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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
DEL CENTRO DE RADIOTERAPIA DE LA SOCIEDAD DE
LUCHA CONTRA EL CANCER NUCLEO DE LOJA
Ing. Julio Ordóñez Vivanco
Loja, noviembre de 2013
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1. DESCRIPCION GENERAL.
1.1. LOCALIZACION.
El proyecto se encuentra ubicado en los terrenos pertenecientes a SOLCA núcleo
de Loja en la esquina de la Av. Salvador Bustamante Celi y Agustín Carrión
Palacios, en el sector de Jipiro, parroquia El Valle de la ciudad de Loja.
1.2. DESCRIPCION DE LA OBRA.
La obra consta de dos bloques separados por una junta estructural de 5 cm de
espeso. El primer bloque se refiere al bunker para el acelerador lineal, el cual ha
sido dimensionado de acuerdo a los blindajes requeridos para evitar la
contaminación con radiaciones.
El bunker está constituido por una estructura de hormigón armado de un nivel,
con losa maciza de hormigón armado de un metro de espesor, el blindaje
principal superior está constituido por una viga de 3.50 m de ancho y 2.05 m de
altura. La losa de cubierta se soporta sobre paredes de hormigón macizo (muros)
de 1.00 a 1.25 m espesor, en el sitio de blindaje principal el espesor del muro
aumenta a 2.10 m. La estructura del bunker se sustenta sobre una losa de
cimentación de 0.60 m de espesor, bajo la losa de cimentación, de acuerdo al
estudio de suelos, se prevé el remplazo de suelos, lo que se recoge y detalla en
los planos estructurales respectivos.
El segundo bloque se refiere al bloque de servicios médicos y consultorios del
Centro de Radioterapia, consistente en una estructura de hormigón armado de
un nivel con proyección a dos niveles.
La luz máxima entre columnas es de 4.95 m, la altura de entrepiso es de 3.20 m,
losa de entrepiso de 25 cm de espesor soportadas sobre vigas peraltadas de 25 x
30 cm.
La estructura soportante del edificio está constituida por pórticos espaciales
resistentes a flexión dúctil.
Las losas para los todos los niveles tienen un espesor de 25 cm y están diseñadas
para ser alivianadas con bloques de piedra pómez, existiendo la posibilidad de
utilizar en su remplazo cajonetas desmontables, o cajonetas de poliestireno
expandido.
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Las vigas de la estructura son peraltadas y están diseñadas para resistir la
totalidad de las cargas laterales (sísmicas) a más de las cargas verticales.
La cimentación debido a la magnitud de los esfuerzos transmitidos se diseñó en
base a plintos aislados, con cadenas de cimentación de manera que se posibilite
una transmisión homogénea de esfuerzos al suelo de fundación.
La cimentación se diseñó para un esfuerzo admisible del suelo de 1.60 kg/cm² de
acuerdo al informe de suelos presentado por el laboratorio de suelos “Suelos y
Pavimentos”, en el cual se prevé el remplazo de suelos lo que se detalla en los
planos estructurales respectivos.
La estructura en general ha sido calculada como sismo-resistente de acuerdo a
lo reglamentado en Código Ecuatoriano de la Construcción y el código ACI.
El área de construcción de este bloque es de 276.08 m² de construcción, el
bunker tiene un área de construcción de 181.42 m².
1.3. ANTECEDENTES TECNICOS.
Como base para el diseño estructural se contó con el diseño arquitectónico y el
estudio de suelos realizado por el laboratorio “Suelos y Pavimentos”.
2. CODIGOS Y NORMAS ESTRUCTURALES UTILIZADAS.
Código Ecuatoriano de la Construcción.
ACI 318-99
Manual de Diseño por Sismo: Según el Reglamento de Construcciones
para el Distrito Federal, México.
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3. CARGAS CONSIDERADAS.
3.1. ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO DEL BLOQUE DE SERVICIOS Y
CONSULTORIOR DEL CENTRO DE RADIOERAPIA.
3.1.1 CARGAS VERTICALES.
CARGAS MUERTAS:
a) Para el cálculo de pesos de los elementos de hormigón armado se toma un
peso específico de 2400 kg/m3.
