PORCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS II

PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS II

DEDICATORIA: 1. Con mucho cario para nuestros padres y profesores quienes nos apoyan desinteresadamente en nuestra superacin como estudiantes y futuros profesionales al servicio de la sociedad peruana.1. A todas las personas que an mantienen vivas sus metas de salir adelante y progresar.

DEDICATORIA: 1. Con mucho cario para nuestros padres y profesores quienes nos apoyan desinteresadamente en nuestra superacin como estudiantes y futuros profesionales al servicio de la sociedad peruana.1. A todas las personas que aun mantienen vivas sus metas de salir adelante y progresar en un pas con pocas posibilidades de conseguir trabajo.

INTRODUCCIN

La Vigueta Pretensada es un elemento estructural de concreto pre esforzado utilizado generalmente en sistemas de pisos prefabricados de concreto en edificaciones.El sistema de vigueta y bovedilla se compone de tres partes principales: Componente portantes (viguetas), componentes aligerantes (bovedillas) y un firme de concreto armado que tiene como principal dar integridad al sistema de piso.Tericamente el sistema de vigueta y bovedilla trabaja en una sola direccin, aunque una vez colado el firme de concreto armado la carga se reparte en una pequea porcin a los extremos panel de losa paralelos al eje longitudinal de las viguetas.

1. MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1. GENERALIDADES VIGUETAS El sistema constructivo de vigueta y bovedilla est constituido por dos elementos prefabricados, la vigueta y la bovedilla junto con la malla electro soldada y con un recubrimiento de concreto. LA VIGUETA: Es una pieza prefabricada longitudinal resistente, que es ocupada para soportar cargas en forjados de las cubiertas, pueden ser dos tipos armadas o pretensadas. Vigueta armada: Est integrada por hilos de hierro y se utiliza en forjados planos. Vigueta pretensada: Forma parte de la composicin del hierro, este tipo de vigueta se pretensa y una vez seco y fraguado se corta y se consigue una mayor resistencia en la cual hay dos tipos de esta vigueta.

BOVEDILLA: Es la pieza que esta de echa de hormign, cermica, barro u otro material, la produccin de las bovedillas estn seriadas mediante boqueras, utilizndose materiales y dosificaciones controladas que garantiza calidad y uniformidad al producto. Bovedilla ciega: Se utiliza como una pieza de terminacin. Bovedilla aligerad: Es una pieza de hormign a la que se le ha aadido en su composicin arlita, para que sin modificar sus propiedades, se consiga ms ligereza en la misma.

MALLA ELECTRO SOLDADA MALLA ELECTRO SOLDADA: La malla soldada es el refuerzo que requiere la capa de compresin para resistir los esfuerzos de flexin. Sirve tambin para evitar agrietamientos por los cambios volumtricos debidos a las variaciones de temperatura. CAPA DE COMPRESIN: Es una capa de concreto que es el recubrimiento despus de haber colocado las viguetas y bovedillas. Esta acta como la losa la cual tiene un F.C mnimo de 200 kg / cm2.

1.2. ANTECEDENTESEl sistema constructivo de prefabricado de vigueta y bovedilla fue introducido a Mxico en la dcada de 1970 (hace no ms de 20 aos), este sistema revoluciono los mtodos de construccin durante el proceso de creacin de las cubiertas, la cual da una mayor rapidez y ahorra hasta un 40% de su colocacin hasta su trmino.

1.3. MATERIALESDos materiales forman una vigueta, el concreto y el acero de presfuerzo. El concreto de una vigueta pretensada, debe tener una resistencia no menor, fc=350 kg / cm2. El acero utilizado para la aplicacin del presfuerzo tiene una resistencia promedio a la fluencia de Fy = 17,000 kg/cm2.

