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¿Que edificaciones se pueden construir con concreto?

https://www.youtube.com/watch?v=iflMWCFF4to

Proceso constructivo de los elementos estructurales con concreto simple y

concreto armado.

MG. ARQ. RAUL NAVAS MAZA

Resultado de aprendizaje – Semana 12.

Al finalizar la sesión, el estudiante complementa el plano de cimentación agregando los elementos estructurales propios de

la cimentación de una obra arquitectónica.

¿Cuales son los elementos estructurales?

CONCRETO SIMPLEEs una mezcla de cemento, agregado fino,agregado grueso y agua, el cual no contieneningún tipo de elemento de refuerzo o poseeelementos menores a los especificados para elconcreto reforzado; ya sea vaciados en sitio oprefabricados y cuyas características son unabuena resistencia en compresión, durabilidad,resistencia al fuego y moldeabilidad.

Este tipo de concreto no es utilizado en elementossometidos a tensión o un esfuerzo cortante. Suuso en edificaciones se da principalmente enelementos totalmente apoyados sobre el suelo osoportados por otros elementos estructuralescapaces de proveer un apoyo vertical continuo.

CONCRETO SIMPLESe proporcionaran justas de contracción o de aislamiento paradividir los miembros estructurales de concreto simple enelementos a flexión discontinuos. El tamaño de cada elementolimitará el incremento excesivo en los esfuerzos internosgenerados por las restricciones al movimiento originado por ladeformación diferida, la contracción por secado, y los efectos detemperatura.

El concreto simple, sin esfuerzo, es resistente a la compresión,pero débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como materialestructural. Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero,generalmente en forma de barras, colocado en las zonas dondese prevé que se desarrollará tensiones bajo las acciones deservicio.El acero restringe el desarrollo de las grietas originadas por lapoca resistencia a la tensión del concreto.

CONCRETO SIMPLEVentajas• Resistencia a fuerzas de compresión elevadas.• Bajo costo.• Larga duración ( En condiciones normales, el concreto se fortalece con

el paso del tiempo).• Puede moldearse de muchas formas.• Presenta amplia variedad de texturas y colores.

Desventajas• Débil resistencia a la torsión.

CONCRETO SIMPLEComposición del concreto simple:• La grava. Varia de tamaños desde 5 mm hasta 50 mm para los concretos usados en

edificaciones y puentes; en concretos especiales como los usados en presas degravedad los tamaños pueden ser mayores.

• La arena. Es el material granular que pasa el tamiz N° 4, y debe estar libre deimpurezas, especialmente orgánicas.

• El cemento. Suministra las propiedades adhesivas y cohesivas a la pasta. Se usa elcemento hidráulico tipo Portland. Para sus hidratación se requiere cerca del 25% deagua. Sin embargo para mejorar la movilidad del cemento dentro de la pasta serequiere un % adicional del 10 al 15%. La relación agua-cemento (a/c) mínima es del0.35, en la practica es mayor para darle trabajabilidad a la mezcla de concreto.

• El agua. Debe ser limpia y libre de impurezas y en general debe ser potable.

CIMIENTOS• Se denomina cimientos a una parte de la estructura

que tiene como misión transmitir adecuadamente elpeso de la edificación al terreno.

• Los cimientos de una casa siempre deben estarapoyados en terreno natural y firme; por ningúnmotivo pueden descansar sobre rellenos.

• Debido a que la resistencia del suelo generalmentees menor que la de la estructura que soportará, elárea de contacto entre el suelo y la cimentaciónsiempre será más grande que los elementossoportados.

Excavación de zanjas b. Excavación de zanjas.• La excavación de las zanjas se realiza de acuerdo al

trazo, respetando los anchos y profundidadesindicados en los planos.

• La profundidad de excavación nunca debe ser menora 80 cm.

• Los anchos generalmente varían entre 40 y 50 cm ensuelos duros y entre 50 y 60 cm en suelos sueltos oblandos (arenas sueltas o arcillas blandas).

• Generalmente cuando se tiene un terreno ubicado enladera, antes de la construcción de la vivienda, seefectúan los trabajos de corte y relleno para obteneruna o más plataformas niveladas, las que sonsoportadas en sus bordes por muros de contención.