Loseta = 120.00 Kg/m²
Nervios = 172.80 Kg/m²
Bloques alivianado = 76.80 Kg/m²
Masillado = 50.00 Kg/m²
Cielo raso = 40.00 Kg/m²
Recubrimiento de piso = 40.00 Kg/m²
Paredes = 300.00 Kg/m²
TOTAL = 799.60 Kg/m²
b) Cargas de Cubierta: Prevista para ampliación del segundo nivel
Loseta = 120.00 Kg/m²
Nervios = 172.80 Kg/m²
Bloques alivianado = 76.80 Kg/m²
Masillado = 50.00 Kg/m²
Cielo raso = 40.00 Kg/m²
Recubrimiento de piso = 40.00 Kg/m²
TOTAL = 499.60 Kg/m²
CARGAS VIVA:
Hospitales - Oficinas:.....................................................250 Kg/m2
Cubierta:………………………………............................100 Kg/m2
3.1.2. CARGAS DE SISMO.
La determinación de las fuerzas de sismo se realizó siguiendo las especificaciones
del "Código Ecuatoriano de la Construcción", en base al análisis estático
determinado por este, obteniendo los siguientes parámetros para el cálculo de la
fuerza basal y las fuerzas sobre los elementos:
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V = Z . I . C W ((4) CPE INEN 5 Parte I)
R. Øp . Øe
V = Cortante Basal de Diseño
Z = Factor de Zona = 0.25 (Zona 2)
I = Factor de importancia del edificio = 1.5 (Hospital)
R = Factor de reducción de respuesta estructural = 10 (Sistemas de pórticos
espaciales sismo-resistentes, de hormigón armado con vigas descolgadas)
Øp, Øe = Factores de configuración estructural en planta y elevación
C = Coeficiente de frecuencia natural del sistema.
W = Carga muerta total
S = Coeficiente Perfil del Suelo = 1.2 (Suelos Intermedios)
Øp = Øpa * Øpb
Øpa = 0.9 (entrantes pronunciadas)
Øpb = 1 (Ejes paralelos)
Øp = 0.9
Øe = 1 (no existe irregularidad en la configuración estructural en elevación)
T = Ct * (hm)3/4
Ct = 0.08 (Pórticos espaciales en hormigón armado)
hm = Altura del Edificio = 6.40 m
T = Período de Vibración = 0.322 s
C = 1.25 * SS
T
Cm = 3 (suelos intermedios)
C = 4.83 > Cm C = 3.0
V = 0.139 W
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3.2. ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO DEL BUNKER DEL CENTRO DE
RADIOERAPIA.
3.2.1 CARGAS VERTICALES.
CARGAS MUERTAS:
Para el cálculo de pesos de los elementos de hormigón armado se toma un peso
específico de 2400 kg/m3.
Sobre la losa de cubierta del bunker se prevé la construcción de jardines con un
espesor de tierra de 0.50 m, para lo cual se consideró un peso específico de 2100
kg/m3.
CARGAS VIVA:
Carga viva:.....................................................500 Kg/m2
3.2.2. CARGAS DE SISMO.
La determinación de fuerzas de sismo se realizó por dos procedimientos, la
primera en base a las especificaciones del Código Ecuatoriano de la
Construcción, en lo referente al numeral 7, “Otras Estructuras Diferentes a las de
Edificación”. La segunda determinación se la realizó mediante análisis dinámico
con la utilización del programa SAP200.
La determinación de las fuerzas de sismo siguiendo las especificaciones del
"Código Ecuatoriano de la Construcción", para estructuras diferentes a las de
edificación considera la utilización de las fuerzas laterales mayores calculadas
por las siguientes ecuaciones :
V = 0.48 Z . I . W ((19) CPE INEN 5 Parte I)
Ni tampoco menor que:
V = 1.14 Z . I . W ((20) CPE INEN Parte I)
R
V = Cortante Basal de Diseño
Z = Factor de Zona = 0.25 (Zona 2)
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I = Factor de importancia del edificio = 1.5 (Hospital)
R = Factor de reducción de respuesta estructural = 5 (TABLA 9. Factor de
reducción de respuesta R para estructuras diferentes a las de edificación.)