1.4. CARACTERSTICAS El sistema de piso denominado Vigueta y Bovedilla est formado por elementos pretensados portantes (vigueta pretensada), bovedilla de cemento-arena y una losa de compresin hecha de concreto de fc= 200 kg/cm2, con espesor mnimo de 4 cm. La losa generalmente est armada con una malla electro soldada 6x6-10/10 y rodeada perimetralmente con una cadena o trabe armada con 4 varillas y estribos en la que la vigueta penetra por lo menos 5 cm.1.5. VIGUETAS Y BOVEDILLAS SEGN SU DISEO Y PROPORCIONES

1.6. PROCESOS DE FABRICACIN PARA LA VIGUETA PRETENSADA

Paso 1. Preparacin del moldeLa preparacin del molde consiste en limpiarlo y evitar que tenga polvo o basura antes de la aplicacin del desmoldante.Para la preparacin del desmoldante, se disuelven 3 kg de grasa automotriz en 19 litros de diesel y se aplica directo al molde con estopa, trapeador o aspersor.

Paso 2. Corte del alambreCon ayuda de unas cizallas se corta el alambre de presfuerzo a la longitud deseada, la cual es el largo de las mesas, ms las puntas suficientes (1m) en cada extremo para anclarlo y tensarlo.

Paso 3. Colocacin del alambre y separadoresSe tiende el alambre junto a las mesas de los moldes. Los alambres pasan a travs de los agujeros de los separadores para ser colocados en cada lnea de los moldes.

Los separadores son distribuidos en pares a lo largo de la mesa, y la distancia entre cada par, lo define la longitud de cada vigueta a producir. Entre cada par de separadores, se coloca una tapa entre los separadores para evitar la entrada de concreto.

Paso 4. Anclaje del alambreLos alambres se hacen pasar por los agujeros de la placa de anclaje y se aseguran con los barriletes y cuas. Se funcin es fijar el alambre para poder ser tensado sin que se corra el alambre.

Paso 5. Tensado del alambreLos alambres son tensados con el equipo hidrulico (gato y bomba), y ste puede ser manual o elctrico. Cada alambre se tensa a la misma presin y definido previamente por el diseo de la viga.Un valor muy comn es tensarlo al 70% de la carga de ruptura del alambre, equivalente a 2,300 kg fuerza de tensin en un alambre de 5 mm y 900 kg fuerza en un alambre de 3 mm.

Paso 6. Fabricacin del concretoEl concreto se puede elaborar en la planta o se puede adquirir con un concretero calificado de la localidad.Para la vigueta pretensada, se requiere un concreto con resistencia de fc de 350 kg/cm2 mayor.El revenimiento adecuado para el colado de las viguetas es de 18 cm y el tamao mximo del agregado de 3/8.El tipo de cemento recomendado es el cemento portland compuesto clase 40 (CPC 40).Debido a las fuerzas generadas por el acero de presfuerzo, la resistencia es requisito indispensable para un adecuado comportamiento del elemento. La resistencia del concreto puede variar en funcin de la calidad y tipo de agregados de cada regin, por lo que es necesario recurrir a un laboratorio para verificar la correcta dosificacin y poder dar la resistencia requerida.

Paso 7. Vaciado del concretoUna vez elaborado el concreto, ste se distribuye en carretilllas a lo largo de la mesa y se vaca con la ayuda de una pala.

Paso 8. Vibrado del concreto, acabado y colocacin de ganchosEl vibrado tiene un papel fundamental en la resistencia final del concreto, es el proceso por medio del cual se logra un mayor contacto entre los granos de la mezcla, para eliminar en lo posible, el aire atrapado dentro de sta. El procedimiento adecuado de aplicacin es sumergir verticalmente el vibrador en la masa de concreto y retirarlo lentamente en el momento en que la mezcla produce un flujo de agua y cemento hacia la superficie.El tamao de la cabeza del vibrador debe ser lo suficientemente pequea para poder sumergirse hasta el fondo del molde, es decir que la separacin entre los alambres permitan libertad de movimiento al vibrador.

Una vez vibrado, se procede a definir el acabado con una regla y eliminar sobrantes de concreto.

Se colocan 2 ganchos de alambre galvanizado ubicados a los tercios de la longitud de la vigueta.Estos ganchos nos ayudarn a desmoldar las viguetas.

Paso 9. Destensado del alambre y cortesCuando el concreto adquiere el 80% de la resistencia de diseo fc, se procede a la liberacin del presfuerzo. Primero se realiza una pre-transferencia al aflojar los alambres del extremo mvil de la pista. Posteriormente se cortan los alambres que se encuentran entre los separadores (comenzando del centro de la mesa hacia los extremos).

