PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA COLUMNA DE CONCRETO1.- Hechura de la armaduría según detalle en los planos.2.- Colocación de la armaduría amarrándola a la parrilla de la zapata.3.- Colocación de los helados de concreto de acuerdo al recubrimiento especificado.4.- Colocación del encofrado de la columna.5.- Vaciado de concreto vibrándolo.6.- Desenmoldado.

Las columnas de hormigón armado, son las estructuras verticales que se encargan de transmitir esfuerzos y cargas de una edificación hacia la tierra, utilizando a las zapatas como estructuras intermediarias de apoyo para dicho evento, conoce más sobre este tema, siguiendo al autor en este y otros tutoriales.

El trabajo estructural de las columnas es parecido al de las piernas de un ser humano, que transmiten todo el peso y carga del cuerpo hacia los pies (zapatas), para poder disiparlos a la superficie en la que uno se encuentre parado.

Las columnas de hormigón armado son elementos estructurales esbeltos que al 80% deben reacciona ante esfuerzos de compresión puros, sin embargo, se presentan en las mismas momentos de tracción, debido a que las vigas, decrecen en su longitud al desarrollar descensos en su punto neutro (flexión), logrando que las columnas curveen desde la parte central hacia arriba para no desvincularse con la losa.

La grafica muestra exageración en los diagramas estructurales, los cuales en realidad, tienen pocos milímetros de torsión, suficientes para que una estructura pueda colapsar por esfuerzos cortantes.

El pandeo en la columna causa un alargamiento en la cara exterior de la misma, generándose momentos de tracción que fácilmente podrán quebrar su estructura, es por

ello que se incluye acero de construcción al hormigón, para estabilizar el sistema, y en vez de que la columna los soporte, disiparlos a tierra por medio de la armadura.

Como antes se mencionó, también existen esfuerzos causados por carga, que pueden causar aplastamientos y ensanchamientos laterales por fatiga, ejerciendo nuevamente momentos cortantes en los estiramientos de las caras, registrándose en esta eventualidad, dicho momento en las 2 secciones laterales, ya que la columna al resistir excesivos pesos, podría achicar y ensanchar su diseño inicial:

Incluir acero estructural al interior del hormigón lograra que los esfuerzos en este caso también sean disipados, pero se debe tomar en cuenta realizar un cálculo estructural con un profesional para cuantificar barras en el interior de las columnas y también el diámetro de las mismas.

Dicho calculo también dará medidas a la columna en ancho y largo, ya que la altura de la misma se obtiene por el diseño de la arquitectura.

De la dosificación utilizada para las columnas dependerá su resistencia a pesos o cargas que puedan colocarse sobre ella, utilizándose en la mayoría de los casos, compuestos medios tipo H-28 (280 kg cemento/m3) en proporciones consecutivas entre cemento, arena corriente y grava de 1:3:2, 1:2:2. Siendo la 1:3:2 utilizada con frecuencia para obtener mayor adherencia para evitar ensanchamiento al diseñar estructuras esbeltas.

Procedimiento para la ejecución:

Una vez realizadas las zapatas, se procede a enlazar la arma maestra y estribos para columna totalmente armados, a las espigas que provienen de la fundación, previendo la unión de enlace de 30 centímetros de traslape mínimos entre los 2 elementos a doble amarre de alambre o en casos en que el cálculo lo mande, por electrosoldadura.

Se recomienda realizar el vaciado de zapatas y columnas de una sola vez ara enlaces monolíticos ya que hormigones de diferentes edades nunca se unen, pero se realiza en la minoría de los casos, por lo cual deberá picarse levemente la base menor de la zapata para tener mayor adherencia a la hora del vaciado.

Inicial al proceso, se debe realizar el cajón de encofrado para las columnas, con madera de construcción y según el diseño morfológico, ancho, largo y alto, estipulado en los planos constructivos.

Dicho encofrado se debe asegurar con tablas de madera alrededor de los laterales perfectamente entrelazadas y clavadas firmemente, para que el cajón no presente deformaciones a la hora de vaciado.

La madera de construcción utilizada para el encofrado, debe ser revestida por su parte interior con un aditivo desmoldante, evitando que la mezcla se una a la madera y cause daños al momento de desencofrar, para posteriormente colocar el encofrado firmemente en la parte superior de la zapata y a linear su verticalidad a plomada.

