Propuesta de Encofrado Terrazas del Tama

CAPITULO II FUNDAMENTOS TEORICOS Y ANTECEDENTES Bases teóricas El encofrado y sus sistemas Cargas que actúan en los encofrados Materiales y equipos Descripción de los encofrados Tolerancias admisibles en los encofrados Plazos de desencofrados Antecedentes de la Investigación Definición de Términos Básicos

CAPÍTULO II FUNDAMENTOS TEORICOS Y ANTECEDENTES

Bases teóricas

El encofrado y sus sistemas

Un encofrado es un sistema de moldes temporales o permanentes que se utilizan para dar forma al concreto armado u otros materiales similares como la tapia antes de fraguar, entre estos sistemas tenemos: Sistema tradicional, cuando se elabora en obra utilizando piezas de madera aserrada, rolliza y de contrachapado, es fácil de montar pero de lenta ejecución cuando las estructuras son grandes. Se usa principalmente en obras de poca o mediana importancia, donde los costes de mano de obra son menores que los del alquiler de encofrados modulares. Dada su flexibilidad para producir casi cualquier forma, se usan bastante en combinación con otros sistemas de encofrado. Encofrado

modular

o

sistema

normalizado,

cuando

está

conformado de módulos prefabricados, principalmente de metal o plástico. Su empleo permite rapidez, precisión y seguridad utilizando herrajes de ensamblaje y otras piezas auxiliares necesarias. Es muy útil en obras de gran volumen.

Encofrado

deslizante,

es

un

sistema

que

se

utiliza

para

construcciones de estructuras verticales u horizontales de sección constante o sensiblemente similares, permitiendo reutilizar el mismo encofrado a 18

medida que el edificio crece en altura o extensión. Este encofrado también dispone espacio para andamios, maquinaria, etc.

Encofrado perdido, se denomina al que no se recupera para posteriores

usos,

permaneciendo

solidariamente

unido

al

elemento

estructural. Puede hacerse con piezas de material plástico, cartón o material cerámico, y queda por el exterior de la pieza a moldear, generalmente de concreto armado

El texto anteriormente expuesto fue extraído de wikipedia enciclopedia libre

online

el

día

12

de

agosto

del

2009

disponible

en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Encofrado

Cargas que actúan en los encofrados

1. Peso del concreto y del armado de acero 2. Cargas de construcción 3. Peso propio de los encofrados 4. Cargas diversas 5. Presión del concreto fresco Peso del concreto y del armado de acero, ha sido señalado que los encofrados deben ser considerados como estructuras; en efecto, en tanto el concreto no alcance las resistencias mínimas exigibles para proceder a desencofrar, los encofrados tienen que ser suficientemente resistentes para soportar el peso del concreto. Esto ocurre en los encofrados de vigas y entrepisos.

19

Pues bien, el concreto es un material de considerable peso. Un metro cúbico de concreto pesa 2,400 kg aprox. magnitud nada despreciable. A continuación se presentan dos tablas comparativas a traves de las cuales, se tienen datos de las losas de entrepiso macizas, y de encofrado perdido, estableciendo diferencias entre pesos y espesores por metro cuadrado.

Tabla 1. Peso de losas macizas de concreto armado Fuente. Universidad de las Américas Construcción civil, chile

Tabla 2. Peso de losas encofrado perdido Fuente. Universidad de las Américas Construcción civil, chile

Cargas de construcción, adicionalmente al peso del concreto, los encofrados deben soportar las cargas de construcción; éstas corresponden al peso de los trabajadores que participan en el llenado de los entrepisos y al del equipo empleado en el vaciado. Para establecer las cargas de esta naturaleza se toma equivalente, a una carga uniformemente repartida en toda el área de los encofrados. Para encofrados convencionales y vaciados 20

con equipo normal se suele tomar el valor de 200 kg/m2, magnitud que debe sumarse al peso del concreto.