Paso 10. Descimbrado de la viguetaUna vez cortados los alambres, con una barra de acero se genera un brazo de palanca para desmoldar la vigueta a travs de los ganchos que fueron colocados en el proceso previo. El peso por metro lineal de la vigueta es de 19 kg aproximadamente.

Paso 11. Acarreo y almacenajeFinalmente, las viguetas son llevadas al patio de almacn para ser estivadas en paquetes de vigueta de la misma longitud. 1.7. RECOMENDACIONES DE MANIPULACIN, ALMACENAMIENTO E IZADOSe recomienda que la manipulacin y movimiento de cada vigueta durante el transporte y colocacin en obra sea realizada al menos por dos personas, cargando y manipulando la vigueta de sus extremos. La figura 25 muestra un dispositivo simple recomendado para izar viguetas. Figura 1.6.1. Dispositivo para izar las viguetas

Figura 1.6.2 Dispositivo para izar las viguetas

Tanto en planta de produccin como en obra las viguetas deben ser estibadas correctamente. Se remienda que estas sean colocadas sobre un suelo firme y que estn dispuestas de tal forma se formen varias camas de viguetas separadas por polines de madera, los cuales es sumamente importantes que se ubiquen alineados, como se observa en la figura 1.6.2Durante el proceso de transporte y colocacin en obra, se debe tener cuidado al izar la viguetas previo a su instalacin final. Se recomienda que las viguetas sean izadas de tal forma que se observa en la figura 1.6.3 evitado as tomarlas del centro del claro para evitar daos a la misma.

Figura 1.6.3 Izado de componentes portantes

1.8. QU ES UN SISTEMA DE PISO O CUBIERTA DE TECHO A BASE DE VIGUETA Y BOVEDILLA?Un sistema de piso a base de vigueta y bovedilla est formado por tres componentes principales:a. Componente portante (Vigueta)b. Componente aligerante (Bovedilla)c. Firme de Concreto armado

Figura 8.1 Componentes del sistema de vigueta y bovedillaTambin, componen el sistema otros elementos no menos importantes como ser: el refuerzo por cambios volumtricos y refuerzo por momento negativo.

Figura 8.2 Sistema de vigueta y bovedilla

Los componentes portantes (viguetas) son elementos muy resistentes que durante la etapa de colado resisten en seccin simple todas las cargas impuestas. Una vez que el concreto del firme ha fraguado la vigueta trabaja en conjunto con este dndole al sistema una capacidad de carga considerable.Una caracterstica de este sistema es el aligeramiento que se da mediante el uso de bovedillas. Las bovedillas ms utilizadas son las de poliestireno y cemento-arena. El aligerar el sistema de piso tiene un gran impacto sobre la estructura dado que con esto se reducen las cargas sobre las trabes columnas y cimentacin, lo que conlleva a secciones de menor tamao, asimismo, las cargas sobre el suelo se reducen considerablemente. Por otra parte, desde el punto de vista ssmico el aligeramiento del sistema de piso resulta en la reduccin de las masas inerciales reduciendo de esta forma las solicitaciones ssmicas sobre la estructura.El firme de concreto debe ir reforzado por mallas u otro tipo de refuerzo que ayude a controlar el agrietamiento por fraguado en el concreto. Tambin, es muy comn el uso de refuerzo por momento negativo o bastones en los bordes de la losa. Estos bastones evitan el agrietamiento por flexin en los extremos los bordes de la losa y ayuda a mejorar la continuidad del sistema.El firme tiene como principales funciones dar integridad y continuidad al sistema de piso, resistir las cargas verticales y trasmitirlas adecuadamente a los elementos perimetrales portantes. De la misma forma debe ser capaz de funcionar como diafragma rgido de piso, trasmitiendo adecuadamente a los elementos verticales resistentes las carga laterales (ssmicas y viento) que se presente en la vida de la edificacin.

1.9. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

1.9.1. Almacenamiento en obra.Las viguetas debern ser apiladas en su posicin natural y separando las hileras con barrotes de madera colocados en los extremos, para que el peso y el apoyo de las hileras de arriba no lastimen las viguetas de abajo.

