Sistema combinado

por muros estructurales o pórticos con diagonales.

b). Las cargas verticales y horizontales son resistidas por un pórtico resistente a momentos, esencialmente completo, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales y que no cumple los requisitos de un sistema dual.

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7.4.3. Sistema de pórtico: es un sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales, que resiste todas las cargas verticales y fuerzas horizontales.

7.4.4. Sistema dual: es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin diagonales, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales. Para que el sistema estructural se pueda clasificar como sistema dual se deben cumplir los siguientes requisitos:

a). El pórtico espacial resistente a momentos, sin diagonales, esencialmente completo, debe ser capaz de soportar las cargas verticales, en la imagen 1 se observa el ejemplo de pórtico.

b). Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros estructurales o pórticos con diagonales, con el pórtico resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad especial de disipación de energía, cuando se trata de concreto reforzado o acero estructural, un pórtico con capacidad mínima de disipación de energía de acero estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse para que sea capaz de resistir como mínimo el 25% del cortante sísmico en lavase.

c). Los dos sistemas deben diseñarse de tal manera que en conjunto sean capaces de resistir la totalidad del cortante sísmico en la base, en proporción a sus rigideces relativas, considerando la interacción del sistema dual en todos los niveles de la edificación, pero en ningún caso la responsabilidad de los muros estructurales, o de los pórticos con diagonales, puede ser menor del 75% del cortante sísmico en la base.

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En Colombia, de acuerdo a (NSR 10), toda edificación, o cualquier parte de ella, debe quedar clasificada dentro de los cuatro sistemas estructurales de resistencia sísmica descritos.

Imagen 1. Estructura convencional – Pórtico. Fuente: Sergio Mauricio Torres

7.5. Elementos estructurales

Los elementos estructurales, son los componentes del sistema estructural de la edificación, esto de acuerdo con (NSR 10), algunos de estos elementos son columnas, vigas, losas de concreto armado, zapatas y muros de carga, a continuación se mencionan y describen estos elementos, en los cuales su construcción se realiza empleando encofrados.

7.5.1. Columna

Para las columnas, se pueden analizar el procedimiento constructivo en cuanto a la formaleta y la clasificación que se puede dar de acuerdo a la altura.

7.5.1.1. Instalación de formaletas en el armado de columnas

De acuerdo con (360 Grados en concreto, 2015), las formaletas que van a conformar el encofrado de la columna, deben limpiarse y engrasarse como preparación de la fundida

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de concreto. Antes de colocar las formaletas de cada columna, se debe revisar que el armado, traslapos y distribución de estribos se hayan realizado de acuerdo a los planos estructurales. Posteriormente se procede a la colocación de los tableros con la base en la cimbra que se ha trazado sobre la placa, alineándolos lo mejor posible según la sección de la columna. Para darle soporte inicial a las formaletas se clavan los tableros con puntillas hasta que éste se soporte solo; en este momento se colocan los pines o pasadores que son los encargados de ajustar la formaleta y mantener la sección constante evitando abombamientos y desalineamientos. Las columnas pueden construirse con formaleta de madera o de aluminio.

De acuerdo con (Mc Cormac, 2011), las columnas de concreto pueden clasificarse en las tres siguientes categorías:

7.5.1.2.1. Pedestales o bloques cortos a compresión: Si la altura de un miembro vertical a compresión es menor que tres veces su dimensión lateral más pequeña, puede considerarse como un pedestal.

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7.5.1.2.2. Columnas cortas de concreto reforzado: Si una columna de concreto reforzado falla debido a la falla inicial del material, se clasifica como columna corta. La carga que puede soportar está regida por las dimensiones de su sección transversal y por la resistencia de los materiales de que está construida. Se considera que una columna corta es un miembro más bien robusto con poca flexibilidad.

7.5.1.2.3. Columnas largas o esbeltas de concreto reforzado. A medida que las columnas se hacen más esbeltas, las deformaciones por flexión también aumentarán, así como los momentos secundarios resultantes. Si estos momentos son de tal magnitud que reducen significativamente la capacidad de carga axial de la columna, esta se denomina larga o esbelta.

