UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA TEMA: vigas y viguetas prefabricados INTEGRANTES : SÁNCHEZ DEL CASTILLO, Huguier Lee MARTÍNEZ CONTRERAS, José Jhonatan QUINO QUISPE, William Pablo QUICAÑO PRADO, Jenner GARCÍA GUTIÉRREZ, Juan Carlos Ayacucho, julio

2

3 INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia, el hombre siempre ha buscado de una u otra forma el progresar optimizando los materiales como la mano de obra, por lo que han surgido diferentes tipos de procesos constructivos. Por lo cual la prefabricación, desde el pasado, es el resultado de las necesidades socioeconómicas del país. Se puede decir que nacimiento la prefabricación no encontramos en los orígenes de la industrialización, misma surgir en el siglo XVIII, por medio el trabajo mecánico y organizado; lo que dio como resultado una marcha ascendente en la producción que vino a cambiar la vida cotidiana y los conceptos de la construcción.

4 EUGENE FREYSSINET Freyssinet que la arquitectura innovadora usando el concreto reforzado como su material principal. Más un ingeniero que un arquitecto, Freyssinet todavía manejó introducir varios trabajos arquitectónicos de colaboración. Sus proyectos giraron generalmente alrededor de una búsqueda experimental para un lenguaje común. Sus diseños permitieron una expresión libre de materiales y espacios mientras que trabajan dentro de los límites de la tecnología. Considerado el "padre del concreto de pre tensado", Freyssinet muerto en Santo -Martín -Vesubie, Francia en 1962.

5

6 HIPÓTESIS Al utilizar procedimientos con prefabricados en las obras se lograrán economizar, y al mismo tiempo reducir los plazos de ejecución, así como se mejora la calidad requerida.

7 DEFINICIÓN Para poder entender lo que es un prefabricado. Se dará unas definiciones de prefabricados las cuales son: La prefabricación es un sistema que permite realizar, por medio de elementos estandarizados fabricados de antemano, un montaje que se realiza según un plan establecido. Por otra y prefabricados manuales, hechos en la obra e industrializados que se hacen en grandes cantidades en plantas. El prefabricado en construcción es aquel elemento producto en un sitio, colocado y utilizado en otro. Prefabricados aquel elemento hecho o fabricado antes de ser aplicado.

8 De todas estas definiciones se puede tener una propia definición que sería. El prefabricado se puede definir como una pieza previamente manufacturada, obteniendo un elemento que cumple con las especificaciones requeridas del ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE), DEL PCI (PRESTESSED CONCRETE INSTITUTE), y lo prescrito en el reglamento de construcciones servicios urbanos en vigor tanto como en el diseño. El prefabricado es llevado a la obra, utilizando maquinaria para su transportación, colocación y poder ensamblar. Con esto se requiere dar una breve idea de lo que es un prefabricado, considerando todos los aspectos que deben tomarse en cuenta.

9 ALCANCES Se presenta el seguimiento que se dará, primero conociendo las clasificaciones de los prefabricados de concreto (vigas pretensadas y postensadas), procedimiento de fabricación siguiendo un riguroso control de calidad que se tiene para su elaboración y una gran precisión en su geometría. Los elementos su clasificación, los tipos de prefabricados de concreto y sus usos; las ventajas y desventajas que se tiene con este tipo de elementos de la industria de la construcción.

10 CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES En este tema se hablara de la clasificación que se les da a los elementos prefabricados de acuerdo al uso que se le vaya a dar, el cual se define desde su fabricación, teniendo: SIMPLE. REFORZADO. PRETENSADO. POSTENSADO.

11 VIGAS SIMPLE se denomina viga a un elemento estructural lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento.

12 VIGAS REFORZADAS Es el que se le aplica esfuerzos internos, a fin de reducir los esfuerzos potenciales de tensión derivados de las cargas que resulten en dicha viga. La utilización de refuerzos con chapa o pletina, y fibras de carbono favorecen al reforzamiento de las vigas. Tenemos como ejemplo las vigas armadas, vigas apoyadas, unión con brochal o empalmeso vigas multiples.

13 VIGAS PRETENSADAS Es un sistema estructural en el cual se introducen esfuerzos internos de tal magnitud y distribución, que los esfuerzos resultantes de las cargas externas se equilibran hasta grado deseado Gracias a la combinación del concreto y el acero traccionado es posible producir, en un elemento estructural, esfuerzos y deformaciones que contrarresten total o parcialmente a los producidos por las cargas gravitacionales que actúan en el elemento, lográndose así diseños más eficientes

14 HORMIGÓN PRETENSADO El término pretensado se usa para describir el método de pre tensionado en el cual las armaduras activas de la pieza se tesan antes del vertido del hormigón. El hormigón se adhiere al acero en el proceso de fraguado, y cuando éste alcanza la resistencia requerida, se retira la tensión aplicada a los cables y es transferida al hormigón en forma de compresión. Este método produce un buen vínculo entre las armaduras y el hormigón, el cual las protege de la oxidación, y permite la transferencia directa de la tensión por medio de la adherencia del hormigón al acero. La mayoría de los elementos pretensados tienen un tamaño limitado debido a que se requieren fuertes puntos de anclaje exteriores que estarán separados de la pieza a la distancia correspondiente a la que se deberán estirar las armaduras