La armadura de acero que se sitúa en la parte interior del encofrado también deberá colocarse a plomada, utilizando espaciadores de hormigón simple (galletas), al interior para separar el acero del perímetro del cajón de madera.

Una vez realizado el armado, se procede a apuntalar el encofrado hacia el terreno o cualquier superficie cercana, utilizando rollizos mayores a 2” de diámetro, de manera diagonal, para evitar que el encofrado pierda verticalidad, (lo cual podría dañar la resistencia de una columna).

Se debe tomar en cuenta que no todos los encofrados son de madera, al existir encofrados metálicos, plásticos, o adheridos por componentes prefabricaos de hormigón.

Encofrado de columna:

Las cajas de encofrado para columnas de hormigón armado se componen de 4 tableros, de los cuales dos tienen de ancho el núcleo de la columna (tableros intermedios) y los otros dos tienen dos gruesos de tabla más de anchura (tableros salientes; fig., corte a-b).

Los tableros están compuestos de tablas verticales de 2.5 cm. de grueso, ligadas por bridas horizontales clavadas (10.5 x 2.5 cm.). Las bridas inferiores (de pie), se disponen a vinos 20 cm. del borde del tablero y las superiores (de cabeza), sólo a 2.5 cm. Si en la columna descansa una viga, se coloca la brida superior 2.5 cm. más abajo de la unión. Las bridas intermedias se disponen a distancias de 70 a 80 cm. Las de los tableros intermedios sobresalen unos 2.5 cm. del ancho del tablero para formar tope, saliente en el que no se puede clavar. En los tableros salientes la longitud de las bridas es igual al ancho de tablero. El trabado de los tableros entre sí se logra por aros de tabla.

Fig.- Encofrado de columnas :

Fig.- Encofrado de columnas :

La distancia entre aros, que en la parte superior del cajón tiene de 60 a 70 cm. debe ir disminuyendo hacia el pie de la columna. En las columnas ligeras los aros se componen de 4 tablas, clavadas en cada ángulo con 3 clavos 31/70, con lo que son posibles distintos dispositivos: pueden tener bridas los cuatro tableros o sólo los salientes clavándose los intermedios directamente al aro, disposición representada en la figura. Los tableros sin brida se montan sobre una mesa dispuesta convenientemente. También pueden clavarse los cuatro tableros al aro, necesitándose entonces sólo las bridas de cabeza (superiores). Si la sección es rectangular el aro lo forman 6 tablas, teniendo los lados menores sólo 1 tabla y las mayores 2 tablas .Con secciones mayores el aro consta en el lado mayor de un fuerte larguero 10-10 cm. y en los menores de dos tablas, disposiciones empleadas también para las columnas cuadradas. Con sección grande han de arriostrarse los aros en los extremos. Puede obtenerse un margen mayor de seguridad disponiendo otros largueros verticales sujetos al centro de los tableros con riostras, tensándose los alambres por fuera del encofrado con pequeñas cuñas. En columnas ligeras también se emplean, en lugar de aros, abrazaderas de hierro graduables, por ejemplo, las Imex, Durr, Puls y Bauer, etc., cuando se emplea este sistema se deben poner bridas en los 4 tableros.

Fig.- Encofrado de columnas :

Los ángulos de la sección transversal suelen truncarse, poniendo en las esquinas del encofrado listones de sección triangular, con lo que se impide se deterioren las aristas al desencofrar. Los encofrados de columnas deben poseer todos unos orificios en su parte inferior, que se obstruirá inmediatamente antes de verter el hormigón. El apuntalado se hace con tablas inclinadas dispuestas como puntales, así como otras horizontales (en ambas direcciones), empleándose para ello tablas de 10.5 x 2.5 cm. Las inclinadas, en 45° a 60° (2 por cada cara de la columna), se clavan por abajo a un larguero horizontal sujeto a su vez a la solera y por arriba al tablero, poniéndose los clavos siempre en los encuentros de los tableros (ángulos), nunca en el centro.

Fig.- Encofrado de columnas :

Una vez realizado el encofrado se procede a realizar la mezcla de hormigón y vaciarla de una sola vez en toda la cavidad del cofre, cuidando que la mezcla no tenga mucha agua, ya que el cemento al encontrarse totalmente diluido tiende a bajar por el peso, presentándose una estructura débil en su parte superior, también evitándose merma de cemento por el escurrimiento de agua del cajón.