Para comprender el aspecto constructivo de las columnas se relacionan las imágenes 2 y 3.

Imagen 3. Columnas, posterior al vaciado y desencofrado. Fuente: Sergio Mauricio Torres

7.5.2. Losa

Para las losas de concreto armado, se pueden analizar el procedimiento constructivo en cuanto a la formaleta y la definición técnica de los autores.

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7.5.2.1. Instalación de formaletas en el armado de columnas

De acuerdo con (Sánchez, 2012), el encofrado es la estructura temporal que sirve para darle al concreto la forma definitiva. Su función principal es ofrecer la posibilidad de que el acero de refuerzo sea colocado en el sitio correcto, darle al concreto la forma y servirle de apoyo hasta que endurezca, está constituido por el molde y los puntales, que pueden ser metálicos o de madera. Existen una gran cantidad de tipos de encofrado, de distintos materiales y de distintas formas, cada uno es utilizado para un fin específico. El material más usado es la madera pero también los hay metálicos y de plástico. Los tableros de madera: presentan la ventaja de que pueden ser cortados para darles la forma deseada, sin embargo esto genera desperdicios de material que en ocasiones no se puede reutilizar. Para alargar la vida útil del encofrado y que se pueda reutilizar en distintas obras se le debe dar un cuidado especial como se indica:

• Se deben limpiar retirando el concreto adherido inmediatamente después del desencofrado, con agua a presión y cepillo de cerdas plásticas blandas.

• Se deben retirar todos los dispositivos flojos, las varillas de amarre, clavos, tornillos, residuos de lechada o polvo.

• Una vez usados se deben limpiar y retirar clavos, tornillos, pasadores, abrazaderas, alambres, etc.

• Se debe controlar el uso excesivo de martillo metálico durante el vaciado y el desencofrado pues el golpearlos con esta herramienta los deteriora.

• No deben almacenarse a la intemperie al sol y al agua, porque se tuercen y se deteriora su superficie.

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• No debe abusarse del uso de clavos y tornillos pues se debilita la madera.

• Se deben pintar periódicamente con pinturas resistentes al agua para evitar cambios volumétricos por absorción de agua.

• No deben someterse a cargas y esfuerzos excesivos, ni emplearse para usos diferentes a los previstos, para evitar su deterioro y deformación.

Los encofrados metálicos presentan un desgaste mínimo con un manejo adecuado. Al igual que los de madera deben ser tratados de manera especial:

• Se deben limpiar bien luego de usarlos, e impregnarlos con un producto desmoldante comercial: aceite, petróleo o gasoil con parafina al 50%, dependiendo del acabado que se quiera lograr.

• Se debe evitar la oxidación protegiéndolos periódicamente con pintura anticorrosiva, sobre todo si van permanecer a la intemperie.

• Debe protegerse de los rayos del sol y de la lluvia.

• Se debe almacenar en sitios cubiertos y secos, debidamente codificados, colocado verticalmente o ligeramente inclinado cuando se recuesten sobre un muro y levantados del piso sobre zancos o tacos.

• Las piezas o componentes defectuosos se deben reparar o reemplazar debida y oportunamente.

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Imagen 4. Amarre de acero y conformación de una losa. Fuente: Sergio Mauricio Torres

De acuerdo con (Mc Cormac, 2011), las losas de concreto reforzado son grandes placas planas soportadas por vigas, muros o columnas de concreto reforzado, por muros de mampostería, por vigas o columnas de acero estructural, o por el suelo. Si están soportadas sólo en dos lados opuestos, se denominan losas en una dirección porque la flexión es en sólo una dirección, es decir, perpendicular a los bordes de soporte. Si la losa está soportada por vigas en sus cuatro bordes, se denomina losa en dos direcciones porque la flexión se da en ambas direcciones. En realidad, si una losa rectangular está soportada en los cuatro bordes, pero el lado largo es dos o más veces mayor que el lado corto, la losa se comportará, para todo fin práctico, como una losa en una dirección, con la flexión desarrollándose primordialmente en la dirección corta.