Excavación de zanjas b. Excavación de zanjas. • En estos casos es de suma importancia que el fondo de la excavación no se quede

en las zonas de relleno, ya que con el tiempo o con un sismo, la parte de la casaubicada sobre suelo rellenado se asentará, produciendo graves rajaduras

Excavación de zanjas c. Apisonado• El fondo de la zanja es el que soporta todo el peso de la edificación, por lo tanto hay

que procurar que quede plano y compacto. Para esto, el fondo de la zanja debe serhumedecido y después compactado con la ayuda de un pisón. Si existiera demasiadodesnivel, se podrá nivelar con mezcla pobre.

Excavación de zanjas d. Eliminación de material excedente.El material excavado se ubicará a una distancia mínima de 60 cm del borde de la zanja.De esta manera, no causamos presiones sobre las paredes, las cuales podrían causarderrumbamientos. Con ello, además, facilitamos la circulación de los trabajadores almomento de vaciar la zanja. Luego de haber seleccionando el material útil para rellenosu otros usos dentro de la obra, se realizará la eliminación. Ésta se hará solo en lugaresautorizados

Excavación de zanjas e. Consideraciones

• No se debe cimentar sobre suelo con excesiva materia orgánica (residuos de plantas o animales), desmonte o relleno, porque no soportará el peso de la edificación.

• Las zonas de relleno pueden servir para vaciar los pisos, pero nunca para apoyar los cimientos.

• Cuando se realicen las excavaciones con profundidades superiores a 1.5 m, hay que tomar precauciones para evitar accidentes por probables derrumbes de las paredes.

Habilitación y colocación de acero en columnas

a. Solado• Una vez terminada la excavación de las zanjas, se procederá a realizar los solados. • Éstos nos permitirán contar con una superficie nivelada, rugosa y compacta para

trazar y ubicar las columnas adecuadamente.

Habilitación y colocación de acero en columnas

b. Armadura de acero• Los planos de estructuras especificarán las medidas de los cortes y de los doblados

de las barras de acero. Todo refuerzo de acero deberá doblarse en frío, respetando el diámetro mínimo de doblado para no causar fi suras en la barra. Deberá cortarse con sierra o también con cizalla.

Habilitación y colocación de acero en columnas

c. ColocaciónSe colocará la columna armada al interior dela zanja, apoyándola sobre unos dadosde concreto No deberá usarse piedras,desechos u otro material frágil en vez deestos dados, ya que al resbalarse o rompersela armadura, quedará desnivelada.Si la columna se coloca en un segundo piso,las barras longitudinales continuarán a las delprimer piso, con una determinada longitud detraslape entre barra y barra, amarrándolascon alambre.

Habilitación y colocación de acero en columnas

d. Consideraciones• En caso de construir sólo el primer piso, la prolongación de los fierros de las

columnas para una futura ampliación deberá estar protegida con concreto pobre.• Si las varillas de fierro se van a almacenar por algún tiempo, hay que guardarlas

evitando el contacto con el suelo. También deben ser protegidas de la lluvia y de la humedad, cubriéndolas con una manta plástica. Esto evitará que se oxiden.

• Si al momento de usar las varillas, éstas presentan óxido, se deben limpiar con escobilla de acero para asegurar una buena adherencia al concreto. Pero si la oxidación ha avanzado hasta deteriorar las corrugas o el diámetro de la barra, lamentablemente ya no deben ser usadas.

• Al doblar el fierro, no olvidar el diámetro mínimo de doblado, de lo contrario, éste se puede fisurar.

Vaciado del concreto en zanjas

a. Preparación de la zanja• Antes de iniciar el vaciado del concreto, se debe verificar que la zanja esté limpia. • Si hay zonas con encofrado, deberá verificarse que estén debidamente

apuntaladas; luego, se deberá humedecer las paredes y el fondo de la zanja. Estoevitará que el terreno seco absorba el agua de la mezcla.