Peso de los encofrados, en encofrados de madera, el peso propio de los mismos tiene poca significación en relación al peso del concreto y cargas de construcción. En el caso de encofrados metálicos (por ejemplo, encofrados de techos con viguetas metálicas extensibles)

el peso que

aportan debe tenerse en cuenta. El peso propio de encofrados de techos con viguetas metálicas es aproximadamente 50 kg por metro cuadrado de techo. El peso exacto debe establecerse a partir de la información que proporcionen los proveedores de este tipo de encofrados.

Cargas diversas, otras cargas que también deben ser previstas y controladas, especialmente durante el llenado de los techos, son las que se derivan de la misma naturaleza de los trabajos. Al respecto debe evitarse excesivas concentraciones de concreto en áreas

relativamente

pequeñas

de

los

encofrados.

Este

incorrecto

procedimiento transferirá cargas que podrían sobrepasar la resistencia portante prevista de los puntales ubicados debajo de dichas áreas o, eventualmente, originar el levantamiento de puntales contiguos a las mismas. Asimismo, otras cargas constituyen potencial riesgo. Entre ellas las generadas por el arranque y parada de motores de máquinas. Inclusive, la acción del viento, principalmente en aquellos lugares donde puede alcanzar considerable fuerza, debe ser prevista proporcionando a los encofrados apropiados arriostramientos. Presión del concreto fresco, al ser colocado en los encofrados, el concreto tiene la consistencia de una masa plástica. A medida que transcurre 21

el tiempo va endureciendo convirtiéndose finalmente en un material sólido. En este lapso, desde su colocación hasta su endurecimiento, el concreto ejerce considerable presión. Al inicio del vaciado la presión aumenta proporcionalmente con la altura que va alcanzando el concreto dentro del encofrado. Conforme progresa el llenado, el concreto comienza a endurecer y al llegar a una determinada altura, la presión ya no se incrementa, permaneciendo su valor constante aun cuando prosiga el vaciado. El valor de la presión máxima depende de diversos factores, principalmente de la velocidad de llenado y de la temperatura del concreto. La presión será mayor cuanto más rápidamente se realiza el vaciado. La velocidad de llenado está relacionada con la longitud y el espesor del elemento y, desde luego, con el equipo utilizado para el vaciado. Si la colocación se realiza con equipo de bombeo la presión máxima alcanzará significativos valores, que pueden ocasionar la deformación o el colapso de los encofrados. El otro factor determinante de la magnitud de la presión es la temperatura del concreto, a bajas temperaturas ambientales el concreto endurece lentamente desarrollándose presiones muy grandes. En los casos en que se prevea vaciados de concreto a temperaturas bajas la velocidad de llenado debe reducirse y, por supuesto, reforzarse debidamente los encofrados.

Deflexiones, Ha sido ya señalado que la seguridad o estabilidad es la condición fundamental que deben cumplir los encofrados. Sin embargo otras exigencias también tienen substancial importancia; una de ellas, es que los elementos de los encofrados no se deflexionen más allá de los valores máximos admisibles para evitar que, luego del desencofrado, las superficies

22

del concreto aparezcan excesivamente curvadas, especialmente las de concreto expuesto. Materiales y equipos empleados en Encofrados

La Madera, debido a sus ventajosas propiedades, la madera es el material que frecuentemente se emplea en encofrados. Su bajo peso en relación a su resistencia, la facilidad para trabajarla, su ductilidad y su textura, la hacen idóneas para su uso en encofrados.Los encofrados pueden construirse exclusivamente con madera y también combinándola con equipos metálicos estándar, por ejemplo, con puntales y/o viguetas extensibles. No obstante, es exigible que la madera no presente notorios defectos que puedan afectar su resistencia y el acabado de las superficies de concreto, tales como: arqueaduras, grietas, rajaduras, exceso de huecos. Algunos de estos defectos son originados por inapropiado almacenaje en la obra o inadecuada preservación.

Encofrados Metálicos, los encofrados metálicos son empleados como alternativa de los encofrados de madera, o en todo caso complementariamente con ella; por ejemplo, los fondos, los costados y apoyos de encofrados de vigas son generalmente de madera, pero los puntales pueden ser metálicos. Cuando se opte por la utilización, aun cuando sea en parte, de este tipo de encofrados, la selección de los equipos debe estar a cargo del ingeniero residente, así como la dirección y control de los trabajos.

