UNE-EN_12812=2008

UNE-EN 12812 norma española

Diciembre 2008 TÍTULO

Cimbras Requisitos de comportamiento y diseño general Falsework. Performance requirements and general design. Etaiements. Exigences de performance et méthodes de conception et calculs.

CORRESPONDENCIA

Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN 12812:2008.

OBSERVACIONES

Esta norma sustituye a la Norma EN 12812:2004 (ratificada por AENOR).

ANTECEDENTES

Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 180 Equipamiento para trabajos temporales en obra cuya Secretaría desempeña ANMOPYC.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 57447:2008

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

42 Páginas

© AENOR 2008 Reproducción prohibida

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Grupo 26

AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A UNIVERSIDAD DE SEVILLALicencia para un usuario - Copia y uso en red prohibidos

S


NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

EN 12812Julio 2008

ICS 91.220 Sustituye a EN 12812:2004

Versión en español

Cimbras Requisitos de comportamiento y diseño general

Falsework. Performance requirements and general design.

Etaiements. Exigences de performance et méthodes de conception et calculs.

Traggerüste. Anforderungen, Bemessung und Entwurf.

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2008-06-07. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales pueden obtenerse en el Centro de Gestión de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada al Centro de Gestión, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Bulgaria, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza.

CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN

European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung

CENTRO DE GESTIÓN: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles

© 2008 CEN. Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.


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ÍNDICE

Página

PRÓLOGO ........................................................................................................................................ 5 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 6 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ............................................................................ 6 2 NORMAS PARA CONSULTA ............................................................................................ 6 3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES.......................................................................................... 7 4 CLASES DE DISEÑO ........................................................................................................... 8 4.1 Generalidades......................................................................................................................... 8 4.2 Clase de diseño A ................................................................................................................... 8 4.3 Clase de diseño B ................................................................................................................... 8 5 MATERIALES ...................................................................................................................... 9 5.1 Generalidades......................................................................................................................... 9 5.2 Requisitos básicos para materiales....................................................................................... 9 5.3 Soldabilidad............................................................................................................................ 9 6 INSTRUCCIONES ................................................................................................................ 9 7 REQUISITOS DE DISEÑO.................................................................................................. 10 7.1 Generalidades......................................................................................................................... 10 7.2 Espesor del material .............................................................................................................. 10 7.3 Conexiones.............................................................................................................................. 10 7.4 Flexibilidad de las torres de carga prefabricadas ............................................................... 10 7.5 Cimientos ................................................................................................................................ 12 7.6 Torres de carga ...................................................................................................................... 14 8 ACCIONES ............................................................................................................................ 14 8.1 Generalidades......................................................................................................................... 14 8.2 Acciones directas ................................................................................................................... 14 8.3 Acciones indirectas �Q7� ....................................................................................................... 17 8.4 Otras acciones "Q9"............................................................................................................... 17 8.5 Combinaciones de carga........................................................................................................ 18 9 CÁLCULO ESTRUCTURAL PARA LAS CLASES B1 Y B2 .......................................... 19 9.1 Documentación técnica.......................................................................................................... 19 9.2 Cálculo estructural ................................................................................................................ 20 9.3 Imperfecciones y condiciones de contorno........................................................................... 24 9.4 Cálculo de las fuerzas internas ............................................................................................. 30 9.5 Valores característicos de la resistencia y la fricción.......................................................... 37 ANEXO A (Informativo) RELACIÓN CON LAS ACTIVIDADES EN OBRA..................... 40 ANEXO B (Informativo) COEFICIENTES DE ROZAMIENTO ........................................... 41 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................................... 42


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PRÓLOGO

Esta Norma EN 12812:2008 ha sido elaborada por el Comité Técnico CEN/TC 53 Equipamiento para trabajos temporales de obra, cuya Secretaría desempeña DIN. Esta norma europea debe recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a ella o mediante ratificación antes de finales de enero de 2009, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deben anularse antes de finales de enero de 2009. Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de este documento estén sujetos a derechos de patente. CEN y/o CENELEC no es(son) responsable(s) de la identificación de dichos derechos de patente. Esta norma anula y sustituye a la Norma EN 12812:2004. Esta norma europea forma parte de un paquete de normas que incluye también EN 12810-1, EN 12810-2, EN 12811-1, EN 12811-2, EN 12811-3, EN 12813. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a adoptar esta norma europea los organismos de normalización de los siguientes países: Alemania, Austria, Bélgica, Bulgaria, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza.


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INTRODUCCIÓN

Las cimbras se usan normalmente para: − soportar las cargas producidas al verter hormigón fresco para la construcción de estructuras permanentes hasta que

éstas hayan alcanzado una capacidad de sustentación de carga suficiente; − absorber las cargas de elementos estructurales, instalaciones y equipos que surgen durante la construcción, el

mantenimiento, la reforma o el derribo de edificios u otras estructuras; − adicionalmente, proporcionar sustento para el almacenamiento temporal de materiales de construcción, elementos

estructurales y equipos. Esta norma europea establece los requisitos de comportamiento para la especificación y uso de las cimbras y proporciona métodos para el diseño de cimbras que cumplan con esos requisitos. El capítulo 9 proporciona los métodos de diseño. También proporciona métodos de diseño simplificados para cimbras fabricadas con tubos y acoplamientos. La información sobre diseño estructural es suplementaria a la de los Eurocódigos estructurales correspondientes. La norma describe diferentes clases de diseño. Esto permite al proyectista elegir entre métodos de diseño más o menos complejos, mientras se alcancen los mismos niveles de seguridad estructural. Las disposiciones sobre temas específicos de seguridad se tratan en la Norma EN 12811-1 y otras normas. 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma europea especifica los requisitos de comportamiento y los métodos de diseño de estado límite para dos clases de diseño de cimbras. Establece las reglas a tener en cuenta para fabricar una estructura de cimbra segura. También proporciona información para cimbras que requieran soportar una �estructura permanente� o para cuando el diseño o suministro de la cimbra se tiene que encargar. Esta norma europea también recoge información sobre cimientos. Esta norma europea no especifica requisitos para encofrados, aunque el encofrado pueda ser una parte de la construcción de la cimbra. Tampoco proporciona información sobre accesos y andamios de trabajo, la cual se da en la Norma EN 12811-1. Esta norma europea no proporciona información sobre las actividades en la obra. No proporciona información sobre el uso de algunos productos normalizados, incluyendo las viguetas conforme a la Norma EN 13377 y los puntales conforme a la Norma Europea EN 1065. 2 NORMAS PARA CONSULTA

Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). EN 74-1 Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 1: Acoplamientos para tubos. Requisitos y procedimientos de ensayo. prEN 74-2 Acoplamientos, espigas ajustables y placas de asiento para andamios y cimbras. Parte 2: Acoplamientos especiales. Requisitos y procedimientos de ensayo.


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EN 74-3 Acoplamientos, espigas ajustables y placas base para andamios y cimbras. Parte 3: Placas base ordinarias y espigas ajustables. Requisitos y procedimientos de ensayo. EN 1065:1998 Puntales telescópicos regulables de acero. Especificaciones del producto, diseño y evaluación por cálculo y ensayos. EN 1090-2 Ejecución de estructuras de acero y aluminio. Parte 2: Requisitos técnicos para la ejecución de estructuras de acero. EN 1090-3 Ejecución de estructuras de acero y aluminio. Parte 3: Reglas técnicas para la ejecución de estructuras de aluminio. EN 1990 Eurocódigos. Bases de cálculo de estructuras. EN 1991 (todas las partes) Eurocódigo 1: Acciones en estructuras. EN 1993-1-1:2005 Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificios. EN 1997 (todas las partes) Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico. EN 1998 (todas las partes) Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes. EN 1999 (todas las partes) Eurocódigo 9: Proyecto de estructuras de aluminio. EN 12810-1:2003 Andamios de fachada de componentes prefabricados. Parte 1: Especificaciones de los productos. EN 12811-1:2003 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Parte 1: Andamios. Requisitos de comportamiento y diseño general. EN 12811-3 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Parte 3: Ensayo de carga. EN 12813 Equipamiento para trabajos temporales de obra. Torres de cimbra fabricadas con componentes prefa-bricados. Métodos particulares de diseño estructural. EN 13377 Viguetas prefabricadas de madera para encofrados. Requisitos, clasificación y evaluación. 3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES

Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones incluidos en la Norma EN 1993-1-1:2005 además de los siguientes:

3.1 riostra: Componente que une dos puntos de una estructura para rigidizarla.