1.9.2. Nivelacin de Muros.

1.9.3. Montaje de viguetas.Las viguetas se trasladan manualmente. Una vigueta promedio para vivienda de 3.5 m de largo pesa 50 kg, equivalente a 1 bulto de cemento.

a) Antes de montar las viguetas en su posicin natural como losa, stas se recargan sobre una de las paredes laterales de carga, para posteriormente ser levantadas por el otro extremo y se coloca sobre los muros, para facilitar el montaje.

b) Una vez montadas las viguetas, se acomodan de acuerdo a las separaciones definidas por el plano.

c) La vigueta deber estar apoyada al centro del muro.

1.9.4. Apuntalamiento.

a) En algunos casos, y dependiendo del diseo de la losa y los claros, se puede proponer la vigueta autoportante, es decir, CERO CIMBRA.b) Normalmente claros mayores a los 3 3.5 metros, se recomienda colocar 1 puntal al centro, para estabilizar el sistema de vigueta y bovedilla al momento del colado.

VIGUETA PRETENSADA Y BOVEDILLA VS CIMBRA TRADICIONALLa cimbra tradicional requiere de ms madera, y ms tiempo para cimbrar y descimbrar.

1.9.5. Colocacin de bovedillas.

1.9.6. Instalaciones hidrulicas y elctricas.En el caso de las cajas elctricas, se quita una bovedilla y se coloca un tapn de madera.Para las instalaciones sanitarias, se hace un corte a la bovedilla y se pasan los tubos de PVC.

1.9.7. Colocacin del acero por temperatura.La malla electro soldada 66-1010 se corta al tamao de la losa, y se amarra con alambre recocido.

1.9.8. Colado de la capa de compresin.

La capa de compresin ser de 3 a 5 cm de espesor, en funcin del diseo de la losa, y su resistencia mnima es de fc 200 kg/cm2.Por seguridad, es muy importante trabajar sobre tablones y pisar sobre las viguetas, no sobre las bovedillas.Es importante saturar con agua las bovedillas previo al colado.

1.10. TIPOS DE UNION Y ANCLAJE

1.11. USOS Y APLICACIONESLas viguetas pretensadas estn diseadas para generar una perfecta adherencia con el hormign de la losa. Son utilizadas en todo tipo de losas como elementos resistentes, reduciendo significativamente los pesos estructurales y facilitando el colocado de las losas, reduce de manera importante los tiempos de ejecucin de obra y baja los costos de mano de obra significativamente. Losas de entrepiso. Losas de cubierta. Embovedados de cerramiento. Pasos peatonales. Edificios de estacionamiento. Edificaciones de gran altura. Edificaciones desde 2 plantas

1.12. VENTAJAS:

Las viguetas se producen en diferentes tamaos (seccin geomtrica) y diferentes armados, as mismo las bovedillas tienen diferentes secciones tanto en longitud, ancho y peralte. En la realidad se ha aplicado en casi todo tipo de losas y entrepisos. Debido a su bajo peso, estos elementos permiten que se efecte su montaje. Bajo costo comparado con el sistema tradicional (losa colada en sitio). No requiere cimbra de contacto. Reduce tiempos en construccin. (Ahorro de dinero). Al ser pretensadas las viguetas por su sistema de produccin, es un material probado ya que la condicin ms crtica es cuando se transfiere la carga de pre esfuerzo al concreto. La forma ensanchada de la cabeza asegura un mejor ajuste y fijacin con el hormign de la carpeta de compresin, produciendo un efecto de cua vertical, consolidando la rigidez y estabilidad de todo el elemento. El acero de alta resistencia utilizando como armadura de la vigueta, proporciona a la losa una resistencia superior a tres veces respecto al acero usado en hormign armado In Situ, garantizando mayor durabilidad en la losa. Luces de mayor longitud sin apoyos intermedios. Menor vibracin en losas terminadas. Mayor rigidez en la losa. Ahorro del 60% en Mano de Obra del costo total de la losa. Se minimiza el trabajo del carpintero y el fierrero. Reduccin del 20% del volumen de concreto respecto a losas tradicionales. Elimina el uso de encofrado. Se reduce el consumo de concreto por m2 entre un 10 y 25%. Se reduce el peso de la losa entre un 4 y 9%. Dada la separacin entre puntales, se tiene un rea ms limpia y aprovechable. Mejora considerablemente los rendimientos obtenidos en obra. Reduce la cantidad de fierro a usar en obra (se elimina la colocacin del acero corrido Puede eliminarse vigas de costura cuando las luces son menores a los 6.00 m, debido a que los desplazamientos relativos entre viguetas pretensadas son insignificantes.

