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2 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO
Como recordaremos, el hormigón es un material que resulta de la mezcla de tres
elementos fundamentales: cemento, áridos y agua, a lo que se puede agregar
algún aditivo químico o algún elemento complementario que pueda agregar
alguna cualidad extra pero que no es imprescindible para formar esta argamasa.
La mezcla resultante pasa primero por una etapa “líquida” donde no tiene forma
ni resistencia propia, por lo que debe ser contenido, soportado y moldeado por
una estructura temporal que debe ser diseñada y construida para lograr una
pieza óptima: el moldaje o encofrado.
Ahora bien, el hormigón es un material que tiene enormes ventajas como ser
moldeado a voluntad, se define y calcula su resistencia según nuestras
necesidades específicas, se pueden manejar sus tiempos de fragüe y
endurecimiento con aditivos especiales, entre muchas otras características.
Lamentablemente el hormigón es una “piedra reconstituida” que sólo trabaja a
compresión, teniendo una resistencia muy exigua ante la tracción, y por tanto,
no es útil para construcciones sometidas a esfuerzos más complejos.
La armadura de acero le entrega al hormigón el trabajo a tracción que no
posee, mientras que el hormigón protege al acero de la corrosión y de la acción
de agentes dañinos como sales minerales y el fuego.
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MOLDAJE
Conceptos Generales.
Los Moldajes o Encofrados son los elementos construidos para dar forma a los
distintos elementos de hormigón (u otros) mientras la mezcla fragua. Estos
elementos pueden ser verticales (muros, pilares, machones) u horizontales
(vigas, cadenas, dinteles, losas). Pueden ser prefabricados y utilizados
indistintamente en distintas partes de una obra o hechos especialmente para
cada parte.
Se ejecutan preferencialmente de MADERA y ACERO, siendo este primer
material el más utilizado por la combinación de costo y facilidad de trabajo en
Obra.
La principal característica de todo moldaje debe ser su RESISTENCIA a la
presión y peso del material de forma de impedir deformaciones y rupturas, y su
PRESICIÓN de ejecución de manera de asegurar la óptima forma final de la
pieza. Este tema no es menor ya que de su correcta forma depende desde la
estética del edificio hasta su correcto trabajo estructural. Cabe agregar que
existen valores máximos de desviación de alineación de elementos estructurales,
tanto en altura como en plano horizontal (tolerancia máxima).
4 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE
De lo anterior se pueden extraer otras características relacionadas, como son su
necesaria estanqueidad e impermeabilidad, vale decir que no pierdan mezcla
(lechada) ni absorban o pierdan humedad; también deben tener inmovilidad y
rigidez para no someter al hormigón armado a cargas que no puede soportar
mientras no haya endurecido; además de ser sencillo de armar y desarmar y ser
antiadherente.
5 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE
Resistencia frente al Peso y Presión del Material
El principal trabajo de los moldajes está dado por resistir la presión y peso que
el material ejerce sobre éste, mientras adquiere capacidad propia de resistencia y
autosustentación.
El problema fundamental está dado por transmitir esta gran carga al suelo, lo que
se hace a través de puntales (pies derechos) que deben llegar al suelo en forma
indirecta (a un tablón). El problema de estos apoyos mal ejecutados puede
producir asentamientos y disparidades en el fondo del elemento, lo que no
siempre se puede disimular con estucos y pueden incidir en su comportamiento
estructural.
6 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE
El hormigón se debe verter en capas de espesor máximo de 30cm de altura, ya
que así se aminora la presión sobre el encofrado hasta que dicha capa sea capaz
de autosostenerse. Sin embargo, no siempre se respeta este tema ya sea por
apuro o por exceso de mezcla a utilizar.
La velocidad con que se rellenan los moldes será directamente proporcional con
la presión ejercida, no obstante ello también hay otros factores que pueden
alterar esta presión, como la temperatura ambiente y la presencia de aditivos
químicos.