3.2 clase de diseño: Clase que define el alcance del diseño para la cimbra.

3.3 cimbra: Soporte temporal para una parte de una estructura mientras ésta no sea capaz de sostenerse por si misma y para las cargas de servicio asociadas.

3.4 encofrado: Parte de los trabajos temporales utilizados para dotar de la forma requerida y el sustento al hormigón in situ.


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3.5 cimiento: Subestructura necesaria para trasmitir las cargas al terreno.

3.6 contrapeso: Material colocado en una estructura para proporcionar estabilidad por la acción de su peso muerto.

3.7 imperfecciones: Desviaciones iniciales de la planicidad (imperfección de arco) o de la verticalidad (imperfección de cimbreo) de un elemento estructural o de una estructura utilizadas para los cálculos. NOTA 1 Una imperfección de arco puede ocurrir tanto en un elemento individual como en una torre completa o un montaje modular de barras. Se

produce porque el elemento no es recto, no se ha fabricado recto o porque los elementos no se han montado alineados. NOTA 2 Estos valores se deben considerar a efectos de diseño y pueden ser mayores que la tolerancia de montaje.

3.8 nudo: Punto de intersección teórica de los elementos.

3.9 desvío angular: Movimiento angular de una columna u otra estructura causada por la aplicación de una carga. 4 CLASES DE DISEÑO 4.1 Generalidades

El diseño debe ser conforme con una de las clases: A o B. La clase B tiene dos subclases, B1 y B2, véase el apartado 4.3, donde el proyectista debe decidir que subclase se debe aplicar.

4.2 Clase de diseño A NOTA Una cimbra de clase A es aquella que cumple las buenas prácticas ya establecidas y que se puede considerar que satisface los requisitos de diseño. La clase A cubre cimbras para construcciones simples como losas y vigas in situ. La clase A se debe adoptar únicamente cuando: a) las losas tengan un área de sección transversal no superior a 0,3 m² por metro de anchura de losa; b) las vigas tengan un área de sección transversal no superior a 0,5 m²; c) la luz libre de las vigas y las losas no supere los 6,0 m; d) la altura de la estructura permanente en la cara inferior no supere los 3,5 m. El diseño para cimbras de clase A debe ser conforme con los requisitos descriptivos recogidos en los capítulos 5 y 7.

4.3 Clase de diseño B

Una cimbra de clase B es aquella en la que se acomete un diseño estructural completo. Las cimbras de clase B se requiere diseñarlas con los Eurocódigos correspondientes. Existen disposiciones adicionales separadas en esta norma para las clases B1 y B2, que se detallan a continuación. La clase B2 utiliza un método de diseño más simple que la clase B1 para alcanzar el mismo nivel de seguridad.


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4.3.1 Clase B1

El diseño debe ser conforme con los correspondientes Eurocódigos (EN 1990, EN 1991 hasta EN 1999) y adicional-mente con los apartados 9.1.1, 9.1.2.1, 9.1.3, 9.3.3 y 9.4.1 de esta norma. NOTA Se asume que el montaje se llevará a cabo con el nivel de destreza apropiado para la construcción permanente, véanse las Normas EN 1090-2

y EN 1090-3 para estructuras metálicas.

4.3.2 Clase B2

El diseño debe ser conforme con los capítulos 5, 6, 7, 8 y 9, a excepción de los apartados 9.1.2.1, 9.3.3, 9.4.1, y con los correspondientes Eurocódigos (EN 1990, EN 1991 hasta EN 1999). Cuando se produzca un conflicto, deben prevalecer las disposiciones de esta norma. NOTA Se llama la atención sobre los métodos simplificados que se presentan en los apartados 9.3 y 9.4 y sobre los requisitos para los planos y otra

documentación dados en el apartado 9.1.2. 5 MATERIALES 5.1 Generalidades

Solo se deben utilizar materiales que tengan propiedades establecidas y de los que se conozca su idoneidad para el uso previsto.

5.2 Requisitos básicos para materiales 5.2.1 Los materiales deben cumplir las normas europeas correspondientes. Cuando éstas no existan, se deben utilizar las normas nacionales. 5.2.2 Cuando las propiedades pertinentes de los materiales y del equipo no puedan obtenerse de las normas citadas en el apartado 5.2.1, éstos deben determinarse mediante ensayos (véase 9.5.2). 5.2.3 No debe utilizarse acero efervescente.

5.3 Soldabilidad

Se debe utilizar acero soldable, a no ser que los elementos estructurales y los componentes no estén concebidos para soldarse. El soldeo se debe llevar a cabo de acuerdo con los requisitos de las Normas EN 1090-2 y EN 1090-3. El diseño no debe requerir que se acometa ningún soldeo de aluminio in situ en la obra. 6 INSTRUCCIONES

El diseño se debe basar en unas instrucciones que contengan todos los datos necesarios, incluyendo información sobre el montaje, uso, desmontaje y carga. NOTA 1 El hormigonado es un ejemplo típico de carga. NOTA 2 Se debería obtener e incluir en el informe (instrucciones) información adecuada sobre las condiciones de la obra. Los puntos particulares son:

− la disposición con niveles, incluyendo las estructuras adyacentes;

− una apreciación general de los parámetros relativos a los cálculos de carga del viento para las condiciones locales;

− la ubicación de servicios tales como tuberías de agua o cables eléctricos;

− los requisitos para el acceso y el espacio de trabajo seguro;

− la información sobre las condiciones del terreno.


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7 REQUISITOS DE DISEÑO 7.1 Generalidades

La estructura debe diseñarse de tal forma que todas las cargas que actúan en ella sean transmitidas al subsuelo o a una subestructura de soporte de carga. En el diseño se debería tener en cuenta la habilidad necesaria para el montaje y las condiciones ambientales. Debe preverse la disposición de medios de acceso para el montaje, uso y desmontaje. Se debe hacer referencia a la Norma EN 12811-1. El diseño debería basarse en conceptos y detalles que aseguren que la ejecución sea practicable y sean sencillos de verificar en la obra.

7.2 Espesor del material 7.2.1 Espesor de los elementos de acero y aluminio

El espesor nominal no debe ser inferior a 2 mm. 7.2.2 Tubos de andamios de acero

Los tubos de acero sueltos a los cuales sea posible incorporar acoplamientos conformes con la Norma EN 74-1 y el proyecto de Norma prEN 74-2 y espigas y placas base conformes con la Norma EN 74-3, deben ser conformes con el apartado 4.2.1.2 de la Norma EN 12811-1:2003. Los manguitos para la incorporación en elementos prefabricados a los cuales sea posible incorporar acoplamientos conforme con la Norma EN 74-1 y el proyecto de Norma prEN 74-2 y espigas y placas base conformes con la Norma EN 74-3 deben ser conformes con el apartado 4.2.1.3 de la Norma EN 12811-1:2003 y con la tabla 2 de la Norma EN 12810-1:2003. 7.2.3 Tubos de andamios de aluminio

Los tubos de aluminio sueltos a los cuales sea posible incorporar acoplamientos conformes con la Norma EN 74-1 y el proyecto de Norma prEN 74-2 y espigas y placas base conformes con la Norma EN 74-3, deben ser conformes con el apartado 4.2.2.1 de la Norma EN 12811-1:2003.

7.3 Conexiones 7.3.1 Mecanismos de conexión

Las conexiones deben diseñarse de tal manera que no se puedan desconectar involuntariamente cuando se utilicen. Las conexiones por espiga vertical entre las secciones huecas que trabajan a compresión sin medios adicionales de fijación deben considerarse seguras contra desconexiones involuntarias cuando la longitud de solapamiento no sea inferior a 150 mm. 7.3.2 Solapado de bases sueltas y cabezas regulables con tubo

La longitud de solapado del macho en el tubo, l0 (véase 9.3.2), debe ser el valor mayor entre los siguientes: 25% de la longitud del macho, l1 o 150 mm.