Formula (19) Z = 0.25
I = 1.50
R = 5.00
V = 0.18 W
Formula (20)
V = 0.09 W
V = 0.18 W
4. PROCEDIMIENTOS DE ANALISIS Y DISEÑO.
4.1. PROCEDIMIENTO DE ANALISIS.
El análisis de las estructuras de la estructura de la ampliación para el Centro de
Radioterapia se inicia con un anteproyecto estructural, esta toma como base las
dimensiones y secciones definidas en los planos arquitectónicos, el prediseño
estructural está sujeto a comprobación mediante el análisis y diseño definitivo de
los diferentes miembros de las estructuras, las mismas que son ajustadas hasta
obtener secciones que resistan la totalidad de las cargas. Todos los procesos de
diseño de las estructuras están basados en los códigos y reglamentos antes
mencionados y fundamentalmente en el Código Ecuatoriano de la Construcción.
Para el análisis estructural se utilizó diferentes programas de computadora, los
bloques de hormigón armado se analizaron en tres dimensiones procesando los
datos obtenidos en los programas ETABS, SAP200 Y AVwin. La cimentación se
analizó y diseñó mediante hojas de cálculo en las cuales se hace intervenir
combinaciones de esfuerzos causados tanto por carga vertical como horizontal.
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4.1.1. COMBINACIONES DE CARGA.
4.1.1.1. ESTRUCTURA DE HORMIGON ARMADO.
El cálculo estructural se lo realizó para pórticos en tres dimensiones, por lo tanto se
consideraron los siguiente estados de carga independientes: Carga muerta,
carga viva, carga de sismo en dirección X-X, carga de sismo en dirección Y-Y .
COMBINACIONES DE CARGA:
Todas las combinaciones que se presentan a continuación fueron verificadas en
el análisis y diseño estructural, aunque el programa ETABS utilizado, genera un
número total de 26 combinaciones de carga.
FACTORES DE CARGA
ESTADO FACTOR CARGA CARGA SISMO SISMO
MUERTA VIVA X-X Y-Y
I 1 1.4 1.7
II 0.75 1.4 1.7 1.87
III 0.75 1.4 1.7 -1.87
IV 0.75 1.4 1.7 1.87
V 0.75 1.4 1.7 -1.87
VI 1 0.9 1.3
VII 1 0.9 -1.3
VIII 1 0.9 1.3
IX 1 0.9 -1.3
4.2. DISEÑO ESTRUCTURAL.
4.2.1. MATERIALES A UTILIZARSE Y ESPECIFICACIONES TECNICAS.
Para el hormigón armado se especifican los siguientes materiales:
Hormigón Simple: f'c = 240 kg/cm²
Acero Estructural: fy = 4200 kg/cm² (A-63-42-HHH)
4.2.2. SISTEMA ESTRUCTURAL.
El sistema estructural adoptado en los diferentes bloques se basa en "pórticos
espaciales resistentes a la flexión dúctil", los pórticos tendrán la capacidad de
10
resistir la totalidad de las fuerzas laterales requeridas además de las cargas
verticales.
4.2.3. DIMENSIONADO DE ARMADURAS DE ZAPATAS, COLUMNAS, VIGAS Y LOSAS.
El refuerzo en todos los elementos de hormigón armado se lo ha diseñado en
base a la teoría de Ultima Resistencia y con sujeción al Código Ecuatoriano de la
Construcción, respetando todas las cuantías que en este se establecen para los
diferentes elementos, la concentración de estribos en los extremos de vigas y
cabeza y pies de columnas garantizan la ductilidad de la estructura.
Armadura por temperatura en losa N+3.20
Se determinó en base a lo prevísto en el Código Ecuatoriano, (C.E.C7.12.2.1)
considerando un área de refuerzo determinado por la relación entre área de
refuerzo al área de la sección total de hormigón, de 0.0018 correspondiente al
acero con esfuerzo de fluencia de 420 MPa. La disposición de la armadura se
realiza tomando en cuenta que la separación no debe ser mayor de 5 veces el
espesor de la losa ni de 500 mm.
Las sección transversal de la losa por metro de longitud es de 900 cm², lo que al
aplicarle la relación anterior se obtiene un área de 1.62 cm²/m, correspondiendo
una varilla de 8 mm cada 30 cm.
