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Métodos de cálculo del empuje del hormigón fresco

En un post anterior explicamos en unos pequeños apuntes la forma de calcular el empuje del hormigón fresco sobre un encofrado. Ahora os dejo un par de vídeos explicativos para completar la información anterior. En el primer vídeo se explican los factores que influyen en la presión del hormigón fresco y en el segundo los principales métodos de cálculo de dicho empuje. Espero que estos vídeos os sirvan para entender mejor el comportamiento del hormigón fresco cuando empuja sobre un encofrado.

 

 

10 marzo, 2017
 
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¿Qué son y para qué sirven los encofrados?

Los encofrados son estructuras auxiliares destinadas a la retención y moldeo del hormigón fresco, capaz de resistir las cargas que actúan sobre él y cumplir las condiciones de funcionalidad, seguridad y economía. El encofrado necesita de elementos auxiliares que permitan soportar, entre otras, las acciones del hormigón fresco: cimbras, puntales, celosías y tensores. Además, para que el encofrado cumpla con su misión, se le deben requerir algunas características como seguridad, estanqueidad y facilidad de montaje, entre otras. El encofrado supone, aproximadamente, un tercio del coste de una estructura de hormigón, siendo muy importante la partida de mano de obra.  El número de usos y si el paramento va a quedar visto son factores que van a influir fuertemente en el coste económico. A continuación os dejo tres vídeos que explican las características básicas de estos elementos auxiliares. Espero que os sean de interés.

Referencia:

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

1 marzo, 2017
 
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Empuje del hormigón fresco sobre un encofrado

b_prodotti-49922-reldcecf40d-bd5e-4e0f-ba71-cfbf27d699a9El peso y la presión del hormigón fresco son los factores que condicionan el dimensionamiento de los encofrados, por encima de los efectos del peso propio, el viento, la nieve y las sobre carga de uso, entre otros. No obstante, el establecimiento de las solicitaciones del hormigón antes de su endurecimiento requiere un apartado para entender los factores básicos que permiten cuantificar, aunque sea de forma aproximada, estas acciones.

Al igual que ocurre con los áridos sin cohesión (arena, grava, etc.), al verterse el hormigón fresco sobre un plano vertical, éste adoptará una forma de cono de revolución con un ángulo de talud natural o ángulo de rozamiento interno. Si se trunca dicho cono con un encofrado, las paredes se ven sometidas a lo que se llamará presión granulostática.

Si se anula dicho ángulo de rozamiento interno mediante el proceso del vibrado del hormigón, éste se comporta paulatinamente como un fluido imperfecto, ejerciendo una presión distinta que se denominará presión hidrostática. Entre una capa ya vibrada, que ha recuperado su ángulo de rozamiento interno, y que ejerce una presión sobre las paredes de tipo granulostática, y la siguiente capa que está en proceso de vibración, -y por tanto con presión hidrostática- debe existir una zona de transición para que se mantenga la continuidad de las leyes de presiones.

Os dejo a continuación unos pequeños apuntes que permiten aclarar conceptos y proporcionan herramientas para el cálculo, utilizando distintos procedimientos, de la presión del hormigón fresco. Espero que os sea útil.

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18 enero, 2017
 
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Encofrados deslizantes

Los encofrados deslizantes consisten en un molde de poca altura, capaz de configurar una sección de hormigón vertida en él de forma constante y a la misma velocidad que se eleva dicho molde. Los procesos de armado, encofrado, hormigonado y desencofrado son realizados de forma simultánea y continua. La forma de elevar el molde, que al principio fue manual, ahora se realiza de forma mecánica mediante sistemas hidráulicos, con un ascenso automático y a la velocidad deseada. Se pueden distinguir fundamentalmente dos tipos de encofrados deslizantes, los empleados para obras en vertical (silos, pozos, chimeneas, pilas, etc.) y los destinados a obras en horizontal (canales, etc.).

Este sistema se empezó a utilizar en Estados Unidos en 1903 y en 1924 en Europa, en la construcción de silos. Sin embargo, pronto se empezaron a construir otro tipo de obras como pilas de puente, depósitos elevados de agua o faros. En España las primeras realizaciones son de finales de los años cuarenta del siglo pasado, también en silos de grano.

Los encofrados deslizantes se utilizan preferentemente en obras de gran altura, sección constante o que varía ligeramente con la altura y espesores también ligeramente variables. Hoy día es posible realizar variaciones importantes en el espesor de la sección, aunque ello supone cierta dificultad añadida. En silos y estructuras que así lo permitan, se suele hormigonar con grúa torre. Su utilización se ha extendido hasta complicadas estructuras inclinadas y combinables con elementos prefabricados en estructuras compuestas.

En España destaca la realización con este método de la chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez (propiedad de ENDESA) que con una altura de de 356 m y un diámetro de 36 m en la base (espesor de 1,25 m) y de 18 m en coronación (espesor de 0,25 m). Esta chimenea (Endesa Termic), que comenzó a construirse en 1972 y cuyo funcionamiento empezó en 1976, fue realizada por Entrecanales y Tavora S.A., fue en su momento la más alta de Europa y la tercera del mundo (ver nota a pie de página).