1.13. DESVENTAJAS:

Los factores importantes que se pueden observar durante el proceso constructivo de la losa de vigueta y bovedilla son referidos primero a la cantidad de desperdicios que se generan. Producto de la mezcla de concreto que no se utiliza; la cantidad de bovedillas destrozadas. Los pedazos de puntales cortados; los pedazos de viguetas destrozados o cortados para ajustar las medidas de los claros.

1.14. COMPARACION DE COSTO DE PARTIDAS DE UNA LOSA ALIGERADA CONVENCIONAL VS SISTEMA DE VIGUETAS PRETENSADAS POR M2CONVENCIONALLosa de 20 cmCantidad (por M2) Costo Unit.Sub Total

Concreto fc = 210 kg/cm20.09266.7724.01

Encofrado - Desencofrado1.0024.0724.07

Fierro habilitado y colocado5.132.1210.88

Ladrillo 15 x 30 x 309.001.1510.34

Total/M2S/. 69.31

PRETENSADO

Losa de 20 cmCantidad (por M2)Costo UnitV 101V 102V 103V 104

Concreto fc = 210 kg/cm20.07266.7718.6718.6718.6718.67

Encofrado y Desencofrado1.003.623.623.623.623.62

Fierro habilitado y colocado2.272.124.824.824.824.82

Colocacin de viguetas y ladrillo1.002.582.582.582.582.58

Sistema viguetas y ladrillos1.0025.1327.2328.6329.33

Total/M2S/. 54.83S/. 56.93S/. 58.33 S/.59.03

%VARIACION /M220.89%17.86%15.84%14.83%

Precio Viguetas y Bovedillas

C. SOLES C.DOLARES

Vigueta 101S/. 8.75$2.50

Vigueta 102S/. 9.80$2.80

Vigueta 103S/. 10.50$3.00

Vigueta 104S/. 10.85$3.10

Bovedilla 12 cmS/. 0.83 $0.24

Bovedilla 15 cm S/. 0.94$0.27

Bovedilla 20 cm. S/. 1.30$0.37

1.15. CONCEPTOS BSICOS DE ANLISIS Y DISEODurante su construccin y condicin de servicio el sistema es sometido a dos estados diferentes de carga. El primero es cuando se cuela el firme de concreto y se le conoce como etapa de transicin y el segundo es cuando el firme de concreto ha endurecido y funciona en seccin compuesta con la vigueta y son aplicadas las cargas de servicio, esta etapa se conoce como condicin de servicio.

1.15.1. Etapa de carga en transicinEn esta condicin de carga sobre la vigueta se cuela el firme de concreto. La vigueta trabaja en seccin simple en vista que el concreto colado no aporta ninguna resistencia en vista que no ha endurecido.En esta etapa uno de los factores de gran importancia es la longitud de autoportancia que es la distancia a la cual deben colocarse los puntales. Generalmente la longitud de autoportancia de cada tipo de vigueta debe ser proporcionada por el proveedor certificado y puede variar dependiendo de la resistencia de la vigueta en seccin simple.

Figura 1.15.1 Grafica de autoportancia para la vigueta mostradaLa figura 1.15.1 muestra un ejemplo de la grfica de autoportancia para un determinado tipo de vigueta.Dependiendo de las cargas de colado (peso de concreto del firme, refuerzos, carga viva de colado etc.), existe una longitud de autoportancia determinada para cada elemento.1.15.2. Condicin de servicioEn esta etapa, el concreto del firme de concreto y de la cua que se forma entre la bovedilla y la vigueta ya ha endurecido, por lo cual la capacidad resistente de la seccin se ve considerablemente aumentada. Para fines de clculo se desprecia cualquier aportacin en rigidez y resistencia de las bovedillas sean estas de cemento arena o de poliestireno, tomndose en cuenta nicamente una seccin T formada por la vigueta y el concreto del firme circundante como se observa en la figura 1.15.2.En esta etapa de carga se aplican las cargas mximas en condiciones de servicio. En esta condicin se esperan deflexiones en las viguetas, no as, agrietamientos por flexin o de otro tipo. Deben ser consideradas las deformaciones a largo plazo por flujo plstico, relajacin del acero y todas aquellas deformaciones a largo plazo.De la misma forma que se mostr con la autoportancia, cada sistema tiene un rango de capacidad que depende del tipo de vigueta utilizada, peralte del sistema, claros, cargas etc.