23

Descripción de los encofrados

Encofrados de columnas, los costados de los encofrados de columnas están formados por tablas de 1″ o de 1.1/2″ de espesor y por piezas metálicas de anchos variables de acuerdo a las secciones de las columnas y poseen una serie de elementos fijados a las caras externas que permiten realizar un amarre tipo abrazaderas, algunos muy simples que utilizan amarres de alambre Otros más elaborados se valen de varillas redondas, provistas de platinas en uno de los extremos mientras el opuesto es roscado para posibilitar, mediante una tuerca el ajuste requerido

Grafico 1. Indican los tipos de abrazaderas empleadas en encofrados de madera para columnas

Encofrado de Muros, cuando se encofra un muro ya sea por ambas caras o por una sola se requiere de una estructura con de sostén a la cual se fijan los tableros de madera o metálicos cumpliendo

la función de

cerramiento, para dar el espesor deseado se usan tirantes o pasadores de hierro, atravesando de una cara del encofrado a la otra protegidos por tubos de plástico. Finalmente como refuerzo se usan, los puntales, además de asegurar el aplomado de los encofrados les confieren arriostramiento. 24

En muros en los que la impermeabilización constituye requisito esencial y también en muros de contención de tierra encofrados sólo por una cara, no es procedente el empleo de pasadores. La solución a adoptarse en estos casos es mediante puntales, cuya función es resistir la presión que ejerce el concreto fresco sobre los tableros de los encofrados.

Grafico 2. Modelo de Encofrado de Muros y las piezas que lo conforman

Encofrado de Vigas, los sistemas de encofrados de vigas son diversos, según el tipo de vigas de que se trate (ondas, planas, de borde, etc.) Cabe, distinguir entre encofrados que reciben sólo el peso de las vigas, de aquellos que sustentan parte del peso de los entrepisos y cubiertas. Los elementos principales de los encofrados de vigas son: fondo del encofrado, costados, caballetes de madera o puntales metálicos. El fondo generalmente corresponde al ancho de las vigas, para cerrar los costados se emplean elementos de madera o metálicos que se encargan 25

de dar la altura a la viga, a través de apoyos secundarios como perros o pie de amigos soportan el empuje lateral del concreto al momento del vaciado. Todos estos elementos que apoyan sobre los puntales o caballetes transfiere

las diferentes cargas haciendo la función de columnas

complementarias

mientras

el

concreto

fragua,

por

otra

parte,

el

arriostramiento lateral de los puntales favorece la estabilidad de los encofrados.

Grafico 3. Ejemplo de encofrado de vigas con madera

Encofrado de losas de entrepiso, para realizar el armado de las losas de entrepiso nervada con métodos tradicionales se emplea como encofrado base un entarimado hecho de tableros de madera y metal la cual está sujeta por una estructura generalmente hecha por largueros de madera o por viguetas de hierro extensibles fijados a los puntales para desarrollar un trabajo parecido al sistema de las vigas transfiriendo las cargas, mientras en concreto fragua

26

Grafico 4. Muestra, en corte una losa de entrepiso, constituido por vigas o nervios, bloque hueco de arcilla haciendo la vez de encofrado perdido, sus respectivos aceros de refuerzo, malla trucson y finalmente la capa de concreto final

Tolerancias Admisibles en Encofrados, ciertamente, en la práctica de obra es poco probable conseguir que las medidas de los diversos componentes de las estructuras de concreto correspondan exactamente con las exigidas en los correspondientes planos. Lo mismo ocurre con la verticalidad, nivelación y alineamientos de dichos elementos. (Morales 1998)

Tabla 3. Tolerancias admisibles en los encofrados Fuente. Universidad de las Américas Construcción civil, chile

El contenido anteriormente citado fue tomado de Morales H. (1998) informe de encofrados y andamios, Universidad de las Américas, construcción civil, Chile.