Para lograr que la mezcla baje a la parte inferior del encofrado se sugiere utilizar equipos vibradores de manguera larga, evitando contacto del pico con la armadura para no perder adherencia.

El método utilizado frecuentemente es el constante golpeteo con martillo o combo al encofrado, para lograr el descenso de la mezcla, sin embargo no es recomendado, ya que desalinea la verticalidad de la estructura, en la cual se pueden incrementar los momentos flectores por milímetros perdidos en su verticalidad.

Una vez terminado el vaciado, se procede a realizar el desmoldado no antes de los 14 días de fraguado, ya que la estructura no tiene resistencia, y para someter la columna a esfuerzos se debe esperar 28 días, pudiendo utilizarse aditivos aceleradores de fraguado para reducir los tiempos (revisar especificaciones del fabricante).

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA VIGA DE CONCRETO

Las vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseñado para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes, en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también pueden utilizarse para sostener losas macizas o nervadas.La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado, las vigas también soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos por tanto es conveniente, reforzar los tercios de extremos de la viga. Para lograr que este elemento se dimensione cabe tener en cuenta la resistencia por flexión, una viga con mayor peralte (altura) es adecuada para soportar estas cargas, pero de acuerdo a la disposición del proyecto y su alto costo hacen que estas no sen convenientes.Para lograr peraltes adecuados y no incrementar sus dimensiones, es conveniente incrementar el área del acero de refuerzo para compensar la resistencia a la flexión. Para el diseño de una viga se deberá considerar también para su dimensionamiento, los esfuerzos de corte, torsión, de control, de agrietamiento y deflexión.

La viga corona es el elemento estructural de remate superior de una edificación o de sus segmentos, siendo posible localizarla en el ultimo nivel, para apoyar una cubierta de losa, con estructura metálica, de madera o para finalizar un muro de contención enlazando sus columnas. Conoce más acerca de este tema con este curso de construcción.

La viga corona es un elemento estructural de remate de una edificación, por lo cual, las cargas que inciden sobre ella son reducidas.

El diseño arquitectónico, muestra la posición de estas estructuras en una edificación, siendo la ingeniería civil quien dará parte sobre el cálculo de sección transversal, cortante, dosificaciones de hormigón y cuantía de acero a utilizarse en las mismas.

Existen variaciones en el armado de una viga corona, que serán realizados en el acero de construcción que se ubica dentro de la misma, ya que en casos de apoyo de cubierta de cerchas metálicas, deberán dejarse espigas de sujeción de manera saliente.

En algunos casos, para sujetar la estructura metálica de la cubierta con las vigas de coronamiento, se suele destruir su conformación, picando la parte superior hasta encontrar la maestra para colocar anclajes con soldadura, siendo el golpeteo con combo y cincel, el causante de daños estructurales en el elemento.

Por otro lado, la viga corona que se presenta en la parte superior de los muros de contención, también dará rigidez a todo el elemento, es así que deberá contener una cuantía elevada de acero para ejercer tracción en el sistema, que funciona ante esfuerzos

de empuje lateral y dilataciones, a fin de retener momentos flectores que puedan causar fisuras o perdida de verticalidad.

Procedimiento para la ejecución:

Al terminar de vaciarse las columnas de la última planta, se deberá dejar en la parte superior espigas de acero de 20 centímetros de altura, para sujetar la armadura de acero de la viga de coronamiento, la cual previamente calculada en sección transversal y cortante, y diseñada en su posición y longitud, se situara dentro del encofrado apuntalado y revestido en su parte interior con aditivo desmoldante.

Los aceros descansaran dentro del cajón sobre galletas o espaciadores a 5 centímetros de altura de la base, para que posteriormente el hormigón tenga ingreso y adherencia, se debe verificar la horizontalidad de la malla para que los salientes estructurales de acero, se encuentren correctamente colocados hacia la parte superior y no queden tapados con la mezcla.

Se debe realizar una mezcla de hormigón simple tipo H-30 (300 kg. Cemento/m3) para lograr una resistencia a compresión aproximada a los 200 kg/cm2, en proporciones 1:2:2 entre cemento, arena y grava respectivamente, pudiendo incrementarse la cuantía del árido mayor para reducir esfuerzos cortantes.

