Diseño y Construccion de Encofrados

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE

ENCOFRADOS

Ing. Manuel A. Villalobos Vargas - Abril 2014

Ing. Manuel A. Villalobos Vargas

ENCOFRADOS: FUNCIONES Y

REQUISITOS

El encofrado es una estructura, conformada por

moldes temporales o eventualmente

permanentes, para contener al concreto,

mientras se encuentra en su estado plástico o

fresco.

Permiten obtener formas y medidas especificadas

en los planos de obra.

Deben ser considerados como estructuras,

sujetos a cargas y acciones que alcanzan

magnitudes significativas


SISTEMAS DE ENCOFRADOS:

REQUERIMIENTOS

SISTEMA DE ENCOFRADOS

SEGURIDAD

CALIDAD

ECONOMÍA


SISTEMAS DE ENCOFRADOS:FACTORES

DE RENTABILIDAD

Diseño

Selección de los materiales

Planificación de la reutilización

Mantenimiento


TIPOS DE SISTEMAS PARA

ENCOFRADOS

ENCOFRADO MODULAR

prefabricados de metal o de plástico.

Permite que el trabajo sea más rápido y con mayor precisión, además de la seguridad.

Es indicado para obras modulares


ENCOFRADO DESLIZANTE

Se utiliza para las construcciones en

estructuras verticales u horizontales, que

tienen una sección constante o muy

similar.

TIPOS DE SISTEMAS PARA

ENCOFRADOS

SISTEMA TRADICIONAL se construye en obra, con de piezas de madera o paneles de tryplay.

Se usa principalmente para medianas y pequeñas obras, en las cuales resulta más barato que alquilar encofrados modulares.

Son bastantes flexibles, por lo que se pueden producir una gran variedad de formas.


ENCOFRADOS PARA COLUMNAS


ENCOFRADO TÍPICOS: VIGAS


ENCOFRADOS TÍPICOS: MUROS


PIE TABLA

El Pie-Tablar es la unidad

de medida de volumen

utilizada en los Estados

Unidos y Canadá para

medir la madera aserrada.

MEDIDAS

El volumen de un Pie-Tablar

correspondería a una tabla

de 1 pie de ancho por 1 pie

de largo y 1 pulgada de

espesor.

Filosofía de diseño

Esfuerzos aplicados < Esfuerzos admisibles

Deformaciones producidas < Deformaciones admisibles

Esfuerzos admisibles = Esfuerzo de falla/factor de

seguridad

DISEÑO DE ENCOFRADOS TRADICIONALES

CON MADERA


CARGAS QUE ACTUAN EN LOS ENCOFRADOS

CARGAS MUERTAS O PESOS PROPIOS

Peso del concreto

Peso de los encofrados

Peso de los ladrillos en losas aligeradas

Presión del concreto fresco en elementos verticales

(columnas y muros)

CARGAS VIVAS O SOBRECARGAS

Cargas de construcción: personal, equipos,

concentradas, impacto, etc.


Los encofrados se diseñan para resistir cargas

verticales y horizontales hasta que el concreto pueda

asumirlas

CARGAS VERTICALES

Peso propio del concreto = 2,400 kg/cm2

Peso propio del encofrado = 15 /75 kg/m2 eventualmente

puede despreciarse debido a su pequeña magnitud en relación

a las estimaciones mayores de la carga viva.

Carga viva: 700 kg/m2 para entablados (posibilidad de cargas

concentradas)

Resto de encofrados 250 kg/cm2 -300 kg/cm2

DISEÑO DE ENCOFRADOS


PESO PROPIO DE LOSAS ALIGERADAS

CONVENCIONALES

ESPESOR (m) PESO kg/m²

0.17 280

0.20 300

0.25 350

0.30 420


DISEÑO ENCOFRADOS TRADICIONALES

CON MADERA

“Debe considerarse que la madera, no es un material

isotrópico porque no tiene la misma resistencia en

todas sus direcciones, en tal sentido es necesario

distinguir entre la compresión paralela y perpendicular

a la dirección de sus fibras”


ESFUERZOS ADMISIBLES

Descripción “Tornillo”

Kg/cm²

“Pino

Oregón”

Kg/cm²

“Triplay Nacional”

Kg/cm²

Flexión 70 85

Compresión Paralela 70 85 90

Compresión

Perpendicular

20 28 12

Cortante Longitudinal 10 14 4

Módulo de Elasticidad 85,000 105,000 84,500

Ref. Diseño de Estructuras de Concreto Armado – Harmsen, Teodoro, Edit. PUCP


DISEÑO ENCOFRADOS DE VIGAS Y LOSAS:

ANÁLISIS POR FLEXIÓN

El esfuerzo máximo en flexión esta dado por la expresión:

fm = Mc/I

El momento flector es M = wl²/10 (viga continua, con apoyos equidistantes y carga linealmente distribuida)

La fórmula resultante de las dos expresiones es:

Donde: l = espaciamiento entre apoyos

h = peralte de la viga

b = ancho de la viga

fm = esfuerzo admisible

w = carga linealmente distribuida en la viga

l = 1.29 (h) √ (bfm/w)