Figura 1.15.2 Seccin resistente

La resistencia del sistema puede ser mostrada a travs de graficas o tablas tal como se muestra en la figura 1.15.3. Cada proveedor tiene sus propias tablas y curvas de capacidad de los sistemas que produce, el usuario tiene la libertad de solicitrselas.

Figura 1.15.3 Ejemplo de curvas de capacidad para diferentes tipos de viguetas en un sistema de 20 cm de peralte total

1.16. RECOMENDACIONES PARA SABER EN DONDE PODEMOS APLICAR ESTE SISTEMA CONSTRUCTIVO

VIGUETA Auto resistentes: vigueta que es capaz de resistir por s sola, sin la necesidad de la colaboracin del hormign, la totalidad de los esfuerzos a los que habr de estar sometido el forjado. Semirresistentes: para ejecutar el forjado de ser necesario el apuntalamiento. La diferencia entre si es por la cantidad de acero utilizado y por la excentricidad de las cargas del pretensado adecundose cada una de ellas a los diferentes requerimientos del sistema estructural. Se ha utilizado en edificios de 10 y 15 niveles, puentes peatonales y vehiculares, techumbres de naves industriales, losas para tapar los cajones de cimentacin, estacionamientos y andenes de carga y descarga. Este sistema se usa actualmente en casas y edificios de 1 a 5 niveles, bsicamente en los proyectos de inters social que ejecutan los organismos oficiales y particulares.

1.17. RECOMENDACIONES TECNICAS

Los puntales de los techos inclinados, abovedados y rampas, as como alturas mayores a 2.80m, debern arriostrarse horizontalmente con cruces para absorber esfuerzos horizontales.

Las soleras deben de tocar fondo de vigueta. Se debe asegurar bien los puntales para evitar problemas de asentamiento que afecten el buen estado de la vigueta y por ende de la losa.

Nota: Si en obra existen otras condiciones, se deber acercar las soleras y puntales. Verificar contraflechas no excedan entre 3 y 5 mm por metro lineal de vigueta En caso de utilizar casetones de poliestireno: se deber entablar los empalmes y caminar sobre tablas. Cuando las viguetas se apoyan en placas de concreto:Se recomienda colocar soleras pegadas a las placas para evitar que la losa quede con una superficie irregular provocada por el vaciado irregular de la placa. Soleras de los extremos en placas de 10 cm pueden sacarse a los 03 dias, manteniendo el resto de las soleras y puntales. Al comenzar y terminar con bovedillas, colocar tablas para apoyar las bovedillas de los bordes (al lado de las vigas). Encofrar las vigas costura.

1.18. PROVEDORES EN PER

Viguetas Pretensadas FIRTH, Villa el Salvador Lima Viguetas Pretensadas S.R.L. Avenida El Sol, 1081 Magistrado - Juliaca Puno VIGUETAS PRETENSADAS SAC en Aldea Urbana. HUACHIPA-LIMA JC VIGUETAS PRETENSADAS S.A.C. - AV. AVENIDA VENEZUELA #1050. LIMA / BREA. VIGUETAS PRETENSADAS S.A.C. VIPRET- Av. Circunvalacin Mz. J Lt. 7 Urb. La Capitana, Lurigancho. Lima - Per

1.19. BIBLIOGRAFA

VIGUETAS FIRTH- Elementos De Concreto Pre Fabricados, Universidad Nacional De Ingeniera. VIGUETA Y BOVEDILLA- Sistemas Industrializados, Arq. Zavaleta. SISTEMA DE VIGUETA Y BOVEDILLA, Asociacin Nacional de Industriales de Vigueta pretensada, A.C MANUAL TECNICO VIGUETA PRESTENSADA, De Acero S.A.

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