4.2.3.1. CIMENTACION.
Debido a la magnitud de los esfuerzos transmitidos la opción más conveniente es
la utilización de zapatas aisladas. Por lo tanto con este sistema de cimentación se
asegura que no se produzcan asentamientos diferenciales en la estructura.
Dentro de la cimentación existen zapatas de lindero, en las cuales se producen
cargas excéntricas, para asegurar el correcto trabajo de estos plintos, los mismos
fueron dimensionados y corregidos mediante la utilización del programa SAFE
(adjunto archivo) hasta asegurar la estabilidad de los mismos y que los esfuerzos
transmitidos se mantengan dentro del esfuerzo admisible del suelo.
En general en todos los plintos se realizó una doble verificación para asegurar su
correcto funcionamiento, por un lado se utilizó el programa SAFE,
dimensionándolos hasta asegurar una transmisión de esfuerzos al suelo menor a la
admisible. El segundo sistema se refiere a la utilización de los principios prescritos
11
en el Código Ecuatoriano de la Construcción utilizando hojas de cálculo en Excel,
en las cuales se hacen intervenir cargas axiales y momentos flectores en ambos
sentidos, el diseño se realizó considerando peraltes efectivos en los suficientes
para que la armadura sea igual o cercana a la mínima.
Bajo los dos sistemas se verificó que los esfuerzos generados por flexión, cortante
y punzonamiento estén dentro de lo admisible.
El esfuerzo admisible del suelo para el cual se diseño es de 1.60 Kg/cm2 de
acuerdo al estudio de suelos.
4.2.3.2. REFUERZO DE VIGAS Y COLUMNAS.
El diseño del refuerzo de estos elementos se basó en las recomendaciones del
Código Ecuatoriano de la Construcción, fundamentalmente en los que se refiere
a las disposiciones especiales para diseño sismo-resistente, basado en el diseño
de pórticos resistentes a la flexión dúctil.
Para asegurar la ductilidad de los elementos diseñados a flexión, la relación
( -’)/ que será siempre menor que 0.5 (donde es la cuantía de acero a
tracción y ’ es la cuantía de acero a compresión), de esta manera se consigue
que la estructura en casos de cargas mayores a las de servicio o cargas de
colapso presente deflexiones grandes antes de que se produzca su falla.
La capacidad de las vigas a momento positivo en las caras de las columnas se
diseñó para el 50% de la capacidad a momento negativo.
Dentro del diseño de vigas también se consideró el diseño por cortante y el
diseño por torsión en el caso de elementos en que los esfuerzos producidos por
torsión sobrepasan los límites establecidos en el C.E.C.
Las cuantías de acero en las columnas son mayores al 1 % y se mantienen
menores al 2%, en general se dimensionó las columnas hasta que la cuantía se
acerque a la mínima.
4.2.4. CONSIDERACIONES SOBRE EL HORMIGON EN EL BUNKER
Se recomienda que los hormigones a utilizarse en obra provengan de plantas
dosificadoras y sea trasladado en camiones mezcladores. En caso de ejecutarse
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los hormigones en obra, el Contratista deberá asegurar la calidad y
homogeneidad de los mismos, procedimiento que deberá ser previamente
aprobado por Fiscalización.
Se tendrá en cuenta que el tamaño máximo del agregado grueso debe permitir
que el hormigón sea colocado sin dificultades dentro del encofrado y que no
queden espacios vacíos. Interesa específicamente lograr la máxima capacidad
del hormigón y recubrimiento completo de las armaduras.
La consistencia del hormigón será la necesaria y suficiente para que, con los
medios disponibles, el hormigón se deforme plásticamente en forma rápida,
permitiendo un llenado completo de los encofrados especialmente en los
ángulos y rincones de los mismos envolviendo perfectamente las armaduras
asegurando una perfecta adherencia entre las barras y el hormigón.
El hormigón será transportado desde las hormigoneras hasta los encofrados lo
más rápidamente posible, empleando métodos que impidan la segregación o
pérdida de los componentes.
4.2.4.1. CONSIDERACIONES SOBRE EL ENCOFRADO
Se recomienda que los encofrados sean metálicos tanto para muros y losas de
techo.
