Uso de formaletas en aluminio como una alternativa de construcción diferente, eficiente, rentable y económica

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(1)USO DE FORMALETAS EN ALUMINIO COMO UNA ALTERNATIVA DE CONSTRUCCIÓN DIFERENTE, EFICIENTE, RENTABLE Y ECÓNOMICA.. Alejandro Salcedo López. Santafé de Bogotá UNIVERSIDAD DE LOS ANDES Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil Mayo 2006. 1.

(2) USO DE FORMALETAS EN ALUMINIO COMO UNA ALTERNATIVA DE CONSTRUCCIÓN DIFERENTE, EFICIENTE, RENTABLE Y ECÓNOMICA.. Proyecto de Grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil. Alejandro Salcedo López. Asesor: Ing. José Ignacio Rengifo B.. Santafé de Bogotá UNIVERSIDAD DE LOS ANDES Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil Mayo 2006 2.

(3) AGRADECIMIENTOS. 3.

(4) TABLA DE CONTENIDOS ÍNDICE DE TABLAS. .......................................................................................................... 6 OBJETIVOS GENERALES.................................................................................................. 7 OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................................... 7 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 8 METODOLOGÍA................................................................................................................. 11 MARCO TEÓRICO............................................................................................................. 14 Descripción de los sistemas constructivos:......................................................................... 14 MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL...................................................................................... 14 TIPOS DE MAMPOSTERÍA .......................................................................................... 14 Clasificación de la mampostería estructural ...................................................................... 14 DESCRIPCION DEL PROCESO CONSTRUCTIVO........................................................ 17 Cimentación .............................................................................................................. 17 Primera hilada en primer nivel....................................................................................... 18 Construcción de muros ................................................................................................ 19 Entrepisos ................................................................................................................. 20 Materiales.................................................................................................................... 21 CARACTERÍSTICAS DE LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL ...................................... 22 SISTEMA TRADICIONAL DE PÓRTICOS EN CONCRETO................................................... 26 COMPONENTES ......................................................................................................... 26 COLUMNAS ............................................................................................................ 26 VIGAS..................................................................................................................... 28 PLACAS .................................................................................................................. 29 ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR ESTRUCTURAS APORTICADAS ........................................................................................................... 31 MATERIALES .............................................................................................................. 33 EQUIPO ...................................................................................................................... 37 SISTEMA CONSTRUCTIVO UTILIZANDO FORMALETAS EN ALUMINIO ........................... 38 Componentes:.............................................................................................................. 39 Piezas que componen el sistema .................................................................................... 40 Accesorios que incluye el sistema.................................................................................. 41 DESCRIPCION DEL PROCESO CONSTRUCTIVO........................................................ 45 Preparación del terreno ................................................................................................ 45 Colocación de la malla................................................................................................. 46 Montaje de las formalet as de muros................................................................................ 46 Montaje de las formalet as de losa................................................................................... 47 Vaciado del concreto ................................................................................................... 48 Desencofre ................................................................................................................ 48 ESQUEMAS DE ARMADO ........................................................................................... 49 Montaje muro-losa.................................................................................................... 49 Esquinas en “L” y en “T”............................................................................................ 50 Armado plantas altas................................................................................................ 50 Tapa – muros (ventanas, puertas y mochetas) y uniones en “T”.................................. 51 Especificaciones del concreto ................................................................................... 51 CARACTERÍSTICAS DE LAS FORMALETAS EN ALUMINIO......................................... 52. CANTIDADES Y COSTOS DE OBRA............................................................................... 58 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................... 59. 4.

(5) CONCLUSIONES ............................................................................................................... 59 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................. 61. 5.

(6) ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1. Ventajas y desventajas de la mampostería estructural. Tabla 2. Especificaciones del concreto para muros. Tabla 3. Especificaciones del concreto para losas. Tabla 4. Distribución de gente necesaria para maniobrar un juego de formaletaspara una vivienda dúplex. Tabla 5. Ventajas y desventajas de las formaletas en aluminio.. 6.

(7) OBJETIVOS GENERALES •. Establecer una comparación cuantitativa y económica entre tres sistemas contractivos diferentes.. •. Presentar las ventajas y desventajas comparativas entre tres sistemas constructivos utilizados en Colombia, a través de la representación de un sistema tradicional de mampostería estructural y el de pórticos en concreto con respecto a un sistema industrializado como los moldes o formaletas en aluminio.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS •. Establecer la diferencia entre la posibilidad financiera de construir una misma unidad de vivienda con mampostería estructural, pórticos en concreto y un sistema industrializado.. •. Establecer una serie de parámetros e indicadores que permitan evaluar de una manera clara y concisa los costos, tiempos y calidad en los procesos constructivos.. •. Comparar la utilización de los sistemas de encofrados en aluminio con los sistemas convencionales de vigas y columnas al igual que con los sistemas basados en mampostería estructural, estableciendo las ventajas y desventajas de cada uno de los sistemas y sus usos.. •. Verificar la eficiencia constructiva y la economía de las obras usando encofrados de aluminio.. 7.

(8) INTRODUCCIÓN En Colombia se han venido empleando diferentes tipos de sistemas constructivos, unos más eficientes que otros y, a su vez, unos más rentables que otros. Dentro de estos métodos, (conocidos como sistemas tradicionales de construcción) podemos encontrar los sistemas basados en mampostería estructural y el sistema tradicional de vigas y columnas (sistemas aporticados) entre otros. En nuestro país se ha venido trabajando en base a estos sistemas durante los últimos 50 años y, en realidad, ha sido muy poca la implementación de nuevas tecnologías como una alternativa diferente en construcción. A medida que la tecnología ha ido avanzando, se ha desarrollado en forma simultánea un conjunto de nuevas técnicas de construcción basándose en nuevos descubrimientos sobre funcionalidad de los diferentes materiales; también, con el crecimiento de la industria de la construcción, se hizo necesario el desarrollo de ciencias paralelas especializadas en el estudio de las características, propiedades y posibles utilizaciones de los materiales utilizados en construcción, de manera que éstos ofrezcan diferentes alternativas en cuanto a funcionalidad, seguridad y costos. Una de las tecnologías más estudiadas en este siglo ha sido el uso de formaletas o encofrados, ya que estos cumplen una función importante para obtener buenos acabados, formas deseadas, perfecto alineamiento, buena textura, etc. Desafortunadamente, en nuestro país, estos sistemas constructivos industrializados no han sido muy bien estudiados ni implementados por la gran mayoría de los constructores ya que en nuestra cultura ha existido una 8.

(9) fuerte aversión al cambio y a explorar lo desconocido; todo esto, ha conllevado a seguir usando las antiguas maneras de construir, sin dar pie a una nueva etapa de desarrollo e industrialización. El uso de formaletas metálicas en Colombia ha estado enfocado principalmente a la construcción de puentes, losas de concreto y en una menor escala a la construcción de viviendas; para estas, se han venido utilizando, formaletas hechas en madera, las cuales tienen poca durabilidad y su uso es muy restringido. En este trabajo, pretendemos estudiar, comparar y analizar un sistema de 1 encofrados en aluminio que está basado en la construcción monolítica de. vivienda masiva en serie, en donde la idea principal del sistema se fundamenta en la construcción de una unidad de vivienda diaria, lográndose excelentes resultados en cuanto a calidad y rapidez. Puede éste sistema de encofrados en aluminio ser reutilizados hasta 1.500 veces en diferentes tipos de proyectos debido a que son fácilmente adaptables. Este sistema ha sido implementado y adoptado por diferentes países de Latinoamérica (México, Guatemala, Venezuela, Panamá, Rep. Dominicana, Ecuador y Trinidad y Tobago principalmente) como principal opción en el desarrollo de vivienda (conjuntos residenciales, viviendas de interés social, hoteles, etc.), obteniéndose excelentes resultados de costo/beneficio, eficiencia y rentabilidad, al igual que permite una reducción significativa en la mano de obra y en el desperdicio de material. Por todo esto es que encuentro interesante contrastar un sistema industrializado como éste con dos de los sistemas constructivos más utilizados 1. Monolítico: El sistema permite fundir muros y losas al mismo tiempo.. 9.

