb/ kg/ pie m

483 464 446 430 414 400 387

719 690 664 640 616 595 575

312 lb/ pie

kg/ m

500 480 462 444 429 414 400

745 715 687 661 639 616 595

* Estas cargas están deducidas para una tensión admisible a tracción de 2,100/kgcm 2, en viguetas de acero de alta resistencia serie “H” adoptadas por la Steel Joist Institute. Por cortesía de la Ceco Steel Products Corp. Si fuera necesario incrementar la rigidez y resistencia de estos angulares, se pueden soldar unos suplementos de chapa a las alas de los angulares. Sobre las viguetas metálicas se colocan unos listones; donde se clavan las viguetas de madera de sustentación del tablero de encofrado. Estas viguetas pueden ser de canto variable para poder dar la contraflecha necesaria al tablero, o bien para conseguir las variaciones de espesor de la losa del puente. Fig 16-5 Tableros de encofrados soportados por viguetas metálicas Como indica la figura, se deberán colocar unos arriostramientos entre las viguetas contiguas para impedir los movimientos laterales de los cordones inferiores de dichas viguetas, de acuerdo con las recomendaciones del Steel Joist Institute, que en líneas generales son las siguientes: Luces Número de filas de riostras Pies Metros 0-14 0-4,26 1 fila en el centro de la luz 14-21 4,26-6,40 2 filas en los tercios de la luz 21-32 6,40-9,75 3 filas en los cuartos de la luz Si las viguetas se van a emplear varias veces en la misma obra, resulta conveniente unir varias hileras de viguetas contiguas por medio de unos redondos de unos 3/4 de pulgada (19 cm) de diámetro, soldados diagonal y transversalmente a lo largo de los cordones inferiores y superiores. De esta forma, se puede descender sobre un camión el conjunto de viguetas como si fuera un elemento único y transportarlo a una nueva posición sin necesidad de desmontarlo, ya que el sistema de arriostramiento conseguido con los mencionados redondos impedirá la distorsión del conjunto durante su manipulación y transporte. Asimismo, si las condiciones del terreno situado bajo el puente permiten las maniobras de camiones equipados con unas plataformas de altura variable, se puede descender sobre dicha plataforma y transportar a unas nueva posición el conjunto completo de viguetas metálicas, viguetas de madera y tablero de encofrado; consiguiéndose generalmente un ahorro importante en el coste total de la obra. Si se sigue este procedimiento se deberán cortar las viguetas de madera con unas longitudes que estén de acuerdo con el ancho del conjunto a transportar completa la totalidad del encofrado de los vanos. Los diversos elementos componentes del encofrado pueden calcularse como indica el siguiente ejemplo. Ejemplo. Determinar las dimensiones, resistencia necesaria y separaciones admisibles entre las viguetas metálicas de sustentación de un tablero de puente, de acuerdo con los siguientes datos: TEMA: ENCOFRADOS AUTOR: ENCOFRADOS PARA ESTRUCT. DE HORMIGÓN – R. L PEURIFOY – Mc GRAW HILL

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Distancia entre paramentos de las pilas del puente, 7,50 m Luz de vano de las viguetas metálicas, 7,30 m Canto de la losa de hormigón, 35 cm Sobrecarga en la losa, 375 kg/m2 Tablero de contrachapado de 3/4 de pulgada (1,90 cm) Separación entre las viguetas de madera, 60 cm La carga uniforme sobre el tablero del encofrado será Hormigón: 0,35 x 2,400… Sobrecarga…. Carga total….

2

840 kg/m 375 kg/m2 1,215 kg/m2

La escuadría de las viguetas de madera dependerá del peso del hormigón a soportar y de la resistencia entre las viguetas metálicas. En la tabla 16-1 vemos que para una luz de 7,30 m la carga admisible sobre las viguetas, incluídos el peso del hormigón y el de los encofrados, varía entre 558 y 745 kg/m, según predomine el esfuerzo cortante o el momento flector. Consideremos una vigueta 24H7 con carga admisible de 719 kg/m y peso de 17,2 kg/m. Suponiendo que el peso del conjunto de tablero, viguetas de madera y arriostramiento entre viguetas metálicas sea de unos 15 kg/m, tendremos una carga total de 1,230 kg/m. La carga admisible neta sobre las viguetas metálicas será de 719 – 17,2 = 701,8 kg/m y su separación 701,8/1.230 = 0,57 m. Las colocaremos, por tanto, con una separación de 50 cm, para la que será suficiente una escuadría de 5,08 por 10,16 cm. Tableros de encofrado soportados por andamios tubulares. Este sistema representado en la figura 16-6 puede resultar bastante económico y satisfactorio, siempre que las condiciones del terreno situado bajo el puente permitan la utilización de los andamios tubulares.

