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UNIDAD II

OBRA GRUESA

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Clase N°8

Estructuras de Hormigón Armado

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.


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).


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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”.


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.


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.


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.


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.


MOLDAJE DE LOSAS


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.


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.


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.


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.


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.


MOLDAJE ESPECIALES


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.


MOLDAJE METÁLICOS


MOLDAJE METÁLICOS


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”.


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


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).


ENFIERRADURA


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.


ENFIERRADURA

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PRÓXIMA CLASE …

HORMIGONADO

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