(10) en nuestro país, para contribuir en el desarrollo de la investigación e implementación de nuevas metodologías y tecnologías que han sido desarrolladas en nuestro país.. 10.

(11) METODOLOGÍA Para el desarrollo de este trabajo, se hará un análisis comparativo que permitirá elegir el sistema más aconsejable entre los sistemas estructurales mas tradicionales en nuestro país (sistemas en mampostería estructural, sistemas aporticados y sistemas industrializados usando formaletas de aluminio) considerando las exigencias técnicas sismorresistentes, las variables de costos de mano de obra, costos de formaleta, tiempos de construcción, disponibilidad de materiales, etc. Es por esto, que la presente tesis, se enfoca a establecer un modelo comparativo de dichos sistemas de construcción con el fin de visualizar el sistema ideal para que los constructores y las entidades que desarrollan planes masivos de vivienda puedan seleccionar y de esta manera poder proporcionarles una economía en el costo de la vivienda, permitiendo soluciones optimas que se reflejen en la economía de diferentes proyectos. Para el desarrollo de este trabajo investigativo, se llevo a cabo la recolección y la investigación de información existente sobre proyectos constructivos y proyectos en construcción, lo cual se hace a través de las empresas y firmas constructoras que adelantan dichos proyectos, así como el contenido en textos o libros de donde se puedan tomar conocimientos y herramientas para el análisis de las variables a establecer en el modelo. También, se calcularon las cantidades de obra para hacer el análisis de costos unitarios base de la elaboración del modelo comparativo. Este, se enfocara a analizar el conjunto de variables que intervienen, las cuales pueden ser producidas por varios factores y elementos tales como costos de materiales, procesos de construcción, exigencias especiales para cada tipo de muro, acabados y propiedades sismorresistentes entre otras. 11.

(12) Como se mencionó anteriormente, se harán investigaciones sobre dos de los sistemas constructivos más tradicionales empleados en Colombia (Sistema basado en mampostería estructural y el sistema tradicional de vigas y columnas) y se compararán con el sistema de encofrados de aluminio implementado por Formaletas S.A. mediante: o Análisis de los sistemas: •. Como funcionan y que requieren.. •. Como es el refuerzo requerido en cada uno.. •. Cantidades de obra y materiales requeridos (hierro, concreto, mampostería, etc.).. •. Tiempos de fundiciones.. •. Fraguado de muros y losas.. •. Instalaciones de redes (hidrosanitarias, eléctricas, telefónicas, etc.).. o Análisis financiero: •. Inversión inicial y a largo plazo.. •. Costos de operación y maquinaria requerida.. •. Costos generales (costos de mano de obra, costos de duración de la obra, costos de materiales, costos de vigilancia, costos de almacenamiento y bodegaje, etc.).. •. Ahorros (en concreto, refuerzos y otros materiales).. •. Rentabilidades.. •. Relaciones costo/beneficio/eficiencia.. o Análisis de: •. Mano de obra.. •. Cantidades de obra.. •. Eficiencia y rapidez de construcción. 12.

(13) •. Calidad del trabajo terminado.. Después de haberse hecho estos análisis para cada uno de los sistemas constructivos, se procederá a evaluar y a comparar las viabilidades, ventajas y desventajas de cada uno de estos sistemas. Una vez hecho esto, se sacarán conclusiones y se hará un análisis para establecer si el uso de formaletas en aluminio es en realidad una alternativa de construcción eficiente, rentable y económica.. 13.

(14) MARCO TEÓRICO Descripción de los sistemas constructivos:. MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL La mampostería es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero para conformar sistemas monolíticos que pueden resistir acciones producidas por las cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento. Inicialmente, la mampostería se hizo con piedra labrada que se unía mediante una “argamasa” de cal. Hoy en día, se usan los ladrillos de arcilla y los bloques de concreto de gran resistencia, unidos mediante morteros de cemento. El muro así ensamblado se considera un elemento monolítico, siempre y cuando las uniones de las juntas puedan garantizar la transmisión de esfuerzos entre las piezas individuales, sin fallas o deformaciones considerables. La resistencia a la compresión de los muros es un factor importante que depende del espesor y la altura del muro y de la resistencia a la compresión de las unidades de ladrillos, bloques y de los morteros (tanto de pega como de relleno).. TIPOS DE MAMPOSTERÍA Clasificación según el Capítulo D. de la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR 98).. Clasificación de la mampostería estructural2:. 2. NSR 98. Capítulo D.. 14.

(15) Mampostería de Cavidad Reforzada: Es la construcción realizada con dos paredes de piezas de mampostería de caras paralelas reforzadas o no, separadas por un espacio continuo de concreto reforzado, con funcionamiento compuesto y que cumple los requisitos del capitulo D.6 de dicha norma. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de diseño sismo-resistente, como uno de los sistemas con capacidad especial de disipación de energía en el rango inelástico (DES). La norma NSR-98 autoriza la mampostería de cavidad reforzada, la cual no ha sido muy usada en el país, pero sí muy conocida en la literatura técnica. Mampostería Reforzada: Es la construcción con base en piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por medio de mortero, reforzadas internamente con barras y alambres de acero y que cumple con los requisitos del capítulo D.7 de dicha norma. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de diseño sismoresistente, como uno de los sistemas con capacidad especial de disipación de energía en el rango inelástico (DES) cuando todas sus celdas se inyectan con mortero de relleno, y como uno de los sistemas con capacidad moderada de disipación de energía en el rango inelástico (DMO) cuando solo se inyectan con mortero de relleno las celdas verticales que llevan refuerzo. Las varillas de refuerzo se introducen por los huecos de los ladrillos y se anclan con concreto de relleno. En este caso, la mampostería se refuerza cuando las varillas están embebidas en celdas rellenas, conformando un sistema monolítico. También tiene refuerzo horizontal cada cierto número de hiladas. El refuerzo se usa para resistir la totalidad de las fuerzas de tensión y ocasionalmente, para resistir los esfuerzos de compresión y cortante que no pueda resistir la mampostería simple.. 15.

(16) Mampostería Parcialmente Reforzada: Es la construcción con base en piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por medio de mortero, reforzada inicialmente con barras y alambres de acero y que cumplen los requisitos del capítulo D.8 de dicha norma. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de diseño sismo-resistente, como uno de los sistemas con capacidad mínima de disipación de energía en el rango inelástico (DMI). Mampostería no Reforzada: Es la construcción con base en piezas de mampostería unidas por medio de mortero que no cumple las cuantías mínimas de refuerzo establecidas para la mampostería parcialmente reforzada. Debe cumplir con los requisitos del capitulo D.9 de dicha norma. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de diseño sismo-resistente, como uno de los sistemas con capacidad mínima de disipación de energía en el rango inelástico (DMI). Este tipo de mampostería estructural sin refuerzo también es conocido como mampostería simple, en el cual los esfuerzos dominantes son de compresión, los cuales deben contrarrestar los esfuerzos de tensión producidos por las fuerzas horizontales. La NSR-98 la prohíbe explícitamente para las zonas de amenaza sísmica alta e intermedia. Por esta condición no es muy usada en nuestro medio. Mampostería de muros confinados: Es la construcción con base en piezas de mampostería unidas por medio de mortero, reforzada de manera principal con elementos de concreto reforzado construidos alrededor del muro, confinándolo y que cumpla con los requisitos del capítulo D.10 de dicha norma. Este sistema estructural se clasifica, para efectos de diseño sismo-resistente, como uno de los sistemas con capacidad moderada de disipación de energía en el rango inelástico (DMO). En la mampostería confinada, el refuerzo se coloca en elementos de concreto (vigas y columnas de amarre), situados en la periferia del muro, vaciados después de construir el muro de mampostería simple. En nuestro medio, la mampostería. 16.

