Desarrollo de alternativas

Una primer soluci´on valorada correspond´ıa a una configuraci´on desarrollada a par- tir de los elementos utilizados en investigaciones anteriores, como las referidas en [Khaloo y Parastesh(2003a),Khaloo y Parastesh(2003b)] y [Alcocer et al.(2002)]. La co- nexi´on estaba conformada por vigas con extremos acanalados y pilares continuos, con la zona correspondiente al nudo de la conexi´on sin hormigonar y con barras diagonales para garantizar su estabilidad durante el proceso de construcci´on, Figura 6.2. Las ba˜neras en los extremos de las vigas permit´ıan disponer antes del hormigonado el refuerzo inferior y superior que atravesaba el nudo y solapaba el refuerzo en ambas vigas.

El volumen considerable del hormig´on a verter in situ y las actividades y costos a ello asociados representan las principales desventajas de la propuesta. Asimismo, las operaciones para situar las barras de solape del refuerzo longitudinal ocasionan que los

Figura 6.2: Conexion viga-pilar, Propuesta 1

estribos no sean cerrados o que lleguen abiertos a obra y sean posteriormente doblados, una vez situado el refuerzo longitudinal en su posici´on final. Lo anterior conlleva a un proceso constructivo definido por las siguiente etapas:

Levantar el pilar.

Posicionar la armadura pasante a solapar a trav´es de la secci´on sin hormigonar en el nudo.

Izar las vigas desde la parte inferior y posicionarlas en su sitio, bien sea apoy´andolas en el recubrimiento del pilar o con alg´un mecanismo adicional que permita su correcto alineamiento.

Cerrar los estribos y posicionar correctamente los solapes del refuerzo. Hormigonado in situ de la conexi´on.

Una segunda alternativa se plante´o con el objetivo de reducir significativamente la can- tidad de hormig´on in situ requerida. Se pretende igualmente hacer uso de las favorables condiciones de adherencia ofrecidas por los HPFRCC, reduciendo considerablemente las longitudes de anclaje y solape, planteando al mismo tiempo un proceso constructivo inno- vador. La soluci´on estaba conformada por vigas en las que se disponen ductos para alojar las barras de refuerzo usadas para solapar y dar continuidad al refuerzo de las vigas en ambas caras del pilar. Este refuerzo atravesaba el nudo a trav´es de ductos dispuestos en el pilar coincidentes con los de las vigas.

Figura 6.3: Conexion viga-pilar, Propuesta 2

El proceso constructivo determina la configuraci´on de los elementos y la soluci´on en general. Los ductos en una de los extremos de las vigas tendr´ıan una longitud ligeramente superior a la longitud necesaria para el solape del refuerzo, mientras que en el otro extremo esa longitud deb´ıa aumentarse por lo menos al doble de la longitud de solape de las armaduras con el fin de permitir las maniobras para la disposici´on del refuerzo que, atravesando el pilar, solapar´ıa el refuerzo longitudinal de las vigas, Figura 6.3. Todo ello determina un proceso constructivo definido por las siguientes etapas:

Levantar el pilar.

Izar la viga con el extremo que posee los ductos de mayor longitud hasta su posici´on en una de las caras del pilar, apoy´andola en un soporte provisional.

Introducir las barras de refuerzo por los ductos del pilar y desplazarlos hasta el tope en el fondo de los ductos en las vigas, con lo cual no sobresalen de la cara del pilar. Izar la viga en la otra cara del nudo con el extremo que posee ductos de una longitud aproximada a la longitud de solape establecida hasta su posici´on.

Retornar las barras de refuerzo dentro del ducto hasta su posici´on final atravesando el nudo y solapando el refuerzo en ambas vigas.

Llenar los ductos con el HPFRCC para establecer los mecanismo de adherencia. Se requiere establecer un mecanismo eficaz para desplazar las barras de refuerzo en el interior de los ductos hasta posicionarlas adecuadamente una vez situada la segunda viga

en su posici´on final. Se evalu´o atar tirantes de alambre a uno de los extremos de las barras y tirar de ellas a trav´es de las cajas de llenado e inspecci´on que deb´ıan construirse en los extremos de los ductos o usar imanes potentes que igualmente se introducir´ıan por una de las ventanas de inspecci´on. Sin embargo, la soluci´on presentaba posibles dificultades debido a la poca tolerancia constructiva derivada de la alineaci´on requerida en los ductos de vigas y pilares. Por otra parte, la reolog´ıa del material puede constituir otra preocupa- ci´on en el llenado de los ductos, dando por descontado la necesidad de usar presi´on para su llenado.