• Asimismo, es necesario prever los lugares por donde van a pasar las tuberías de desagüe. En estos puntos, habrá que dejar los pases correspondientes. Generalmente se hace dejando papel de bolsas de cemento.

Vaciado del concreto en zanjas

b. Preparación de la mezcla de concreto para los cimientosPara la preparación del concreto, se deberá utilizar de preferencia una mezcladora, pudiéndolo hacer también a mano en una zona plana y limpia de desperdicios.La proporción recomendable para este tipo de concreto es de una bolsa de cemento por 3 1/3 buggies de hormigón. Esta proporción se especifica en la sección 1.12 de este manual. Adicionalmente, se debe incorporar piedra de zanja en una proporción equivalente a una tercera parte del volumen a vaciar

Vaciado del concreto en zanjas

c. Vaciado del concretoEl vaciado del concreto se realizará porcapas, es decir, se vaciará una capa deconcreto, y luego, sobre ésta se colocarán laspiedras y así sucesivamente hastallegar a la altura deseada. Durante lacolocación de las piedras de zanja, se deberátener cuidado de espaciarlas adecuadamente,de tal manera que no quede ninguna piedrapegada contra otra. Todas deben quedarcompletamente cubiertas por la mezcla.

Vaciado del concreto en zanjas

d. Compactación del concretoDurante la colocación del concreto, deberácompactarse de preferencia con unavibradora. En caso de no contar con una, sehará con la ayuda de una varilla de fierro opuntal de madera. Al terminar el vaciado, lasuperficie de concreto deberá quedarnivelada. Es recomendable rayar lasuperficie sobre la cual se va a vaciar elsobrecimiento, esto mejorará la adherenciaentre ambos concretos

Vaciado del concreto en zanjas

e. Curado del concretoSe debe mojar constantemente el cimientodurante los 7 primeros días después delvaciado. Esto nos asegurará que el concretoalcance la resistencia necesaria y disminuirála aparición de grietas y rajaduras en lasuperficie.

Vaciado del concreto en zanjas

f. Consideraciones:

• El tamaño máximo que debe tener la piedra de zanja es de 25 cm, tamaños mayorespueden originar discontinuidades en la masa de concreto del cimiento.• Durante el proceso de vaciado hay que evitar que las piedras o los buggies impactencon la armadura de las columnas, ya que esto puede variar la ubicación de los ejes.

SOBRECIMIENTOSEn la parte superior del cimiento se construirá elsobrecimiento. Éste tendrá el mismo ancho que elmuro que soportará. La altura de lossobrecimientos variará de acuerdo a lascaracterísticas del terreno.Esta altura depende de la diferencia entre el nivelde la superficie del cimiento y el nivel escogidopara el piso, más unos 10 cm.Estos 10 cm de sobrecimiento por encima del pisoterminado, nos sirven para proteger al ladrillo delas paredes de cualquier humedad que a futuropodría provenir del exterior de la casa o de sumismo interior.

SOBRECIMIENTOSSi la vivienda se encontrase en suelo arenoso o dearcillas blandas, los planos pueden especificarque este sobrecimiento sea armado, indicando losdiámetros y la distribución en forma de una viga.Si este fuera el caso, habrá que colocar, antes deencofrar, los fi erros de refuerzo, los que debenquedar a una altura de 7 cm sobre el cimiento.Esto se realizará de acuerdo a los planos.

Encofrado de sobrecimientosa. Armado del encofradoUna vez que se empiece con la colocación del encofrado, se deberá verificar que lastablas a utilizar se encuentren en buen estado, limpias y no arqueadas.Los costados de los encofrados están formados por tablas de 1” o 1½” de espesor y deanchos variables, de acuerdo a las alturas de los sobrecimientos.Estas tablas, por su cara exterior, se unen a través de barrotes de madera de 2” x 3”,separados cada uno por 60 cm. Para asegurar la verticalidad y estabilidad delencofrado, se usan otros barrotes, también de 2” x 3”, los cuales se aseguran contrauna solera fijada con estacas el suelo.Por su cara interior, las tablas no deberán presentar restos de concreto endurecido ydeberán estar untadas con petróleo, lo que posteriormente facilitará el desencofrado.