(17) confinada es la más común y con ella se construyen la mayor parte de las viviendas de uno y dos pisos, los cuales, se hacen con bloques de arcilla cocidos de huecos horizontales y de resistencia mediana o con bloques de mortero construidos artesanalmente, de baja resistencia y poca estabilidad dimensional. Actualmente, se usan bloques de concreto, fabricados con tecnología adecuada que permiten obtener buenas resistencias y durabilidad. Mampostería de muros de Diafragma: Son aquellos muros colocados dentro de una estructura de pórticos, los cuales restringen su desplazamiento libre bajo cargas laterales. Los muros diafragma deben cumplir los requisitos del capítulo D.11 de dicha norma. Este tipo de construcción no se permite para edificaciones nuevas, y su empleo solo se permite dentro del alcance del capítulo A.10, aplicable a la adición, modificación y remodelación del sistema estructural de edificaciones construidas antes de la vigencia de la presente versión del reglamento o de la evaluación de su vulnerabilidad sísmica.. DESCRIPCION DEL PROCESO CONSTRUCTIVO Los comentarios que se presentan se refieren a los aspectos que deben ser tenidos en cuenta específicamente para la mampostería estructural. Se diseñará la cimentación de acuerdo al tipo de suelo y a las cargas previamente calculadas; dicha cimentación tendrá refuerzos anclados, ubicados de tal manera que coincidan con las perforaciones de los bloques de mampostería; a partir de allí, se trazarán los muros correspondientes y se empezará a pegar cuidadosamente una primera hilada. Para el diseño de la cimentación y de la primera hilada, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:. Cimentación: 17.

(18) 1) Se deben localizar y colocar correctamente la totalidad de las dovelas o varillas de arranque de refuerzo vertical. 2) Es muy importante garantizar la verticalidad. 3) Debe tener refuerzos anclados que coincidan con las perforaciones de los bloques de mampostería. Gancho al fondo del cimiento. 4) Correcta localización en planta para lograr coincidencia con el centro de las celdas verticales del bloque. 5) Correcto amarre para disminuir riesgo de desplazamiento. 6) Verificar localización y verticalidad mientras el concreto esta fresco.. Primera hilada en primer nivel: 1) Se deben localizar las esquinas, distribuir las hiladas de bloques sin mortero, revisar ubicación de vanos y bloques esquineros. 2) Se deben trazar, replantear y cimbrar todos los muros. 3) Los planos estructurales indican en cuáles esquinas existen trabas entre los muros estructurales. Donde no existe traba, se debe indicar el comienzo y el fin de cada muro. 4) Se debe picar el concreto para obtener mayor adherencia. 5) Es necesario limpiar las superficies de fundación. 6) Se debe formar en seco y sin pega la primera hilada de todos los muros. 7) Es necesario verificar la localización de dovelas y tuberías, al igual que definir localizaciones de ladrillos medios para trabar y de ventanas de limpieza de celdas. 8) Realizar correcciones de dovelas: •. Corte y reemplazo con anclaje epóxico.. •. Leve doblez.. •. Retirar forme en seco.. •. Pegar primera hilada con mortero, verificando la exactitud de su nivel superior.. 18.

(19) Finalmente, la primera hilada debe colocarse con mortero desde los extremos hacia el centro y nivelarlos correctamente. Los bloques deben colocarse con la parte mas delgada de cada pared hacia abajo para facilitar la pega superior. Colocada la primera hilada, se procede con las demás teniendo en cuenta que las instalaciones se colocan simultáneamente y a su vez se debe garantizar una coordinación mutua con la mampostería; para obtener mejores resultados en los levantamientos de los muros, es necesario realizar las 4 o 5 primeras hiladas en las esquinas en forma de pirámide lo que permite agilidad en la nivelación y en la 3 alineación de las demás hiladas .. Construcción de muros: Para la construcción de los muros, se debe marcar en ambos extremos de cada muro con un hilo que las una al nivel de la hilada que se está pegando; después se debe controlar con exactitud el consumo de mortero, garantizando: •. Economía.. •. Si hay control del consumo, el mampostero evita que el mortero caiga dentro de las celdas, facilitando su próxima limpieza.. •. Construir los muros: Prolongando tuberías de instalaciones. Colocando el refuerzo horizontal y los conectores. Viga intermedia: a la luz de la NSR-98, en algunos muros de algunos proyectos se requiere el uso de una viga, a nivel intermedio de la altura del muro; para ello se usan elementos especiales que permiten mantener la apariencia del muro pero al mismo tiempo colocar el refuerzo y el concreto de la viga, y que el refuerzo vertical continúe. Verificar uniformidad del nivel superior de los muros. Limpieza de las celdas, en donde se coloca el refuerzo vertical.. 3. CAIZA ROSERO, Patricia. Modelo de evaluación de sistemas constructivos aplicados al Con-Tech,. Outinord y Mampostería Estructural. Universidad de los Andes. Santafé de Bogotá 1997.. 19.

(20) Colocación del refuerzo vertical, traslapando con las dovelas de arranque. Llenar con mortero de relleno (grouting) las celdas con refuerzo vertical y, eventualmente, algunas otras. Utilizar embudo y retacar el mortero. Retirar del nivel superior del muro los sobrantes de mortero. Reasegurar las piezas del bloque que se hayan despegado durante el proceso de limpieza de celdas y colocación del mortero de relleno. Una vez colocados los bloques, se limpian las perforaciones que se van a reforzar; unos días después de colocado el mortero y después que este haya endurecido, se procederá a rellenar los muros. Después de esto, se procederá a colocar el refuerzo vertical para cada muro, el cual se ubica generalmente en los extremos. Una vez construidos los muros hasta el nivel de la placa de entrepiso, se procede a colocar los elementos de ésta en caso de ser prefabricada, o a ejecutar su fundición, teniendo en cuenta que la última hilada que va antes de dicha placa se debe rellenar toda para obtener una mayor área de contacto.. Entrepisos: En la mayoría de los proyectos actuales se utiliza algún sistema de prefabricado para entrepiso; los más comunes son: a. Pre-losa: Consiste en un prefabricado de poco espesor (4 o 5 cm.), que incluye el refuerzo a flexión positivo; posteriormente se coloca un espesor adicional en sitio, completando el espesor de diseño de la placa, así como refuerzos colocados en sitio para flexión negativa y control de temperatura. b. Losa aligerada con huecos circulares: La mayor parte del espesor está prefabricado y en obra solamente se coloca un recubrimiento. c. Vigueta y plaqueta: Ambas prefabricadas, más un recubrimiento en sitio. d. Vigueta prefabricada más placa fundida en sitio, o sin prefabricar y maciza fundida en sitio.. 20.

(21) Para todos los casos las recomendaciones son las mismas que para cualquier sistema estructural y se pueden resumir así: -. Exactitud de los niveles.. -. Exactitud en la colocación de los refuerzos.. -. Uso de los distanciadores para garantizar que el espesor de recubrimiento sea respetado.. -. Correcta colocación del concreto.. -. Correcta compactación (vibrado del concreto).. -. Supervisión del comportamiento de la formaleta mientras se coloca el concreto.. -. Afinar totalmente la placa evitando el costo y el peso de mortero de afinado posterior.. -. Curado del concreto: Su mayor importancia, se refleja en la calidad y estabilidad de la estructura, se debe garantizar una humedad permanente. Para la mampostería y las placas aéreas de pisos superiores se debe repetir las secuencias anteriormente enunciadas.. Finalmente, este mismo proceso se debe repetir debido al número de pisos que conforman la edificación. Materiales: Los materiales básicos que se requieren en el sistema de mampostería estructural son los b loques con perforaciones verticales, el mortero de pega, el mortero de relleno y los refuerzos; también son necesarios los 4 elementos prefabricados para la construcción de los entrepisos .. Bloque: De él dependen las características estructurales del muro, ya que este posee tres características que definen su calidad:. 4. ARANGO TOBÓN, Jesús Humberto. Concretos Básicos sobre la Mampostería. Universidad Pontificia. Bolivariana. Residencia de obra: Recopilación de conferencias. UPB, Medellín 1992.. 21.

