Manual sistema tipo tunel
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El documento proporciona un manual sobre la construcción de estructuras tipo túnel, que utilizan muros portantes de pared delgada para sostener cargas, y presenta consideraciones sobre el diseño y uso de encofrados específicos. Se destacan las ventajas de este sistema constructivo, que incluye la rapidez y eficiencia en la edificación, así como su capacidad para resistir fuerzas sísmicas. Además, se menciona la importancia de adaptar fundaciones y conexiones estructurales que responden adecuadamente a la rigidez del edificio.
Manual sistema tipo tunel
- 1. Instituto universitario de tecnología “Antonio José de Sucre” Extensión Barquisimeto Diseño de obras civiles - 72 Manual de construcción de estructuras - 2da parte Sistema de muros portantes vaciados en sitio (Túnel)
- 2. Introducción Las edificaciones que son construidas mediante el sistema estructural tipo túnel, divergen del sistema convencional de pórticos debido a que en lugar de vigas y columnas de concreto reforzado , están conformadas en su mayor parte por elementos de pared delgada y losas macizas para cuyo refuerzo se emplean mallas electrosoldada. Por otra parte, los encofrados utilizados para el vaciado de las estructuras son módulos de acero recuperables de dimensiones variables que se presentan en forma de U invertida. Las estructuras construidas con encofrados tipo túnel son comúnmente llamadas estructuras apantalladas donde los elementos de pared delgada son referidos como pantallas. En el siguiente manual se mostrara una breve pero precisa explicación del procedimiento de construcción con este sistema, para facilitar el entendimiento y conocimiento del mismo.
- 3. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL
- 4. 1. Normas de diseño A pesar de su extenso uso, existe poca bibliografía que trate el tema del diseño de las estructuras tipo túnel y sus consideraciones. Las normas que comúnmente se utilizan en Venezuela (Covenin 1753, UBC 1997, IBC 2000, ACI 318) se limitan al diseño de muros estructurales que en ocasiones puede ser muy distinto al de las pantallas. En consecuencia, se ha hecho un intento por adaptar los procedimientos de diseño de sistemas convencionales y sistemas mixtos de pórticos con muros para este tipo de estructuras. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL
- 5. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 2. Características Generales En las estructuras tipo túnel, los principales elementos para soportar las cargas laterales y verticales son los muros de pared delgada o pantallas. Los espesores de dichos muros son relativamente pequeños debido la relación entre el área trasversal del mismo y el área de la planta de los edificios. En general, la mayor parte de las pantallas y losas tienen el mismo espesor, el cual se mantiene e todos los pisos de la estructura, estos pueden variar entre 12cm y 25cm dependiendo la cantidad de pisos, las solicitaciones y la longitud de las luces en la losa.
- 6. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 3. Fundaciones Las estructuras tipo túnel no tienen ninguna limitante en relación al tipo de fundaciones que pueden utilizar, es decir, los cimientos de los edificios podrían ser tanto superficiales como profundos dependiendo de las características del suelo. Existen soluciones típicas para las estructuras apantalladas.
- 7. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 4. Encofrado tipo túnel Los encofrados tipo túnel son moldes de láminas metálicas que se caracterizan por tener una estructura en forma de U invertida que está conformada por dos o tres planos verticales y uno horizontal. Esta estructura es capaz de soportar las presiones generadas por el concreto al vaciarse y lograr moldear el material para obtener la arquitectura diseñada.