La tercera alternativa, que conduce a la propuesta definitiva, contempl´o el uso de secciones con diferentes cajeados y vac´ıos en la b´usqueda de configuraciones que requieran el uso de cantidades peque˜nas de HPFRCC, permitan aprovechar la mejor condici´on de adherencia en los HPFRCC, incorporen las ventajas de un proceso constructivo que resulta innova- dor y ofrezcan mayores tolerancias constructivas. Algunas de las secciones valoradas se presentan en la Figura 6.4.

Figura 6.4: Conexi´on viga-pilar, Propuesta 3. Secciones transversales consideradas

La propuesta preliminar contempl´o el uso de vigas con cajeados en las caras superior e inferior con una profundidad estricta para la adecuada disposici´on del refuerzo a solapar y conectadas entre ellas por una secci´on m´as estrecha. la cual permite hormigonar ambos cajeados desde la parte superior, conformando una secci´on enI que se llena con HPFRCC. Con el fin de poder disponer estribos cerrados se adopt´o un planteamiento similar al usado en la segunda propuesta referida, con el cajeado en uno de los extremos de la viga con una longitud correspondiente al doble de la longitud de solape establecida como se observa en la Figura 6.5, siendo por tanto deseable el uso de longitudes de solape lo m´as cortas posible. El paso del refuerzo longitudinal a trav´es de la secci´on del nudo en los pilares puede rea- lizarse mediante el uso de ductos o ventanas, Figura 6.6. El uso de ductos circulares para cada barra solapada condiciona la secci´on de la viga y del pilar por la posible interferencia entre los ductos y con el refuerzo longitudinal del pilar, siendo igualmente preocupante la reolog´ıa del material para el llenado de los ductos. Por su parte, el uso de ventanas ofrece mayores tolerancias constructivas y a primera vista no presenta inconvenientes para el flujo del material, sin embargo, la atenci´on se centra en la adherencia entre el hormig´on del elemento prefabricado y el HPFRCC vertido in situ.

Figura 6.5: Conexi´on viga-pilar, Propuesta 3. Esquema elementos viga

Figura 6.6: Conexi´on viga-pilar, Propuesta 3. Esquema pilar

Un posterior estudio y discusi´on permiti´o incorporar mejoras en la configuraci´on de los ele- mentos. Para ello se cont´o con la colaboraci´on de la empresa de prefabricados PRAINSA que aport´o toda su experiencia para valorar las propuestas y se˜nalar aspectos constructi- vos para concretar una soluci´on acorde a la pr´actica ingenieril. Con el fin de reducir aun m´as la cantidad de hormig´on o HPFRCC vertidoin situ, se decidi´o sustituir la secci´on que comunicaba los cajeados superior e inferior de las vigas por uno o dos ductos rectangu- lares de dimensiones adecuadas para garantizar el correcto flujo del material, Figura 6.7. Adicionalmente, en los pilares se incorpor´o un ducto vertical para comunicar las dos ven- tanas con el objeto de facilitar las tareas de llenado y permitir la salida de aire atrapado y se plante´o crear cierta rugosidad en las ventanas para facilitar la adherencia entre el hormig´on convencional y el HPFRCC, ver Figura 7.43 en la Secci´on 7.3.1.1.

Figura 6.7: Conexi´on viga-pilar, Propuesta 3. Esquema viga con ductos verticales

El proceso constructivo est´a, al igual que en la segunda propuesta, determinado por el desplazamiento de las barras de solape a diferentes posiciones durante el proceso de ejecuci´on. La Figura 6.8 presenta un esquema del proceso, definido en general por las siguientes etapas:

Levantar los pilares, que pueden ser de varios niveles.

Izar una de las vigas con la ventana de mayor longitud encajando con la cara del pilar, para ello se soportar´a sobre un sistema provisional de apoyo instalado en la cara del pilar y que permite la adecuada nivelaci´on del elemento.

Posicionar las barras longitudinales de solape adecuadamente a trav´es de las ventanas de los pilares, situ´andolas y llev´andolas hasta el tope de la longitud extra dejada para ello en la viga de forma que no sobresalgan en la cara del pilar.

Izar la viga con la ventana m´as corta en la cara opuesta del pilar, soport´andola sobre el sistema provisional de apoyo fijado a la cara del pilar.

Desplazar la armadura hasta su posici´on final, atravesando el pilar y solapando la armadura en ambos extremos de las vigas en la conexi´on en ejecuci´on.

Repetir la operaci´on con el izado de las vigas restantes.

Verter el HPFRCC en las regiones de solape para conformar finalmente la conexi´on. El resto del proceso constructivo se contin´ua de manera convencional bien sea mediante la disposici´on de viguetas transversales o prelosas.

Izado de los pilares

Introducción de las barras de solape Izado primera viga Izado viga cara opuesta Hormigonado HPFRCC

Deslizamiento de las barras de solape a su posición final