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Imagen 5. Vaciado de concreto en una losa. Fuente: Sergio Mauricio Torres

7.5.3. Vigas

De acuerdo con (Yu Hsieh, 1995), una viga se define como un elemento estructural sometido predominantemente a momentos flectores. Existen vigas simples, las cuales son soportadas en sus dos extremos, vigas en voladizo, las cuales se soportan solamente en uno de sus extremos por medio de un apoyo de tercera generación, y vigas compuestas, las cuales se unen mediante articulaciones internas o apoyos internos.

El procedimiento para la formaleta inicia una vez se realiza la revisión de que el acero requerido en el diseño estructural se encuentra acorde con el que se encuentra amarrado, además se debe realizar el replanteo del elemento a vaciar. Una vez se realizan estos procesos, se inicia la instalación de los testeros inferior y laterales de las vigas, los cuales deben cumplir con las medidas requeridas en el diseño, garantizando los recubrimientos y el buen posicionamiento del refuerzo, esta formaleta, ya sea de madera o de aluminio, debe cumplir características de

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linealidad y verticalidad. Para la construcción de vigas, se puede emplear formaleta de madera así como formaleta metálica o de aluminio.

Imagen 6. Amarre de acero de vigas y zapatas. Fuente: Sergio Mauricio Torres

7.5.4. Zapatas

De acuerdo con (Mc Cormac, 2011), las zapatas son miembros estructurales que se usan para soportar columnas, muros y transmitir sus cargas al suelo subyacente. El concreto reforzado es un material muy adecuado para las zapatas y se usa así en edificios de concreto reforzado, de acero estructural, en puentes, torres y otras estructuras. La presión permisible en un suelo debajo de una zapata es normalmente de unas cuantas toneladas por pie cuadrado. Los esfuerzos de compresión en los muros y las columnas de una estructura ordinaria pueden llegar a ser de cientos de toneladas por pie cuadrado. Por consiguiente, es necesario repartir estas cargas sobre la suficiente área de suelo como para que éste soporte las cargas en forma segura.

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Habitualmente, para las zapatas ya sean corridas o aisladas, se utiliza como encofrado el mismo terreno natural, el cual se debe excavar de manera que se garanticen los recubrimientos del acero de refuerzo además del buen posicionamiento de este.

Para comprender el aspecto constructivo de las vigas y zapatas se relacionan las imágenes 6 y 7.

Imagen 7. Vaciado de concreto en vigas y zapatas. Fuente: Sergio Mauricio Torres

7.5.5. Muros de carga

De acuerdo con (Mc Cormac, 2011), la mayoría de los muros de concreto en edificios consta de muros de carga que soportan no sólo cargas verticales, sino también algunos momentos laterales. Como resultado de la considerable rigidez en su plano, desempeñan un papel importante en la resistencia a las fuerzas de viento y de los sismos.

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Imagen 8. Amarre de acero para muros de carga. Fuente: Sergio Mauricio Torres

El proceso de instalación de formaleta, se da una vez se verifica la localización del muro y el acero de refuerzo, garantizando que este se encuentre de acuerdo a los diseños estructurales. Para la formaleta se debe aplicar el líquido desmoldante, el cual servirá posteriormente para que el proceso de desencofrado no afecte la integridad del muro, posterior se instalan los paneles principales y se unen por medio de pines o pasadores, el siguiente paso consiste en verificar la verticalidad de la formaleta, así como verificar la linealidad, y por último, tras verificar que el acero de refuerzo cuenta con los separadores para el recubrimiento lateral, se procede con el vaciado de concreto. Habitualmente para la construcción de muros de carga se utiliza formaleta metálica o de aluminio, debido a la calidad en el acabado que esta da así como los usos que puede llevar a tener el material en su vida útil.

Para comprender el aspecto constructivo de los muros de carga se relacionan las imágenes 8 y 9.

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Imagen 9. Vaciado de concreto en muros de carga. Fuente: Sergio Mauricio Torres