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MOLDAJE
Hormigonar elementos más delgados puede ser más peligroso, por cuánto con
poca masa se logra una presión considerable.
a) Si vaciamos hormigón en un molde a una velocidad de 60cm de altura por
hora, a una temperatura de 21º, la presión sobre las paredes, en los primeros
60cm, es de 0,09 Kg/cm2; en 1m de altura, es de 0,15kg/cm2, punto en
que la presión comienza a decrecer debido a proceso de fraguado. En el
primer caso, la presión por cada metro cuadrado de moldaje es de 900kg y en
el segundo, de 1.500kg.
b) Al vaciar hormigón con una velocidad de 1,80m de altura por hora, con 10º de
temperatura, tenemos desde luego una presión mayor. Al alcanzar 1m de
altura, la presión es de 0,2 kg/cm2; a los 2m de altura, es de 0,38 kg/cm2. En
el primer caso, la presión contra el moldaje por metro cuadrado es de
2.000kg y en el segundo de 3.800kg.
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MOLDAJE
Partes de un Moldaje
La gran mayoría de nuestros elementos constructivos son volúmenes rectos y
regulares, de forma tal que sus moldajes forman las caras de dichos elementos;
de esta forma se habla de "tablero" al encofrado que sirve para definir una cara
del elemento de H.A. y que se deberá unir con otros tableros para formar el
molde completo.
En el caso de los moldes de tablas de madera lo más frecuente es usar madera
de Pino Insigne y Álamo por ser las más económicas. Habitualmente no hay
mayor preocupación por maximizar el uso del material, de 3,20m de largo,
produciendo mucho despunte. Los tableros se componen del entablado que
estará en contacto directo con la mezcla y de la estructura que le da resistencia,
compuesta por barrotes y costales.
Se acepta que la madera de los moldajes que estén en contacto directo con la
mezcla duren 3 usos, con un máximo de 5. Maderas que no estén en
contacto directo con el hormigón pueden durar entre 6 a 10 veces,
dependiendo todo del trato que se les de.
9 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE
En obra se suelen preparar los moldes para las piezas que se repiten, siendo las
lineales las más simples (vigas, cadenas, pilares, sobrecimientos) utilizando todo
el largo de la madera con dos o tres tablas (1x6”, 1x7”, 1x8”) con travesaños de
1x2” ó 1x3” cada 50cm. Los clavos más usuales son de 21/2”.
Los tableros que sirven para fondos de vigas y dinteles deben tener el mismo
ancho del elemento de hormigón, con cantos rectos que permitan retirar los
tableros laterales antes. Los travesaños pueden sobresalir o no del molde.
La preparación de los moldajes se hace en obra, en un mesón especialmente
acondicionado para ubicar los travesaños, de forma de maximizar la producción.
Los encofrados se miden en su parte interior útil que estará en contacto con el
hormigón. Cuando el ancho es igual o menor a 30cm los moldajes se miden en
metros lineales, mientras que si son más anchos se miden en metros cuadrados.
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MOLDAJE
Distancia entre apoyos. Si se usan en el moldaje tablas de 1 pulgada de
espesor, la distancia entre los barrotes para el caso A, puede estar entre 60 y 55
cm. En el caso B, entre 50 y 40cm.
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MOLDAJE
Cuando estos barrotes son cortos, como ocurre en moldajes de cadenas, o de
pilares de refuerzo de muros de albañilería, o de sobrecimientos, pueden ser de
1x2” ó 1x3” si son más largos, como en los costados de un muro, conviene que
tengan mayor escuadría, para que los puntos en que ellos se apoyen puedan
estar más distantes.
Por ejemplo, en la figura las piezas verticales o costales son de 2x4", para que
los cuartones horizontales, o las trabas entre ambas caras, estén a unos 60cm. Si
se desea hormigonar a mayor velocidad como en el caso B los maderos
verticales deben tener mayor escuadría, por ejemplo, 2x6”. Una escuadría
frecuente, aunque con mayor gasto de madera, es de 4x4”.
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MOLDAJE DE VIGAS
El principal cuidado con el moldaje de vigas y de cualquier pieza de Hormigón es
su precisión en sus niveles y escuadría. El nivel de fondo de viga debe
corresponder con el nivel indicado en el Plano de Estructuras, teniendo una
tolerancia mínima. La horizontalidad del fondo debe cotejarse a nivel y asegurada
con refuerzos diagonales.
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MOLDAJE DE LOSAS
Se diferencia del anterior por la magnitud del entablado, el que descansa sobre
costillas ubicadas cada 50cm (más o menos), estas costillas se apoyan sobre
cuartones o soleras (4x4”) dispuestas cada 1m. Estas soleras están sostenidas
por puntales de la misma forma que en el ejemplo anterior. Las distancias entre
soleras, costillas y puntales dependen del espesor de la losa, variando dentro de
un margen relativamente leve.