Endesa Termic, chimenea de la central térmica de Puentes de García Rodríguez. Wikipedia

Ventajas del sistema:

a) Se realizan de forma simultánea varias operaciones, que en otros métodos deben hacerse de forma sucesiva, lo que supone una reducción del plazo de ejecución

b) Se suprimen tiempos muertos y cuellos de botella en las operaciones

c) Se consigue una gran velocidad de ejecución (hasta 6 m/día), con una muy buena calidad de obra

d) Se logra un gran número de reutilizaciones de los paneles

e) Es posible la construcción de obras de gran altura sin andamiajes, aplicando sistemas de elevación para personal y materiales

f) Economías significativas de mano de obra, al mecanizarse gran parte de las operaciones

g) Continuidad en la ejecución, incluso en tiempo frío, tomando las medidas que garanticen el endurecimiento del hormigón

h) Muy buen acabado de obra, debido al monolitismo, sin juntas frías,  y a la uniformidad

encofrados deslizantes esquema 2

Condiciones de aplicación:

En contrapartida a las ventajas anteriores, el sistema exige:

a) Estudio y redacción de todo un proyecto de encofrado mecanizado por técnicos competentes

b) Organización perfecta de la ejecución, con personal muy especializado, que asegure el trabajo las 24 horas

c) Fabricación y montaje de encofrados con gran exactitud, con tolerancias muy estrictas

encofrado deslizante esquema

El principio de funcionamiento:

La unidad fundamental del equipo son los gatos de trepa. Son huecos y a través de ellos pasa un tubo de acero que es la barra de trepa, que se apoya en la cimentación. El gato dispone de dos juegos de cuñas dentadas que se clavan en la barra alternativamente y hacen que el gato ascienda a lo largo de la misma. Del gato cuelgan dos vigas de acero por medio de una transversal que forman el normalmente denominado “yugo” o “caballete”. De los yugos se suspende el encofrado y el resto de estructuras, andamios y plataformas necesarias para las tareas de ferralla, hormigonado, etc. y los mecanismos de reducción de diámetro y espesor. Dependiendo del tipo de estructura que se trate, los procedimientos de hormigonado varían. Lo usual en estructuras muy altas como chimeneas, torres de TV, etc. es colocar un ascensor en el centro suspendido de unas estructuras radiales y guiado mediante unos cables tensados. En él sube una tolva de hormigón y , retirada esta, sirve también para el ascenso de ferralla y del personal. La vibración es normalmente con aguja.

 Elementos de un sistema de encofrado deslizante vertical:

a) Paneles: son los tableros del encofrado propiamente dicho

b) Caballetes: para arrastrar los paneles, a los que se anclan

c) Barras de apoyo: sobre las que se transmite el esfuerzo de elevación

d) Dispositivo de elevación: normalmente gatos o crics, actúan sobre los caballetes para elevar los paneles apoyándose en las barras

e) Plataformas de trabajo: de acceso a los diversos puntos de trabajo y control

f) Redes de las diferentes instalaciones: necesarias para el funcionamiento del encofrado

Encofrado deslizante

A continuación dejo algunos vídeos donde se puede comprobar el funcionamiento del sistema.

Un documental extenso sobre este sistema de enconfrados deslizantes lo podéis ver aquí.

Referencias:

DINESCU, T.; SANDUR, A.; RADULESCU, C. (1973). Los encofrados deslizantes. 1ª edición. Espasa-Calpe, S.A. Pozuelo de Alarcón, 496 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.

RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.

 

 

Licencia de Creative Commons
Este obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

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Nota: Se utilizó en la construcción de la chimenea una torre colgada, de 120 t, de los gatos de trepa de 40 m de altura de la que se atirantaban los soportes. El problema fue desmontar esta torre al finalizar la operación. Para ello se utilizó, según me comenta Juan Manuel Lázaro (responsable del Departamento de Obras Singulares de Entrecanales y Tavora en aquel momento) un puente Bailey de 18 m colgado por medio de barras Dywidag de dos pórticos apoyados sobre el fuste de hormigón, sobre el cual se apoyó la torre. Esta maniobra fue idea de Javier Urquijo Grijalba.

11 noviembre, 2016
 
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Encofrado trepante

BP_Bandra-worli-regelschn-unterer-BereichUn encofrado trepante es una estructura de soporte de encofrado que, mediante soluciones hidráulicas y mecánicas, se eleva sin necesidad alguna de grúa, levantando consigo el encofrado. La gran ventaja de este sistema constructivo es que no necesita apoyarse en el suelo. Los sistemas trepantes, mediante anclajes instalados en cada fase de hormigonado, se apoyan en el hormigón ya fraguado de la fase anterior y sirven para conformar una plataforma de trabajo en altura. Se basa en guías de acero fijadas a la propia estructura con anclajes recuperables que sustentan plataformas de trabajo donde se sitúan a su vez los encofrados verticales.