Encofrado de sobrecimientosa. Armado del encofrado

Encofrado de sobrecimientosb. Recubrimiento y separaciónAl momento de colocar las tablas, se deberá tener encuenta que los fierros de las columnas (y delsobrecimiento si lo hubiera), deben quedar exactamenteen el medio de la distancia entre ambas caras delencofrado. Para esto se usan los dados de concreto, asíse garantizará un adecuado recubrimiento de las barrasde acero al momento de vaciar el concreto.Asimismo, para guardar el ancho del encofrado, seutilizarán separadores de madera o de tubos de PVC, enla parte superior e inferior del encofrado. Luego ambascaras del encofrado se fijarán con alambre N° 8,amarrando los barrotes verticales de un lado a otro.

Encofrado de sobrecimientosc. Consideraciones

• Al terminar de armar todos los encofrados, se debe hacer una verificación de ejes yniveles, ya que una vez vaciado el concreto será muy complicado hacer lascorrecciones.

• Igualmente, se debe verificar la verticalidad de los encofrados con ayuda de unaplomada.

Vaciado del concreto en sobrecimientosa. Preparación de la mezcla de concreto simple para los sobrecimientosPara la preparación del concreto, se deberá utilizar de preferencia una mezcladora,pudiéndolo hacer también a mano en una zona plana y limpia de desperdicios.La cantidad de materiales debe guardar una proporción que por lo general es de unabolsa de cemento por 2 1/2 buggies de hormigón, con la cantidad de agua necesariapara obtener una mezcla pastosa y trabajable. Adicionalmente, se debe incorporarpiedra de cajón en una proporción equivalente a una cuarta parte del volumen avaciar.

Vaciado del concreto en sobrecimientosb. Preparación de la mezcla para los sobrecimientos armadosSi el sobrecimiento es armado, el concreto a usarse deberá ser de una mayor calidad.La resistencia debe ser f’c = 175 kg/cm2, por lo que la mezcla se preparará usandoarena gruesa y piedra chancada en vez de hormigón. La proporción recomendable esde una bolsa de cemento, con 1 buggy de arena gruesa y 1 buggy de piedrachancada, además de una cantidad de agua que fluctúa entre 20 y 40 litros, deacuerdo a la humedad de los agregados.

Vaciado del concreto en sobrecimientosc. Vaciado de la mezclaEl vaciado de la mezcla se realizará por capas, es decir, se vaciará una capa deconcreto, y luego, sobre ésta se colocarán las piedras y así sucesivamente hasta llegar ala altura que indica el plano.Las piedras de cajón deberán ser colocadas a mano, asegurándose que todas quedencompletamente cubiertas por la mezcla sin que ninguna piedra quede pegada a otra.En el traslado del concreto no se deben utilizar recipientes que puedan absorber oescurrir el agua de la mezcla, pues esto quitaría resistencia al concreto.Antes de vaciar el concreto al interior del encofrado, debemos revisar que este espaciose encuentre limpio de desperdicios y proceder luego a humedecer el cimiento paraevitar que absorba el agua de la mezcla.Si se tratara de un sobrecimiento armado, el concreto no debe llevar piedra de cajón yaque se trata de un concreto estructural y no del tipo ciclópeo.

Vaciado del concreto en sobrecimientosc. Vaciado de la mezcla

Vaciado del concreto en sobrecimientosd. Compactado del concretoMientras se coloca el concreto, será necesario compactarlo con la ayuda de unavibradora. Si no se tuviese este equipo, se puede hacer con un pedazo de fi erro deconstrucción de tamaño manejable, introduciéndolo verticalmente a la mezcla ysacándolo repetidamente. Esto la hará más compacta.Una vez concluido el vaciado del concreto, y aproximadamente después de unas 3horas, se deberá rayar la superficie del sobrecimiento con el objetivo de que exista unamejor adherencia al mortero de asentado en la primera hilada de ladrillos.

e. Curado del concretoUna vez que se haya desencofrado, se debe mojar constantemente el sobrecimientodurante los primeros 7 días. Esto nos asegurará que el concreto alcance la resistenciaque especifica el plano y ayudará a disminuir las grietas y rajaduras en la superficie.