Los puntales metálicos del encofrado de la losa de techo, se apoyarán en la losa
de piso del bunker (losa de cimentación), en caso de que se realice sobre el
suelo, se verificará que tenga una compactación optima donde se apoyen los
puntales metálicos, se recomienda la utilización de rieles (metálicos o de
madera) bajo estos elementos.
Todo encofrado deberá ser diseñado apropiadamente para soportar grandes
cargas, poniendo mayor énfasis en las losas de techo.
Los encofrados serán previamente aprobados por la Fiscalización antes de
efectuar los vaciados respectivos.
Como información adicional para el diseño de los encofrados se deberá tomar
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en cuenta que las cargas generadas por la losa del bunker (1.00 m de espesor) es
del orden de 2400 kg/m², en el caso del área de blindaje principal (1.30 m de
espesor) esta carga es de 3120 kg/m². Cargas a las cuales se deberá incrementar
las correspondientes a los encofrados metálicos que son del orden de 55 kg/m² y
las generadas en el proceso de fundición de la losa, se recomienda considerar
por lo menos 150 kg/m².
Se deberá tomar en cuenta que los puntales que se utilicen, deberán ser
completamente aplomados y con carga vertical centrada, dada la magnitud de
carga que deben transmitir, no se utilizarán puntales superpuestos, ni tampoco
apoyados en elementos adicionales que sirvan para incrementar su altura. Los
puntales deberán cubrir toda la longitud entre la losa de piso (apoyo) y la cara
inferior del encofrado de losa de cubierta. Como medida adicional se
recomienda el arriostramiento lateral entre puntales de manera que disminuya la
longitud efectiva de pandeo de los mismos.
En el mercado existen diferentes marcas de encofrados metálicos, a manera de
ejemplo, la marca ULMA (o similares) provee los denominados “Puntal Fuerte”, los
que para las características del bunker del centro de radioterapia, tomando en
cuenta lo recomendado en su catálogo tienen las siguientes características:
ALTURA (m) CARGAS DE COEFICIENTE
DE CARGA DE OBSERVACIONES
GAMA (m) AGOTAMIENTO
(kg) SEGURIDAD USO (kg)
4.00 2,700.00 2.00 1,350.00 Altura de entrepiso viga h = 3.98 m
4.40 2,180.00 2.00 1,090.00 Altura de entrepiso losa h = 4.28 m
Para este caso específico las separaciones entre los puntales serían:
UBICACIÓN CARGA DE CARGA SOBRE ÁREA (m²) ESPACIAMIENTO
USO (kg) PUNTAL (kg/m²) SOPORTADA ENTRE PUNTALES (m)
Losa (esp = 1.00 m) 1,090.00 2,605.00 0.42 0.65
Viga (esp = 1.30 m) 1,350.00 3,325.00 0.41 0.64
Para este caso específico, las cerchas de apoyo del encofrado deberán ser colocadas
cada 65 cm y a su vez estas se soportarán sobre “puntales metálicos fuertes” cada 65 cm
en toda su longitud. Necesariamente deberán ser evaluadas las cerchas y placas de
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apoyo para verificar que soportan las cargas indicadas.
En todo caso, en obra el Contratista bajo la aprobación de Fiscalización, dispondrá el
encofrado que garantice la seguridad de la obra.
4.2.4.2. HORMIGONADO
El Contratista deber proveer aquellos equipos y métodos que reduzcan la
segregación de los áridos gruesos del hormigón a un mínimo. El equipo deber ser
capaz de manipular y colocar con facilidad un hormigón con el asentamiento
mínimo compatible con la buena calidad y mano de obra disponible.
En cada vaciado se hará la prueba respectiva de la densidad del concreto,
dicho valor no deberá ser nunca menor a 2300 kg/.
No emplear juntas frías verticales, solo horizontales, las mismas que serán
dentadas.
El Contratista, es el responsable de decidir en obra la mejor técnica a emplear y
el método de ejecución de los trabajos, para el desarrollo del proyecto,
cumpliendo en todo momento con las Normas de Seguridad.
Todo hormigón deberá ser compactado hasta la máxima densidad posible con
equipos vibratorios mecánicos de alta frecuencia, suplementado por apisonado
y compactación manual donde fuera necesario.
No se retiraran los encofrados ni moldes sin aprobación de la Fiscalización de la
Obra y todos los desencofrados se ejecutaran en forma tal que no produzcan
daños al hormigón.