(22) 1) La resistencia a la compresión, la cual implícitamente condiciona la resistencia a la compresión de todo el muro. 2) La variabilidad dimensional, que condiciona el espesor de la junta de mortero y esta a su vez se refleja en la resistencia del muro. Cada aumento de 3mm sobre lo estrictamente necesario en la junta horizontal reduce la resistencia de la compresión del muro en un 20%. 3) La velocidad inicial de absorción de agua en la cara del bloque; esta es indispensable para que exista una correcta adhesión con el mortero, ya que ella es responsable de que los solubles del cemento disuelto en el agua absorbida se incrusten y cristalicen los micro poros del bloque. Mortero de pega: El mortero de pega es el que permite unir las unidades de mampostería y a su vez confiere resistencia a la tracción del muro. La resistencia a la comprensión del mortero debe ser igual a la de los demás elementos del sistema; a su vez, estos deben tener buena plasticidad, consistencia y deben ser capaces de retener el agua mínima para la hidratación del cemento. Mortero de Relleno: El relleno es una mezcla fluida de hormigón que penetra en las cavidades del muro sin presentar segregación. Refuerzo: El refuerzo colocado en el muro de mampostería entra a funcionar solo cuando ocurre la fisuración. Este material es imprescindible para lograr resistencia y ductilidad. Todo refuerzo debe estar embebido en mortero de relleno para protegerlo de las condiciones atmosféricas y para transmitir adecuadamente las tensiones.. CARACTERÍSTICAS DE LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL Estructuralmente, un muro de mampostería reforzada está sometido a fuerzas de tracción, compresión y de corte; es por esto, que los refuerzos deben estar. 22.

(23) diseñados para soportar los esfuerzos de cortante y de tracción, mientras que la mampostería se comporta muy bien ante la compresión. Ahora, se hará una descripción de las características negativas o limitantes y positivas o ventajas del sistema de mampostería utilizado en nuestro medio 5. Iniciemos por el enunciado de las características negativas o limitantes: a) Se requiere suficiente y balanceada cantidad y longitud de muros en las dos direcciones ortogonales del edificio, para así, lograr suficiente rigidez en ambos sentidos. b) Como la mayor parte de los muros son estructurales, soportan y transmiten cargas verticales y fuerzas horizontales, ellos son inamovibles; es decir, no es permitido que una vez terminada la construcción sea removido un muro para unir dos espacios interiores. Tampoco deben ser regateados para colocar tuberías de instalación. c) En general se prefiere proyectar distancias cortas entre muros adyacentes, para diseñar placas de entrepiso económicas, de rápida y sencilla ejecución, comúnmente prefabricadas. d) Requiere una cantidad importante de personal medianamente calificado, en particular para la construcción de la mampostería. e) No es conveniente su combinación con otros sistemas estructurales flexibles por que el comportamiento combinado bajo sismos obliga a tener precauciones de alto costo. f) Puede ser inestable cuando por accidente o ignorancia se retira un muro portante en algún piso, o si se afecta una placa de entrepiso. g) Por último, pero tal vez el aspecto más importante, es que requiere supervisión técnica permanente, puesto que cada minuto del día se está construyendo la estructura, y cada elemento que se coloca es parte fundamental de ella, el bloque de perforación vertical, el mortero de pega, el refuerzo horizontal, los conectores entre muros, la limpieza de celdas, el 5. http://www.arqhys.com/casas/tipos-mamposteria.html. 23.

(24) refuerzo vertical, el mortero de relleno, en fin todos los componentes son estructurales. Reconocidas las limitantes, se enuncian a continuación las características positivas o ventajas de la mampostería estructural: a) Bajo costo de construcción, cuando se aplica en proyectos que reconocen y se benefician de sus propias limitantes. b) Alta velocidad de construcción. c) Como cualquier otro sistema estructural, cuando es bien diseñado y bien construido, es estable y capaz de soportar las cargas de diseño durante su vida útil prevista. d) Pocos tipos de materiales. e) Alta generación de empleo. f) Obliga a tener perfecta coordinación y definición de planos arquitectónicos, estructurales, y de instalaciones, puesto que no se pueden romper los muros estructurales para colocar tubos. Ahora, se presentará un cuadro con algunas de las principales características en donde se mencionan las principales ventajas y desventajas que se obtienen al implementar el sistema constructivo usando mampostería estructural:. Mampostería Estructural Ventajas. Desventajas. Buen desempeño ante acciones sísmicas. Limitaciones en la construcción de parqueaderos subterráneos. Bajos niv eles de absorción de humedad. Requiere de modulaciones rigurosas. Permite una fácil distribución de los espacios. Requiere fundaciones rígidas. Buen aislamiento acústico. La estructura es poco dúctil. Buen aislamiento térmico. Se agrieta fácilmente. Los acabados son agradables. Puede presentar problemas al almacenar los materiales. Posibilidad de utilizar entrepisos prefabricados. Requiere controles de calidad rigurosos y sistemáticos. Permite un uso racional del cemento. Grandes cantidades de ladrillos. 24.

(25) Reduce la formaleteria No se requiere maquinaria para transportar los materiales No requiere mano de obra especializada Las conducciones eléctricas y sanitarias son internas No requiere de resanes Disminuy en los desperdicios de concreto Tabla 1. Ventajas y desventajas de la mampostería estructural6.. Los principales problemas que afectan comúnmente a la mampostería estructural son las grietas y las filtraciones: •. •. Las grietas pueden estar sujetas a: -. Movimientos diferenciales de la placa o del muro.. -. Flexiones en la cimentación.. -. Contracción de los entrepisos produciendo flexión en los muros.. -. Sometimiento a cargas muy altas.. -. Cambios bruscos de temperatura.. Las filtraciones pueden ser debidas a: -. Permeabilidad del mortero de pega.. -. Alta retención de agua por los muros exteriores y de cada una de las unidades del bloque.. -. Condensación por diferencias de temperatura debido al espesor del muro.. -. Filtraciones por las grietas anteriormente enunciadas.. 6. CAIZA ROSERO, Patricia. Modelo de evaluación de sistemas constructivos aplicados al Con-Tech, Outinord y Mampostería Estructural. Tabla 9. Universidad de los Andes. Santafé de Bogotá 1997.. 25.

(26) SISTEMA TRADICIONAL DE PÓRTICOS EN CONCRETO Un pórtico es la creación de elementos horizontales que se encuentran unidos a elementos verticales, permitiendo que se origine la continuidad en todo el conjunto asegurando la estabilidad del mismo. Las componentes principales de los sistemas aporticados son las vigas que conforman los elementos horizontales y las columnas que conforman los elementos verticales. Esta unión rígida entre el conjunto de vigas y el conjunto de columnas ha sido denominada pórtico rígido simple o de una nave que se comporta de manera monolítica y es muy resistente tanto a las cargas verticales como a las horizontales.. COMPONENTES Este sistema, esta compuesto básicamente por tres componentes que son: columnas, vigas y placas: Bajo la acción de cargas verticales, los tres elementos de un pórtico simple se hallan sometidos a esfuerzos de compresión y flexión. Con las proporciones usuales de vigas y columnas, la compresión predomina en las últimas y la flexión en las primeras. Las columnas son relativamente esbeltas y la vigas relativamente altas.. COLUMNAS Estas actúan como receptores de cargas verticales y en donde los momentos flectores son transmitidos desde las vigas a través de su propio peso y de las cargas a las que estas son sometidas. Las columnas están sometidas a cargas muertas, cargas vivas (son del orden del 15 al 20% de la magnitud de las cargas muertas) y cargas horizontales.. 26.