7.4 Flexibilidad de las torres de carga prefabricadas

Un torre de carga prefabricada debe tener una capacidad de diseño, *dR , del 90% de su capacidad normal de susten-

tación de carga, Rd, cuando se haya impuesto un asentamiento diferencial, δs, o cuando un movimiento térmico de la construcción soportada haya causado un movimiento horizontal, δt (véase la figura 1), el cual debe absorber la torre.


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El valor del asentamiento, δs, debe ser el menor valor entre los siguientes: 5 mm y el calculado a partir de la ecuación (1); el valor máximo del movimiento térmico se debe calcular mediante la ecuación (2) tomando el menor de los dos valores de δs del examen anterior.

3s 2,5 10 5 mmlδ −= × × ≤ (1)

t s /h lδ δ= × (2)

donde Rd es el valor de diseño normal de la capacidad de sustentación de carga;

*dR es el valor de diseño de la capacidad de sustentación de carga después de que haya ocurrido un asentamiento diferencial

o un movimiento térmico; h es la altura total de la torre, en milímetros; l es la base horizontal total de la torre de apoyo, en milímetros; δs es el asentamiento diferencial; δt es el movimiento horizontal causado por la temperatura.

a) Sistema teórico b) Asentamiento diferencial c) Movimiento térmico NOTA Véase el apartado 7.4 para las definiciones de los símbolos.

Figura 1 − Desviaciones relativas debidas a asentamiento diferencial o a movimiento térmico


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7.5 Cimientos 7.5.1 Requisitos básicos de los cimientos La estructura se debe apoyar directamente en una o más de las siguientes estructuras o superficies: − una subestructura habilitada a tal efecto; − la superficie del terreno existente, por ejemplo en roca; − una superficie parcialmente excavada y preparada, por ejemplo en tierra; − una estructura ya existente; − un cimiento conforme con el apartado 7.5.2. El diseño debe cumplir los Eurocódigos teniendo en cuenta la vida útil esperada de la estructura, excepto cuando se apliquen las condiciones descritas en el apartado 7.5.2. 7.5.2 Apoyo sin ninguna incrustación en el terreno

Para un cimiento extendido, se debe retirar siempre la capa superficial del suelo. Los cimientos no se deben situar directamente sobre superficies niveladas sin incrustar a menos que concurran todas las condiciones siguientes: − los cimientos sean resistentes contra la degradación por aguas superficiales y subterráneas durante la vida de la cimbra; NOTA 1 Esto puede hacerse proporcionando un drenaje o protegiendo la superficie con una capa de hormigón. − se sepa que no es probable que se den heladas que podrían afectar a terrenos permeables durante la vida de la cimbra; − el apoyo de los cimientos esté dentro del 8% de la horizontal o bien, si la pendiente media supera el 8%, se transmita

cualquier componente de fuerza hacia abajo de la pendiente bien a un macizo de apoyo o bien mediante otros medios, disipando la fuerza en el terreno;

− en el caso de suelos cohesivos, y cuando la distancia al borde es grande, se disponga un drenaje por debajo de la

base de cimentación; − en el caso de suelos no cohesivos, no sea probable que el nivel freático se eleve a menos de 1 m de la parte inferior

de la estructura; NOTA 2 El objeto de esta limitación es el de mantener el asentamiento a un valor suficientemente bajo. − se verifique la capacidad de esfuerzo cortante lateral. 7.5.3 Apoyo sobre una estructura permanente existente

Se debe verificar la capacidad de la estructura permanente para soportar las cargas aplicadas de la cimbra. 7.5.4 Elementos rectangulares apilados

Se pueden utilizar elementos apilados consistentes en elementos de madera rectangulares u otros elementos comparables: − para el apoyo en la ejecución de torres portantes; − para el ajuste de la altura de la base de la construcción en combinación con la cimentación.


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En cada caso, los elementos apilados se deben colocar transversalmente, y el área base se debe ampliar con cada capa desde la parte superior a la inferior. El apoyo de la ejecución para torres portantes debe cubrir toda la sección transversal de la torre (véase la figura 2a). El extremo superior de los elementos apilados se debe diseñar como un punto de apoyo horizontal arriostrado o estabilizar el punto de apoyo en cualquier dirección horizontal mediante anclajes horizontales. El elemento apilado se considera como un punto de apoyo horizontal arriostrado si se cumple la siguiente condición:

H

V40 cm

6

F h be h

F

⋅= ≤ ≤ (3)

Para FH, FV, h y b, véase la figura 2.b)

a) apoyo de una torre portante mediante elementos apilados

b) elemento apilado para ajuste de altura Leyenda

1) borde inferior de la placa base

Figura 2 − Ejemplos de colocación de elementos apilados


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7.6 Torres de carga

La forma de la sección transversal de una estructura de apoyo debe mantenerse, por ejemplo, mediante anclajes o planos rigidizados, en la parte superior e inferior, el encofrado y la cimentación pueden sustituir a los anclajes si están debidamente conectados. 8 ACCIONES 8.1 Generalidades

En los siguientes apartados se describen acciones típicas sobre la cimbra, directas e indirectas (Q1 a Q8). Cuando proceda para un proyecto específico, se deben tener en cuenta otras condiciones de carga (Q9), por ejemplo la acción debida al movimiento mecánico de la instalación. Los valores Q1 a Q9 son valores característicos de las acciones. 8.2 Acciones directas 8.2.1 Acciones permanentes �Q1� 8.2.1.1 Peso propio

El peso propio debe tenerse en cuenta. NOTA El peso propio incluye: a) la estructura de la cimbra; b) el encofrado, cuando sea aplicable; c) el contrapeso. 8.2.1.2 Terreno

La presión lateral del terreno debe calcularse de acuerdo con la Norma EN 1997. 8.2.2 Acciones variables impuestas 8.2.2.1 Acciones variables impuestas verticales permanentes �Q2� 8.2.2.1.1 Construcción apoyada

Cuando no se disponga de otra información, la carga de la estructura permanente o de otros elementos que se deban sustentar debe calcularse a partir del volumen y densidad del material. En el caso del hormigón, se debe incluir la armadura. Para el hormigón armado fresco normal, la densidad debe tomarse como 2 500 kg/m3. NOTA Por razones de diseño, éste puede tomarse como equivalente a 25 kN/m2 por metro de profundidad. 8.2.2.1.2 Áreas de almacenamiento

Por razones de diseño, las cargas uniformemente distribuidas debidas al material deben considerarse como el valor mayor entre la presión de almacenamiento real o 1,5 kN/m2. Esta disposición se debe extender sobre un área de trabajo entera, o sobre un área específicamente designada señalada en la cimbra. 8.2.2.1.3 Carga de operaciones de construcción � operarios

Se debe tener en cuenta una sobrecarga mínima complementaria de 0,75 kN/m2 para todos los accesos y áreas de trabajo soportados por la cimbra. Por ejemplo, esto se debe aplicar a las plataformas en voladizo de una cimbra móvil de puente mientras se mueve hacia delante. NOTA Dependiendo del trabajo a llevar a cabo, puede ser apropiada una carga mayor. Se debería hacer referencia a la Norma EN 12811-1.


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8.2.2.1.4 Nieve y hielo

Debe tenerse en cuenta la carga de nieve y hielo cuando se espere que supere los 0,75 kN/m2. NOTA En condiciones donde haya una humedad alta y lluvia o nieve y la temperatura de estructura esté por debajo del punto de congelación, puede

producirse la formación de hielo. En tal caso se debería tener en consideración. La densidad máxima del hielo es 920 kg/m3. Por el cálculo de la fuerza horizontal causada por hielo flotante, éste se debe considerar (a efectos de cálculo) como escombros (véase 8.2.5.2). 8.2.2.2 Acciones variables impuestas horizontales permanentes �Q3�

Se debe tener en cuenta una carga horizontal igual al 1% de la carga vertical, aplicada externamente al punto de aplicación de la carga vertical Q2 además de los efectos causados por las imperfecciones (véase 9.3). Se debe considerar llevar esta carga a través de la estructura hasta un punto de anclaje externo adecuado, generalmente a la parte inferior de los cimientos de la cimbra. 8.2.3 Acciones variables impuestas transitorias �Q4� 8.2.3.1 Tolerancia para la carga de hormigón in situ

Cuando se coloque hormigón in situ, se debe adoptar una sobrecarga complementaria adicional a la que se especifica en el apartado 8.2.2.1.3, haciendo que la carga adicional total sea igual al 10% del peso propio del hormigón. En ningún caso el complemento adicional debe ser menor de 0,75 kN/m2 ni necesariamente ser mayor de 1,75 kN/m2. Se debe considerar que esta carga adicional actúa en una superficie cuadrada de tamaño de planta de 3 m × 3 m, véase la figura 3. Cuando el espesor del hormigón no sea constante a lo largo de la superficie de 3 m × 3 m, se debe adoptar un valor medio como base para el cálculo del peso propio.

a) Sección transversal durante el hormigonado

b) Diagrama de carga Leyenda

1 Áreas de acceso: sobrecarga mínina clase 1 de la Norma EN 12811-1.