Desencofrado del sobrecimientoAl día siguiente del vaciado, el encofrado puedeser totalmente retirado. En ese momento, sedebe inspeccionar que no exista ningunacangrejera de consideración. Si existiesealguna, habrá que proceder a repararla lo antesposible, pudiendo usar una mezcla de 1volumen de cemento por 4 de arena gruesa.Si se tratara de un cimiento armado y laprofundidad de la cangrejera fuera tal que seviera el fierro de refuerzo, la mezcla dereparación debe ser más rica en cemento,pudiendo usar una proporción de 1 por 3.

Desencofrado del sobrecimientoConsideraciones:• Se debe poner especial cuidado en la compactación del concreto en las zonas dondevan las columnas, debido a que a partir de este nivel hacia arriba, éstas recibirán unconcreto de mayor resistencia correspondiente a las columnas.

CONCRETO ARMADOEl concreto reforzado, también denominado concreto u hormigón armado, es unmaterial compuesto que resulta convencionalmente de la incorporación de barras omallas de acero en la masa del concreto. En otras palabras, es un concreto quecuenta con armadura metálica interna.

Sin embargo, cabe destacar que el concreto también es reforzado o armado con eluso de fibras de diferentes clases. Las fibras juegan un rol más similar al de unagregado que al de una armadura propiamente dicha, pero efectúan la misma funciónprincipal, aunque con ciertas particularidades.

Tipos de concreto armadoA. Concreto reforzado con barras de acero. El concreto reforzado con barras de

acero es un concreto cuya armadura interna está compuesta por barrascorrugadas de acero dispuestas en filas y columnas, encontrándose unidas en lospuntos de intersección por medio de medio de alambres de amarra y de estribo.En concreto, la armadura de este tipo de concreto es un conjunto de retículas deacero que se desarrollan longitudinal y transversalmente, para resistir losesfuerzos tensionales (tracción) y flexionantes, por un lado, y a los esfuerzoscortantes, por otro lado.

Tipos de concreto armadoB. Concreto reforzado con malla electrosoldada.De forma similar al tipo anterior, el concreto reforzadocon malla electrosoldada posee una armadura reticularinterna de acero, pero que está formada por varillasfinas de acero las cuales se encuentran unidas en lospuntos de intersección por medio de soldaduras.Aunque la malla electrosoldada de refuerzo puedeelaborarse in situ, esta generalmente es prefabricadaen instalaciones industriales, donde se efectúa laconfiguración de las varillas y la soldadura de lasuniones con gran precisión, siguiendo altos estándaresde calidad.

Tipos de concreto armadoC. Concreto reforzado con fibrasA diferencia de los demás tipos, el concreto reforzado con fibras es un material que noposee una armadura interna en el sentido tratado. Más bien, es un material que seorigina del mezclado de agregados gruesos (gravas), agregados finos (arena), cemento,agua y fibras (también se pueden adicionar aditivos a la mezcla).Las fibras de refuerzo son filamentos discontinuos de grosor determinado que sonrepartidos aleatoriamente en la masa del concreto. Estas fibras se ocupan deincrementar la resistencia a la tracción del concreto, para reducir la fisuración porretracción del fraguado, el agrietamiento en condiciones de servicio y para aumentar ladureza. Las fibras mas usadas son: Vidrio, acero, polipropileno, carbono, aramida.

Tipos de acero• Acero de refuerzo. El acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas; la

mas común es la barra o varilla que se fabrica tanto de acero laminado en caliente,como de acero trabajado en frio.

• Clasificación del acero para construcción de acero estructural y acero derefuerzo. De acuerdo a las normas técnicas de cada país tendrá su propiadenominación o nomenclatura, pero a nivel general se clasifican en:

• Barras de acero para refuerzo del hormigón. Se utiliza principalmente como barrasde acero de refuerzo en estructuras de hormigón armado. A su vez poseen su propiaclasificación generalmente dada por su diámetro, por su forma, por su uso.

• Barra de acero liso.• Barra de acero corrugado.