27

Plazos de Desencofrado, como regla general ningún elemento o parte de la estructura deberán desencofrarse antes de que el concreto alcance la resistencia para soportar su propio peso y las cargas propias de la construcción. Encofrados de superficies verticales, tales como columnas, placas, muros no sujetos a flexión, caras de vigas, frisos, pueden desencofrarse cumplidas 24 horas a partir del vaciado del concreto. En el caso de elementos delgados o esbeltos y en muros de contención de suelos inestables es necesario mantener los encofrados hasta que el concreto adquiera la resistencia requerida en cada caso. Plazos

mínimos

para

el

des-apuntalamiento

y

tiempos

de

desencofrado encontramos que: Dependerán de los resultados arrojados por los ensayos de probetas que deberíamos pedir por cada nivel y según la cantidad de m3 de hormigón. Pero para tener una referencia estimativa, en el capítulo 12 artículo 3.3 inciso c del Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para Obras Civiles (Cirsoc) (1982) en Argentina, dispone que, “ante la falta de resultados de ensayos de resistencia, deberíamos realizar al efecto de establecer edades concretas para la remoción de los encofrados entre otras cosas, los siguientes plazos mínimos aconsejados para luces no excesivas (menores a 6,00m) son  Túneles y conductos circulares:

3 días

 Encofrados laterales de vigas, muros y columnas

3 días

 Encofrados de losas, dejando puntales de seguridad

14 días

 Fondos de vigas y cimbras de arcos, dejando puntales de seguridad  Remoción

14 días de

puntales se

seguridad

y otros elementos de

sostén en vigas, pórticos y losas de grandes luces

28

21 días”

Cirsoc También señala que “se debe tener en cuenta que en caso de temperaturas menores a 5C* en la superficie del concreto, se retrasara la operación de desencofrado la cantidad de días igual a los transcurridos bajo la temperatura mencionada, dado que bajo esa temperatura se considera parado el proceso de fraguado y curado”. También podrán variar si se emplea cementos que no sean Tipo I, o se use aditivos aceleradores o retardadores de fragua.

29

Antecedentes de la Investigación

Al hacer una revisión de estudios anteriores relacionados con proyectos de encofrados en la construcción, se seleccionaron los siguientes por considerarse de interés para la presente investigación:

Encofrado Tipo Túnel El encofrado es uno de los factores más importantes en la determinación del aspecto final de la estructura de hormigón "in-situ". Sistema de Encofrado Túnel es: Productivo y ligero

El

Al contrario de lo que

pudiera parecer, el sistema es extremadamente ligero, con un peso aproxima- do de unos 43 kg/m2. 1. Rápido y fácil de montar 2. Rápido y fácil de desencofrar 3. Más de 1000 veces reutilizable 4. Seguro contra los accidentes de trabajo

El encofrado y el trabajo que conlleva son el 45% del costo de una estructura

"in-situ",

proporciona

economía

en

trabajo,

mediante

la

estandarización del diseño estructural y mediante operaciones simples y repetitivas.

Dimensiones Estándar Las posibilidades dimensionales no se restringen solo a las siguientes dimensiones, pero el uso de unidades estándares se recomienda para su reutilización en proyectos futuros, Altura del encofrado: 2,40 - 3,00 m. Los encofrados son diseñados para alturas entre el piso y el techo de hasta 3,00 metros con la posibilidad de variar estas ligeramente por la acción de husillos, o con el uso de medios túneles en el caso de alturas adicionales. 30

Longitud del encofrado: Combinaciones de paneles de 2,00 - 2,50 - 3,00 m. Ancho del encofrado: 1,20 - 1,50 m. Hasta 6 metros mediante piezas suplementarias. Ventajas del Sistema



Ajustes rápidos de la construcción a la planificación de obra establecida: En las zonas de alta temperatura y/o con el tratamiento por calor, con el uso de hormigón ordinario



Reducción en el tiempo total de la construcción: la instalación de todos los conductos de uso general en los medios túneles reduce el trabajo interno del acabado.



Economía por los reducidos tiempos de construcción: una estructura monolítica con el encofrado simultáneo de los muros y de la losa.



Una superficie lisa que elimina mucho del trabajo de acabado: la superficie obtenida permite el uso directo de pintura o papel



Exactitud dimensional.



