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Columnas, fundaciones y vigas

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Transcript of Columnas, fundaciones y vigas

Columnas, fundaciones y vigas
Fundaciones
La fundación es aquella parte de la estructura que tiene como función transmitir en forma adecuada las cargas de la estructura al suelo y brindar a la misma un sistema de apoyo estable.
La fundación estará’ bien diseñada si cumple adecuadamente con su doble función, estabilidad y resistencia, controlando dos estados límites a saber, las condiciones de servicio y las condiciones de falla por resistencia, De acuerdo con la profundidad de desplante (profundidad de contacto entre estructura y suelo) se dividen en superficiales y profundas.
Losas
Son elementos estructurales superficiales planos, con la carga perpendicular a su plano medio, y que generalmente tienen apoyos lineales: vigas de hormigón, vigas metálicas o paredes portantes, las losas son un tipo de cimentación superficial que tiene muy buen comportamiento en terrenos poco homogéneos que con otro tipo de cimentación podrían sufrir asentamientos diferenciales
Encofrados
Procesos constructivos de las columnas
Vigas
Son elementos estructurales lineales que trabajan principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.

El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. También pueden producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado. Estructuralmente el comportamiento de una viga se estudia mediante un modelo de prisma mecánico.
Columnas
Son elementos verticales aislados, cuya sección es pequeña con respecto a su longitud; transportan las cargas de las lozas al pedestal. Las columnas se encuentran sometidas principalmente a esfuerzos de compresión. En sus dimensiones se deben tener en cuenta factores como la relación entre su área y su longitud, para evitar problemas de pandeo; así como su momento de inercia
Clasificacion
Las columnas representan el elemento vertical de soporte para la mayoría de las estructuras a base de marcos. Para analizar la capacidad de carga de las columnas se deben referir al conjunto al que pertenecen y al sistema en el que trabajan; es decir, a las características generales del edificio en términos de la forma en que se encuentran definidas las partes integrantes o marcos, que son estructuras reticulares que contienen un cierto número de claros para una serie de niveles o entrepisos. Atendiendo a su disposición en relación con otros componentes de un edificio, pueden distinguirse estos tipos de columnas:


Columna aislada o exenta:
La que se encuentra separada de un muro o cualquier elemento vertical de la edificación.


Columna adosada:
La que está yuxtapuesta a un muro u otro elemento de la edificación.


Columna embebida:
La que aparenta estar parcialmente incrustada en el muro u otro cuerpo de la construcción.

Tipos

Columna de acero

Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados iguales o desiguales

Columna de madera

Las columnas de madera pueden ser de varios tipos: maciza, ensamblada, compuesta y laminadas unidas con pegamento. De este tipo de columnas la maciza es la más empleada, las demás son formadas por varios elementos

Columnas de concreto armado

Las columnas de concreto armado pueden ser de tres tipos que son:

Elementos reforzados con barras longitudinales y zunchos

Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos

Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con o sin barras longitudinales, además de diferentes tipos de refuerzo transversal


PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA COLUMNA DE CONCRETO
1.- Hechura de la armaduría según detalle en los planos.
2.- Colocación de la armaduría amarrándola a la parrilla de la zapata
.3.- Colocación de los helados de concreto de acuerdo al recubrimientoespecificado.
4.- Colocación del encofrado de la columna.
5.- Vaciado de concreto vibrándolo.
6.- Desenmoldado.