2 Carga del peso del hormigón a soportar.

3 Sobrecarga complementaria por acumulamiento durante la colocación del hormigón.

Figura 3 − Carga del hormigón en la cimbra


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8.2.3.2 Presión del hormigón

La presión lateral del hormigón se debe considerar en el diseño NOTA El anexo nacional puede proporcionar información sobre las cargas laterales. Se puede encontrar información publicada en: − DIN 18218:1980; − CIRIA Report No. 108 Concrete pressure on formwork, 1985; − Manual de Technologie: Coffrage; CIB-FIB-CEB 27-98-83. 8.2.4 Viento �Q5� 8.2.4.1 Viento máximo

Las datos se deben obtener de la Norma EN 1991-1-4, la cual recoge la presión dinámica del viento para un periodo de retorno de 50 años. NOTA La presión dinámica del viento se puede modificar de acuerdo con la Norma EN 1991-1-4 teniendo en cuenta el periodo de uso de la cimbra. 8.2.4.2 Viento de servicio

Se debe utilizar una presión de 200 N/m2 para el viento de servicio. 8.2.5 Acciones por flujo de agua �Q6� 8.2.5.1 Cargas producidas por el flujo de agua

La presión estática que se utilice para representar la presión dinámica del flujo de agua, qw en newtons por metro cuadrado, se debe calcular mediante la ecuación (4):

2w w = 500q v× (4)

donde vw es la velocidad del flujo de agua, en metros por segundo. La carga causada por el flujo de agua alrededor de los elementos, Fw, en newtons, se debe calcular mediante la ecuación (5):

w w = F q Aη× × (5)

donde

A es el área efectiva normal al flujo, en metros cuadrados; η es el coeficiente de fuerza para el agua apropiado para los elementos en consideración. El área de agua efectiva A se debería determinar después de investigar el nivel máximo de inundación. NOTA 1 A continuación se muestra algunos valores de η:

− 1,86 para superficies planas normales al flujo;

− 0,63 para superficies cilíndricas;

− 0,03 para superficies altamente aéreodinámicas.


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NOTA 2 Se puede tener en cuenta el apantallamiento siempre que la estructura esté dispuesta de manera que los elementos aguas arriba desarrollen un claro perfil de corte del flujo para proporcionar protección a las líneas normales de los elementos en la dirección del flujo. Cuando tal disposición se haga una característica de diseño, la fuerza total calculada se puede reducir, en el caso de los elementos apantallados, hasta un 20%.

8.2.5.2 Efecto de los escombros

Se espera que la acumulación de escombros produzca una carga en la estructura que se puede calcular como la existente en una ataguía rectangular. Esta carga del proyecto, Fw, en newtons, se debe calcular mediante la ecuación (6):

2w w = 666 F A v× × (6)

donde A es el área de obstrucción presentada por el escombro atrapado y la cimbra, en metros cuadrados; vw es la velocidad del flujo de agua, en metros por segundo. NOTA 1 Si existe la posibilidad de que haya troncos o basura arrastrados o flotando después de una fuerte lluvia, entonces se debería hacer una

estimación de las posibles cargas. Normalmente es preferible prevenir la acumulación de escombros contra la estructura. NOTA 2 Cuando una estructura está expuesta a las olas, se debería tener en cuenta las cargas que se puedan originar como consecuencia de éstas. 8.2.6 Efectos sísmicos "Q7"

Se deberían tener en consideración los efectos sísmicos. Se debe hacer referencia a la Norma EN 1998. NOTA Se llama la atención sobre las disposiciones de reglamentaciones nacionales acerca de efectos sísmicos.

8.3 Acciones indirectas 8.3.1 Temperatura "Q8,1"

Cuando la estructura sustentada tenga una longitud mayor de 60 m, se deben tener en cuenta los efectos del movimiento inducido por la temperatura sobre la cimbra para los siguientes intervalos: − estructura sustentada de acero: ± 20 K; − estructura sustentada de hormigón: ± 10 K. 8.3.2 Asentamiento "Q8,2"

Para la clase B1 los efectos del asentamiento diferencial se deben tener en cuenta en todos los casos. Para la clase B2 los efectos del asentamiento diferencial se deben tener en cuenta excepto en los casos siguientes: a) tubo y accesorios o cimbras de madera en los que se espera que el asentamiento diferencial, δs, sea menor que

10 mm; b) equipo prefabricado en el que se espera que el asentamiento diferencial δs, sea menor que 5 mm. 8.3.3 Pretensado "Q8,3"

Se deben tener en cuenta los efectos del pretensado de la estructura permanente mientras se sustente en la cimbra.

8.4 Otras acciones "Q9"

Se deben establecer valores para cualquier otra carga identificable.


EN 12812:2004 - 18 -

8.5 Combinaciones de carga

Normalmente se deben tener en cuenta las siguientes combinaciones de carga (véase la nota 1): − caso de carga 1: cimbra sin carga, por ejemplo, antes del vertido; − caso de carga 2: cimbra durante la carga, por ejemplo, durante el vertido; − caso de carga 3: cimbra cargada; − caso de carga 4: cimbra cargada sometida a efectos sísmicos. Los factores de combinación de carga, ψ, especificados en la tabla 1, se deben aplicar conjuntamente con las acciones especificadas en los apartados 8.1 a 8.3. NOTA 1 Si se producen condiciones diferentes en la obra, puede ser necesario modificar estas combinaciones o tener en cuenta otras. NOTA 2 La figura 3 indica las condiciones de carga típicas en cimbras para hormigón in situ. NOTA 3 Existe una tolerancia de carga mínima para el acceso a todas las áreas que puedan ser alcanzadas por las personas. Ésta es adicional al peso

muerto del hormigón y a la tolerancia del hormigonado in situ.

Tabla 1 − Factores de combinación de carga ψ

Factores de combinación ψ

Acción Tipo de acción Caso de carga 1

Caso de carga 2

Caso de carga 3

Caso de carga 4 a

Acciones directas

Q1 Acciones permanentes 1,0 1,0 1,0 1,0

Q2 Acciones variables impuestas verticales permanentes

0 1,0 1,0 1,0

Q3 Acciones variables impuestas horizontales permanentes

0 1,0 1,0 0

Q4 Acciones variables impuestas horizontales 0 1,0 0 0

Q5 Viento máximo 1,0 0 1,0 0

Viento de servicio 0 1,0 0 0

Q6 Acciones por flujo de agua 0,7 0,7 0,7 0,7

Q7 Efectos sísmicos 0 0 0 1,0

Acciones indirectas

Temperatura 0 1,0 1,0 1,0 Q8,i

Asentamientos 0 1,0 1,0

Pretensado 0 1,0 1,0

Q9 Otras condiciones de carga 0 1,0 1,0 1,0 a Este caso de carga es un requisito de no-colapso de acuerdo con la Norma EN 1998-1-1.