14 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE DE LOSAS
La construcción del encofrado comienza por la toma de niveles respecto del
N.P.T. de forma de marcar el nivel de fondo de losa. Se ubican tablas de borde en
los muros de manera armar las costillas y disponer el entablado. Luego se ubican
las soleras, amarrándolas provisionalmente a las costillas mientras se ubican los
pies derechos, siendo lo último la colocación de la tabla o tablón de base y las
cuñas para definir niveles.
Aquí se acepta un máximo del 50% de puntales con empalme, los que deben
disponerse manera homogénea. Es habitual reforzar los pies derechos con
diagonales en ambos sentidos para evitar deformaciones laterales producto del
peso de la losa.
15 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE DE LOSAS
Cuando se hormigona losa con viga de borde aparecen listones para mantener la
distancia entre los bordes y amarras de alambre para evitar que el moldaje de
borde se abra. Se debe tener cuidado con las costaneras y refuerzos en los
encuentros de vigas y losas para poder retirar de buena manera el encofrado. En
todos los casos se debe cuidar mantener la sección de los elementos con listones
de madera llamados codales, los que se retiran mientras se hormigona.
17 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE DE PILARES AISLADOS
Para los pilares, por ser elementos aislados y eminentemente verticales, se
utilizan preferentemente tablas dispuestas verticalmente para sus moldajes, de
forma que el mayor cuidado debe tenerse con la posible filtración de lechada
(mayor que en disposición horizontal). Se debe evitar usar tablas muy anchas por
el problema de la retracción y deformación de la madera ante la humedad.
18 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE DE PILARES AISLADOS
Lo usual es armar dos tableros del mismo ancho
del pilar y dos más anchos que incluyan el espesor
de los otros tableros, se montan con guías en su
base cuidando la distancia a la enfierradura y se
asegura su integridad hacia arriba con listones de
amarre horizontales dispuestos a distancias
regulares. La posición vertical del pilar se asegura
con la colocación de vientos, o sea, tablas
diagonales dispuestas en dos sentidos, cuidando
de no molestar la circulación normal dentro del
lugar.
Importante resulta disponer de registros tanto en los
moldajes de pilares como de muros. Los registros
son aberturas (con sus tapas) dispuestas tanto en
la base como en zonas intermedias del moldaje,
dispuestas tanto para limpiar el interior de estos
antes de la faena de hormigonado así como para
facilitar el relleno de los moldes en piezas muy
esbeltas o de formas complicadas.
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MOLDAJE DE MUROS La particularidad de los moldajes para muros se
basa en que se ejecuta una cara antes que la otra,
de forma de asegurar la correcta posición y
distancia entre enfierradura y molde.
El entablado del encofrado se sostiene con
costales (verticales), los que son amarrados con
carreras (horizontales), toda esta estructura es
sostenida en su posición vertical con elementos
diagonales llamados riostras o vientos, los que
van fijas a cuartones que están clavados al suelo.
Cabe destacar que estos últimos son los elementos
encargados de mantener la posición vertical del
encofrado.
Luego de asegurar la enfierradura se ejecuta la
segunda cara del molde, y cuyo entablado conviene
ir disponiendo por fase para hormigonar por etapas
y evitar los problemas de arrojar la mezcla desde
mucha altura. Esto se logra agregando tableros del
ancho requerido cada vez que se hormigona.
20 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE DE MUROS Aquí también es necesario dejar codales y amarras de alambre para asegurar
el correcto ancho de la pieza al hormigonar. Los listones deben retirarse en el
proceso mientras que el alambre queda imbuido en la mezcla. Las amarras son
las encargadas de soportar la presión del hormigón fresco, de aquí que se suelan
disponer usualmente con 4 hebras para darles mayor resistencia. A veces se
reemplazan por pernos, los que aseguran mayor confiabilidad y exactitud.
21 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE ESPECIALES Denominaremos moldajes especiales a aquellos encofrados que se salgan de los
patrones establecidos anteriormente. Pueden ser fabricados para piezas
especiales o para ser utilizados en serie, variando fundamentalmente en el
aspecto constructivo de estos.
