hormigones de alta resistencia
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HORMIGONES DE ALTA RESISTENCIA.La importancia de sus beneficios.
Los adelantos en la tecnología de los materiales, que ha hechoposible la obtención de hormigones con una resistencia de 700
deun hormigón más durable y más resistente a la corrosión y abrasiónque los convencionales. Los ingenieros están analizando y valorandotales ventajas para expandir extensivamente el grado de aplicaciónde estos hormigones. Esta expansión trae aparejada mayoresresponsabilidades y cuidadosa atención en la dosificación delhormigón, especificaciones, elaboración y ensayos, así como unamayor necesidad de coordinación y comunicación entre los
diseñadores y constructores de estructuras.
La aplicación de hormigones de alta resistencia ha tenido y tiene unagran aceptación en edificios de gran altura. En Chicago, donde escorriente la construcción de edificios de gran altura, debido al altovalor del suelo, y ante los peligros que pueden presentar lasestructuras metálicas frente a los incendios, se ha optado, en muchosde ellos, por el empleo de los hormigones de alta resistencia inicial afin de conseguir las resistencias necesarias para disminuir secciones ypesos sobre las cimentaciones. El hormigón de los pisos bajos de la
Water Tower Place de esa ciudad tiene una resistencia de 630
28 plantas soportadas por columnas de 1,20 m de diámetromoldeadas con ese hormigón. Con 262 m de altura sigue siendo laestructura más alta y conservará este record hasta que se termine,dentro de breve tiempo, la construcción de la 311 South WackerDrive, también en esa ciudad, que será 26,5m más alta. Aquí se han
ra sus columnasbajas. No son estos los únicos edificios de Chicago con hormigones degran resistencia, aunque de menor altura que los ya citados.
Por su parte, en la ciudad de Nueva York se han empleadomeras plantas
del Power Tower de 51 plantas y en el que, por el hecho de pasar de
una reducción del 33 % en el diámetro de las columnas. En el 499Park Avenue Building se ha empleado un hormigónHormigones de alta resistencia se están usando también en puentes.La primer aplicación se realizó en Toronto en el Willows Bridge en1967; puente con luces de 48m en el que se empleó un hormigón de
ndo en sucesivasaplicaciones en puentes de Estados Unidos y últimamente seutilizaron estos hormigones de alta resistencia en las
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superestructuras de los puentes East Huntington, sobre el río Ohiocon 274 m de luz, y Annicis, cerca de Vancouver, Columbia Británica,con 465 m de luz. En estos puentes se utilizaron hormigones de
En el Tower Road Brida de Washington se ha empleado últimamente
Otras aplicaciones recientes indican su uso en depósitos, garajes,recubrimientos de calzadas de puentes, vertederos de presas,estructuras más adentro, bóvedas para tesoreros de bancos y pisosindustriales.
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Además de la resistencia a la comprensión, otras propiedadesmecánicas aconsejan la selección del hormigón de alta resistencia,incluyendo el módulo de elasticidad, la resistencia a la tracción y ladeformación lenta (creep).
Otras ventajas con respecto a los hormigones tradicionales son:mayor resistencia a la abrasión y al desgaste; mayor durabilidad;inferior peligro de figuración y daños en piezas premoldeadas,especialmente durante el manejo y transporte de las mismas; unmejor aspecto superficial y acabado como consecuencia de su mayorcontenido de finos.
Los hormigones de alta resistencia pueden ser transportados en laforma convencional, pero el tiempo de transporte debe ser reducidoposible para evitar mayores pérdidas de asentamiento.
Algunos contratistas emplean hormigones de mayor asentamientocon el fin de bombearlos.
El contratista debe colocar el hormigón tan pronto llegue al obradorpara lo cual es necesario una muy buena comunicación entre elpersonal de la planta y del obrador.
Especial atención debe merecer el curado de los hormigones de altaresistencia manteniendo adecuadas humedad y temperatura para
permitir la continua hidratación del cemento.
A medida que crece la utilización del hormigón de alta resistencia, seacentúan más los efectos de la utilización de inadecuadosprocedimientos para el muestreo y ensayo del mismo. Prácticas deensayo sin mayor significación en los hormigones convencionalespueden dar resultados erráticos o erróneos en los hormigones de altaresistencia.
Para dar una idea de la importancia que se está dando a estos
hormigones de alta resistencia, diremos que el American ConcreteInstitute (ACI) en el número correspondiente al mes de abril de 1989de su revista Concrete Internacional, Design and Construction,publica seis artículos sobre un total de ocho sobre el tema que nosocupa.
El concreto de alta resistencia en la edificación
Resumen:
El notable incremento en la resistencia del concreto alcanzado en los últimos años le hapermitido ir desplazando progresivamente al acero en la construcción de edificios altos. Las
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estructuras que aquí se describen así lo demuestran, y su análisis ha llevado al autor aconcluir criterios aplicables a futuros proyectos.
Hasta hace unos 20 años, y desde la irrupción de los rascacielos dentro del paisaje urbano,la estructura metálica ha sido la tipología fundamental por lo que se refiere al materialconstituyente de la misma. Sin embargo, el empleo del concreto como material base en las
estructuras de los edificios altos se ha incrementado notablemente en los últimos años. Elprincipal factor que ha permitido esta evolución ha sido el incremento producido en lascaracterísticas mecánicas del mismo. Valores entre 60 y 80 MPa son actualmente fáciles deobtener, y con una dosificación aún más estudiada, junto a las adiciones de humo de sílice,se pueden alcanzar valores superiores a los 80 o 100 MPa.