(27) Parámetros que influyen en el costo de las columnas: •. Cuantía: Deben ser cercanas al 1%.. •. Diámetro de barras longitudinales.. •. Forma de la sección.. •. Altura.. •. Resistencia del concreto.. •. Tipo de hierro transversal.. Ubicación de columnas7 Se determinará la ubicación de las columnas o pantallas atendiendo a las características arquitectónicas del edificio y tomando en cuenta aspectos económicos y estructurales. En lo referente a los aspectos económicos, se deben elaborar procedimientos de comparativos entre las diferentes alternativas. Con respecto a los aspectos estructurales debe tenerse en cuenta lo siguiente: •. La ubicación de las columnas determinará la luz de las losas y las vigas.. •. Al ubicar las columnas se forman líneas de resistencia claramente definidas en las direcciones principales del edificio las cuales deben localizar los centros de las vigas que a su vez formaran sistemas estructurales que puedan ser analizados en forma simple permitiendo un estudio de su comportamiento ajustado a la realidad.. •. El rango de variación del espaciamiento de columnas en construcciones de un solo piso puede estar dentro de límites bastante grandes, porque la carga aplicada en el techo es generalmente pequeña. En edificios de varios pisos, la ubicación de las columnas debe ser la misma para todos los pisos ya que estas transmitirán cargas de todos los pisos superiores.. 7. http://webdelprofesor.ula.ve/arquitectura/jorgem/principal/guias/seleccion-sistema.htm. 27.

(28) VIGAS Las vigas actúan como soporte de la placa y generalmente están acompañadas de elementos adicionales de apoyo de menor longitud conocidos como viguetas. Estas, figuran entre los elementos estructurales más comunes, dado que la mayor parte de las cargas son verticales y la mayoría de las superficies utilizables son horizontales. Por consiguiente, las vigas transmiten en dirección horizontal las cargas verticales, lo que implica una acción de flexión y corte. En una viga simplemente apoyada, una carga aplicada en el punto medio se transmite por mitades a ambos apoyos, mientras que en las vigas de volado esta se trasmite al extremo apoyado. Las máximas luces que se pueden conseguir en vigas varían según el material y la forma de la sección transversal. Ubicación de vigas. 8. Después de elegido el sistema de losas o entrepisos a emplear y la ubicación de las columnas, se determina la dirección de las vigas principales de carga y la dirección en que se armarán las losas, esto puede hacerse atendiendo a los siguientes criterios: •. Requerimientos arquitectónicos de los diversos ambientes con el fin de que los espacios no queden condicionados indebidamente por la presencia de vigas o por dimensiones inadecuadas de ellas.. •. Resulta más económico disponer las vigas principales en el sentido de las luces largas y las losas en el sentido de las luces cortas.. •. La disposición señalada en el punto anterior es también la mejor para las vigas antisísmicas, pues así resultan más rígidas con menor altura en relación con las vigas principales.. La elección del sistema estructural adecuado, la correcta ubicación de las columnas, la fijación acertada de las luces de vigas, viguetas y losas determinan desde el inicio las características económicas de la estructura. Si se elige un 8. http://webdelprofesor.ula.ve/arquitectura/jorgem/principal/guias/seleccion-sistema.htm. 28.

(29) sistema estructural inadecuado, la obra será siempre costosa aunque se afine mucho en el diseño de los diversos elementos.. PLACAS Los sistemas de entramado son particularmente eficientes para transferir cargas concentradas y para lograr que toda la estructura participe en la acción portante, esta eficiencia se refleja no sólo en la mejor distribución de las cargas sobre los apoyos, sino en la menor relación espesor a luz de los entramados rectangulares. En proyectos modernos de edificios de oficinas, es común apoyar las placas de piso sobre una pared exterior o sobre una serie de columnas y en el “núcleo” interno, dentro del cual se disponen los ascensores, conductos de aire acondicionado y otros elementos del sistema mecánico, eléctrico y sanitario. De esa manera se obtiene una zona de piso totalmente libre. 9. Tipo de entrepiso. La elección del tipo de entrepiso debe hacerse conjuntamente con la selección del sistema resistente a fuerzas horizontales con el fin de lograr un conjunto estructural que funcione coherentemente. Los factores principales en la elección del tipo de entrepiso son:. 9. •. Expresión arquitectónica que se desea lograr con la losa.. •. Luces.. •. Cargas.. •. Costo de materiales.. •. Costo de mano de obra.. •. Factores constructivos.. •. Aislamiento acústico.. •. Aislamiento térmico.. http://webdelprofesor.ula.ve/arquitectura/jorgem/principal/guias/seleccion-sistema.htm. 29.

(30) Entrepisos: La losa está subordinada a decisiones de las estructuras que se refieren a los costos, aunque para edificios de pocos pisos ocurre lo contrario. La losa-acero es adecuada para pórticos de acero, por el poco pesado, facilidad para colocar las instalaciones eléctricas, además sirven de encofrado para el pavimento del entrepiso. Por otra parte, es factible colocar losas de concreto, ya que al colocarse sobre las vigas conectores de corte, permiten acoplarse a la estructura de acero. En cuanto al costo de los materiales es más económica, pero este tipo de losa es apropiado para la distribución y resistencia de fuerzas laterales (viento y sismo). Las losas de concreto armado pueden armarse en una o dos direcciones. Las primeras se apoyan en vigas que van en la dirección más larga, las segundas poseen vigas principales en ambos sentidos. El costo de las losas vaciadas en sitio respecto a las prefabricadas varía de las condiciones particulares de la construcción. Cuando la losa es vaciada en sitio, esta colabora con la resistencia de las vigas formando una viga de concreto con sección en T. La losas reticulares son ventajosas cuando las cargas son muy pesadas, como estacionamientos, áreas de almacenamiento y edificios con luces muygrandes por la necesidad de pocas columnas intermedias. Las retículas por lo general son de concreto pero pueden ser de madera, acero. Las losas planas presentan ciertas ventajas como proporcionar mayor flexibilidad para la ubicación de columnas y reducir la altura estructural. La forma más económica de disponer las columnas es con una retícula cuadrada pero la flexibilidad de distribución es adecuada para los proyectos irregulares. Por otra parte, la losa plana limita el tamaño de las luces por lo que es adecuado para apartamentos.. 30.

(31) ASPECTOS A TENER EN CUENTA A LA HORA DE DISEÑAR ESTRUCTURAS APORTICADAS. Para obtener un buen amarre y desempeño entre las columnas y las vigas, se debe disponer de elementos internos como ganchos de acero estructural o de elementos externos que permitan un ensanchamiento en los elementos de soporte en el momento de conectarse con el resto del sistema. Para el complemento y el cerramiento de la estructura se disponen muros de diferentes materiales los cuales tienen la función de transmitir los esfuerzos horizontales a la estructura aporticada. A medida que aumentan el ancho y la altura del edificio, resulta práctico aumentar el número de naves, reduciendo así la luz de las vigas y absorbiendo las cargas horizontales de manera más económica. De este modo, la estructura resistente del edificio se convierte en un pórtico con una serie de mallas rectangulares que permiten la libre circulación en el interior que a su vez es capaz de resistir tanto cargas horizontales como verticales. Una serie de pórticos paralelos entre sí y unidos por vigas horizontales, constituye una estructura tipo jaula la cual es muy común encontrarse en la mayoría de los edificios de acero o de concreto reforzado. Estos pórticos tridimensionales actúan integralmente contra cargas horizontales de cualquier dirección, pues sus columnas pueden considerarse como parte de uno u otro de dos sistemas de pórticos perpendiculares entre sí. La unión entre columnas y placas debe proyectarse para absorber el llamado “punzonamiento” de las columnas y requiere a menudo el uso de capiteles o placas intermedias de distribución. A fin de evitar capiteles, se emplean conectores de corte de acero, para garantizar la transferencia de la carga desde la columna a la placa en el proyecto de hormigón armado. La eficiencia estructural. 31.