Se debe vaciar la viga de una sola vez, evitando interrupciones mayores a los 30 minutos, ya que hormigones de diferentes edades jamás se unen, al menos que se utilicen aditivos de pegante plástico, que no son recomendados para este tipo de estructura.

Una vez lleno el encofrado se dará tiempo al proceso de fraguado durante 28 días, lapso en el que podrá ser retirado.

En la parte superior de la viga, quedaran las espigas del acero de construcción, listas para enlazar la estructura metálica de cubierta, por unión de soldadura.

En caso de diseñarse cubiertas de losa, la viga en la mayoría de los casos tiene el mismo comportamiento, ya que las espigas deben utilizarse para el anclaje del parapeto de hormigón, que formara parte del colector pluvial perimetral de losa.

La estructura de cubierta con cerchas de madera, en algunos casos podría utilizar las espigas para soldarlas a las platinas metálicas de unión, sin embargo en otros, la madera se apoya simplemente sombre la viga, para lo cual deberá omitirse el sistema constructivo y realizar una viga de características normales según el cálculo estructural.

A fin de conocer el sistema constructivo de la viga corona y los elementos salientes, puede visitar el curso del sistema de cubierta que desee estudiar, allí se muestran los diferentes tipos de espiga que debe llevar cada viga de coronamiento, dependiendo del remate que va a realizarse.

La viga de coronamiento de muros de contención por lo general se vacía en una sola pieza, (muro y viga, con la diferencia que en el interior del hormigón, se presenta malla donde existe muro y armadura en la posición de la viga.

En la mayoría de los casos, la viga corona no resiste cargas en la parte superior y tampoco presenta momentos flectores, por encontrase apoyada al muro de contención, por lo cual tendrá una reducida cuantía de acero en la parte inferior y un gran incremento en la superior para ejercer tracción en el sistema. (Todos estos cálculos serán realizados por la ingeniería civil).

Para acelerar procesos constructivos, pueden utilizarse aditivos para fraguado acelerado, así como fluidificantes de masa, para incrementar la resistencia al reducir el contenido de agua, sin embargo deberán revisarse las especificaciones de cada uno de ellos antes de ser incorporados, ya que en ciertos casos, podrían obtenerse datos y reacciones distintas a las brindadas por el cálculo civil .

MUROS DE CONTENCION

Un Muro de Contención es aquel que se construye para evitar el empuje de tierras, por ello los mayores esfuerzos son horizontales.

Los esfuerzos horizontales tienden a deslizar y volcar; la presión de las tierras está en función de las dimensiones y el peso de la masa de tierra; por otro lado, dichas dimensiones y peso dependen de la naturaleza del terreno y contenido de agua.

Para lograr la estabilidad de un muro de contención, deben oponerse un conjunto de fuerzas que contrarresten los empujes horizontales y también los esfuerzos verticales transmitidos por pilares o paredes de carga, incluso las cargas de los forjados que apoyan sobre éstos.

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Deberá evitarse:

1. La caída del muro por efecto de su giro sobre una arista.

2. El deslizamiento paralelo a su asiento sobre el suelo.

El muro contrarresta el empuje del terreno con:

1. Su peso propio.

2. El peso de la tierra sobre un elemento del muro (talón o puntera).

Fases de Construcción de Muro de Contención de Hormigón Armado

1. Replanteo

2. Excavación y Movimiento de Tierras

3. Ejecución del Hormigón de Limpieza

4. Colocación de la Armadura de la zapata, dejando esperas.

5. Hormigonado de la zapata.

6. Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro (intradós).

7. Colocación de la armadura del muro de contención.

8. Encofrado de la cara exterior (extradós)

9. Puesta en Obra y Vibrado del hormigón.

10. Desencofrado.

Es importante tener en cuenta la disposición correcta de las armaduras, de acuerdo al diseño de la zapata en relación al empuje de las tierras.

Para mejorar la estabilidad, en lugar de construir un muro macizo y grueso, de sección uniforme, se ejecuta el muro con una sección trapezoidal. Cuando las condiciones de edificación lo permiten, conviene que la parte exterior del muro forme un plano inclinado (escarpa), de esta manera se aumenta el ancho de la base asegurando la estabilidad del conjunto y se baja el centro de gravedad.