La estandarización de los trabajos de acabado



Un entorno de trabajo seguro El sistema se compone de los siguientes elementos: medios túneles

que son la unidad estándar del encofrado túnel se compone de dos paneles (uno vertical y otro horizontal) dispuestos en forma de escuadra. plano vertical está formado por un panel de aluminio de altura igual al muro que queremos realizar menos el grosor de la losa y menos 70 mm (o más si el tacón es mayor) para los husillos de nivelación y el plano horizontal está compuesto por un panel de aluminio que representa la mitad del ancho de la losa del piso (máximo de 2.85 m para un ancho de losa de 5.70 m). Para anchos mayores se usan piezas suplementarias. 31

Grafico 5. Panel vertical y panel horizontal

Las superficies de los paneles que forman el encofrado túnel están hechas de aluminio de 3 mm. Están rigidizados mediante varios perfiles longitudinales y transversales. En el panel vertical se dispone de cuatro agujeros para barras diwidag (dos en el perfil transversal inferior y dos en el perfil transversal superior). Seis escuadras aseguran la perpendicularidad de los paneles horizontales y verticales.

Grafico 6. Sección panel vertical y horizontal, conformando un medio túnel

32

Dos husillos de nivelación en la base del panel vertical permiten el ajuste de la altura y la nivelación. Dos puntales de aluminio con ruedas, también provistos de husillos de nivelación, permiten regular la altura y desplazar con seguridad el encofrado túnel gracias a las ruedas situadas debajo del panel vertical. Estos puntales están conectados al panel vertical mediante dos tubos de aluminio en ángulo.

Los extremos laterales de los

paneles son perfiles con forma de U provistos de piezas cónicas para el ajuste y nivelación, lo que asegura el ajuste correcto de las unidades consecutivas. En la terminación del panel horizontal se dispone de varios cerrojos para el ensamblaje de dos medios túneles cara a cara. Encofrados de tacón Estos encofrados son secciones de aluminio de medidas en proporción a la línea de las paredes del edificio. Se fijan mediante las crucetas que se han dejado empotradas previamente en el encofrado, lo que permite la alineación y el ajuste de dicho encofrado. Se disponen de tres plataformas: plataformas trepantes, plataformas de trabajo y plataforma de desencofrado.

Grafico 7. Sistema de plataformas trepantes, de trabajo y de desencofrado

33

Para preparar un área de montaje del encofrado se necesita aproximadamente 300 m2, dejando 2/3 de esta área vacía para trabajar y el resto para apilar el material. Las pilas de material deben ser separadas unas de otras, un apilado para material como paneles, otro para plataformas, otro para cajas de accesorios, etc. La disponibilidad de mano de obra para el montaje requiere un equipo de 7 a 10 trabajadores es necesario para un tiempo de montaje bueno y apropiado divididos en 4 a 6 trabajadores para el montaje del encofrado y, 3 a 4 trabajadores para la fijación de plataformas y la formación de los primeros tacones. Procedimiento para encofrado y vaciado

Colocación de un medio túnel: Un medio túnel se coloca sobre sus puntales con rueda. Colocación de conductos y de tubos para las barras diwidag: Antes de poner el encofrado en su posición final to cando el tacón, todos los conductos de uso general y tubos para las barras diwidag se colocan en la malla y el encofrado respectivamente. Colocación del encofrado para el muro de terminación: Colocar el encofrado para el muro de terminación en el primer medio túnel y fíjese mediante las barras diwidag. Nivelación del encofrado: Los bulones roscados logran la nivelación final del encofrado túnel. Una plomada se proporciona para controlar la altura. Colocación del segundo medio túnel: El segundo medio túnel se sube con la grúa y se nivela.

34

Colocación del encofrado para el muro de cierre: Colocar el encofrado para el muro de terminación en el segundo medio túnel. Fijación de encofrados: Se colocan las tuercas en las barras diwidag y se aprietan. Fijación de los dos medios túneles: Se unen los dos medios túneles mediante cierres. Fijación de la terminación de la losa: La aleta superior de la terminación de la losa se sitúa y se fija. Plataforma de seguridad: Después de recolocar los encofrados, las plataformas de desencofrado y las de los muros de terminación se toman de sus posiciones anteriores y se colocan en sus nuevas posiciones. Situar el tacón: Colocar el ensamblaje del tacón y fijarlo a las terminaciones de muro. Poner las terminaciones para el hormigón en los sitios deseados. Vaciado: Se puede proceder con el hormigonado.