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9 CÁLCULO ESTRUCTURAL PARA LAS CLASES B1 Y B2 9.1 Documentación técnica 9.1.1 Información escrita sobre el cálculo

El cálculo estructural debe incluir: a) la clase de diseño; b) una descripción de los conceptos adoptados y como se utiliza la cimbra, junto con una explicación de la distribución de

las cargas a través de la estructura al terreno; c) la secuencia de operaciones, por ejemplo: 1) montaje; 2) encofrado; 3) desmontaje; 4) secuencia de hormigonado; 5) velocidad de vertido; d) una descripción del modelo adoptado para el análisis estructural, con una nota de todos las suposiciones hechas; e) una lista de todos los documentos a los que se hace referencia en los cálculos; f) especificación de los materiales y componentes; g) un plano guía para identificar los componentes del esquema de la cimbra y para relacionarlos con el cálculo y como

ha sido construida la cimbra. 9.1.2 Dibujos 9.1.2.1 Clase B1

Se deben proporcionar dibujos completamente detallados según la norma de ejecución de obras permanentes. 9.1.2.2 Clase B2

Los dibujos deben describir completamente la cimbra en planta, alzado y utilizando secciones cuando proceda. Los dibujos deben mostrar, al menos: a) detalles típicos de construcción; b) todas las dimensiones y los materiales; c) todos los puntos de anclaje requeridos; d) información sobre la contraflecha; e) información sobre la secuencia de carga;


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f) requisitos locales particulares para situaciones especiales, tales como accesos para vehículos y todos los espacios libres necesarios;

g) detalles de la cimentación. 9.1.3 Información para el emplazamiento

Al menos la siguiente información debe estar disponible en el emplazamiento: a) método de ejecución que contenga la información del punto c) del apartado 9.1.2.2; b) planos (véase 9.1.2); c) información acerca del uso de cualquier equipo especial; d) requisitos particulares acerca de materiales usados previamente; NOTA Esto puede estar en los planos o como información escrita. e) áreas a delimitar que sean específicamente destinadas para el almacenaje.

9.2 Cálculo estructural 9.2.1 Generalidades

El cálculo estructural debe ser tal que la estructura esté en conformidad con los requisitos de comportamiento en los siguientes aspectos: a) estado límite último, (ULS): incluyendo la capacidad de sustentación de carga, estabilidad contra deslizamientos

laterales, vuelco y levantamiento; b) estado limite de servicio (SLS): deformación de la cimbra conforme a los requisitos de contraflecha. NOTA Normalmente esto se hace mediante cálculo, pero puede ser necesario hacer ensayos de resistencia y rigidez. 9.2.2 Alcance del cálculo estático 9.2.2.1 Estado límite último a) Debe verificarse que: d dE R≤ (7)

donde Ed es el valor de cálculo de una acción interna o momento; Rd es el valor de cálculo de la resistencia correspondiente. El valor de Ed se debe establecer a partir de los valores de cálculo de las acciones Qd, teniendo en cuenta los efectos

de segundo orden cuando corresponda (para clase B2 véase el apartado 9.3.4.1). b) Basándose en el valor característico de la acción Qk,i especificada en el capítulo 8, el valor de cálculo de la acción Qd

se debe calcular mediante la ecuación (8): d,i F,i i k,iQ Qγ ψ= × × (8)


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donde Qd,i es el valor de cálculo de la acción i; Qk,i es el valor característico de la acción i; γF,i es el coeficiente parcial de seguridad, cuyo valor es: − 1,35 para acciones permanentes Q1; − 1,50 para las otras acciones (Q2/Q9); iψ es el coeficiente de combinación de cargas para la acción �i� (véase la tabla 1).

c) Basándose en los valores característicos de las acciones especificadas en el capítulo 8, los valores de cálculo de las

acciones Qd,i para el caso de carga 4 (sísmico) se debe calcular mediante la ecuación (8), tomando γF,i como 1,0. d) El valor de cálculo de la resistencia Rd,i, para cada una de las clases B1 y B2, se debe calcular mediante las ecua-

ciones (9) o (10) según corresponda: 1) para clase B1:

k,id,i,1

M,i

RR

γ= (9)

2) para clase B2:

k,id,i,2

M,i 1,15

RR

γ=

× (10)

donde Rk,i es el valor característico de la resistencia para el material i; γM,i es el coeficiente de seguridad del material i (véase 9.5.1). 9.2.2.2 Estado límite de servicio

Se deberá establecer una previsión del nivel de la cimbra para permitir la deformación de modo que la estructura permanente sea de la forma y tamaño requeridos. Como mínimo se deben investigar los aspectos siguientes: − el asentamiento de la cimentación; − el acortamiento elástico y el juego en uniones; − la deformación de las vigas. Para el estado límite de servicio, los coeficientes parciales de seguridad para las acciones y los materiales, γF y γM se deben tomar como 1,0.


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9.2.2.3 Equilibrio estático 9.2.2.3.1 Generalidades

La estructura debe ser estable bajo las combinaciones de carga especificadas en el apartado 8.5 en lo relativo al deslizamiento, vuelco y levantamiento. Con objeto de determinar si una estructura es estable, ésta se debe considerar como un sólido rígido. Cada acción se debe considerar individualmente para determinar si es estabilizadora o deses-tabilizadora. Los valores para el coeficiente parcial de seguridad, γF,i, se recogen en la tabla 2. NOTA El peso del contrapeso se debe considerar como una acción permanente, Q1.

Tabla 2 � Coeficiente parciales de seguridad γF,i para equilibrio estático

Acción Estabilizante Desestabilizante

Q1 y Q2 0,9 1,35

de acuerdo con el apartado 8.2.2.1.1

Las demás acciones 0 1,5

9.2.2.3.2 Deslizamiento global

El deslizamiento global se debe evitar bien mediante medios de fricción resultantes del peso propio o bien mediante un dispositivo mecánico o por una combinación de ambos. Sólo cuando se pueda demostrar que un dispositivo mecánico actúa conjuntamente con la resistencia de fricción, se pueden tener en cuenta simultáneamente las resistencias de ambos medios de restricción. Se debe verificar que la fuerza de diseño resistente al deslizamiento, Fstb,d es mayor o igual que las fuerzas que provocan deslizamiento, Fdst,d (véase la tabla 2):

dst,d stb,dF F≤ (11)

NOTA En los casos en los que la flexibilidad de la base de la estructura no previene movimientos independientes de un apoyo individual, se crearán

fuerzas internas y se debería analizar teniendo en cuenta este aspecto. Véase el apartado 9.2.2.4. 9.2.2.3.3 Vuelco

Se debe evitar el vuelco mediante el peso propio, un contrapeso, una fijación mecánica o una combinación de éstos. Se debe verificar que el momento de cálculo de resistencia al vuelco, Mstb,d, sea mayor que el momento de cálculo que conduce al vuelco, Mdst,d (véase la tabla 2): dst,d stb,dM M< (12)

NOTA El vuelco puede causar cargas locales elevadas sobre la cimentación que se deberían tener en cuenta en su diseño. 9.2.2.3.4 Levantamiento

Se debe evitar el levantamiento mediante el peso propio, un contrapeso, una fijación mecánica o una combinación de éstos. Se debe verificar que la resistencia de cálculo frente al levantamiento, Nstb,d sea mayor que las fuerzas de cálculo que conducen al levantamiento, Ndst,d (véase la tabla 2): dst,d stb,dN N≤ (13)


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9.2.2.4 Deslizamiento local

Se debe evitar el deslizamiento local bien mediante medios de fricción o bien mediante un dispositivo mecánico o por una combinación de ambos. Sólo cuando se pueda demostrar que un dispositivo mecánico actúa conjuntamente con la resistencia de fricción, se pueden tener en cuenta simultáneamente las resistencias de ambos medios de restricción. Se debe tener en cuenta la rigidez del dispositivo mecánico y cualquier tolerancia u holgura que se necesite tener antes de generar resistencia. Se debe verificar que: d f,dF R≤ (14)

donde Rf,d es el valor de cálculo de la resistencia frente el deslizamiento paralelo al plano de apoyo (véase la figura 4) y se

calcula usando la ecuación (15):

f,d d m,d,iµ

R N Rµ

γ= × + (15)

donde Fd es el valor de cálculo de la fuerza paralela al plano de apoyo que conduce al deslizamiento (véase la figura 4). Nd es la fuerza de cálculo normal al plano de deslizamiento (véase la figura 4); Rm,d,i es el valor de cálculo de la resistencia del dispositivo mecánico: γµ es el coeficiente de seguridad parcial de rozamiento cuyo valor es 1,3; µ es el coeficiente de rozamiento mínimo (véase el anexo B).


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NOTA Véase el apartado 9.2.2.4 para las definiciones de los símbolos.