Tipos de acero• Barra de acero helicoidal. Se utiliza para la

fortificación y reforzar rocas, taludes y suelos amanera de perno de fijación.

Malla de acero electrosoldado o mallazo. Perfiles de acero estructural laminado en caliente. Ángulos de acero estructural en L. Perfiles de acero estructural tubular: a su vez

pueden ser en forma rectangular, cuadrados yredondos.

Perfiles de acero liviano galvanizado; estos a suvez se clasifican según su uso, para techos,tabiques, etc.

Colocación de acero de refuerzo• Las barras de refuerzo se doblaran en frio de acuerdo

con los detalles y dimensiones mostrados en los planos.• No podrán doblarse en la obra barras que estén

parcialmente embebidas en el concreto, salvo cuandoasí se indique en los plano.

• Todo el acero de refuerzo se colocara en la posiciónexacta mostrada en los planos y deberá asegurarsefirmemente, en forma aprobada por el supervisor deobra, para impedir su desplazamiento durante lacolocación del concreto.

• Para el amarre de las varillas se utilizará alambre y encaos especiales soldadura.

• La distancia del acero a las formaletas se mantendrá pormedio de bloques de mortero prefabricados, tensores,silletas de acero u otros dispositivos aprobados por elSupervisor de Obra.

Colocación de acero de refuerzoRecubrimiento para el refuerzo. Elrecubrimiento mínimo para los refuerzos seráel indicado en los planos, y donde no seespecifique, será como sigue: Cuando el concreto se coloque

directamente sobre el terreno, en contactocon el suelo: 8 cm.

En superficies formaleteadas que han dequedar en contacto con el suelo y sussuperficies que han de quedar expuestas ala intemperie o permanentementesumergidas: 5 cm.

Cimentación

Es la parte estructural del edificio(subestructura), encargada detransmitir las cargas de ésta al terreno.Se clasifican en:

Cimentaciones superficiales. Cimentaciones profundas. Cimentaciones especiales.

Cimentación superficialLos elementos verticales de la superestructurase prolongan hasta el terreno de lacimentación. Zapatas aisladas Zapatas corridas Losas de cimentación Cajón de cimentación

Zapatas aisladasSoporta la carga de la columna y la forma enque trabaja es individual, puede originarasentamientos diferenciales.Se utiliza en suelos de baja comprensibilidady alta resistencia.Pueden ser cuadradas o rectangulares.La relación L/B no excede 1.3 L (longitud) yB (ancho).

Zapatas corridasToma una losa continua de concretoarmado, recibe las cargas de los muros o deuna serie de columnas.Su uso es cuando sea menor del 50% delárea de la construcción.Puede tener sección rectangular, escalonadao estrechada cónicamente.Su dimensión es relación con la carga queha de soportar, resistencia a la compresióndel material y presión admisible sobre elterreno.Es un elemento resistente uniendo lascolumnas por medio de contra trabes.

Losa de cimentaciónEs una zapata combinada que puede cubrirel área entera bajo una estructura quesoporta varias columnas y muros.Se usan en suelos que tienen pocacapacidad de carga y comprensibilidadmedia y alta.Cuando cubre mas del 50% del área de laconstrucción.

Cajones de cimentaciónElementos estructurales de concreto armadoque se construyen sobre el terreno.Elementos de concreto reforzado, de seccióntransversal cilíndrica, rectangular, elipsoidalo similar.Se introducen en el terreno por su propiopeso al ser excavado el suelo ubicado en suinterior.Se usan para cargas altas en terrenos dealta compresibilidad.Pared de concreto reforzado (que constituyeel cuerpo principal del elemento).

el estudiante complementa el plano decimentación agregando los elementosestructurales propios de la cimentación deuna obra arquitectónica.

TAREA

1. Construye bien. Manual del Maestro Contratista.2. https://www.becosan.com/es/concreto-reforzado/3. https://www.archdaily.pe/pe/921723/tipos-de-losas-de-hormigon-ventajas-y-desventajas4. https://blog.fanosa.com/cuales-son-los-tipos-de-losas-de-entrepisos5. https://www.construyebien.com/construccion-muro-contencion

REFERENCIAS