Fig 16-6 Tableros de encofrado soportados por andamios tubulares metálicos (The Patent Scaffolding Company, Inc.)

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LA CORROSIÓN DEL ACERO POR CLORUROS EN EL CONCRETO ARMADO Introducción Las pérdidas económicas causadas por la corrosión del acero de refuerzo, en las estructuras de concreto son considerables, únicamente en los Estados Unidos se calculan en billones de dólares por año. Las primeras experiencias de corrosión inducidas por el ion cloruro fueron estudiadas en el período 1940-1960, en estructuras pretensadas de concreto con aditivos de cloruro de calcio. Posteriormente, con el empleo extensivo de sales de deshielo a base de cloruro de calcio en pavimentos, se incrementó la investigación en los años 1965 a 1975. Finalmente, por el desarrollo de las estructuras marítimas, como es el caso de las plataformas de petróleo y el incremento de la construcción en el Oriente Medio, se observaron nuevos problemas de corrosión inducida por cloruros, potenciada por el ambiente marino, clima cálido y las circunstancias de las zonas áridas, en las cuales se comprobó la ineficacia de las regulaciones de protección generalmente aceptadas en países del Norte.

La corrosión por cloruros en concreto armado. En el concreto armado el refuerzo de acero se encuentra doblemente protegido contra la corrosión. En efecto, el recubrimiento de las barras opone una barrera física para la penetración del agua y del oxigeno del entorno. Además el acero en el concreto se encuentra rodeado por una fina capa de óxido, transparente, compacta y continúa, que crea condiciones de pasivación. La capa pasivante se forma en el proceso de hidratación del cemento y permanece por la elevada del calcio, en especial por la actividad de la Portlandita Ca (OH) 2 que crea un pH alrededor del 12.4 y el contenido de álcalis que puede elevar el pH a 13.2. La película protectora que cubre el acero es destruida puntualmente en al corrosión inducida por los iones de cloruro presentes en la interfase con el acero, formándose una superficie anódica muy pequeña con relación a un gran superficie catódica, constituida por la barra de acero pasivada. Las condiciones desfavorables de la superficie producen una profunda y muy acelerada penetración de la corrosión en el refuerzo. El proceso puede darse como sigue. El ion cloruro actúa como un catalizador para la oxidación tomando parte activa en la reacción. Al oxidar al acero para formar el ion complejo cloruro férrico, FeCI3, arrastra este ion inestable en la solución, donde reacciona con los iones hidroxilos disponibles pata formar hidroxilo de fierro, Fe(OH)2. Este libera iones cloro y consume iones hidroxilo como se esquematiza en las siguientes reacciones: 2 Fe + 6CI - = 2FeCI3 + 4e Seguido por: FeCI3 + 2OH = Fe(OH)2 + 3CI Los electrones liberados en la reacción de oxidación fluyen a través del acero hasta la superficie catódica. Este proceso resultaría en una concentración de ion cloruro y una reducción del pH que favorece la ruptura continua de la película pasivante de óxido. La presencia de cloruros en el concreto puede provenir de sus componentes: cemento, agregados, agua de mezcla y aditivos. De otro lado, los iones de cloruro provenientes del entorno también se difunden en el concreto a través de su estructura capilar, como sucede con el agua de mar, la brisa marina y sustancias gaseosas de medios industriales. El iön cloruro en el concreto puede encontrarse: combinado químicamente, absorbido físicamente o en estado libre. Únicamente la parte de cloruro no combinado es la responsable de la corrosión del esfuerzo. Se estima que aproximadamente el 0.4% del cloruro, con respecto al peso del cemento puede llegar a combinarse. La difusión del ion cloruro en el concreto se reduce por la capacidad del cemento para combinarlo química o físicamente, en cuanto reacciona con los productos de hidratación. Los componentes del cemento que reaccionan son el aluminato tricalcico (C 3A) o 3CaO.AI2O3 que forma cloroaluminatos cálcicos de composición aproximadamente: 3CaO.AI 2O3 CaCI210H2O y la fase ferrita, reaccionando el ferroaluminato tetra cálcico, (C4FA) o 4CaOFe2O3AI2O3 con la formación del cloroferrito cálcico, de composición: 3CaO.AI2O3 CaCI210H2O Existe una concentración crítica de cloruros para el inicio de la corrosión, pero no hay acuerdo sobre el nivel de esta concentración, por intervención de factores propios del concreto, como la relación agua/cemento, el tipo de cemento y el estado de endurecimiento. Para que se presente la corrosión TEMA: ACERO ESTRUCTURAL AUTOR: CEMENTO – BOLETÍN TÉCNICO ASOCEM SENCICO