DEFLEXIONES

El encofrado no debe presentar deflexiones

excesivas por que puede afectar a la sección de

concreto diseñada

Las deflexiones, en el encofrado, pueden limitarse a

l/360 o 1/8”, la que resulte menor; sin embargo las

deflexiones límites deben ser fijados en las

especificaciones según el tipo de trabajo

La deflexión generada por la carga puede ser

calculada por la siguiente expresión;

∂ = (1/145) wl⁴/EI


DISEÑO ENCOFRADOS DE VIGAS Y LOSAS:

ANÁLISIS POR ESFUERZO CORTANTE

La fuerza cortante máxima para vigas continuas cargas

uniformemente es de V = 0.6 wl ( V= 0.5wl para vigas

simplemente apoyadas)

La tendencia de las fibras a desplazarse en el plano

horizontal y paralelo al eje neutro la denominamos

cortante horizontal y su expresión es Vh = (3/2)V

Considerando que el cortante crítico se presenta a una

distancia “h” del apoyo se puede expresar el esfuerzo

cortante producido de la forma siguiente:

fv = 0.9w(l-2h)/bh


RESISTENCIA DE PIES DERECHOS Y

PUNTALES

Los “pies derechos” son piezas esbeltas, es decir, las secciones de los pies derechos son pequeñas en relación a su longitud.

La eventual falla de los mismos se produce por pandeo, más que por compresión o aplastamiento.

La capacidad de carga de piezas esbeltas depende mayormente de la relación entre las dimensiones de la sección y de su longitud.

Es substancialmente menor cuanto mayor sea su esbeltez.

.


CAPACIDAD RESISTENTE DE LOS PUNTALES

O “PIE DERECHOS”

Los puntales cuya esbeltez no pasa de 10 se

clasifican como “columnas cortas”, en tal caso la

falla se produce por aplastamiento Pm = fc*A

Si la esbeltez es mayor que 10 y menor que k =

0.642√ E/fc, se clasifican como “columnas

intermedias” Pm = fc*A ( 1 – (1/3)(ג/k)⁴)

Si la esbeltez es mayor que k y menor que 50 se

clasifican como “columnas largas”

Pm = 0.274*E*A /² ג


PRESIÓN DEL CONCRETO FRESCO

Desde su colocación hasta su endurecimiento, el

concreto ejerce considerable presión sobre los

tableros de los encofrados de muros y

columnas.

Si el concreto fresco fuera un líquido perfecto y

permaneciera en este estado durante el vaciado,

la presión en un punto cualquiera del encofrado

sería = (altura)*(densidad)



AB representa el tablero del encofrado de un muro.

Cuando el concreto fresco llega a una altura H1 la presión es P1 e igual a 2400 H1, y seguirá aumentando hasta alcanzar un valor máximo Pm a la altura Hc.

Esta presión ya no se incrementará, permaneciendo invariable hasta la altura Hc.

Al llegar el vaciado a la altura Hc la presión comienza a disminuir linealmente hasta tener valor cero en el borde superior del encofrado.

El valor de la presión máxima depende de diversos factores, principalmente de la velocidad de llenado y de la temperatura del concreto.

Presión máxima

A

B

H1

P1

Hc



La presión será mayor cuanto más rápidamente se

realiza el vaciado. La velocidad de llenado está

relacionada con la longitud y el espesor del muro y,

desde luego, con el equipo utilizado para el vaciado.

Si la colocación se realiza con equipo de bombeo la

presión máxima alcanzará significativos valores, que

pueden ocasionar la deformación o el colapso de los

encofrados si éstos no son reforzados

apropiadamente.



El otro factor determinante de la magnitud de la

presión es la temperatura del concreto.

A bajas temperaturas ambientales el concreto

endurece lentamente desarrollándose presiones

muy grandes; por ejemplo, a temperaturas entre 5°C

y 10°C la presión es aproximadamente una y media

vez mayor que la que corresponde a una

temperatura ambiental de 21°C.

En cambio, si la temperatura durante el vaciado es

de 30°C, la presión máxima será de más o menos

80% de la producida a 21°C.



Refiriéndose a la velocidad de llenado, cuando ésta

es controlada − que no exceda, por ejemplo, 0.60m

de altura por hora − la presión máxima es

aproximadamente la mitad de la presión que cabe

esperarse si la progresión del vaciado es de 2

m/hora.

En los casos en que se prevea vaciados de

concreto a temperaturas bajas la velocidad de

llenado debe reducirse y, por supuesto,

reforzarse debidamente los encofrados.


DISEÑO DE ENCOFRADOS PARA

ELEMENTOS VERTICALES

Presión del concreto fresco sobre los encofrados

Columnas: P = 732 + (720,000*V)/(9T+160)

Muros:

V < 2 m/hr - P = 732 + (720,000*V)/(9T+160)

V > 2 m/hr - P = 732 + (1’060,000 + 24,000*V)/(9T+160)

Donde: P = Presión máxima en kg/m²

V = Velocidad de llenado en m/hr

T = temperatura del concreto fresco en ºC

Valores límites de la presión máxima:

Columnas: 2,400H ó 14,650 kg/m²

Muros: 2,400H ó 9,765 kg/cm²


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