Se deberá esperar para empezar el desarme de los moldes a que el hormigón
haya fraguado completamente y pueda resistir su propio peso y el de la carga a
que estar sometido1.
1 Recomendaciones basadas en el documento LICITACION PUBLICA Nº:01/08 del Gobierno de la Provincia de
Santa Fe, Colombia
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5. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS.
Las recomendaciones que a continuación se exponen están basadas en las
normas vigentes del Código Ecuatoriano de la Construcción, así como en
diversos reglamentos de uso común, adaptándolas a las condiciones particulares
de la obra diseñada.
CEMENTO
El cemento a usarse en la elaboración de todos los hormigones para esta obra
será el Portland Tipo I (norma INEN 152). En caso de usarse cemento de otras
características de fraguado, deberán tomarse las precauciones del caso (como
por ejemplo el Portland Tipo I-E que tiene un fraguado más lento).
AGREGADOS
Los agregados para hormigón deben cumplir con las "Especificaciones de
Agregados para Hormigón" INEN CO 02.03-401 o con las "Especificaciones de
Agregados Ligeros para Hormigón Estructural" (ASTM C330), excepto los
agregados que, aunque no cumplan con algunas de estas especificaciones,
hayan demostrado por pruebas especiales, o por el servicio real, que producen
un hormigón de resistencia y durabilidad adecuadas y pueden utilizarse cuando
lo permitan el Inspector autorizado de Construcciones (CEC 3.3).
El tamaño nominal máximo del agregado no excederá de un quinto de la menor
separación entre los lados del encofrado, de un tercio de la altura de las losas,
de tres cuartos del espaciamiento mínimo libre entre varillas individuales de
refuerzo. Estas limitaciones se pueden omitir si, a juicio del Ingeniero la
trabajabilidad y los métodos de compactación son tales que el hormigón se
puede colocar sin la formación de vacíos o estructuras en forma de panal (CEC
3.3.2).
ELEMENTO DE LA
TAMAÑO MAXIMO
DEL
ESTRUCTURA AGREGADO GRUESO
(mm)
Plintos 50
Columnas 40
Vigas 40
Losas 30
Gradas 25
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AGUA
El agua empleada en la mezcla de hormigón deberá ser limpia y estará libre de
cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materiales orgánicos, u
otras sustancias que puedan ser nocivas al hormigón o al acero. De preferencia
se usará agua potable.
ACERO DE REFUERZO
El acero de refuerzo a emplearse en el hormigón armado debe ser varillas con
resaltes, con una resistencia de 4200 Kg/cm2 a la fluencia.
Las varillas de refuerzo antes de colocarse en obra deberán ser limpiadas de
aceites, óxidos u otras sustancias ajenas que puedan impedir la adecuada
adherencia con el hormigón.
ADITIVOS
Los aditivos que deben emplearse en el hormigón, estarán sujetos a la
aprobación previa del Ingeniero responsable de la obra. debe demostrarse que
el aditivo es capaz de mantener esencialmente la misma composición y
rendimiento del hormigón en toda la obra donde se use el producto en las
proporciones establecidas de acuerdo con las especificaciones establecidas en
la sección 4.2. del CEC.
ENCOFRADOS
El encofrado será una estructura que cumpla con la forma, líneas y dimensiones
de los elementos según se requiera en los planos y demás especificaciones y será
sustancial y suficientemente impermeable para prevenir la filtración del mortero.
Estará adecuadamente apuntalado o unido y sujeto de tal manera que conserve
su forma y su posición. Los encofrados y sus apoyos deben diseñarse de tal
manera que la estructura previamente colocada, no sea dañada.
Previo a la colocación del hormigón deberá revisarse completamente los
encofrados para verificar que estén libres de sustancias o elementos extraños.