Proceso constructivo de columnas de madera
Columnas macizas:
Generalmente se unen al techo mediante un ensamble a media madera, o en forma de U, como muestra la siguiente figura:
Columnas de piezas ensamblada:
consiste en dos tablas de madera separadas por tacos de madera, el conjunto se prensa por medio de tornillos pasantes
Proceso constructivo de una columna de acero
Proceso Constructivo de una columna de acero
1. Colocación de armaduría de zapata, pedestal y tensores
2. Colado de zapata y pedestal, no necesariamente los tensores deben de colarse en este punto.
3. La unión de las columnas a la fundación, se hace por medio de una placa base de acero soldada a la columna; ésta reparte la carga en la superficie del pedestal. La placa se une a la fundación mediante los pernos de anclaje.
Entre la placa y el pedestal se aplica una lechada de alta resistencia conocida como “grout”.
Encofrado metalico
Se fabrican con planchas metalicas, generalmente se consiguen de diferentes dimensiones, estos encofrados deben ser curados con aceite quemado para evitar la adherencia del concreto
Encofrado de madera
Son hechos generalmente en el sitio, que para su fabricación se utiliza láminas de madera aglomerada o contrachapada o tablas de madera tradicional, la madera utilizada debe tener resistencia a la humedad, los encofrados de madera son elementos muy simples de fabricar, solo mirando los planos, es usado en edificaciones muy pequeñas, o construcciones que requieren diseños especiales, difíciles de encontrar prefabricados.
El encofrado para columnas de hormigón armado se compone de 4 tableros, de los cuales 2 tienen el ancho del núcleo de la columna, y los otros dos tienen dos gruesos de tabla mas de anchura, el encofrado es el que determina as dimensiones de la columna, este se debe aumentar un par de milímetros en su sección ya que el concreto al fraguar resduce de tamaño; tenemos los encofrados de madera y encofrados metalicos.
Fundaciones profundas
PILOTES: Pieza larga a modo de estaca, de madera, hierro y hormigón armado, que se hinca en el terreno, bien para soportar una carga, transmitiéndola a capas inferiores más resistentes, bien para comprimir y aumentar la compacidad de las capas de tierra subyacentes.

PILOTAJES: Un pilotaje es una cimentación constituida por una zapata o encepado que se apoya sobre un grupo de pilote o columnas que se introducen profundamente en el terreno para transmitir su carga al mismo.

Los pilotajes se emplean cuando el terreno resistente esta a profundidades de los 5 o 6 mtrs; cuando el terreno es poco consistente hasta una gran profundidad; cuando existe gran cantidad de agua en el mismo; y cuando hay que resistir acciones horizontales de cierta importancia.

PILOTES PREFABRICADOS: Estos se hincan en el terreno mediante maquinas del tipo martillo. Son relativamente caros ya que deben ir fuertemente armados para resistir los esfuerzos que se producen en su transporte, izado e hinca. Pueden originar perturbaciones en el terreno y en las estructuras próximas durante su hinca, tienen la ventaja de que la hinca constituye una buena prueba de carga.

PILOTES MOLDEADO IN SITU: Estos se realizan en perforaciones practicadas previamente mediante sondas de tipo rotativo. Generalmente son de mayor diámetro que los prefabricados y resisten mayores cargas.

ENCEPADOS: Los encepados constituyen piezas prismáticas de hormigón armado que trasmiten y reparten la carga de los soportes o muros a los grupos de pilotes. Como en la actualidad se emplean generalmente pilotes de diámetro grande por razones económicas él numero de pilotes por cada encepado no suele ser muy elevado.
Fundaciones superficiales
1.- ZAPATAS: cimentaciones en zonas aisladas de la estructura “ son los tipos mas utilizados y se utilizan cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia media o alta con respecto a las cargas de la estructura.
Es homogénea como para ser afectadas por asentamientos diferenciales entre las distintas partes.

ZAPATAS AISLADAS: Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción.

ZAPATAS ATIRANTADAS: Son de carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se diseña para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una función corrida.

ZAPATAS Y VIGAS DE FUNDACIÓN: La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer diseñar zapatas con vigas de fundación.

ZAPATAS CORRIDAS: Cuando se trate de pilares alineados muy próximos a muros, o de equilibrar cargas excéntricas sobre las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de una zapata continua o zapata corrida.
Fundaciones superficiales
LOSAS.