Figura 4 � Resistencia de fricción contra deslizamiento 9.3 Imperfecciones y condiciones de contorno 9.3.1 Generalidades

Se debe tener en cuenta la influencia de las siguientes imperfecciones: − excentricidad de las cargas; − imperfecciones angulares y excentricidades causadas por holgura de las uniones; − divergencia de los ejes teóricos (imperfecciones de arco, imperfecciones de cimbreo). 9.3.2 Imperfecciones angulares y excentricidades en las uniones por espiga 9.3.2.1 Tubos sueltos

Para tubos sueltos, las imperfecciones angulares, ϕ0, desde la posición teórica, se deben calcular para los elementos sueltos a partir de las dimensiones nominales de los componentes. Ejemplos son uniones por espiga y las placas de asiento para conexiones de tubos. La imperfección angular, ϕ0, entre dos componentes se debe calcular mediante la ecuación (16):

0 i 0 0tan = 1,25 ( � )/d d lϕ (16)


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donde di es el diámetro interior nominal del tubo; d0 es el diámetro exterior nominal de la espiga o husillo regulable; l0 es la longitud de solape; ϕ0 es el ángulo, en radianes, entre los dos componentes o elementos sueltos [véase la figura 5a)]. Si hay más de un montante en una fila, el ángulo a utilizar en los cálculos, ϕ, en una unión, se debe obtener mediante la ecuación (17).

0v

1tan 0,5 tan

nϕ ϕ= + × (17)

donde nv es el número total de tubos verticales a montar uno al lado del otro. 9.3.2.2 Componentes de la estructura y otros elementos prefabricados

Para los componentes de la estructura y otros elementos prefabricados montados con uniones por espiga, se debe tener en cuenta la excentricidad, e, entre las sucesivas estructuras verticales. Para un par de estructuras montadas una sobre otra, el valor de excentricidad, e, se debe tomar como mínimo como el valor obtenido la ecuación (18):

i 0( )1,25

2

d de

−= (18)

donde di y d0 se definen en el apartado 9.3.2.1, y e es la distancia entre los ejes de dos elementos tubulares, juntándose extremo con extremo y todo como se

muestra en la figura 5b). En el cálculo estructural se debe tener en cuenta la excentricidad acumulada de un montaje de estructuras. Cuando todos los elementos estén compensados en una dirección, como en la figura 5c, ésta compensación se debe considerar como (n � 1) × e, donde n es el número de estructuras colocadas una sobre otra. Cuando la parte superior esté restringida directamente sobre la base, la compensación central se debe tomar como (n � 1)/2 × e. Esto se muestra en la figura 5d).


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a) imperfecciones angulares de la espiga b) excentricidades de la espiga

c) retranqueos resultantes

en una imperfección de cimbreo d) retranqueos resultantes

en una imperfección de arco NOTA Véanse los apartados 9.3.2.1 y 9.3.2.2 para las definiciones de los símbolos.

Figura 5 � Ejemplos para cálculo de las imperfecciones de uniones


- 27 - EN 12812:2004

9.3.3 Desviación del eje teórico para el cálculo: clase B1

Los valores de imperfecciones de arco o de cimbreo para componentes y construcciones de acero se recogen en la Norma EN 1993-1-1. Se deben utilizar las imperfecciones angulares y excentricidades descritas en el apartado 9.3.2 a menos que se obtengan valores reales mediante medición en la obra. Las imperfecciones angulares y las excentricidades utilizadas en el cálculo no deben ser menores que las indicadas en la Norma EN 1993-1-1. 9.3.4 Desviación del eje teórico para el cálculo: clase B2 9.3.4.1 Imperfecciones de arco para elementos a compresión

Se debe asumir que, en general, los elementos a compresión tienen una imperfección de arco inicial. Los sistemas de estabilización para los elementos a compresión se deben diseñar para resistir el efecto de cualquier arco. Esto es adicional a la imperfección de una pieza de un único elemento, lo cual se define en la Norma EN 1993-1-1. La figura 6 ilustra, en general, las imperfecciones de arco para un elemento a compresión. El valor del desplazamiento lateral o desviación de una línea recta, e, en milímetros, para un elemento a compresión sometida a flexión se debe calcular mediante la ecuación (19):

250

le r= × (19)

donde l es la longitud nominal de un elemento a compresión, en milímetros; r es el coeficiente de reducción y que se obtiene de la ecuación (20):

v

10,5 1,0r

n= + ≤ (20)

donde nv es el número de componentes estructurales dispuestos y apoyados uno al lado del otro y sostenidos de la misma

manera. NOTA No es necesario tener en cuenta las posiciones de las uniones. Alternativamente, las desviaciones del eje teórico pueden validarse para los cálculos mediante mediciones. Las imper-fecciones de arco utilizadas en el cálculo no deben ser inferiores a las indicadas en la Norma EN 1993-1-1.


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a) Alzado de una columna apuntalada

b) Alzado y planta de una viga en celosía simplemente apoyada

c) Sección a través de dos vigas en celosía qi es la representación de un carga teórica uniformemente distribuida en el plano de la viga. NOTA Véase el apartado 9.3.4.1 para las definiciones de los símbolos

Figura 6 � Imperfecciones de arco


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9.3.4.2 Imperfecciones de cimbreo para elementos a compresión

Para un componente estructural mayor de 10 m, la imperfección de cimbreo, ϕ, se debe calcular mediante la ecuación (21):

10

tan 0,01h

ϕ = ⋅ (21)

donde h es la altura total, en metros, de un elemento a compresión o torre; ϕ es la desviación angular de la línea teórica. Para estructuras donde h sea menor de 10 m, la tan ϕ se debe considerar como 0,01. La imperfección de cimbreo, ϕ, se debe tomar normalmente como una imperfección global, según se muestra en las figuras 7a) y 7b) para un único elemento y para una torre en celosía respectivamente. Sin embargo, cuando los elementos a compresión no son elementos continuos, se debe tener en cuenta también la imperfección de cimbreo para cada componente individual, del tipo mostrado en la figura 7c) de altura hi. La imperfección de cimbreo global y la desviación angular para componentes individuales no necesitan ser considerados como efectos simultáneos. La imperfección angular, ϕ, de la figura 7c) se define en el apartado 9.3.2.1. Alternativamente, en el cálculo se puede definir la desviación respecto del eje teórico si se verifica este valor en la obra.

a) elemento único b) torre modular completa c) torre modular independiente hi es la distancia vertical entre elementos horizontales sucesivos uno sobre otro; N es una carga vertical. NOTA Véanse los apartados 9.3.2.1 y 9.3.4.2 para otras definiciones de símbolos.

Figura 7 � Imperfección de cimbreo para elementos a compresión


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9.3.5 Bases regulables

No hay requisitos específicos para las bases regulables dentro del cometido de esta norma. Los requisitos para la rigidez, la resistencia a flexión última y el punto de apoyo de las bases regulables con un diámetro de 38 mm y una placa rígida conectada se recogen en el apartado 10.2.3.2 de la Norma EN 12811-1:2003. 9.3.6 Excentricidad de la carga

La excentricidad de la carga en los puntos de carga se debe considerar como un mínimo de 5 mm donde no haya dispositivo de centrado. Donde haya dispositivo de centrado, la excentricidad tomada se puede reducir a un valor consistente con las tolerancias de los componentes pertinentes.

9.4 Cálculo de las fuerzas internas 9.4.1 Cálculo clase B1

Las fuerzas internas deben calcularse de acuerdo con las normas europeas o internacionales aplicables para ingeniería estructural. 9.4.2 Cálculo clase B2 9.4.2.1 Generalidades

Los cálculos se deben llevar a cabo utilizando modelos apropiados de diseño. NOTA Los modelos adoptados deberían ser lo suficientemente precisos como para predecir el comportamiento estructural en relación con el nivel de

acabado alcanzado y con la fiabilidad de la información sobre la que se base el diseño. Si no se utiliza un sistema estructural tridimensional, el modelo puede comprender más de un sistema plano, siempre que se tenga en cuenta la interacción.

En el cálculo de las fuerzas internas, se pueden aceptar algunas simplificaciones, como se indica en los siguientes apartados. Para determinar la distribución de las fuerzas y desplazamientos se deben utilizar métodos elásticos. 9.4.2.2 Distribución de la carga

En el cálculo de las fuerzas internas, las acciones se pueden calcular mediante la división del modelo estructural en subestructuras estáticamente determinadas. Por ejemplo, las estructuras planas paralelas se pueden analizar indepen-dientemente. Se debería tener cuidado de que las condiciones de contorno entre las subestructuras sean modeladas de forma realista. 9.4.2.3 Requisitos de diseño 9.4.2.3.1 Excentricidades de tubo y acoplamientos

Para un tubo de 48,3 mm de diámetro, y un espesor de pared de 3,2 mm como mínimo, se puede suponer un único punto de nudo si las líneas centrales de las trayectorias de carga de todos los acoplamientos están dentro de una distancia, e, del punto de nudo adoptado en el modelo estructural. Este método se debe utilizar sólo si el valor de e, la excentricidad adoptada en un punto de nudo, no es mayor de 160 mm (véase la figura 8). Para tubos de acero, las cargas normales máximas en las diagonales en la figura 11 por cada punto de nudo son los siguientes: Material del montante fy,k = 355 N/mm2: Nd = 13,5 kN Material del montante fy,k = 235 N/mm2: Nd = 9,0 kN fy,k es el límite elástico del material.


- 31 - EN 12812:2004

Leyenda

1 Tubos diagonales 2 Acoplamiento 3 Acoplamiento único fijado a la columna e véase el apartado 9.4.2.3.1 para la definición

Figura 8 � Excentricidades máximas para tubos de andamio de acero de 48,3 mm 9.4.2.3.2 Arriostramiento de las fuerzas en vigas en celosía a) Pandeo de elementos a compresión Los elementos de anclaje deben fijarse al elemento a compresión para proporcionar arriostramiento frente al pandeo lateral. b) Anclaje con tubo y acoplamiento de vigas en celosía El anclaje horizontal diseñado para prevenir el pandeo de los elementos a compresión de las vigas en celosía y para la transferencia de las fuerzas perpendicularmente al plano que soporta la carga, debe, donde sea factible, estar fijado directamente al elemento a compresión. Las excentricidades de la conexión, e, se pueden ignorar durante el cálculo, siempre que todas las condiciones siguientes se cumplan simultáneamente (véase la figura 9). e ≤ 1,5 b e ≤ 5,0 a

e ≤ 1,5 h e ≤ 0,2 H donde b es la anchura del elemento a compresión; a es la dimensión menor de la sección transversal del elemento de anclaje de la viga en celosía. h es la dimensión vertical de la sección transversal del elemento a compresión; H es la distancia entre los ejes centroidales del elemento a compresión y del elemento a tracción.


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Para asegurar la estabilidad lateral cuando la viga se apoya en el elemento de la base, se debe proporcionar un anclaje transversal en ambos extremos (véase el ejemplo de la figura 10) o tomar medidas preventivas equivalentes. La separación entre los puntos de anclaje transversal no debe superar los 10 m.

Leyenda

1 Plano rigidizado (arriostrado horizontal)

2 Eje del elemento de la base

3 Plano a rigidizar

4 Elemento superior Véase el apartado 9.4.2.3.2 para las definiciones de símbolos

Figura 9 � Excentricidades en la conexión de un arriostrado horizontal a una viga en celosía

Leyenda

1 Arriostrado transversal del extremo

2 Arriostrado transversal intermedio

Figura 10 � Disposición del arriostrado transversal


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9.4.2.4 Rigidez a cortante 9.4.2.4.1 Rigidez a cortante del anclaje con tubos y acoplamientos

Cuando una estructura esté anclada con tubo de acero de 48,3 mm de diámetro y acoplamientos perpendiculares fijos o giratorios de acuerdo con la Norma EN 74-1 y las excentricidades de la unión estén dentro de los límites establecidos en el apartado 9.4.2.3.1 la rigidez a cortante para cada nivel, Sid (véase la figura 11), se debe calcular mediante la ecuación (22):

2id n n n

n 1

sen cosm

ES A α α

β == × ×∑ (22)

donde E es el módulo de elasticidad de los tubos diagonales; m es el número de elementos diagonales en cada nivel (véase la figura 12): An es el área de cualquier diagonal en el nivel (véase la figura 11); αn es el ángulo respecto a la vertical de las diagonales teóricas en el nivel (véase la figura 11); NOTA αn pude variar de un nivel a otro. β es un coeficiente de reducción teniendo en cuenta las excentricidades y la rigidez del acoplamiento, y se determina

mediante la ecuación (23):

35 (1 )

2

m

mβ × +=

× (23)

a) diagonal real b) diagonal teórica NOTA Véase el apartado 9.4.2.4.1 para las definiciones de los símbolos

Figura 11 � Relación entre la diagonal teórica y real


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Figura 12 � Explicación de los símbolos para el cálculo de la rigidez a cortante ideal de sistemas arriostrados de tubos y acoplamientos

9.4.2.4.2 Rigidez a cortante ideal de arriostramientos de madera

Cuando haya una línea de elementos de madera que tenga anclajes fijados mediante pasadores o espigas de cualquier tipo, y la excentricidad, e, en un punto de nudo no supere los 250 mm, la rigidez a cortante ideal, Sid, se debe calcular mediante la ecuación (24):

n n nid

21 n

D,n VD,n R,n VR,n

sen cos

sen12

m

n

lS

n C n C

α α

α=

× ×=

⎡ ⎤⎛⎞ ⎞⎛⎢ ⎥⎜⎟× + ⎟⎜⎜ ⎟⎟ ⎜× ×⎢ ⎥⎝ ⎠⎠ ⎝ ⎦⎣

∑ (24)

donde ln es la distancia horizontal entre un par de elementos verticales en cada tramo en milímetros; CVD,n y CVR,n son los módulos de desplazamiento recogidos en la tabla 3, basados en el tipo y tamaño de conexión, en

newtons por milímetro; nD,n es el número de uniones de cualquier diagonal en cada nudo de cada tramo; nR,n es el número de uniones de cada montante en cada nudo de cada tramo; m es el número de paneles arriostrados en cada nivel; αn es el ángulo respecto a la vertical, de cada una de las diagonales teóricas en el tramo; NOTA Véase la figura 13 para la explicación de los símbolos en un panel de madera individual.


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a) Vista b) Sección Leyenda

1 Elemento montante

2 Elemento diagonal

Figura 13 � Explicación de los símbolos para cálculo de estructuras de madera


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Tabla 3 � Módulo de desplazamiento CVD o CVR para conexiones de madera

Tipo de conexión Pasador N/mm

Espiga de barra N/mm

25 d2 34 d2

11 d2 15 d2

d es el diámetro del pasador o espiga, en milímetros.

9.4.2.4.3 Rigidez a cortante ideal de los elementos verticales arriostrados con barras a tracción

La rigidez a cortante ideal de una línea de elementos verticales, arriostrados con barras a tracción, se debe calcular de acuerdo con el apartado 9.4.2.4.1 pero con β igual a 2,0. 9.4.2.5 Fuerzas y momentos 9.4.2.5.1 Rigidización de torres modulares autoportantes

El arriostrado de torres modulares autoportantes se puede calcular con la ayuda de la fuerza transversal dH ′′ de una viga

teórica como una aproximación. El pandeo de todas los elementos a compresión se debe verificar tomando la distancia entre los puntos de nudo como la longitud efectiva de pandeo; véase la figura 12. La fuerza transversal horizontal de cálculo en la torre, dH ′′ , basada en la teoría de segundo orden se debe calcular mediante

la ecuación (25):

d dd

d cr

tan

1- ( )"

/H N

HN N

ϕ+=

⋅ (25)

donde Ncr es la carga crítica de la torre y se calcula mediante la ecuación (26):

cri d E

1

(1/ ) (1/ )N

S N=

+ (26)

donde NE es la carga de pandeo elástico de la torre; Nd es el valor de cálculo de la suma de las fuerzas de compresión;

dH ′ es la suma de las fuerzas transversales de cálculo procedentes de la carga externa aplicada en la parte superior de

la sección arriostrada de la estructura; Sid es la rigidez a cortante ideal (carga a cortante de pandeo de la torre) (véase 9.4.2.4.); ϕ es la imperfección de cimbreo (véase 9.3.4.2.). El momento correspondiente, M ′′ , se debe calcular mediante la ecuación (27).