(32) de las placas puede aumentarse reforzándolas con nervaduras, eliminando así parte del material de la zona próxima al plano neutro sin tensiones. Las placas plegadas pueden hacerse de madera, acero, aluminio o concreto armado. Las de este último material son particularmente económicas, pues es posible preparar su encofrado con tablones rectos, o bien prefabricar las losas de concreto en tierra, izarlas hasta su lugar y conectarlas soldando las barras transversales en el pliegue, con lo que se evita la mayor parte del encofrado. Cuando se va a diseñar una estructura de concreto reforzado, se debe tener en cuenta que este refuerzo deberá estar enfocado a proporcionar la capacidad de carga y el estado de servicio requerido. Para esto, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: •. Capacidad de Carga: Estos son los límites de diseño que se basan en las formas de falla de una estructura y pueden poner en peligro la vida de las personas. Estas cargas teóricas, son determinadas de acuerdo a las cargas de riesgo sísmico.. •. Serviciabilidad: Es la capacidad de la estructura de prestar los servicios para los cuales esta ha sido diseñada, debe actuar ante acciones sísmicas y soportar las cargas vivas, murtas, de viento y de sismo. Para esto, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: 1. Deformación permanente: Modifica la apariencia o el uso de la estructura y el daño a las instalaciones. 2. Fisuras: Pueden modificar la apariencia, durabilidad y fugas de agua. Todo esto pretende para limitar costos de reparación en el caso de sismos frecuentes.. •. Rigidez: Se relacionó con la capacidad de soportar la acción y la distribución de las diferentes cargas a las cuales esta pude ser sometida.. 32.

(33) •. Ductilidad: Es la capacidad de la estructura a deformarse bajo la deformación plástica, ante acciones sísmicas o cargas fuertes, la deformación inelástica ocurre cuando se permite que las fuerzas de la sección se distribuyan en otras áreas de la estructura.. •. Disipación de energía: Es la capacidad del conjunto de materiales de absorber energía cinética (conversión al calor).. MATERIALES Los materiales básicos que se requieren en el sistema de mampostería estructural son los morteros, arenas, concreto armado (hormigón), gravas y los refuerzos; también son necesarios los elementos prefabricados para la construcción de los entrepisos Morteros: En construcción se da el nombre de mortero a una mezcla de uno o dos conglomerantes y arena. Amasada con agua, esta mezcla da lugar a una pasta plástica o fluida que después fragua y endurece a consecuencia de unos procesos químicos que en ella se producen. El amasado de los morteros se realiza removiendo y agitando los componentes de la mezcla las veces necesarias para conseguir su uniformidad. Esta operación, se efectúa en amasadoras o hormigoneras, batiendo la mezcla con un mínimo de un minuto. El amasado a mano debe hacerse sobre una plataforma impermeable y limpia, realizándose como mínimo tres batidos. El conglomerante en polvo se mezcla en seco con la arena, añadiendo después el agua. El tiempo de utilización en el mortero de cemento debe estar sólo dentro de las dos horas inmediatas a su amasado. Durante este tiempo puede agregarse agua en caso de ser necesario para compensar la pérdida de agua del amasado.. 33.

(34) Pasado el plazo de dos horas, el mortero sobrante debe desecharse, sin intentar volver a hacerlo utilizable. El mortero se adhiere a las superficies de los ladrillos o bloques y da al conjunto cierta capacidad y resistencia a la compresión. Los morteros se denominan según el conglomerante utilizado: mortero de cal, o de yeso. Aquellos en los que intervienen dos conglomerantes reciben el nombre de morteros bastardos. El mortero de cal puede usarse durante un tiempo ilimitado siempre que se conserve en las debidas condiciones. Con el yeso se forma un mortero simple amasándolo tan sólo con agua y, a veces, con algo de arena. La cantidad de agua de amasado varía con la clase de trabajo a que se destine el mortero. El amasado se hace vertiendo el yeso sobre el agua depositada en una artesa, batiendo la mezcla rápidamente y procurando que no se formen grumos ni burbujas. Arenas: La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm, estas pueden ser obtenidas tanto en ríos como en cantos. Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño: Para esto, es necesario pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos. Se clasifican de esta manera: •. Arena fina: Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.. 34.

(35) •. Arena media: Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.. •. Arena gruesa: Es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm. Las arenas de granos gruesos por lo general se usan para preparar morteros más resistentes que aquellos preparados con las arenas de grano más fino. Estos, tienen el inconveniente de necesitar demasiada pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser adherentes. También, este mortero es más plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente.. Concreto armado (hormigón): Es un material que se compone de la mezcla de cemento, agua, arena y grava, que al fraguar y endurecer adquiere una consistencia similar a la de las mejores piedras naturales. Puede considerarse como un conglomerante pétreo artificial que resulta de agregar grava a un mortero. Mientras se mantiene en su estado plástico la mezcla recibe el nombre de concreto fresco y después de fraguar y endurecer se denomina concreto endurecido. En todos sus estados, este material es siempre concreto en masa, del que se diferencian el concreto armado y el concreto pretensado, ambos de concreto en masa reforzado con armaduras de acero. El rango de resistencias suministradas en general esta entre los 210 kg./cm.² (3000 psi.) y los 350 kg./cm. (5000 psi.).. 35.

(36) Gravas: Se consideran como gravas los fragmentos de roca con un diámetro inferior a 15cm. es el agregado grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o transformación de un conglomerado débilmente cementado. Las gravas tienen aplicación en mampostería, confección de concreto armado y para pavimentación de líneas de férreas y carreteras. Las gravas se pueden obtener de las de las rocas que se encuentran en trozos en la naturaleza o a partir de rocas machacadas en las canteras. Al igual que las arenas, las gravas son pequeños fragmentos de rocas con un mayor tamaño. Por lo general, se consideran gravas los áridos que quedan retenidos en un tamiz de mallas de 5mm de diámetro. Estos, pueden ser el producto de la disgregación natural de las rocas o de la trituración o machaqueo de las mismas. Todas las condiciones que se mencionaron acerca de las arenas, son también son aplicables a las gravas. En cuanto a la forma, se prefieren los áridos rodados, esto significa aquellos procedentes de ríos y playas, ya que estos al tener una forma más o menos redondeada dan hormigones más dóciles y de más fácil colocación que los obtenidos con piedra machacada. Refuerzo (Hierro): El refuerzo colocado en las vigas y las columnas entra a funcionar solo cuando ocurren movimientos fuertes producidos por las cargas sísmicas. Este material es imprescindible para lograr resistencia y ductilidad. Todo refuerzo debe estar embebido en mortero de relleno para protegerlo de las condiciones atmosféricas y para transmitir adecuadamente las tensiones.. 36.

(37) En las armaduras longitudinales se utilizan barras corrugadas Nº 4 (Φ ½”) a Nº 8 (Φ1”) de acero con fy = 4200 kg./cm.² (6000 psi.) con longitudes normales de suministro de 7, 9 y 12m. En las armaduras transversales se utilizan barras lisas Nº 2 (Φ 1/4”) y Nº 3 (Φ 3/8”) con fy = 2400 kg./cm.². Alambre y puntillas: Debido a que el hierro no debe soldarse, las barras se fijan en su posición con alambre. El costo de estos implementos tradicionalmente se ha tomado como un porcentaje del costo del hierro, dado que su consumo es proporcional a la cantidad de hierro utilizado. Usualmente, abarca un 4% del costo total del hierro.. EQUIPO •. Transporte Vertical: Pluma, grúa y montacargas.. •. Vibrado y fundida: Vibradores, baldes, martillos y otros implementos necesarios para colocar y compactar el concreto en su sitio.. •. Testeros: Son formaletas laterales de las columnas. El número de reusos para madera de buena calidad es de aproximadamente 15.. •. Mordazas: Amarran los testeros de la columna, estas son metálicas ypara una columna se necesitan aproximadamente 7 mordazas, esto puede variar dependiendo de la altura de la columna.. 37.