Las losas “ cimentación sobre toda la superficie de la estructura “ se emplean en terrenos menos resistentes o menos homogéneos o bajo estructuras menos resistentes.
Con ellas se aumenta la superficie de contacto y se reducen los asentamientos diferenciales. Puede decirse de forma aproximadamente que la losa es más económica que las zapatas si la superficie total de estas es superior a la mitad de la superficie cubierta por el edificio, debido al menor espesor de hormigón y cuantía de armaduras, a una excavación más sencilla y un ahorro de encofrados.

LOSAS DE ESPESOR CONSTANTE: Tiene la ventaja de su gran sencillez de ejecución. Si las cargas y las luces no son importantes el ahorro de encofrados puede compensar el mayor volumen de hormigón necesario.

LOSAS CON CAPITELES: Se utilizan para aumentar el espesor bajo los pilares y mejorar la resistencia a flexión y cortante. Los capiteles pueden ser superiores o inferiores teniendo estos últimos la ventaja de realizarse sobre la excavación y dejar plana la superficie del sótano.

LOSAS NERVADAS: Con nervios principales bajos los pilares y otros segundarios los nervios pueden ser superiores o inferiores, en el caso de nervios superiores el encofrado es mas complicado, y suele ser necesario el empleo de un relleno de aglomerado ligero y un solado independiente para dejar plana la superficie superior.
Los nervios inferiores pueden hacerse sobre la excavación.

LOSAS FLOTANTES: Cuando es necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en terrenos pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación debe hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida sea similar a la carga producto del peso de la estructura. En esta forma las condiciones de carga en la superficie del terreno de fundación no han sido teóricamente modificadas por la construcción, de modo que será razonable suponer que los asentamientos serán bajos o nulos.
Viga de carga
La viga de carga es la que se encarga de sostener el peso de la losa y transmitirlas a las columnas a su vez a las fundaciones y estas al terreno.
Usualmente en la viga decarga se coloca el acero de refuerzo en la parte inferior de la sección transversal, ya que los esfuerzos axiales debido al peso que sostiene, tienden a flexionar la viga en la parte inferior.
Viga de amarre
Elemento estructuras que actúan como amarre de la estructura. evitan el desplazamiento horizontal de la columna, sirven para absorber los esfuerzos horizontales, La viga de amarre, como su nombre lo indica, amarra las paredes de la casa y las hace más resistentes a los huracanes y terremotos. La viga de amarre tiene como función principal la de amarrar los muros de bloques de manera que trabajen solidariamente frente a las cargas laterales que pueden ser vientos o terremotos.
Viga de Corona
Es el elemento estructural de remate superior de una edificación o de sus segmentos, para apoyar una cubierta de losa, con estructura metálica, de madera o para finalizar un muro de contención enlazando sus columnas.
Dinteles
Son aquellos elementos que se colocan horizontalmente sobre los huecos practicados para puertas y ventanas y absorben los esfuerzos superiores.
Los dinteles se apoyan en sus extremos para soportar las cargas superiores al espacio del hueco, y son trasmitidas a las partes macizas laterales.
Tipos de vigas según el material
De madera:
1.Simples:tienen un solo elemento
2.Compuestas: tienen dos o mas elementos
3.Cerchas: compuestas de cordón superior, cordón inferior y elementos verticales
Metalicas:
1. Perfiles: perfil IPN, UPN y L
2. Tubo estructural
3. Cerchas
4. Vigas compuestas de alma llena
Losa de Tabelones
Son una combinacion de una estructura metalica, bloques de arcilla ( tabelón) y concreto armado.
COMPONENTES DE LA LOSA DE TABELONES:
Correas:
Son los elementos de soporte de la losa, consistentes en perfiles “doble T” de acero estructural. Estos perfiles se apoyan encima de las vigas de corona de la estructura principal, y se separan entre si de manera que permiten la entrada y apoyo de los tabelones
Tabelones
: Son bloques aligerados de arcilla, prefabricados, típicamente en largos de 60 y 80cm, con ancho de 20 cm y con espesores de 4, 6 y 8 cm. Los tabelones se colocan entre las alas de las correas y sirven de encofrado permanente para la loseta de concreto
Loseta de concreto
: Se vacía con un espesor mínimo de 6 cm sobre los tabelones para formar el piso propiamente dicho. La loseta posee una armadura de acero (malla electrosoldada
10×10 ó 15×15) como protección contra el agrietamiento por efectos deretracción y temperatura
Proceso constructivo de la losa de tabelones
1. Se soldan los IPN a los arranques dejados en las vigas.
2. Se colocan los tabelones entre las correas metalicas.
3. Se colocan las tuberias para instalaciones electricas y sanitarias.
4. Se colocan los separadores y luego la malla electrosoldada.
5. Se encofran los laterales de la losa.
6. Se apuntalas la vigas por seguridad si estas tienen menos de 28 dias de vaciadas.
7. Se procede al vaciado de la carpeta superior de 10 cm de espesor.
Losa de concreto macizas
Son elementos estructurales de concreto armado, de sección transversal rectangular llena, de poco espesor y abarcan una superficie considerable del piso.