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por cloruro, además de la presencia de oxígeno y humedad, se requiere de un determinado valor denominado “potencial crítico de cloruros”, en función del contenido de cloruros. En condiciones de un entorno que genere la desecación del concreto, el potencial crítico será mayor, debido a que el contenido de humedad no será suficiente para producir la corrosión del esfuerzo. En algunas ocasiones, sin alcanzar el potencial crítico, se puede presentar la corrosión, tal es el caso del agrietamiento del concreto, que ocasiona una concentración localizada de cloruros. La carbonatación del concreto, reduce la capacidad del cemento para fijar los cloruros, e incrementa la corrosión aun en bajos contenidos de cloruros. En los concretos cuya superficie está sometida a procesos de humedecido y secado, se presenta un enriquecimiento de los cloruros en el interior del concreto. En efecto, durante el humedecimiento, el agua que penetra por succión capilar deposita los cloruros, luego durante el secado, el agua se evapora con nuevos ciclos que aceleran e incrementan la concentración de cloruros. La velocidad de penetración del cloruro en el concreto ha sido estimada por la expresión. X = 4 (Dt)1/2 Siendo D el coeficiente de difusión, que para el cemento portland tiene el valor de 3.10 2 cm2/seg; para una relación a/c de 0.50 y 3.10 9 para la relación a/c de 0.40 y t (en segundos) el tiempo empleado para penetrar un espesor x (en cms)

Actividad del cemento en el proceso de corrosión. El cloro es uno de los elementos más comunes en la naturaleza. En consecuencia, se encuentra en los agregados del concreto, en el agua de mezclas y en el crudo del cemento. De todos ellos, el cemento es el que aporta el contenido menos significativo. En toda forma, el contenido de ion cloruro presente en la mezcla es controlado en su diseño. En la práctica, su aporte es diminuto, salvo que se utilicen aguas no potables, de pozo y determinados agregados de zonas áridas, como puede ocurrir en la costa peruana. El contenido máximo de ion cloro en la mezcla indicado en los reglamentos de diseño de concreto. Por otra parte, de acuerdo a los expuesto anteriormente los cimientos con más alto contenido de aluminato tricálcico, C3A, aseguran una mejor performance. Además, los cementos con mayor contenido de álcalis son también favorables en cuanto producen un medio alcalino más elevado.

Regulaciones para los materiales del concreto En la norma técnica de edificación: E.060-Concreto Armado que se incorpora al Reglamento Nacional de Construcciones de 1989, se fija límites para el contenido e ion cloruro en el concreto, según la tabla siguiente: Tipo de Elemento Concreto pretensado Concreto armado expuesto a la acción de cloruros Concreto armado no protegido que puede estar sometido a un ambiente húmedo pero no expuesto a cloruros Concreto armado que deberá estar seco o protegido de la humedad, recubrimientos impermeables

Ión cloruro máx. soluble en agua, % en peso del cemento. 0.06 0.10 0.15 0.80

Los límites de ion cloruro en el concreto, que determina el Reglamento Nacional de Construcciones, son más severos que los establecidos por el Building Code Requirements of Reinforced Concrete del ACI, que sirve de antecedente a nuestro reglamento. El reglamento nacional, en el caso de concreto armado expuesto a la acción de los cloruros fija un límite de 0.1% mientras que en el reglamento del ACI los establece en 0.15%. Asimismo, para concretos armados secos o protegidos de la humedad, el reglamento peruano determina el límite de 0.8%, en contraste con el reglamento del ACI que tiene un valor de 1%.