Un dato objetivo que confirma el hecho comentado en el párrafo anterior se obtiene delanálisis de la relación de los "100 edificios más altos del mundo" (Council on Tall Buildingsand Urban Habitat, 1998). Entre éstos se encuentran 17 construidos en los años setenta, 27en los ochenta y 42 en los noventa. Los porcentajes de edificios construidos con estructurade acero, concreto o mixta.
Como puede apreciarse, se produce no sólo un descenso del porcentaje de edificios
construidos con estructura metálica y un aumento de los de estructura de concreto, sino queel número de estos últimos llega a ser superior al de los primeros. Fuera de este ámbito deconstrucciones privilegiadas, como se podrá comprobar más adelante, también se reproduceeste hecho.
El concreto de alta resistencia (en adelante CAR) puede considerarse un tipo particular deconcreto de alto desempeño (en adelante CAD). En éste no sólo puede ser la alta resistenciauna de sus características, sino también la superior durabilidad. En el caso que nos compete,en su aplicación a las estructuras de edificios altos son, sin embargo, su mayor resistencia ylas consecuencias que de ella se derivan el parámetro más significativo. Es por ello por loque en el presente artículo nos referiremos siempre al primero (CAR), aunque también llevaimplícita la mejora de otras características propias de este material.
A pesar de la tendencia indicada en el campo de los edificios altos, en España lasrealizaciones con este tipo de material se reducen al edificio "Natura Playa", en Alicante,cuya estructura se encuentra constituida con un concreto tipo H-700 en columnas y otro,tipo H-250, en entrepisos. El objetivo fundamental del presente documento es mostraralgunas de las últimas realizaciones internacionales en este campo estructural, así comoobtener algunas conclusiones que permitan incrementar nuestro conocimiento del mismo ycontar con unos criterios avalados por la experiencia, aunque sea ajena.
Comparación con otros materiales
Las alternativas que se plantean habitualmente en este tipo de edificios son la estructurametálica y la constituida con CAR, entendiendo por éste el que alcanza una resistenciacaracterística superior a los 50 MPa.
De esta última se pueden subrayar las siguientes ventajas frente a la primera:
§ Mayor rigidez y, por tanto, mejor comportamiento ante acciones horizontales.
§ Mayor amortiguamiento intrínseco.
§ Menor costo del material.
Consideraciones estructurales EHE-08
La nueva instrucción sustituye a la norma EHE del año 1998 y a la EFHE del año 2002, integrándolas en un única
instrucción.
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Se mantiene el límite mínimo de resistencia a compresión de 25 MPa para hormigones armados o pretensados, sin
embargo el límite superior de resistencia a compresión se aumenta de los 50 MPa hasta los 100 MPa, lo que obliga a
modificar aspectos del comportamiento estructural del material.
Artículo 39.2
Para la determinación de los Estados Límites, se han ampliado formulaciones al incluir hormigones hasta 100 MPa.
Para el cálculo de secciones normales, se mantiene el método parábola-rectángulo variando los valores de rotura a
precompresión εc0, y los valores de deformación última εcu,y la configuración de la parábola, en función de la calidad
del hormigón.
Artículo 39.5
Identicamente, para el método rectangular se reformula el bloque equivalente para fck mayor o menor a 50 MPa
(Artículo 39.5 ).
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RESUMEN
La utilización de los hormigones de alta resistencia en las
estructuras de edificación de gran altura ha experimentado un
notable incremento debido a la idoneidad de sus prestaciones
en los elementos portantes verticales, que no se limitan exclusivamente
al aumento de la capacidad resistente y lo que ellosupone de reducción de dimensiones, volúmenes y pesos, sino
también a la gran mejora que aportan en lo referente a la durabilidad
y a los aspectos reológicos.
No obstante, para alcanzar la máxima efectividad de su
empleo, el proyecto de la estructura debe tener en consideraciónlos criterios específicos que se señalan, de forma de evitar
o reducir la incidencia que las deformaciones diferidas de
dichas piezas verticales, aunque mejoradas respecto a las que
se obtendrían con hormigones normales, implican en la respuesta
del sistema a largo plazo.La exposición se completa con la descripción de la aplicación
de estos hormigones al proyecto del Edificio Torre Espacio
en el Paseo de la Castellana en Madrid.SUMMARY
The use of high strength concrete in tall buildings has become
increasingly more widespread due to the suitability of itscharacteristics in vertical bearing elements. These characteristics
are not purely limited to increase the strength capacity
and the ensuing reduction in size, volume and weight, but also
to the great improvements related to durability and time
dependent effects.
However, in order to ensure maximum effectiveness, thedesign of the structure should take into account the specific
criteria indicated in the paper, in order to prevent or reduce
the effects that creep in vertical members may have on the
long-term response of the structure, even though this is verymuch improved compared to that obtained from normal concrete.
The paper includes a description of the use of this type of
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concrete in the Torre Espacio Building in the Paseo de la Castellana
in Madrid.
La presencia de los Hormigones de Alta Resistencia (HAR)
en el ámbito de la construcción de edificios ha tenido una
introducción muy acompasada con el avance de sus posibilidades
de utilización sistemática y económica, y con las condiciones
de su adecuada puesta en obra, hasta lograr que suuso pueda considerarse como si se tratara prácticamente de un
hormigón habitual. Actualmente estas condiciones se cumplen
y la decisión de su utilización se establece en relación
con aspectos relacionados muy diversamente con el edificio:tipología estructural, rapidez de ejecución, economía generalizada,
etc.; pero puede decirse que su utilización resulta muy
competitiva en muchas ocasiones para la realización de los
elementos verticales de las estructuras de altura.\