Sirven para conformar pisos y techos en un edificio y se apoyan en las vigas o pantallas. Pueden tener uno o varios tramos continuos. Tienen la desventaja de ser pesadas y transmiten fácilmente las vibraciones, el ruido y el calor; pero son más fáciles de construir; basta fabricar un encofrado de madera, de superficie plana, distribuir el acero de refuerzo uniformemente en todo el ancho de la losa y vaciar el concreto
Proceso constructivo de una losa maciza
1. Se encofra el fondo de la losa, los laterales y fondo de las vigas.
2. se coloca el acero de refuerzo de las vigas, amarrandolas al acero de refuerzo de las columnas.
3. se coloca el acero de refuerzo de la malla inferior teniendo cuidado de colocar separadores para dejar el recubrimiento.
4. se colocan las tuberias de instalaciones sanitarias y electricas.
5. se coloca el acero de refuerzo superior.
6. se procede a vaciar el concreto de la losa teniendo cuidado de que el diseño de mezcla sea el correcto para la resistencia del concreto, se debe ir vibrando el concreto a medida q se va procediendo al vaciado de la losa.
7. se procede al curado de la losa manteniendo su humedad.
8. se procede al desencofrado de la losa una vez conseguido el fraguado de la mezcla, tiempo de desencofrado de 14 a 21 dias.
Losas Nervadas
Son un tipo de Cimentaciones por Losa que, como su nombre lo indica, están compuestas por vigas a modo de nervios que trabajan en colaboración ofreciendo gran rigidez y enlazan los pies de los pilares del edificio. estos elementos prefabricados de concreto estan diseñadas con los mejores adelantos técnicos en la industria de la construcción.
El diseño y la fabricación de estos productos hacen que las losas sean elementos de gran versatilidad en las obras al adaptarse a los anchos y largos requeridos del proyecto.
Proceso constructivo de la losa nervada
1. Se encofran las vigas y el fondo de la losa.
2. Se coloca la armadura de las vigas, tanto de carga como de amarre.
3. Se colocan los bloques piñata, tomando en cuenta la distancia de separación de los nervios.
4. Se colocan los aceros de refuerzo de los nervios, colocar separadores para dejar la capa de recubrimiento.
5. Se colocan las tuberías de instalaciones sanitarias y electricas.
6. Se procede a vaciar el concreto de las vigas y la losa.
7. La losa debe vaciarse en su totalidad a menos que tenga prevista juntas estructurales o que debido a su gran tamaño se vacíe por partes, el corte del vaciado debe hacerse a 1/3 de la luz con un ángulo de 45º aprox.
Materiales para las losa Nervadas
1. Bloque de piñata ( se puede sustiruir por bloques de concreto liviano)
2. Acero de refuerzo de los nervios.
3. Acero de reparticion (malla electrosoldada.
4. Concreto.
Para el encofrado:
1. encofrado de vigas: fondo y laterales, tabla de madera de 2,5cm de espesor.
2. Puntales: cercos de madera, rolas de madera, puntales metalicos telescopicos.
3. Tableros: de madera o de metal.

Autor: Freddy Quintero
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