- 8. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL En Venezuela diversas empresas elaboran los encofrados y los mismos pueden ser adquiridos junto con todos los elementos necesarios para lograr el correcto armado en obra. Es importante destacar que el diseño de los encofrados se realiza modificaciones para adaptarlos a plantas diferentes. La formaleta del encofrado se fabrica en acero y elementos rigidizadores, que unidos conformarán el diseño final de fundida de los elementos a construir. Por sus dimensiones se requiere el uso de elementos adicionales para su manipulación como torres grúas y grúas móviles. Entre los elementos que conforman la formaleta y los necesarios para el armado de la misma se encuentran: • Pórticos • Eles • Extensiones • Llave central • Pórticos Wind Wall • Laterales • Brocales • Sargentos • La “T” • Tensores • Soportes de rueda • Marcos • Accesorios • Plataformas • Andamios
- 9. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 5. Malla electrosoldada Las mallas electrosoldada son utilizadas en este tipo de estructuras para reforzar tanto los muros de pared delgada como las losas macizas, las mismas están constituidas por hilos de acero dispuestos longitudinalmente y transversalmente, sobrepuestos y soldados en todos los puntos de contacto entre ellos. El uso de las mallas electrosoldada en este sistema constructivo y en otros similares es indispensable para cumplir con los ciclos de trabajos deseados ya que el armado de las pantallas y losas se hace en corto tiempo gracias a que vienen elaboradas desde un proveedor. El diseño de las mallas electrosoldada para este tipo de sistemas debe hacerse según las especificaciones que dista la norma Covenin 1753:2006. .
- 10. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 6. Sistema Constructivo Los edificios Tipo Túnel se realizan mediante un sistema constructivo industrializado en el cual es posible producir un piso de estructura en veinticuatro horas a diferencia de los sistemas convencionales donde es necesario esperar que el concreto obtenga una resistencia importante para poder desencofrar. 1. En primer lugar se realizan ensayos de campo para asegurar que el concreto vaciado el día anterior haya alcanzado la resistencia suficiente para poder soportar las cargas del piso superior. Un instrumento para determinar la capacidad del concreto en obra es el electrómetro. En general, los pasos que se siguen en este sistema constructivo son los que muestran a continuación:
- 11. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 2. El acero es colocado según las especificaciones del proyectista, así mismo se van ubicando las instalaciones sanitarias y eléctricas que van a quedar embutidas en el concreto. Paralelamente se procede a desencofrar la estructura activando mecanismos que permiten retraer los módulos, posteriormente se empujan manualmente hacia un soporte donde la grúa puede cargarlos y colocarlos en su próxima posición.
- 12. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL 3. Una vez que se tenga todo posicionado y se hayan nivelado los encofrados, se comienza el vaciado de las pantallas y la losa, se debe tener en cuenta que es necesario dejar un brocal guía en la placa para evitar desviaciones en la construcción de los muros en los pisos superiores. Una vez terminado el vaciado, el concreto realiza su fraguado durante la noche.
- 13. SISTEMA DE MUROS PORTANTE O TIPO TÚNEL Las estructuras tipo túnel son monolíticas debido a que el vaciado de las losas y los muros se hace de manera simultánea. Esta operación permite que la conexión entre ambos elementos tenga un mejor comportamiento bajo acciones sísmicas retardando la formación de rotulas plásticas. Es común colocar cuatro barras de acero para ayudar al confinamiento del concreto en dicha conexión.
- 15. DESMONTAJE – DESENCOFRADO 7. Extensiones de armaduras y muros Los esfuerzos verticales producidos sobre los paneles horizontales se transmiten, a través de unos tensores inclinados, hacia los muros construidos con anterioridad. Los paneles verticales van provistos de una estructura que soporta, en su parte superior, un palco de trabajo, y en su parte inferior, dos pies regulares o gatos mecánicos que sirven para regular su posición en altura y para conseguir un aplomado correcto. el panel con su estructura descansa sobre consolas que se fijan al muro, ya realizado, mediante tirantillas pasantes alojadas en los agujeros resultantes de la fase anterior. • Verificación de fraguado del concreto. • Colocación de pasarelas • Retiro de elementos de fijación • Retiro de formaleta • Apuntalamiento de placas • Retiro de negativos • Desencofre final (limpieza de residuos y aplicación de desencofrarte a la formaleta para su traslado final al nuevo punto de fundida). • Aseo y entrega
- 16. DESMONTAJE – DESENCOFRADO 8. DETALLES PARA DESENCOFRADO Para el desencofrado, una vez extraídas las tirantillas, se accionan los pies regulables sobre los que se apoyan los túneles y estos descienden hasta quedar apoyados en una serie de ruedas, situadas en el borde inferior de los paneles verticales y que constituyen su propio sistema de transporte, mediante el cual son conducidos hasta las mesas de desencofrado situadas en las bocas de los túneles , para ser recogidos mediante un mecanismo de elevación, o simplemente suspendidos por eslingas de cable y trasladados para el montaje de una nueva puesta. Otro procedimiento es la utilización de un palonnier o pieza en forma de c, cuyo brazo superior pende de la pluma de la grúa, mientras el inferior penetra en el interior del túnel recogiendo el encofrado para su transporte.