(38) SISTEMA CONSTRUCTIVO UTILIZANDO FORMALETAS EN ALUMINIO Este es un sistema de construcción industrializado compuesto por módulos de aluminio fundido de diferentes dimensiones que se ensamblan entre si para así conformar los muros y las losas de la edificación permitiendo construir una unidad de vivienda por día. Este sistema de construcción es practico, ágil y contribuye a reducir considerablemente los costos de la obra facilitando que todo el proceso de encofrado, fundición y desencofrado pueda ser realizado por un reducido grupo de trabajadores en un mínimo tiempo (aproximadamente de 8 a 10 horas por vivienda). El sistema, también permite un ahorro a menos de la mitad en el tiempo de ejecución de las obras en comparación con el sistema tradicional y un ahorro considerable en los costos de terminación y acabados ya que en este sistema no es necesario repellar los muros sino que la pasta se aplicara directamente sobre la superficie. Estos sistemas industrializados se caracterizan por su simple uso el cual no requiere de mano de obra especializada ofreciendo grandes rendimientos con menos de la mitad de la mano de obra utilizada en los sistemas convencionales, reflejándose en mejores y mas eficientes costos de mano de obra. Estos paneles son fabricados en su totalidad con aluminio estructural, su cara de contacto es de 3.5mm. de espesor en aluminio extruido y machihembrado permitiendo una gran fortaleza y una mayor rigidez. Estas características permiten una vida útil de más de 1.500 usos. Los paneles en aluminio permiten fundir simultáneamente muros, losas y culatas generando un comportamiento sismorresistente El sistema de muros esta conformado por paneles con medidas estándar de bajo peso facilitando el armado ya que un solo operario puede sostener un panel y 38.

(39) unirlo con los otros. Luego del ensamble de los muros, viene el sistema de losas que se ensambla de la misma manera pero en forma horizontal.. Componentes: Formaletas de muro: Están conformadas por paneles moldeados de alta resistencia que se enganchan verticalmente formando módulos de altura estándar de 210, 240, o 270cm. y diferentes anchos de acuerdo a las especificaciones del diseño. El módulo más pesado tiene un ancho de 90cm. con un peso de 38kg. aproximadamente lo que permite que el sistema pueda ser trasladado de un lugar a otro fácil y manualmente con cuadrillas de personal debidamente organizados, para la organización de estos, se recomienda dividir la unidad de vivienda en 4 partes y los obreros se deben organizar en pequeños grupos de 3 o 4 personas quienes tendrán la función de ensamblar las formaletas de su unidad respectiva. En este sistema constructivo, se recomienda un espesor de muros de 10cm., aunque, este puede variar dependiendo del diseño del constructor, estas formaletas pueden ser moduladas para espesores de muros variables (8, 10, 12 y 15cm son los espesores de muro más comunes). Gracias a su ligereza, su fácil manejo de instalación y desencofre hace que no se necesite equipo especial como grúas o cualquier otro tipo de maquinaria para el desplazamiento tanto vertical como horizontal del equipo. Formaleta de losa: Su ensamblaje es muy similar a la formaleta de muro pero su modulación. es. específica. para. cada. espacio, sus. dimensiones. son. considerablemente mas pequeñas obteniendo un tamaño máximo de paneles de 90cm. de ancho por 90cm. de largo. Formaleta de unión muro losa: Estos módulos son los que permiten el ensamblaje perfecto entre las formaletas del muro interior y las losas, su altura es estándar de 30cm.. 39.

(40) Formaleta de b ordes de losa o CAPS: Esta formaleta es la encargada de darle el espesor a las losas, se ensambla perfectamente en la formaleta de muro exterior y generalmente mide 10cm. más que la formaleta de unión muro losa, esta medida puede cambiar dependiendo del espesor de la losa diseñada al igual que los muros.. Piezas que componen el sistema Panel de muro. 40.

(41) Panel de losa. Esquinero de muro. Caps (cerramiento exterior). Ángulo esquinero. Tapa muro. Accesorios que incluye el sistema : Pasadores: Une los paneles adyacentes. Pines: Une las formaletas de muro y losa a los esquineros. Corbatas: Actúa como separador de las formaletas, permite tener un espesor de muro homogéneo absorbiendo el esfuerzo de la fundición. Alineadores: Se usa para alinear los paneles y mantener la verticalidad. Puntales: Garantiza que la losa quede apuntalada en el momento del desencofre para que la formaleta pueda ser usada al día siguiente.. 41.

(42) Tensores: Se utiliza para evitar deformaciones en vanos de puertas y ventanas. Barreta niveladora: Se usa para alinear, nivelar y levantar la formaleta durante el montaje. Sacapaneles: Remueve la formaleta del concreto. Sacacorbatas: Se usa para retirar las corbatas de los muros. Tapamuros: Se usan en vanos de puertas y ventanas o muros muertos evitando que salga el concreto. Esquineros. Tornillos.. 42.

(43) Accesorios: Andamio. Pasador flecha. Pasador corto Porta alineador. Pasador grapa. Saca corbatas. Cuña para pasador. 43.

(44) Barreta corta. Corbatas (sencilla y doble). Saca paneles. Puntal nivelador. Cuña en ángulo. Andamio de seguridad Base para gato. 44.

(45) DESCRIPCION DEL PROCESO CONSTRUCTIVO Se inicia el replanteo de la obra, indicando con estacas y mojones las áreas a utilizar. Después se realiza el trabajo topográfico y se procede a realizar la cimentación, generalmente, el tipo de cimentación utilizada son placas macizas de bajo espesor aunque esto puede cambiar dependiendo de la altura de la estructura que se desee edificar. Se procede a amarrar el refuerzo en todos los muros y a entrelazar las tuberías en los diferentes puntos predeterminados, posteriormente, se funde la placa yse deja fraguar por 12 horas, una vez fragüe la placa se coloca una malla electrosoldada que va a servir como soporte y como armadura estructural de la pared. Posteriormente, sobre la losa de cimentación, se procede a ensamblar el equipo de formaletas de acuerdo a la modulación predeterminada, una vez se tienen montados los moldes, se procede con el vaciado de concreto. El desencofrado se realiza a las 12 horas del vaciado y las formaletas pasan a ser utilizadas en la vivienda siguiente. El proceso constructivo detallado se explica a continuación:. Preparación del terreno : 1) Descapotar el terreno removiendo la capa vegetal, rellenar con material nuevo hasta quedar compacto y nivelado. 2) Ubicar exactamente el acero de refuerzo, de arranque y las instalaciones hidráulicas, sanitarias y eléctricas. 3) Trazar el contorno de la vivienda, colocar las formaletas de cimentación y marcar las vigas de cimentación según los planos de vivienda.. 45.

(46) 4) Vaciar la losa de cimentación asegurándose de que todo quede completamente fijado utilizando reglas niveladoras y vibradores durante el proceso de vaciado. 5) Instalar las mallas electrosoldadas en la losa de cimentación.. Colocación de la malla : 1) Primero se debe realizar un replanteo trazando con tiza sobre la losa de cimentación la ubicación exacta de los. muros. con el espesor. correspondiente verificando que las varillas de amarre estén lo mas centrados posible dentro del espesor de muro. 2) Amarrar con alambre las varillas salientes de la losa con las mallas electrosoldadas de los muros al igual que las varillas de refuerzo en los muros. 3) Se debe tener especial cuidado con las esquinas al colocar la malla ya que estas deben estar instaladas en ángulo recto. 4) Revisar que la malla este a plomo.. Montaje de las formaletas de muros: Antes de iniciar el montaje, es recomendable verificar que las formaletas tengan bien aplicado el desmoldante y las corbatas deben estar debidamente forradas. Se recomienda montar simultáneamente las formaletas del muro interior y las formaletas del muro exterior para obtener una mayor agilidad, rapidez y seguridad. 1) Comenzar la instalación en las esquinas de la edificación ubicando las formaletas sobre los trazos preestablecidos. 2) Continuar ensamblando simultáneamente las formaletas exteriores e interiores de los muros hasta completar la vivienda. Se debe: a. Insertar todos los pasadores en las perforaciones de las formaletas. b. Colocar la corbata insertándola en el extremo de los pasadores. c. Fijar las formaletas usando una cuña.. 46.