Protección Los factores básicos de protección son los siguientes:  Relación agua/cemento 

Espesor de recubrimiento

 

Compactación del concreto Curado

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VIGAS DE ACERO 5-1 Acero estructural. Por muchos años, el acero estructural utilizado en la construcción de edificios había sido el que señala la Sociedad Americana para Pruebas de Materiales (ASTM) en su Especificación A7; los esfuerzos permisibles de trabajo incluidos en las especificaciones del Instituto Americano de la Construcción en Acero (AISC) estaban basados en este tipo de material, cuyo esfuerzo en el punto de fluencia es de 33,000 lb/plg 2 (2,320 kg/cm2). En la actualidad, el A7 ya no es el acero estructural básico; existen seis nuevos tipos de aceros estructurales, pero el más comúnmente utilizado es el ASTM A36, el cual ha substituido en gran parte a aquél. El contenido de carbono del acero A36 se ha reducido para mejorar su soldabilidad y su punto de fluencia es más alto (36,000 lb/plg 2; 2,530 kg/cm2) que el del A7; dicho aumento en la resistencia permite el uso de miembros de menor tamaño y por consiguiente se logran estructuras más ligeras. Este acero puede usarse indistintamente en la fabricación de elementos remachados, atornillados y soldados; los refuerzos permisibles básicos para el acero A36 son 2,000 lb/plg 2 (140 kg/cm2) más altos que los permitidos para el acero A7. Los aceros estructurales utilizados en la actualidad siguen las siguientes especificaciones:  Acero para puentes y edificios, ASTM A7  Acero estructural para elementos soldados, ASTM A373  Acero estructural, ASTM A36  Acero estructural de alta resistencia ASTM A440  Acero estructural de alta resistencia y baja aleación de manganeso y vanadio, ASTM A441  Acero estructural de alta resistencia y baja aleación, ASTM A242. En la tabla 5-1 se enumeran tanto los aceros al carbono como los de alta resistencia y se muestran algunas de sus propiedades físicas. Nótese en particular que para cada tipo de acero se da su Fy, o sea su esfuerzo mínimo en el punto de cadencia; este esfuerzo es de especial importancia porque los esfuerzos permisibles de trabajo para los diferentes aceros están fijados como porcentajes del mismo. La tabla 5-1 incluye además las resistencias últimas a la tensión y las características de soldabilidad de los aceros. Tabla 5-1. Propiedades de Aceros Estructurales

Tipo

Aceros estructural es al carbono Aceros de alta resistencia

Aceros de alta resistencia y baja aleación

Designació n ASTM

A7

Resistencias mínimas especificadas Resistenc. Punto de a tensión fluencia 2 2 lb/plg lb/plg

Limitación de espesores

Todo espesor

60,000

33,000

A373 A36

Hasta 4 plg, inclusive Hasta 4 plg, inclusive

58,000 60,000

32,000 36,000

A242

Hasta /4 plg, inclusive. Desde /4 plg 1 1 hasta 1. /2, inclusive Desde 1. /2 plg hasta 4 plg inclusive

70,000 67,000 63,000

50,000 46,000 42,000

A440

Hasta 3/4 plg, inclusive. Desde 3/4 plg 1 hasta 1.1/2, inclusive Desde 1. /2 plg hasta 4 plg inclusive

70,000

50,000 46,000 42,000

Hasta 3/4 plg, inclusive. Desde 3/4 plg hasta 1.1/2, inclusive Desde 1.1/2 plg hasta 4 plg inclusive

70,000 67,000 63,000

50,000 46,000 42,000

3

A441

3

Soldable

Depende de la composición química Sí Sí Depende de la composición química No

Sí

Reproducido del “Architectural and Engineering News” de abril de 1962, con autorización Los tres aceros de alta resistencia A242, A440 y A441, tienen esfuerzos de fluencia más altos que los aceros estructurales al carbono; en consecuencia, sus esfuerzos permisibles de trabajo son también más altos. Además de su mayor resistencia estructural, estos tienen una mayor resistencia a la corrosión atmosférica. TEMA: ACERO ESTRUCTURAL AUTOR: INGENIERÍA SIMPLIFICADA PARA ARQ. Y CONSTRUCT. – H. PARKER - LIMUSA

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Tabla 5-2. Esfuerzos Unitarios Permisibles para Acero Estructural A242, A440, A441 Limitación de espesores Más de 3/4 plg. Hasta Hasta 3/4 plg 1.1/2 plg inclusive inclusive