Estos encofrados se utilizan cuando la altura de la estructura es considerable. Con ello se consiguen distintos objetivos: (más…)

22 marzo, 2015
 
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Medidas de seguridad durante el desencofrado

http://ingcivil.org

Son muchos los sistemas de encofrado que se utilizan para en la ejecución de estructuras de hormigón armado para dar solución a las necesidades que nos exige la obra. En cualquier caso, a la hora de proceder a la manipulación, montaje y desmontaje de estos elementos, los riesgos y las medidas de prevención a aplicar son muy similares.

Se denomina desencofrado a las operaciones que tienen por objeto el desmontaje del encofrado. Las operaciones de desencofrado dependen:

1. Del propio elemento que se ha encofrado.
2. Del tipo de cemento usado en el hormigón.
3. De las condiciones ambientales.
4. Otras condiciones.

Los encofrados deben mantenerse en su posición hasta que el hormigón no adquiere la resistencia necesaria para soportar su propio peso y el de las cargas permanentes o temporales que sobre el actúen (con un margen suficiente de seguridad), durante la construcción de la estructura.

El vídeo que os presento se centra en las labores de desencofrado, trabajo siempre peligroso, pero que si realizan de forma ordenada y planificada, harán mínimo el riesgo de accidentes.

31 diciembre, 2014
 
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Oficios perdidos en la historia actual de España: el encofrador

Ya lo he comentado en algún post anterior. Parece que las nuevas tecnologías nos permiten sacar de las hemerotecas y de los museos oficios que prácticamente han desaparecido en España. De este modo, nuestros alumnos pueden “ver” cómo se hace una presa, qué es eso del hormigón y cómo en su día existían oficios como el de encofrador. Lo dicho: si ya no hay obras para enseñar, hay que recurrir a los vídeos. Espero que esta nota de cinismo se interprete bien. Pasemos, pues a comprender un poco mejor el oficio del encofrador.

Un encofrador es un profesional que confecciona y monta los distintos tipos de encofrados (revestimientos que sostienen el hormigón de las construcciones), respetando las condiciones de seguridad en el trabajo.

Tareas:

  • Interpretar los planos de la construcción, efectuar las mediciones correspondientes y replantear (trazar en el suelo o sobre el plano la planta de una obra ya proyectada) los elementos necesarios en la obra.
  • Organizar y preparar el tajo, los materiales, las herramientas y los equipos necesarios así como su ubicación, para optimizar recursos y evitar interferencias entre los tajos.
  • Construir y montar los encofrados de madera, metálicos, prefabricados y deslizantes para obras de hormigón, ajustándose a las especificaciones del proyecto y las normativas vigentes.
  • Desencofrar elementos de hormigón sin dañar las superficies y procurar la recuperación de las piezas.

 

Os dejo un vídeo explicativo que espero os guste.

También os dejo el vídeo de Structuralia al respecto.

7 mayo, 2014
 
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Construcción mediante encofrados túnel

Un encofrado tipo túnel sirve permite la construcción rápida e industrializada de estructuras de hormigón armado mediante placas verticales (muros) y placas horizontales (losas) que permite estructuras de gran resistencia y rigidez lateral. Entre las ventajas de este sistema se pueden señalar la rapidez en la construcción y su relativa economía, con encofrados de acero en forma de “U invertida”; aunque en viviendas, la distribución de espacios, instalaciones, etc. deben planificarse con cierto detalle.

Dejo a continuación unos cuantos vídeos explicativos del sistema. Espero que sean de vuestro interés.

(más…)

14 diciembre, 2013
 
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Carros de encofrado para túnel

Carro de túnel en mina

Carro de túnel en mina. http://www.ulmaconstruction.es/

Los carros de encofrado para túneles constituyen estructuras auxiliares móviles que sirven para realizar el hormigonado de la sección. Combina la estructura de apeo con el encofrado que da forma a la bóveda. Estos sistemas de encofrado, están formados por una subestructura interior, y paneles que cubren y se unen de forma solidaria a dicha subestructura, ambos de naturaleza metálica, conformando un carro de encofrado ajustado a la geometría de sección del túnel, cuyo avance es través de carriles o raíles. Suelen disponer de sistemas hidráulicos para el avance, el encofrado, el desencofrado, el centraje transversal y el plegado de los hastiales, aunque también hay sistemas de accionamiento manual.

El encofrado puede estar compuesto por dos paneles hastiales y un panel clave, siendo así en la mayoría de túneles. Si la sección del túnel es próxima a circular se añade un faldón inferior a los hastiales laterales. Los hastiales presentan ventanas de hormigonado e inspección y soportes para vibradores de superficie e instalación neumática para alimentación de los vibradores. A los paneles clave se les dota de bocas de hormigonado.

(más…)

22 septiembre, 2013
 
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Universidad Politécnica de Valencia