- 17. DESMONTAJE – DESENCOFRADO 9. DESENCOFRADO Y ENCOFRADO SIMULTANEO Permite poder trabajar con la construcción de varios edificios al mismo tiempo, el ahorro de tiempo es aún mayor ya que se trabaja en conjunto la construcción de pares de edificios. Mientras en un edificio se está desencofrando, este encofrado se va colocando en el edificio adyacente, y mientras esto ocurre se va armando las mallas en el primer edificio.
- 19. 10. VENTAJAS DEL SISTEMA DE MUROS PORTANTES (TÚNEL) • Las formaletas tipo túnel aportan a la obra la velocidad y eficiencia comparables con los de una línea de ensamblaje automatizada de producción en serie. • La formaleta se fabrica en acero y cuenta con elementos rigidizadores, que unidos conforman el diseño de los elementos a construir. • Los encofrados tipo túnel son un sistema totalmente industrializado pues todos los elementos adicionales de plomo, nivelación, ajuste, etc., están vinculados directamente al sistema y se trasladan junto con los elementos principales. • Sus dimensiones garantizan que los movimientos para encofrado y desencofrado se reduzcan al mínimo, otorgando eficiencia en la mano de obra y la utilización de equipos, además de brindar sencillez en las operaciones.
- 20. Por el material de fabricación de sus componentes, el sistema garantiza que sus medidas permanezcan uniformes en el tiempo, además de las ventajas de calidad del producto final, bajos costos por reposiciones y dimensiones estandarizadas. • Gracias a que el sistema se ensambla previamente y a que el proceso es repetitivo durante la obra, no requiere que la mano de obra sea de alta calificación, lo que representa una disminución importante en horas/hombre y, por ende, en el presupuesto final de obra. • Sus aplicaciones principales se orientan a proyectos que tengan un número importante de repeticiones de la unidad básica estructural: por ejemplo viviendas unifamiliares, viviendas multifamiliares, hoteles y cárceles, entre otros. • Se logran estructuras más livianas que reducen los costos de cimentación, bajos costos de acabados, un excelente comportamiento sísmico y proporciona fácil control de calidad. • Se estima que el sistema de muros portante tipo túnel resulta entre un 25 y 30% menos del costo de un sistema a porticado tradicional.
- 21. CONCLUCION
- 22. Los Edificios tipo túnel son estructuras muy rígidas debido a la cantidad de muros y losas macizas que presentan. Se ha comprobado que los muros estructurales sometidos a acciones sísmicas tienen un comportamiento efectivo, la gran densidad de estos elementos y disposición cuadriculada de losas y muros en este tipo de sistemas ayuda a soportar los cortes generados y a que la estructura pueda mantenerse en rango elástico dependiendo del sismo y de otras variables. Sin embargo a pesar de que la estructura es muy rígida y frágil, tiene una gran capacidad resistente debido a la cantidad de material que está presente. En las estructuras porticadas, el área transversal de las columnas puede representar hasta 1.5% del área de la planta, mientras que en las estructuras tipo túnel el área transversal de los muros representa alrededor de 4.5% del área de planta. Los dinteles que se forman sobre las puertas y ventanas experimentan grandes fuerzas cortantes, es posible que sea necesario realizar un armado especial para soportar las solicitaciones. Por último, las estructuras tipo túnel pueden levantarse sobre cualquier tipo de fundaciones, desde pilotes hasta losas de fundación. Es de gran importancia destacar que la conexión entre la fundación y la estructura debido ser diseñada tomando en cuenta que el corte actuante es realmente significativo por a la rigidez del edificio y su capacidad de absorber fuerzas sísmicas.