Procedimiento para desencofrado

Retirada de las barras diwidag y de las tuercas: Las barras diwidag y las tuercas se quitan. Retirada de los cierres de la losa: Las terminaciones de la losa se liberan y se giran a la posición de desencofrado. Desencofrado de túneles: Cada mitad del encofrado túnel se baja mediante los husillos. Desplazamiento de los encofrados de túnel: El encofrado se desplaza manualmente hacia fuera sobre la plataforma de desencofrado y el arnés de elevación es asegurado para el desencofrado del túnel.

35

Elevación del medio túnel: El encofrado se levantada mediante la grúa y se lleva a su siguiente planificación siguiendo el plan de obra del edificio. Apuntalamiento: El apuntalamiento, se realiza mediante dos filas de puntales telescópicos ajustables debajo de la losa que queda descubierta por el desencofrado de los túneles. Retirada de las terminaciones de muro: Las terminaciones de muro de la pared vertical se quitan

Información obtenida del catalogo de productos Túneles y Encofrados construyendo el futuro. Disponible

en

http://www.encointer.com/productos/tunel1.html

consultada el 25 de agosto del 2009

36

Encofrado Sistema FORSA

Consiste en un sistema de encofrados de aluminio, acatando las normas técnicas básicas, es rápido y económico que permite obtener un buen producto final, sin retrabajos en obra. Cuentan con departamentos de Ingeniería y Producción que diseña y fabrica moldes que minimizan la cantidad de piezas por m2 Con el propósito de adaptar la modulación al mayor número de piezas estándar del mismo permitiendo un fácil encofrado y desencofrado, de tal manera que se incrementan la eficacia, la productividad y la rentabilidad del proyecto Los encofrados FORSA brindan una tecnología e industrialización acorde a cada propuesta haciéndola más rápida, y segura. Estos moldes están diseñados para ser usados más de 1500 veces con el mantenimiento adecuado, generando una economía significativa. Los paneles: en muros están conformados en su gran mayoría por tamaños estándar, lo que hace más versátil y productivo el sistema Se considera como panel estándar de muro, aquel de 60 cm de ancho y alturas de 210, 240 y 270, aunque según sean las exigencias se pueden realizar de cualquier medida

Grafico 8. Dimensiones de paneles

37

Geometría

Caras Exteriores: Alineadores Pretiles garantizan la verticalidad del encofrado y la seguridad del operario. Se puede utilizar con complementos para el soporte de losas

Grafico 9. Sistema de encofrado cara exterior

Caras Internas: Soportes para unión muro losa garantizan la unión a 90º entre paneles. Impide que este elemento vire y garantiza caras de contacto totalmente aplomadas para continuar el armado de la losa

Grafico 10. Sistema de encofrado cara interior de losa y cerramiento vertical

38

Esquinas exteriores: Se instala un panel en cada lado de la esquina y se unen con un ángulo exterior capaz de soportar la carga del concreto.

Grafico 11. Ángulos para uniones exteriores

Esquinas interiores: Se instala un panel en cada lado de la esquina y se unen con un esquinero en aluminio que conforma las esquinas interiores a 90 grados con las formaletas de muros. La medida estándar de este elemento es de 15 x 15 cm.

Grafico 12. Esquineros de aluminio para uniones interiores

39

Posibilidades del sistema

El sistema de formaletas manoportales, permite diseñar un molde preciso manteniendo todos los detalles arquitectónicos en los diferentes tipos de construcción: 

Viviendas de uno y dos pisos



Unidades residenciales



Edificios de gran altura



Hoteles



Cárceles



Columnas y vigas



Escaleras

Grafico 13. Armado completo de vivienda unifamiliar, flexibilidad constructiva a traves de Losas y muros curvos

40