DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ENCOFRADOS
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Marlon Valarezo A. [email protected] INSPECCIÒN DE OBRAS DE CONCRETO Diseño y Construcción de Encofrados ACI 347 23 de junio del 2011
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Marlon Valarezo [email protected]
INSPECCIÒN DE OBRAS DE CONCRETO
Diseño y Construcción de Encofrados ACI 347
23 de junio del 2011
03/05/2023 [email protected]
ALCANCE
• Información a incluirse en los planos y especificaciones.
• Criterios de diseño.• Construcción y uso de encofrados.• Materiales.• Encofrados para estructuras especiales.
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GENERALIDADES
• EL costo puede llegar hasta el 60% del costo del hormigón en obra (Estados Unidos).
• Algunos contratos establecen tolerancias para estructuras temporales terminadas.
• El trazado y diseño del encofrado es responsabilidad del constructor.
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Los métodos de diseño dependerán del tipo de material utilizado para el encofrado.
El encofrado se diseña de modo que las losas, muros y otros elementos tengan la forma, dimensiones y posiciones correctas dentro de las tolerancias establecidas.
El encofrado debe presentar un soporte seguro a las cargas verticales y laterales que podrían aplicarse.
Planos y cálculos del encofrado.
Cargas verticales
Carga muerta: peso del encofrado + concreto recientemente colocado.
Carga viva: peso de los trabajadores + equipo + material almacenado + rampas + impacto (mínimo 2,4 kN/m2, cuando existen carretillas motorizadas 3,6 kN/m2).
La carga vertical combinada (CV+CM) mínima cuando se utilizan carretillas motorizadas debe ser de entre 4,8 o 6 kN/m2.
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Presión lateral del Concretop = wh (kPa)p = presión lateral del suelo (kPa, kN/m2)w= peso unitario del concreto fresco (kN/m3)h = profundidad de colocación del concreto (m)
Columnas
Para concreto que tiene un asentamiento de 175mm o menor y colocado con vibración interna en espesores de 1.2m o menos, el encofrado debe ser diseñado para soportar una presión lateral igual a:
Pmax = presión lateral máxima (kPa, kN/m2)R = rata de colocación (m/h)T = temperatura del concreto durante la colocación (°C).Cw = coeficiente por peso unitario del concretoCc = coeficiente químico
Con un máximo de 150CwCc y mínimo de 30Cw (kPa, kN/m2), pero no mayor que wh.
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Muros
Con una rata de colocación menor de 2.1 m/h y colocado en alturas que no exceden 4.2m.
Con un mínimo de 30Cw (kPa), pero no mayor que wh.
Con una rata de colocación menor de 2.1 m/h y colocado en alturas que exceden 4.2m y para todos los uros con ratas de colocación entre 2.1 y 4.5 m/h
Con un máximo de 100CwCc y un mínimo de 30Cw (kPa), pero no mayor que wh.
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Tipo de cemento o combinación Cc
I,II y III sin retardadores 1I,II y III con retardadores 1.2
Otros tipos de combinaciones que contienen menos del 70% de escoria o 40% de ceniza
volante sin retardadores
1.2
Otros tipos de combinaciones que contienen menos del 70% de escoria o 40% de ceniza
volante con retardadores
1.4
Combinaciones que contienen mas del 70% de escoria o 40% de ceniza volante
1.4
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Cargas horizontalesLas abrazaderas y puntales se diseñan para que resistan cargas horizontales como: sismo, viento, tensión de los cables, apoyos inclinados, descargas del concreto, arranque de equipos.
Carga horizontal de viento: Para encofrados de edificios mínimo 1,5 kN/ml del borde de piso o
2% del peso muerto total del encofrado distribuido como carga uniforme por metro lineal de borde de losa.
Para encofrados de muros expuestos al medio ambiente, mínimo 0,72 kN/m2
Densidad del ConcretokN/m3
Cw
Menos de 22,5 0.5(1+(w/23,2)), no menor que 0,80
22,5 hasta 24 1Mas de 24 w/23,2
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Velocidad
de colocacion
R 30,5 cm/hr 32ºC 27ºC 21ºC 15ºC 10ºC 4ºC
1 Rige mínimo 2929 Kg/m223 3369 40284 988 1116 4248 51275 3174 3476 1180 1339 5127 62256 3662 4028 1371 1563 6005 73247 4150 4580 1563 1786 6884 84228 4638 5127 1753 2009 7763 95219 5127 5678 1945 2232 8642 1061910 5615 6225 2137 2455 9521 1171811 6103 6777 2328 2679 10400 1281712 6S91 7324 2519 2902 11279 1391513 7080 7875 2711 3125 12157 1464714 7568 8422 2902 3348 1303616 8544 9521 3284 3795 1464718 9521 10619 3667 424120 10497 11718 4049 446522 11474 12817 443324 12450 13915 446526 13427 1464728 1440330 14647
Tabla 8.2 Presión lateral máxima para el diseño de encofrados para columnas.
Rige máximo 14647 Kg/m2
p, presión lateral máxima Kg/m2, para la temperatura indicada
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• Las abrazaderas para encofrados de muros deben diseñarse para una carga horizontal mínima de 1,5 kN/ml de muro, aplicada en la parte más alta.
• Si el hormigón se bombea desde la base de un encofrado. El encofrado debe diseñarse para una carga hidrostática wh más un mínimo del 25% de la presión de bombeo.
• Para el diseño de los puntales considerar: carga de la losa, carga viva, cargas de paredes, peso y carga muerta del hormigón y encofrado, tiempo entre la colocación de pisos sucesivos, entre los principales.
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Factores de seguridad mínimos de accesorios para encofrado.
Accesorio FS Tipo de ConstrucciónTirante o separador 2.0 Todo uso.Anclaje 2.0 Encofrado que soporta solo el peso
de si mismo y las presiones del hormigón.
3.0 Encofrado que soporta el peso de encofrados, hormigón, carga viva de construcción y el impacto.
Abrazaderas 2.0 Todo uso.Insertos de anclaje usados como tirantes
2.0 Cuando se usan como encofrado paneles de hormigón prefabricado.
Estos factores están basados en la resistencia última del accesorio.
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• El refuerzo diagonal tiene por objetivo resistir cargas laterales y evitar la inestabilidad de los elementos individuales.
• Se pueden diseñar amarres horizontales en cualquier dirección de tal manera que permitan asegurar la relación de esbeltez l/r para la carga soportada.
l = longitud sin soporte.r = radio de giro mínimo.
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Manual para Supervisar Obras de Concreto, ACI 311-92.
Verificar encofrado: ubicación, dimensión, hermético, alineado, usa agente desmoldante y limpieza.
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Recomendaciones Generales.
• Los constructores deben cumplir con los reglamentos locales, nacionales e internacionales relacionados con la seguridad.
• Las fallas en le encofrado pueden atribuirse a errores humanos, materiales, equipos de mala calidad o diseños inadecuados.
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Deficiencias en la Construcción de Encofrados.
• Clavado, atornillado o fijación.• Refuerzo lateral inadecuado.• Uso de madera en mal estado.• Uso de vibradores externos en encofrados no
adecuados.• Armado inadecuado.• Extremos de encofrados mal colocados.• Remoción prematura de soportes.• Inadecuado apoyo en el terreno.
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• Verifique el número, tipo y localización de puntales.
Manual para Supervisar Obras de Concreto, ACI 311-92.
• Verificar que el área de apoyo de los puntales sea adecuada.• Coloque los puntales que soportan pisos sucesivos
directamente sobre los que están abajo.
Prácticas de Construcción y Mano de Obra.
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• En algunos trabajos puede ser necesario ajustar el apuntalamiento por medio de gatos de tornillo, para mantener los niveles apropiados.
• Asegúrese que los encofrados den como resultado concreto endurecido de las dimensiones, alineamiento y acabado superficial requerido.
• Use puntales, separadores y elementos de encofrado suficientemente rígidos para evitar abultamiento.
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• Superficies con inclinaciòn mayor de 1.5H a 1V, deben tener un encofrado superior a fin de mantener la forma del concreto durante el colado.
• El asentamiento y pandeo puede controlarse construyendo una contraflecha en el encofrado.
Contraflecha para losas y vigas es 2mm/m, generalmente.
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Encofrado y apuntalamiento que soporta losas con juntas de construcción.
Las juntas de contracción, construcción y aislamiento deben instalarse conforme se especifique.
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Irregularidades en la superficie
Las irregularidades graduales se revisan con una plantilla de 1.50m y laminas graduadas. La plantilla consistente en una regla de borde recto para superficies planas y un dispositivo adecuado para superficies curvas.
Clase se superficie Irregularidades graduales permitidas en superficies
trabajadas (mm)
A 3B 6C 13D 25
A: superficies expuestas al público.B: texturas rugosas que van a recibir estuco, yeso o paneles de madera.C : superficies expuestas permanentemente (no se especifica otro acabado).D : no importa la rugosidad, superficies permanentemente ocultas.
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ApuntalamientoInstalación Reapuntalamiento: La ubicaciòn inapropiada de puntales de piso a piso puede crear tensiones de flexión para las cuales la losa no fue diseñada.
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Prevención de la rotación en marcos de losa o viga. Un solo lado.
Prevención de la rotación en marcos de losa o viga. Dos lados.
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Desencofrado
Secuencia de desencofrado para losas en dos direcciones.
El ingeniero debe especificar la resistencia mínima que debe alcanzar el hormigón para poder retirar el encofrado y los puntales.
En elementos horizontales, en ningún caso deben quitarse los soportes del encofrado y puntales, antes de que el hormigón alcance como mínimo el 70% de la resistencia de diseño.
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Periodos de tiempo para desencofrado
Elemento Tiempo
Muros 12 horasColumnas 12 horasLados de vigas y trabes 12 horasCasetones, ancho ≤ 75 cm. 3 díasCasetones, ancho > 75 cm. 4 días
El tiempo representa un numero acumulado de días/horas durante las cuales la temperatura ambiente es superior a 10°C. Estos periodos pueden reducirse para hormigones de alta y temprana resistencia o aumentarse si la temperatura es inferior a 10°C ò se usan agentes retardantes.
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Periodos de tiempo para desencofrado
Elemento Carga viva menor que la carga muerta
Carga viva mayor que la carga muerta
Centros de arco 14 7
Vigas, viguetas
Menos de 3m de luz 7 4
De 3 a 6 m de luz 14 7
Mas de 6 m de luz 21 14
Losas en una dirección
Menos de 3m de luz 4 3
De 3 a 6 m de luz 7 4
Mas de 6 m de luz 10 7
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Cargas de trabajo desde 450kg a màs de 22.5 Ton
Separadores para encofrado.
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