El desencofrado deberá hacerse de tal forma que se logre una completa
seguridad de la estructura. Cuando toda la estructura esté adecuadamente
soportada en puntales, el encofrado vertical de las losas, vigas y viguetas, y otros
similares pueden quitarse después de 24 horas siempre y cuando el hormigón sea
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suficientemente resistente para que no reciba daño. En general deberá
desencofrarse de acuerdo a la siguiente tabla:
TIPO DE CONSTRUCCION TIEMPO
DÍAS
Encofrado inferior de vigas 21
Encofrado lateral de vigas 1
Losas de entrepiso 21
Losas de cubierta 21
Columnas 3
* El tiempo dado es para cemento Portland Tipo I
* Si los moldes han de servir para proteger el curado éstos deberán
dejarse en posición durante todo el período requerido de cura.
* Estos tiempos pueden variarse si se determina mediante los
respectivos ensayos que el hormigón ha alcanzado por lo menos el
90% de su resistencia final.
MEZCLADO DEL HORMIGON
Todo el hormigón deberá mezclarse hasta que se logre una distribución uniforme
de los materiales debiendo descargarse lo más completamente posible antes de
que se vuelva a cargar el mezclador. No se requiere enjuagues entre cargas de
la concretera y puede permitirse la presencia de pequeñas cantidades residuales
del hormigón, siempre que no formen bloques. La concretera deberá hacerse
girar a la velocidad recomendada por el fabricante del equipo y la mezcla
deberá continuarse por lo menos durante 90 segundos después de que todos los
materiales estén dentro del tambor, a menos que se demuestre que un tiempo
menor es satisfactorio según los criterios de las "Especificaciones para hormigón
premezclado" (ASTM C 94) para plantas premezcladoras.
TRANSPORTE DEL HORMIGON
El hormigón deberá transportarse del mezclador al sitio final de utilización
empleando métodos que prevengan la segregación o pérdida de materiales.
El equipo de transporte deberá ser capaz de proporcionar el abastecimiento de
hormigón al sitio de colocación sin segregación y sin interrupciones que den lugar
a la pérdidas de plasticidad entre vertidas sucesivas.
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COLOCACION EN OBRA
El hormigón deberá depositarse, de ser posible, en su ubicación final para evitar
la segregación debido a la manipulación. El vertido deberá efectuarse a tal
velocidad que el hormigón conserve su plasticidad en todo momento y fluya
fácilmente entre los espacios que existen entre varillas. El hormigón que haya
endurecido parcialmente o que se encuentre contaminado con materiales
extraños no deberá utilizarse en la estructura, ni tampoco el hormigón que haya
sido remezclado después del fraguado inicial.
Todo hormigón deberá compactarse cuidadosamente por los medios
adecuados durante el proceso de colocación y trabajarse enteramente
alrededor del refuerzo y de las instalaciones embebidas, tanto como dentro de
las esquinas de los encofrados.
Cuando las condiciones hagan difícil la compactación, o en lugares donde esté
muy concentrado el refuerzo, se depositará primero en los encofrados una capa
de mortero de por lo menos 2.5 cm que tenga la misma proporción de cemento,
arena y agua que la usada para el hormigón, o se empleará un hormigón cuyo
agregado grueso pase fácilmente por los espacios entre las varillas de refuerzo.
Deberá tenerse especial cuidado en que la altura de caída del hormigón en los
encofrados no sea mayor a 90 cm a menos que se proporcione tuberías
verticales o conductos adecuados para evitar segregación de materiales.
CONSISTENCIA DEL HORMIGON
Ni las mezclas secas que se desmoronan ni las líquidas son consideradas como
mezclas plásticas. Una mezcla seca pero plástica sería manejable en elementos
de gran sección y abiertos pero no en secciones delgadas y con acero de
refuerzo de un estrecho intervalo de separación. La prueba de asentamiento en
el cono de Abrahams se usará como una medida de consistencia para obtener
un hormigón de las características señaladas en la siguiente tabla:
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TIPO DE CONSTRUCCION ASENTAMIENTO (cm)
MAXIMO MINIMO
Muros, cimientos y plintos 8.5 5.0
Losas, vigas y graderíos 10.0 7.5
Columnas 10.0 7.5
* Estos asentamientos son aplicables cuando el hormigón va a ser
compactado con vibradores de alta frecuencia.