Por ejemplo, se puede utilizar madera cepillada y machihembrada para el
entablado en vez de en bruto, con lo que se obtiene una superficie más pareja y
menos adherente al hormigón.
Otro sistema utiliza tableros que reemplazan el entablado por planchas de
madera reconstituidas, fundamentalmente para dejar una terminación lisa que
quedará a la vista. Estos sistemas requieren mayor precisión pues cualquier falla
es más notoria. Las planchas utilizadas son generalmente de madera terciada
impermeable, estructurada con un bastidor con nervios interiores.
En este sistema es de vital importancia la modulación de los espacios en
concordancia con el tamaño de los moldajes a utilizar, de forma de maximizar el
uso del material y no realizar piezas de tamaños especiales que luego no servirán
más.
23 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
MOLDAJE METÁLICOS Los moldajes metálicos están formados por planchas de acero dispuestas sobre
bastidores de perfiles del mismo material. Los bastidores son los que llevan el
sistema de unión (generalmente pernos) que permite su gran combinatoria y
resistencia.
Su duración es muy alta, dependiendo únicamente del trato que se les dé en
obra. Se arman como mecanos y tienen la ventaja de ser fabricados en varios
tamaños y formas, de manera que presentan una amplia gama de
combinaciones.
Su desventaja más grande está por su mayor peso lo que los hace de complicado
manejo y puesta en obra, y el costo mayor frente a los moldajes tradicionales de
madera, cuestión relativa si se compara con su mayor duración y resistencia.
26 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
ENFIERRADURA Lo ideal es colocar armadura sólo en los lugares donde se requiera, tanto por
economía como para no llenar de barras de acero el interior de la pieza, cuestión
que puede cortar la continuidad estructural del hormigón. Ahora bien, si
analizamos una viga de H.A. cargada de manera habitual, veremos que los
esfuerzos de tracción se concentran en la parte inferior, por lo que lógicamente su
enfierradura debe concentrarse en esta parte. Dependiendo de los apoyos será la
deformación de la viga, cuestión que se complejiza al tener apoyos empotrados,
produciéndose en estos puntos una situación al revés, vale decir, los esfuerzos
de tracción se concentran en la parte superior, y por tanto, la enfierradura debe
“subir”.
27 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
ENFIERRADURA Debemos recordar que el acero para construcción tiene una nomenclatura
específica, vista en el curso anterior de Materiales de Construcción, que
recordaremos rápidamente:
• Donde la letra A significa “acero al carbono”.
• El primer número indica su límite de ruptura (Kg/mm2).
• El segundo número indica su límite de fluencia (Kg/mm2).
•Y la(s) última(s) letra(s) indican características especiales, como la letra H que
señala que este acero es factible de utilizar como armadura de hormigones
estructurales.
A 56 35 H
28 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
ENFIERRADURA Proyecto y Puesta en Obra.
El encargado de definir la enfierradura de las piezas de H.A. es el
ingeniero calculista, dentro del Proyecto de Estructura del edificio, el que se
entiende tanto en planos como en especificaciones técnicas. De la correcta
interpretación de estos planos tenemos la adecuada cubicación y presupuesto de
esta partida, así como su ejecución en obra.
Recordemos que para la cubicación de esta partida debemos separar
las barras de distintos diámetros (f) y sumar sus largos totales. Una vez que
tenemos el largo total por cada barra de diferente sección se debe calcular su
peso (kg), ya que el costo se calcula en base a esta variable (cuestión que vimos
en un curso anterior).
30 COG-1201. CONSTRUCCION DE OBRA GRUESA. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 08.
ENFIERRADURA Consideraciones
Las uniones de barras o empalmes
conviene hacerlas por traslapo, o sea, cruzando
las barras y amarrándolas en tres puntos (cerca
de los extremos y al centro). La dimensión de
este traslapo depende de la pieza estructural,
aunque siempre se habla de la regla de 40 veces
el diámetro de la barra. Si la enfierradura ha de
soportar esfuerzos de tracción, no se puede
empalmar más de 1 de cada 5 en una misma
sección del elemento; en vigas se debe evitar
empalmar barras dobladas o puentes, mientras
que en cadenas los empalmes deben ir
alternados. Se acepta electrosoldar, pero no otro
tipo de soldadura ya que aumenta la rigidez de la
unión y la posibilidad de falla o trabajo irregular.
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