(47) 3) Verificar alineación horizontal a medida que se unen las formaletas entre si. 4) No dejar de instalar corbatas ni pasadores ya que esto genera sobreesfuerzos.. Montaje de las formaletas de losa : Para la conexión de las formaletas de muro con las formaletas de losa existe una pieza intermedia que se llama esquinero de losa, esta se encuentra ubicada en la parte interior del juego de formaletas. La secuencia de instalación es la siguiente: 1) Colocar el esquinero de losa y asegurarlo a la formaleta de muro por medio de pines, de esta misma forma se debe asegurar el esquinero a la formaleta de losa. 2) Continuar uniendo las formaletas de losa entre si utilizando pasadores y asegurándolos con cuñas. 3) Colocar las vigas “i” en donde la modulación del plano lo indique y asegurarla a la formaleta de losa con pines. Estas vigas son las que permiten apuntalar las losas para poder retirar las formaletas a la hora del desencofre permitiendo la reutilización de las formaletas al día siguiente. Se debe asegurar que los puntales estén ubicados en los lugares indicados. 4) Fijar los bordes de losa o “CAPS” a la formaleta de muro exterior, estos garantizan el espesor de la losa. 5) Terminada la instalación de la losa, proceda a la instalación de las mallas inferiores de refuerzo de la losa y toda la tubería, accesorios hidráulicos y sanitarios. Posteriormente instalar las mallas de refuerzo superior. 6) Revisar la posición de los separadores de la malla, así como los amarres y traslapos de la misma. Una vez hecho todo este procedimiento, se procede a fundir el concreto y prepararse para desencofrar al día siguiente. Las especificaciones del concreto se explicaran con más detalle a continuación.. 47.

(48) Este mismo procedimiento se debe realizar tantas veces sea requerido para la construcción de series de vivienda, las formaletas de culata, se instalan sobre las formaletas de muros de la misma manera en que estas fueron ensambladas y sobre estas se procederá a instalar las formaletas de losa si es necesario. La versatilidad de este sistema nos permite fundir simultáneamente muros, culatas y losas formando una estructura monolítica sismorresistente.. Vaciado del concreto : El vaciado del concreto premezclado se puede realizar con grúa, bomba o baldes, teniendo en cuenta el tiempo, costo, productividad, calidad, etc. Teniendo en cuenta las siguientes precauciones: 1) Empezar el vaciado en una esquina del muro de la formaleta permitiendo que el concreto corra. 2) Al iniciar el vaciado del concreto se debe golpear exteriormente las formaletas con un martillo o mazo de caucho para que el agregado del concreto sea desplazado hacia el centro y así obtener una superficie de muy buen acabado. 3) El vibrado se debe iniciar una vez el concreto empiece a estabilizarse, se recomienda utilizar un vibrador de aguja de 35mm. para extraer el aire del concreto.. Desencofre: Al día siguiente del vaciado de muros y losas, y después de verificar que el concreto haya fraguado debidamente, se procede a desmontar las formaletas de la siguiente manera: 1) Retirar los alineadores, cuñas y pasadores. 2) Desencofrar las formaletas una por una en ambos lados del muro. Las formaletas de losa se deben desencofrar de la misma manera dejando la losa apuntalada garantizando la reutilización del 100% de la formaleta. Una vez. 48.

(49) retirados los paneles, deben ser limpiados para evitar la adherencia del concreto y aplicarles el desmoldante. Para las construcciones de dos o más pisos se deben instalar andamios perimetrales alrededor de la vivienda para facilitar el montaje y alinear la cara exterior de la formaleta y a su vez esto permite el fácil desplazamiento del personal.. ESQUEMAS DE ARMADO. Montaje muro-losa. 49.

(50) Esquinas en “L” y en “T”. Diseño de juntas constructivas. Armado plantas altas. 50.

(51) Tapa – muros (ventanas, puertas y mochetas) y uniones en “T”. Especificaciones del concreto: Para muros: Utilizar un concreto desde 1.200psi. hasta 3.000psi., la gravilla desde 3/8 de pulgada dependiendo del ancho del muro.. Tipos de concreto. Muros. Unidades. Resistencias de especificación 105, 140, 175, 210, 245, 280, a 28 días Kg/cm² Edades de especificación Tiempo de manejabilidad Asentamiento de diseño Tiempo de fraguado Densidad Contenido de aire. 24% de f'c a 12. Horas. Clima frío: 1.5 horas. Horas. Clima medio: 1 hora. Horas. 7. Pulg.. Clima frío: Inicial 6 a 8, final 8 a 10. Horas. Clima medio: Inicial 4 a 6 final 6 a 8. Horas. 2.200 a 2.400. Kg/m³. Máx imo 3. %. Tabla 2. Especificaciones del concreto para muros.. Para losas:. 51.

(52) Utilizar un concreto de 3.000psi. Con un aditivo acelerante del fraguado que permite agilizar el proceso de desencofrado.. Tipos de concreto. Muros. Unidades. Resistencias de especificación 105, 140, 175, 210, 245, 280, a 28 días Kg/cm² Edades de especificación Tiempo de manejabilidad Asentamiento de diseño Tiempo de fraguado Densidad Contenido de aire. 24% de f'c a 12. Horas. Clima frío: 1.5 horas. Horas. Clima medio: 1 hora. Horas. 4. Pulg.. Clima frío: Inicial 6 a 8, final 8 a 10. Horas. Clima medio: Inicial 4 a 6 final 6 a 8. Horas. 2.200 a 2.400. Kg/m³. Máx imo 3. %. Tabla 3. Especificaciones del concreto para losas.. CARACTERÍSTICAS DE LAS FORMALETAS EN ALUMINIO Material: Aluminio estructural 6261 Temple 6. Cargas: Soporta cargas hidrostáticas hasta 4 m de altura. Medidas: •. Ancho: Desde 5cm. hasta 90cm. presentando variaciones de 5cm. (Paneles Estándar).. •. Alto: Desde 10cm. hasta 350cm.. Formaleta Estándar: 90cm. de ancho por 210cm. de alto. Peso formaleta estándar: 36kg. Estas características de material, dimensiones y peso permiten hacer fácil su transporte, ensamblaje, desencofre y almacenaje. El sistema FORSA utiliza materiales de construcción y mano de obra local con un mínimo de inversión, esto es debido a que el sistema, no requiere equipos o materiales especiales ni de mano de obra altamente especializada.. 52.

(53) Tanto el equipo de formaletas como los accesorios son fabricados en su totalidad en Colombia, la vida útil de una formaleta FORSA depende básicamente de su mantenimiento pero se estima que se puede reutilizar unas 1.500 veces, la vida útil de los accesorios necesarios es menor variando desde los 250 usos hasta los 1.000 usos dependiendo del tipo de accesorio. El sistema requiere un concreto de resistencia normal de 210 Kg/cm² para garantizar un acabado perfecto (aunque se pueden usar otros como se especifica en las tablas 2 y 3), los tamaños de los agregados varían entre 12 y 19mm. para muros de 10cm. de espesor. Refuerzo: Las mallas electrosodadas están compuestas por varillas de acero con diámetros inferiores a la número 4, las cuales han sido prefijadas previamente con el fin de obtener esfuerzos admisibles a tracción del orden de 4.200 Kg/cm² ya que en aquellos puntos donde se realizan las uniones de soldadura se reduce el esfuerzo admisible del acero. Soldadura: La soldadura es un material básico para lograr la resistencia necesaria en las uniones estructurales, también ayudan a dar rapidez y versatilidad en todo el sistema. Desmoldante: Como desmoldante se emplean compuestos como el aceite quemado hasta mezclas técnicas elaboradas de ACPM y parafinas. Tipo de estructura: El tipo de estructura impulsado por este sistema industrializado de construcción es una estructura en concreto en donde todos los muros son portantes y altamente resistentes ante terremotos o huracanes, ya que al estar compuesto por muros longitudinales y transversales reforzados sostienen adecuadamente las cargas generadas por un sismo soportándolas en ambas direcciones. En la estructura del sistema, cada muro sostiene los esfuerzos. 53.