A7.A373

A36

Fy = 33,000 psi

Fy = 36,000 lb/plg

Especificación AISC

Tensión Tensión en la sección neta, excepto en agujeros para pasadores

Tensión en la sección neta de agujeros para pasadores Corte Corte en la sección total Comprensión Ver capítulo 6 Flexión Tensión y comprensión para vigas compactas, arriostradas adecuadamente y con un eje de simetría en el plano de carga Tensión y compresión para perfiles asimétricos excepto, para canales que tengan riostras continuas en la región sometida a esfuerzos de comprensión Tensión para otros tipos de perfiles, miembros compuestos y trabes armadas Comprensión para canales Tensión y comprensión para placas rectangulares de apoyo Aplastamiento Aplastamiento en superficies maquinarias y pasadores en agujeros rimados o taladrados Remaches y tornillos Aplastamiento en el área proyectada de tornillos (en conexiones por apoyo directo) y remaches

2

Fy = 46,000 lb/plg

2

Fy = 50,000 lb/plg

2

2

Ft = 27,500 lb/plg

2

Ft = 30,000 lb/plg

2

Ft = 20,500 lb/plg

2

Ft = 22,500 lb/plg

Ft = 0,60 Fy

Ft = 20,000 lb/plg

2

Ft = 22,000 lb/plg

2

Ft = 0,45 Fy

Ft = 15,000 lb/plg

2

Ft = 16,000 lb/plg

Fy = 0,40 Fy

Fy = 13,000 lb/plg

2

Fy = 14,500 lb/plg

2

Fy = 18,500 lb/plg

2

Fy = 20,000 lb/plg

2

Ft = 0,66 Fy

Fy = 22,000 lb/plg

2

Fy = 24,000 lb/plg

2

Fy = 30,500 lb/plg

2

Fy = 33,000 lb/plg

2

Fb = 0,60 Fy

Fb = 20,000 lb/plg

2

Fb = 22,000 lb/plg

2

Fb = 27,500 lb/plg

2

Fb = 30,000 lb/plg

2

Fb = 0,60 Fy

Fb = 20,000 lb/plg

2

Fb = 22,000 lb/plg

2

Fb = 27,500 lb/plg

2

Fb = 30,000 lb/plg

2

Fb = 0,75 Fy

Fb = 25,000 lb/plg

2

Fb = 27,000 lb/plg

2

Fb = 34,500 lb/plg

2

Fb = 37,500 lb/plg

2

Fp = 0,90 Fy

Fp = 30,000 lb/plg

2

Fp = 33,000 lb/plg

2

Fp = 41,500 lb/plg

2

Fp = 45,000 lb/plg

2

Fp = 1,35 Fy

Fp = 45,000 lb/plg

2

Fp = 48,500 lb/plg

2

F´p = 62,000 lb/plg

2

Fp = 67,500 lb/plg

2

2

Ver Art. 8-8

TEMA: ACERO ESTRUCTURAL AUTOR: INGENIERÍA SIMPLIFICADA PARA ARQ. Y CONSTRUCT. – H. PARKER - LIMUSA

SENCICO NOVIEMBRE 2001

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Debido a sus características individuales, cada uno de los aceros mencionados se utiliza cuando así lo requieren las condiciones específicas; sin embargo, el más utilizado es el A36. A menos que se indique lo contrario, todos los ejemplos y problemas de este libro estarán basados en dicho tipo de acero. Si se desea utilizar uno de los aceros de alta resistencia, el diseñador puede consultar la tabla 5-2 y usar los esfuerzos permisibles señalados por las especificaciones ASTM. 5-2 Nomenclatura. Las especificaciones AISC utilizan en sus fórmulas y esfuerzos permisibles un sistema de identificación que difiere en parte del empleado comúnmente en la mecánica y el diseño estructural; a continuación se encontrará una lista seleccionada de conceptos. Para evitar confusiones, los términos familiares y acostumbrados se utilizan en el texto con la misma nomenclatura empleada por las especificaciones AISC. A Area de la sección transversal (plg2 o cm2) Af Area del platín en comprensión (plg2 o cm2) Bxy By Factor de flexión con respecto a los ejes X – X e Y – Y, respectivamente, empleados para determinar la carga axial equivalente en columnas sometidas a cargas combinadas; igual a A/Sx A/Sy, respectivamente Cc Relación de esbeltez de columnas, que divide el pandeo elástico del inelástico; igual a