VIBRADO DEL HORMIGON
En obra deberá disponerse de un número suficiente de aparatos para vibrar en el
tiempo más corto posible el hormigón. La profundidad de colocación del
vibrador y la distancia entre los vibradores deben ser tales que se pueda apreciar
la eficiencia del vibrado. El vibrador nunca debe ser colocado dos veces en un
mismo lugar. La duración más conveniente del vibrado es de 10 a 30 segundos,
según la frecuencia del vibrador y densidad del hormigón. Haciendo funcionar el
aparto un tiempo excesivo o la mala aplicación del mismo perjudica y hecha a
perder el material. De ahí que el funcionamiento del aparato debe confiarse
solamente a personas muy prácticas y experimentadas en este trabajo y la
aplicación del vibrador debe hacerse inmediatamente luego de ser colocado el
hormigón antes de que se inicie su fraguado.
Para evitar segregaciones de material o separación entre los agregados gruesos
y el mortero no deberá usarse vibrador en hormigones demasiado fluidos. Para
ello deberán elaborarse hormigones de la consistencia adecuada, de acuerdo a
la tabla anteriormente señalada.
CURADO
El hormigón deberá mantenerse a una temperatura no menor de +10 C y en una
condición húmeda durante al menos los primeros 7 días después de vertido. Es
indispensable mantener la humedad de las superficies de hormigón de manera
permanente; es decir, no permitir el típico cambio húmedo - seco - húmedo.
La forma de realizar el curado queda a criterio del Director de la Obra, el cual
puede ser mediante un rociado permanente, cubriendo la superficie del
hormigón con aserrín, sacos de yute, lámina plástica, etc.
EVALUACION Y ACEPTACION DEL HORMIGON
Las muestras para los ensayos de resistencia de cada clase de hormigón deberán
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tomarse no menos de una vez por día. Las muestras para los ensayos de
resistencia deberán tomarse de acuerdo con el "Método de Muestreo de
Hormigón fresco" (ASTM C 172). Los cilindros para los ensayos de aceptación
deberán moldearse y curarse en Laboratorio de acuerdo con el "Método de
fabricación y curado en obra de probetas de hormigón para los ensayos de
compresión y flexión" (ASTM C 31) y probarse de acuerdo con el "Método de
ensayo para determinación de la resistencia a la compresión de probetas
cilíndricas de hormigón" (ASTM C 39). Cada resultado de ensayo de resistencia
deberá ser el promedio de dos cilindros de la misma muestra probados a los 28
días o a una edad menor específica.
JUNTAS DE CONSTRUCCION
Es recomendable hormigonar todos los tramos de losas, vigas y losas en un solo
intervalo. Por lo tanto deberán tomarse disposiciones de personal y material de
tal forma que cuando se comience a hormigonar una estructura determinada no
se interrumpa el trabajo hasta la completa terminación de la misma.
Las secciones de vigas y losas serán llenadas en una sola operación, es decir sin
interrupción desde el fondo hasta la parte superior o línea de piso. Las juntas de
interrupción del hormigonado se reducirán siempre al número mínimo
indispensable y se las dispondrá en los lugares más convenientes, para que no
afecten la robustez de la estructura.
Cuando se vaya a dejar una junta, la superficie del hormigón debe limpiarse
completamente y remover toda la lechada y el agua que permanezca encima
de ella. La superficie final donde se suspenda un hormigonado deberá quedar
en forma de plano inclinado (aproximadamente 45°) para el caso de vigas y
losas; y, para el caso de columnas en forma de plano horizontal. La superficie
final de la junta no deberá dejarse jamás alisada.
Para continuar el hormigonado de un elemento que haya sido suspendido y el
hormigón haya endurecido completamente, deberá usarse un tratamiento
especial con aditivos epóxicos tal como el SIKADUR 32 PRIMER (de la casa SIKA) ó
el BOND-1 (de la casa ADITEC). La forma de tratamiento de las juntas deberán
tomarse de acuerdo a las recomendaciones de las respectivas casas.
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6. RESULTADOS DEL ANALISIS Y DISEÑO.
En forma de anexo se adjunta a la siguiente memoria algunos de los
resultados obtenidos tanto en lo que se refiere a la determinación de cargas,
análisis y diseño de las secciones.
Ing. Julio Ordóñez Vivanco
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ANEXO A1:
PRESUPUESTO ESTIMATIVO DE LA ESTRUCTURA DEL CENTRO DE RADIOTERAPIA
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ANEXO A2:
RESULTADOS DE ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL