Aplicaciones relevantes del HRF a nivel español

El catedrático de la Universitat Politècnica de València e investigador del ICITECH, Pedro Serna, impartió una conferencia en el seminario sobre experiencias internacionales del Hormigón Reforzado con Fibras (HRF) que se realizó en la Universidad Politécnica de Catalunya, BARCELONATECH. Fue un seminario donde colaboró la Asociación de Consultores de Estructuras (ACE).

 

 

Oceanogràfic de Valencia. http://oceanografic.wordpress.com/

Os dejo el vídeo realizado por ZIGURAT donde Pedro Serna habla de las aplicaciones relevantes de HRF en el ámbito español. Este ponencia, desarrollada con el peculiar estilo de Pedro, se analiza el uso de este tipo de hormigones tan específicos, sus ámbitos de aplicación y usos más habituales dentro del territorio español, en contraste con las otras ponencias que analizan su uso, contexto normativo, y otros, en otros países.

Puente del Tercer Milenio (Zaragoza)

De edu1975, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54504643

El Puente del Tercer Milenio, situado en Zaragoza sobre el río Ebro, es un puente de arco en hormigón atirantado por el tablero (bow-string) diseñado por Juan José Arenas de Pablo y su equipo de ingenieros de Arenas & Asociados. El puente, construido sobre el río Ebro en la nueva Ronda del Rabal e inaugurado el 7 de junio de 2008, integra en la ciudad la margen izquierda del río en el entorno del Meandro Ranillas, conectando los barrios de La Almozara y del Actur. Fue construido como parte de las infraestructuras del recinto ferial de la Exposición Internacional de Zaragoza de 2008 constituyendo durante la misma el principal acceso al recinto.

Aunque el puente puede parecerse al de La Barqueta de Sevilla, una de las diferencias más relevantes es el material, de acero en Sevilla y de hormigón en Zaragoza. El hormigón se usó en este puente por su mayor capacidad para amortiguar la estructura ante posibles vibraciones producidas por el viento o el tráfico.

 

Detalle de la pasarela acristalada para los peatones

 

La tipología elegida, la de arco atirantado por el tablero, permite compensar la falta de solidez del terreno para responder a las cargas. Su estructura presenta una luz de 216 m, con una longitud de tablero de 270 m y 43 m de ancho. Desde el arco y para soportar el tablero se distribuyen dos familias de 32 péndolas soportando cada una de ellas una tensión aproximada de 300 t. Cuenta con 6 carriles de circulación de automóviles, 2 carriles para bicicletas y 2 paseos peatonales acristalados. En su construcción se utilizaron innovaciones técnicas en materiales y sistemas constructivos, destacando entre ellas el uso del hormigón blanco de alta resistencia.

Os recomiendo el artículo sobre este puente firmado por sus propios autores que podéis ver en este enlace. O también este artículo de Arenas sobre su diseño. Os paso un par de vídeos sobre este puente, que espero os gusten.

 

Los procesos constructivos y Eduardo Torroja

Eduardo Torroja Miret (1899-1961)

Hablar de Eduardo Torroja es referirse a uno de los referentes de la ingeniería civil del siglo XX. Además de ingeniero, destacó como proyectista, científico, investigador, gestor y docente. Protagonizó en gran medida la revolución científica y técnica que  abrió paso al trepidante desarrollo del hormigón armado y pretensado en la primera mitad del siglo XX, contribuyendo a la evolución de la industria de la construcción.

Especial mención requiere su famoso libro Razón y Ser de los Tipos Estructurales (1957), en el que comenta el comportamiento físico de las diferentes estructuras, sin recurrir para nada al cálculo, según los materiales utilizados, su proceso constructivo, etc., dedicando un capítulo a exponer sus conceptos sobre la estética estructural.

Para entender la obra de Torroja, considerado en su época como un creador e innovador dentro del campo de las estructuras, es necesario releer el prólogo de su libro el que el propio autor nos dice:

Cada material tiene una personalidad
específica distinta, y cada forma impone un diferente fenómeno tensional.
la solución natural de un problema -arte sin artificio-,
óptima frente al conjunto
de impuestos previos que le originaron, impresiona con su mensaje,
satisfaciendo, al mismo tiempo, las exigencias del técnico y del artista.

El nacimiento de un conjunto estructural,
resultado de un proceso creador, fusión de técnica con arte,
de ingenio con estudio,
de imaginación con sensibilidad, escapa del puro dominio de la lógica para entrar en las secretas fronteras de la inspiración.

Antes y por encima de todo cálculo
está la idea, moldeadora del material en forma resistente, para
cumplir su misión.

A esa idea va dedicado este libro.

» Razón y Ser de los Tipos Estructurales».
Última Edición: Ed. CSIC, 1991)

Pero lo mejor será que veamos un vídeo de su hijo José Antonio hablando de su padre empleando el proceso constructivo como hilo conductor. Espero que os guste.

Construcción de la torre Agbar (Barcelona)

Torre Agbar. Wikipedia

La Torre Agbar, diseñada por el arquitecto Jean Nouvel en colaboración con la firma b720 Fermín Vázquez Arquitectos , es un rascacielos de Barcelona  situado en la confluencia de la avenida Diagonal y la calle Badajoz junto a la plaza de las Glorias . Tiene 34 plantas sobre la superficie además de cuatro plantas subterráneas para un total de 145 metros de altura, convirtiéndose, en el momento de su apertura (junio de 2005) en el tercer edificio más alto de BarcelonaEl edificio, que tuvo un coste de 130 millones de euros, posee en total 50.693 metros cuadrados de superficie, de los que 30.000 son de oficinas, 3.210 de instalaciones técnicas, 8.132 de servicios, incluyendo un auditorio, y 9.132 de aparcamiento. El rascacielos fue adquirido por la cadena hotelera estadounidense Hyatt en 2013 por 150 millones de euros y pasará a convertirse en un hotel de lujo.

Los materiales principales empleados en la construcción del edificio fueron, por un lado el hormigón con el que se realizó la estructura de la torre, y por otro el aluminio y el vidrio en forma de chapa lacada de distintos colores. La estructura se conforma de dos cilindros ovales no concéntricos de hormigón de forma que uno está cubierto totalmente por el otro. El cilindro exterior está finalizado por una cúpula de cristal y acero lo que como resultado confieren a la torre su característica forma de bala. En este cilindro exterior, con un grosor de 45 cm. en la base y de 25 en su cima se sitúan las aberturas (4359 en total) y las ventanas (4500), mientras que en interior, de 50 cm. en la base y 30 es su parte más alta, es donde están los ascensores, las escaleras y las instalaciones

El proceso de construcción de la torre, llevado a cabo por la empresa fue Dragados, se alargó durante cerca de 6 años desde que a mediados de 1999 se iniciaron las actividades para el acondicionamiento del solar que habría de acoger el edificio hasta principios de 2005 en que se dio por finalizada la obra. Os dejo aquí unos vídeos sobre la construcción de esta torre, que espero os gusten.

 

Efectos estructurales del megaterremoto de Chile

Terremoto de Chile de 2012. Wikipedia

Acabamos de conocer la noticia de un nuevo terremoto en el norte Chile a las 20.46 hora local del martes 1 de abril de 2014, de magnitud 8,2 en la escala de Richter y de larga duración. Esta noticia sirve de nexo para analizar el megaterremoto que tuvo lugar en el 2010. En efecto, el Terremoto de Chile de 2010 fue un sismo ocurrido a las 03:34:08 hora local (UTC-3), del sábado 27 de febrero , que alcanzó una magnitud de 8,8 MW. El epicentro se ubicó en el Mar chileno, frente a las localidades de Curanipey Cobquecura, cerca de 150 kilómetros al noroeste de Concepción y a 63 kilómetros al suroeste de Cauquenes, y a 30,1 kilómetros de profundidad bajo la corteza terrestre. El sismo tuvo una duración de 3 minutos 25 segundos, al menos en Santiago y en algunas zonas llegando a los 6 minutos. Fue percibido en gran parte del Cono Sur con diversas intensidades, en lugares como Buenos Aires y São Paulo por el oriente.  Las víctimas llegaron a un total de 525 fallecidos. Cerca de 500 mil viviendas están con daño severo y se estiman un total de 2 millones de damnificados, en la peor tragedia natural vivida en Chile desde 1960. El sismo es considerado como el segundo más fuerte en la historia del país y el sexto más fuerte registrado por la humanidad. Sólo es superado a nivel nacional por el cataclismo del terremoto de Valdivia de 1960, el de mayor intensidad registrado por el ser humano mediante sismómetros. El sismo chileno fue 31 veces más fuerte y liberó cerca de 178 veces más energía que el devastador terremoto de Haití ocurrido el mes anterior, y la energía liberada es cercana a 100.000 bombas atómicas como la liberada en Hiroshima en 1945.

Este terremoto causó graves daños en las edificaciones del centro del país.  Se ha visto en la práctica el funcionamiento sísmico del universo de edificaciones existentes en la zona, en todos sus sistemas de estructuración, materiales y usos. En lo que compete a la Ingeniería Estructural ha sido un tiempo de aprendizaje, de observación de los distintos tipos de fallas, del comportamiento variado de los materiales y también de los defectos constructivos. Ha generado la necesidad de confeccionar un catastro de las edificaciones, basándose en su daño estructural, estudiar edificios completamente colapsados, otros que han quedado con serios problemas estructurales y aquéllos que mediante reparaciones menores, podrán seguir siendo habitados. Las edificaciones que requieran ser demolidas, precisan la realización de proyectos de ingeniería, la disposición de importantes recursos económicos y técnicos, y medidas de seguridad extremas para salvaguardar a la población. Este escenario obliga a poner en ejercicio las diferentes técnicas de reparación, de acuerdo a los distintos materiales de construcción y sobre la base de las tecnologías existentes. El objetivo planteado ha sido darles nuevamente las características de resistencia que eviten su colapso ante nuevas solicitaciones sísmicas.

A continuación os paso un vídeo realizado por la Universidad Politécnica de Madrid donde Richard Leonardo Zapata Garrido explica este terremoto y sus consecuencias desde el punto de vista ingenieril. Espero que os guste y os sea útil.

Construcción de las torres Puerta de Europa de Madrid

Puerta de Europa (Madrid). Wikipedia

Las dos torres gemelas, que conforman la llamada “Puerta de Europa”, se inauguraron en 1996. Más conocidas como las torres KIO, es un proyecto de los arquitectos estadounidenses Philip Cortelyou Johnson (Cleveland, Ohio, EE.UU, 1906 – New Canaan, Connecticut, EE.UU., 2005) y John Henry Burgee (Chicago, Illinois, EE.UU, 1933). Las Torres KIO son dos torres de cristal, granito y metal, inversamente simétricas, destacando su inclinación de 15º respecto a la vertical. Constituyen los primeros rascacielos inclinados que se edificaron en el mundo, con una altura de 115 metros y 26 plantas. Están situadas, en la Plaza de Castilla de Madrid, próximas al centro financiero de AZCA.

La solución estructural es singular, la inclinación de ambos edificios se ha conseguido mediante acero estructural, unido a un núcleo rígido, una caja prismática de hormigón armado que alberga las escaleras y ascensores. Para contrarrestar el empuje de los pisos hacia el lado inclinado, un sistema de cables une la parte alta del edificio con un contrapeso subterráneo de hormigón ubicado en el lado opuesto.

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Aunque su construcción comenzó en 1989, por los sucesivos paros en las obras debidos a motivos económicos, no se inauguraron hasta 1996. Os dejo un vídeo donde se explica la construcción de estos edificios singulares. Espero que os guste.

 

 

La construcción de las grandes catedrales

Catedral de León. https://es.wikipedia.org/wiki/Catedral_de_Le%C3%B3n

El cristianismo hizo desarrollar la construcción en expresiones tan maravillosas y sacras como las catedrales góticas y el Islam las construcciones y mezquitas musulmanas. Los ingenieros medievales elevaron la técnica de la construcción, en la forma marco gótico y los arbotantes, hasta alturas desconocidas por los romanos. La mayoría de las catedrales góticas presenta una estructura optimizada desde el punto de vista geométrico y compositivo ante las necesidades resistentes motivadas por la acción gravitatoria. Sus constructores supieron extraer el mayor provecho del material para ellos disponible, otorgando a los elementos unas dimensiones y unas esbelteces que prácticamente se hallan en el extremo de lo razonablemente posible. Lo más admirable es que dichos constructores no tuvieron la capacidad de cálculo de la que se dispone en la actualidad.

Los estilos arquitectónicos de la Edad Media, el románico y el gótico, se caracterizan fundamentalmente por la utilización de la bóveda de piedra para cubrir los espacios públicos, tanto religiosos como civiles. El románico utiliza la bóveda de cañón y la bóveda por arista, y el gótico las bóvedas nervadas de crucería.

Os dejo a continuación un par de vídeos sobre la construcción de las grandes catedrales, que espero os gusten.

Sistema «Franki» de ejecución de pilotes de desplazamiento

Figura 1. Procedimiento constructivo de un pilote Franki. Fuente: http://www.frankipile.co.id/frankipile.php

El sistema «Franki» de ejecución de un pilote de desplazamiento se base en una entubación metálica que presenta un tapón de hormigón en la punta. Dicho conjunto se hinca «a golpes» mediante una maza. Una vez se llega a la profundidad adecuada, se sujeta la entubación y se golpea el tapón en la punta para expulsarlo hacia abajo, creando así un bulbo o “punta ensanchada” a base de compactar el terreno, lo que hace que este pilote sea también muy eficiente trabajando a tracción. No se recomienda su uso en suelos cohesivos, donde la compactación de la base no es posible.

Fue desarrollado en el año 1909 por el ingeniero belga Frankignoul Edgard y desde entonces ha logrado un éxito considerable en todo el mundo.  Este método se puede aplicar en diferentes condiciones, y sigue siendo utilizado debido a su alta capacidad de carga y tracción, y los bajos niveles de ruido y las vibraciones del suelo.

En la Figura 1 se representan las fases constructivas de este tipo de pilote:

  • Ejecución, en tongadas de pequeño espesor y fuertemente compactadas, del tapón de gravas, arena y hormigón (de consistencia 0) dentro de la entubación, de espesor 3Φ.
  • Introducción de la entubación hasta la profundidad necesaria golpeando el tapón.
  • Golpeo del tapón y retirada de la entubación, quedando el ensancho como punta del pilote.
  • Instalación de la armadura dentro de la entubación, cuidando el recubrimiento mínimo
  • Extracción de la entubación a la vez que se va hormigonando por tongadas.

También se ha argumentado que la hinca del tapón presenta algunas ventajas claras, como la eliminación de fangos bajo la punta, el control de la existencia de capas blandas intercaladas inmediatamente bajo la punta y la aparición de un bulbo de hormigón que equivale a una base ensanchada. Todo ello hace que este tipo de pilotes con tapón son muy adecuados como pilotes trabajando en punta. Hay que indicar aquí que el aumento de la resistencia por punta se hace a costa de una disminución de la resistencia por el fuste en las cercanías de la base. Como desventajas principales de este tipo de pilote destaca la escasa mecanización del proceso y el riesgo durante la extracción de la entubación.

A continuación podéis ver un vídeo explicativo de los pilotes de desplazamiento con tapón de gravas, que en la nomenclatura de las NTE se denomina CPI-3.

Os recomiendo el enlace de Enrique Montalar, y también los siguientes vídeos explicativos que espero os gusten.

Os dejo este folleto explicativo que espero os sea de utilidad.

Pincha aquí para descargar

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

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

Muros pantalla

Cuchara bivalva para construir pantallas.

Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil. Según el Código Técnico de Edificación (CTE-DB-SE C), son elementos de contención de tierras que se  emplean para realizar excavaciones verticales en aquellos casos en los que el terreno, los edificios u otras estructuras cimentadas en las inmediaciones de la excavación, no serían estables sin sujeción, o bien, se trata de eliminar posibles filtraciones de agua a través de los taludes de la excavación y eliminar o  reducir a límites admisibles las posibles filtraciones a través del fondo de la misma, o de asegurar la estabilidad de éste frente a fenómenos de sifonamiento.

Las pantallas de hormigón armado moldeadas en el suelo nacen en los años 50 como solución para resolver los problemas que plantean las excavaciones profundas próximas a edificios y estructuras subterráneas o por debajo del nivel freático. Esta técnica de la ingeniería civil surge como una aplicación de la larga experiencia en la utilización de lodos tixotrópicos existente en el campo petrolero.

Es la tipología de cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras. El proceso constructivo se puede dividir, de forma resumida, en las siguientes fases: construcción del murete guía, excavación de la zanja por bataches, colocación de la armadura, colocación de las juntas o encofrados laterales, hormigonado, construcción de la viga de coronación y excavación del recinto exterior. Detalles de este proceso lo podemos ver en los siguientes vídeos que os paso, que espero que os gusten.

https://www.youtube.com/watch?v=XL0v0lyHUKI

Excavación del muro pantalla:

https://www.youtube.com/watch?v=BwLCIauvu4g

Uso del trépano cuando la cosa se pone fea:

https://www.youtube.com/watch?v=hEZFYSRdtVM

Fresado de muros pantalla:

Izado y colocación de la armadura de un muro pantalla:

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Licencia de Creative Commons
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Sistema «Fundex» de ejecución de pilotes de desplazamiento a rotación

El sistema «Fundex» de pilotes de desplazamiento por rotación requiere una cabeza de rotación en punta, que no se vuelve a recuperar.

En la figura se puede apreciar el método de ejecución, que consta de las siguientes fases:

  1. El hueco de perforación se cierra de forma estanca mediante una cabeza especial de perforación
  2. A través de una mesa de rotación se hace girar el taladro formado por la cabeza de perforación y el entubado
  3. Se coloca la armadura sobre la longitud del pilote
  4. Se hormigona hasta alcanzar la cota del terreno
  5. A través de la mesa de perforación, se retira el entubado, manteniendo un control constante del cuele del hormigón.

Os dejo unos vídeos explicativos que espero os gusten.

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

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