2 2 E Fy E Fa Fas Fb Fp Ft Fv Fy I K L Lc Lu M Mp ML Mp My P S V Z c d f fa

Módulo de elasticidad del acero (29,000,000 lb/plg 2; 2,100,000 kg/cm2) Esfuerzo axial de comprensión permisible, cuando no existen esfuerzos de flexión (lb/plg 2, kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo axial de comprensión permisible para riostras y otros miembros secundarios, cuando 2 2 2 no existen esfuerzos de flexión (lb/plg , kips/plg , kg/cm ) Esfuerzo permisible a la flexión, en ausencia de esfuerzos axiales (lb/plg 2, kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo permisible al aplastamiento (lb/plg 2, kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo permisible a la tensión (lb/plg2, kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo permisible al cortante (lb/plg2, kips/plg2, kg/cm2) Punto de fluencia mínimo especificado para el tipo de acero utilizado (lb/plg 2 o kg/cm2 si no se indica otra cosa) (lb/plg2, kips/plg2, kg/cm2) Momento de inercia de la sección (plg4, cm4) Factor de longitud efectiva (adimensional) Longitud del claro (pies, metros) Longitud máxima sin arriostrar del patín de comprensión, en donde puede tomarse el esfuerzo permisible de flexión como 0.66 F y (pies metros) Longitud máxima sin arriostrar del patín de comprensión, en donde puede tomarse el esfuerzo permisible de flexión como 0.6 F y (pies metros) Momento (kips-pie, kips-plg, kg-m, kg-cm) Momento producido por la carga muerta (kips-pie, kips-plg, kg-m, kg-cm) Momento producido por la carga viva (kips-pie, kips-plg, kg-m, kg-cm) Momento plástico (kips-pie, kg-m) Momento elástico de flexión al punto de fluencia (kips-pie, kg-m) Carga aplicada (kips, kg) Módulo de sección elástico (plg3, cm3) Cortante estático en la viga (kips, kg) Módulo de sección plástico (plg3, cm3) Distancia del eje neutro a la fibra extrema de una viga (plg, cm) Peralte de una viga o trabe (plg, cm) 2 2 2 Esfuerzo unitario (lb/plg , kips/plg , kg/cm ) 2 2 Esfuerzo axial calculado (lb/plg , kips/plg , kg/cm2)

TEMA: ACERO ESTRUCTURAL AUTOR: INGENIERÍA SIMPLIFICADA PARA ARQ. Y CONSTRUCT. – H. PARKER - LIMUSA

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Esfuerzo de flexión calculado (lb/plg , kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo cortante calculado (lb/plg2, kips/plg2, kg/cm2) Esfuerzo de fluencia (lb/plg2, kips/plg2, kg/cm2) Longitud real sin arriostrar (plg, cm) Longitud real sin arriostrar en el plano de flexión (plg, cm) Factor de carga Radio de giro que controla el diseño (plg, cm) Radio de giro con respecto con respecto al eje de flexión (plg, cm) Radio de giro con respecto al eje X – X (plg, cm) Radio de giro con respecto al eje Y – Y (plg, cm) Espesor del alma de trabes, viga y columnas (plg, cm) Espesor de placas y ángulos (plg, cm) u factor de forma Z/S (adimensional) y Distancia del eje neutro al centroide de una sección (plg. cm) e Deformación unitaria 5-3 Perfiles estructurales Los perfiles estructurales de acero que se utilizan con mayor frecuencia en la construcción de edificios son las vigas de patines anchos (WF), las vigas I estándar, las secciones canal, los ángulos y las placas; en las tablas 4-1 a 4-7, inclusive, se dan las propiedades de diferentes perfiles laminados. Estas tablas, algunas de las cuales han sido condensadas, se tomaron del Steel Construction, Manual del Institute Americano de la Construcción en Acero (AISC) 5-4 Designaciones de perfiles estructurales laminados. Al designar los perfiles de acero en los planos y dibujos, es conveniente seguir un método normalizado de abreviaturas; los símbolos o abreviaturas para identificar las dimensiones o peso de las secciones no se utilizan, es decir, una viga I estándar americana de 15 plg de peralte y cuyo peso es de 42.9 lb/pie, se designa como 15 I 42.9. A continuación se señalan las abreviaturas convencionales para otros tipos de secciones. fb fv fy l lb q r rb rx ry t

Ángulos de lados iguales

12 I 31.8 18 WF 50 6 B 12 8 M 17 6 x 6 M 25 6 Jr 4.4 6 Jr [ 6.5 12 [ 25