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dM H h′′ ′′= × (27)

donde

dH ′′ es la fuerza transversal, teniendo en cuenta la teoría de segundo orden y se determina mediante la ecuación 25;

h es la altura total; M ′′ el momento flector teniendo en cuenta la teoría de segundo orden. 9.4.2.5.2 Rigidización de vigas en celosía

Este método se puede adoptar cuando la suma de las rigideces a cortante ideales de todos los elementos de anclaje transversal intermedios, Σ Sid, sea mayor que el 40% de la suma de las fuerzas verticales sobre la viga. En la figura 10 se muestra el anclaje pertinente. Esto se puede expresar como: id d0,4S VΣ > × (28)

donde Vd es la suma de todas las cargas verticales de cálculo sobre el grupo de celosías; Sid es la rigidez a cortante ideal del anclaje horizontal entre las vigas en celosía. La fuerza de cálculo teórica, H ′′ , se debe calcular mediante la ecuación (29):

d d

dd cr

5

1- ( )/

H N

HN

el

N

′ + ⋅′′ =

⋅ (29)

donde l es la distancia entre apoyos; e es la imperfección de arco de acuerdo con el apartado 9.3.4.1; N es la suma de las fuerzas de compresión máximas en el ala superior del grupo de celosías; Ncr es la carga crítica y se calcula mediante la ecuación (26). El correspondiente momento de flexión en el plano horizontal en medio del vano, M ′′ , se debe calcular mediante la ecuación (30):

" "l

M Hπ

= × (30)

9.5 Valores característicos de la resistencia y la fricción 9.5.1 Generalidades

Para el cálculo del valor de cálculo de la resistencia de un componente de acero o aluminio, el coeficiente parcial de seguridad, γM, se debe tomar como 1,1, excepto cuando se especifique lo contrario.


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9.5.2 Valores característicos mediante ensayo

Si no hay información sobre el valor característico del material o componente en consideración, los valores se deben establecer mediante ensayo, de acuerdo con la norma europea, internacional o nacional correspondiente. Se deben tener en cuenta las disposiciones de la Norma EN 12811-3 cuando se realicen los ensayos. 9.5.3 Acoplamientos conformes con la Norma EN 74-1

Los valores característicos para acoplamientos conformes con la Norma EN 74-1 se indican en la tabla 4.

Tabla 4 � Valores característicos de resistencia al deslizamiento para acoplamientos, Rs,k

Valor característico

Tipo de acoplamiento Resistencia clase A clase B clase AA clase BB

Fuerza de deslizamiento Fs,k en kN 10,0 15,0 15,0 25,0

Momento flector cruciforme MB,k en kNm � 0,8 � �

Fuerza de arranque Fp,k en kN 20,0 30,0 � �

Acoplamiento fijo perpendicular (RA)

Momento rotacional MT,k en kNm � 0,13 � �

Fuerza de deslizamiento Fs,k en kN 6,0 9,0 � � Acoplamiento de manguito de fricción (SF) Momento flector MB,k en kNm � 1,4 � �

Acoplamiento giratorio (SW)

Fuerza de deslizamiento Fs,k en kN 10,0 15,0 � �

Acoplamiento paralelo (PA)

Fuerza de deslizamiento Fs,k en kN 10,0 15,0 � �

Para los símbolos, véanse las figuras 14 a) y 14 b).

1 Tubo 1 2 Tubo 2 Fs Fuerza de deslizamiento Fp Fuerza de arranque MB Momento flector cruciforme Mt Momento rotacional

1 Tubo 1 2 Tubo 2 Fs Fuerza de deslizamiento MB Momento flector

a) Cargas en acoplamiento perpendicular b) Cargas en acoplamiento de manguito de fricción

Figura 14 � Símbolos para resistencia característica al deslizamiento para acoplamientos


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9.5.4 Bases y cabeceras de acero regulables ajustables

A menos que los datos estén disponibles en las normas referenciadas en el apartado 5.2.1, los valores característicos se deben determinar mediante cálculo o ensayo. 9.5.5 Puntales telescópicos de acero ajustables

Los valores característicos para puntales conformes con la Norma EN 1065 deben estar de acuerdo con esa norma. 9.5.6 Torres de carga

La resistencia característica de una torre de carga dentro del campo de aplicación de la Norma EN 12813 se puede obtener mediante uno de los métodos especificados en esa norma. 9.5.7 Barras de tracción

La resistencia característica de las barras se puede calcular a partir del límite elástico del material y del menor de los valores entre el área del fondo de la rosca y el área de sección transversal mínima. 9.5.8 Tubo con agujeros

Los valores característicos deben ser conformes con el anexo A de la Norma EN 1065:1998. 9.5.9 Abrazaderas

La resistencia característica se debe determinar mediante ensayos. NOTA Una abrazadera conecta elementos de acero estructural con collarín por rozamiento. 9.5.10 Rozamiento

Los coeficientes de rozamiento se pueden obtener a partir de fuentes diferentes. Cuando los coeficientes de rozamiento estén expresados como valores mínimos y máximos, se debe utilizar el coeficiente mínimo si la resistencia al rozamiento es estabilizante y el coeficiente máximo cuando la resistencia al rozamiento no sea estabilizante. NOTA En el anexo B se muestran una serie de coeficientes de rozamiento. 9.5.11 Cimientos

Los valores característicos para los suelos se deben determinar de acuerdo con las normas correspondientes. 9.5.12 Encofrados con vigas prefabricadas de madera

Los valores característicos para encofrados de vigas de madera de acuerdo con la Norma EN 13377 deben ser conformes con esa norma.


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ANEXO A (Informativo)

RELACIÓN CON LAS ACTIVIDADES EN OBRA Esta norma europea está basada en las suposiciones de los Eurocódigos en los que es aplicable: a) que la información sobre la construcción, dibujos, método de ejecución y demás detalles necesarios, véase el apartado

9.1.3, se hayan dado a conocer; b) que las suposiciones de diseño relativas a la obra, están en conformidad con las condiciones reales. c) que todos los trabajos relevantes para las cimbras, por ejemplo, encofrado, cimbra, secuencia de hormigonado,

cimientos y montaje están coordinados de manera efectiva. d) que los materiales y componentes son conformes con las especificaciones de cálculo estructural [véase el apartado

9.1.1f)]; e) que la cimbra montada se ha revisado en todas las fases que sea necesario y que es conforme con el diseño. Estas actividades deberían coordinarse.


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ANEXO B (Informativo)

COEFICIENTES DE ROZAMIENTO Los coeficientes de rozamiento, µ, se presentan en la tabla B.1 para varias combinaciones de materiales. Los valores mostrados en la tabla B.1 han sido extraídos de trabajos de investigación en Alemania.

Tabla B.1 � Coeficientes de rozamiento, µ, para varias combinaciones de materiales

Coeficiente de rozamiento µ Combinación de materiales de construcción

Máximo Mínimo

1 Madera/madera �

Superficie de rozamiento paralela a la veta

o perpendicular a la veta

1,0 0,4

2 Madera/madera �

al menos una superficie de rozamiento perpendicular a la veta (veta de madera transversal o en el extremo)

1,0 0,6

3 Madera/acero 1,2 0,5

4 Madera/hormigón 1,0 0,8

5 Acero/acero 0,8 0,2

6 Acero/hormigón 0,4 0,3

7 Acero/capa de mortero 1,0 0,5

8 Hormigón/hormigón 1,0 0,5

Los valores de los coeficientes característicos de rozamiento se pueden extraer de otros trabajos de investigación.


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BIBLIOGRAFÍA [1] EN 39, Loose steel tubes for tube and coupler scaffolds. Technical delivery conditions. [2] EN 1992 (todas las partes), Eurocode 2. Design of concrete structures. [3] EN 1994 (todas las partes), Eurocode 4. Design of composite steel and concrete structures. [4] EN 1995 (todas las partes), Eurocode 5. Design of timber structures. [5] EN 1996 (todas las partes), Eurocode 6. Design of masonry structures. [6] DIN 18218:1980, Pressure of fresh concrete on vertical formwork. [7] CIRIA Report No. 108, Concrete pressure on formwork, 1985. [8] Manual de Technologie: Coffrage; CIB-FIB-CEB 27-98-83.


a


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