15 VIGAS POSTENZADAS El pre esfuerzo o postensado se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones que es inducido para mejorar el comportamiento estructural de un elemento. Por medio del preesfuerzo se aumenta la capacidad de carga y se disminuye la sección del elemento se induce fuerzas opuestas a las que produce las cargas del trabajo mediante cables de acero de alta resistencia al ser tensado contra sus anclas. La aplicación de estas fuerzas se realiza después del fraguado utilizando cables de acero enductados para evitar su adherencia con el concreto.

16 AGREGADO POSTENZADO El hormigón potenzado se diferencia del hormigón pretensado, por el retraso de aplicación de la tensión a los tendones en el proceso de ejecución. El postenzado es el método de pre tensionado que consiste en tesar los tendones y anclarlos en los extremos del elemento después de que el concreto ha fraguado y alcanzado su resistencia necesaria. En este sistema, los cables de pre esfuerzo serán colocados con la trayectoria deseada, lo que permite variar la excentricidad dentro del elemento a lo largo del mismo para lograr las flechas y esfuerzos Al hacer las trayectorias del acero de pre esfuerzo curvas, se logra diseñar con mayor eficiencia los elementos hiperestáticos y evitar esfuerzos en los extremos del elemento.

17 PROCESOS DE FABRICACIÓN La fabricación de todos los elementos estructurales de concreto prefabricados, está diseñado de acuerdo con las especificaciones del ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE). La (ACI) Instituto Americano del Concreto, es una organización de Estados Unidos de América que publica normas y recomendaciones técnicas con referencia al concreto reforzado. Código ACI-318 en relación con este tema se presenta: Protección contra la corrosión, proteger contra la corrosión durante su acopio, transporte, construcción y fabricación Resistencia al fuego, requisitos sobre transmisión de calor y dimensiones.

18 PROCESOS DE FABRICACIÓN CONTROL DE CALIDAD En este tema también hay que tomar en cuenta el Control Total de Calidad que es un conjunto de esfuerzos efectivos, de diferentes grupos de una organización del desarrollo, del mantenimiento y de la superación de la calidad de un producto.. La importancia del control de calidad radica principalmente en mejorar sistemas de producción, para que estos tengan un desperdicio mínimo, que a su vez genera que la naturaleza sea explotada con un control mucho más estricto y con volúmenes razonables. Esto es uno de los principios del sistema prefabricado. MATERIALES Es labor del prefabricador que los materiales cumplan con las normas de calidad especificadas, ya que la resistencia de la estructura depende totalmente de la resistencia que tenga los materiales usados para su construcción. En la prefabricación cada proyecto puede tener especificaciones propias, por lo cual se debe tener una supervisión rigurosa por parte del proyectista, para verificar que se esté cumpliendo con las especificaciones propias del proyecto.

19 PROCESOS DE FABRICACIÓN Dosificación para 1 m 2 de concreto f c 350 kg/cm 2, grava ¾. Agua casi cualquier agua natural que esté libre de sabor o de olor marcado resulta satisfactorio como agua de mezclado en la elaboración de concreto. Acero de refuerzo El acero de presfuerzo es de suma importancia para este sistema, el acero de presfuerzo debe cumplir especificaciones muy estrictas (la calidad debe estar certificada por el fabricante por lo que se sugiere que se le hagan pruebas). El acero de presfuerzo debe ser acero de alta resistencia, por que se estira y después se suelta con el objeto de aplicar una fuerza de compresión previa al concreto.

20 PROCESOS DE FABRICACIÓN ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DEL ALAMBRE DE PRESFUERZO Grafilado. Es el proceso mediante el cual, la superficie del alambre pasa por rodillos grafiladores que producen una huella o indentadura. La grafila genera mejor adherencia del acero con el concreto.

21 PROCESOS DE FABRICACIÓN La planta prefabricadora deberá contar con los equipos siguientes 1. Moldes, según líneas de fabricación 2. Dosificadoras de concreto, según la capacidad de la planta 3. Vibradores 4. Montacargas y/o camión distribuidor de concreto 5. Grúas viajeras (pórticos) 6. Grúas de manejo de piezas 7. Gatos de tensado, así como mordazas 8. Planta eléctrica de emergencia 9. Lonas para curado a vapor 10. Soldaduras 11. Flotilla para transporte de elementos prefabricados 12. Grúas para montaje de elementos prefabricados 13. Equipo de laboratorio de Control de Calidad de concreto y materiales

22 PROCESOS DE FABRICACIÓN Las actividades del proceso prefabricado pretensado son las siguientes 1.Limpieza de la mesa de colado y preparación La preparación del molde consiste en limpiarlo y evitar que tenga polvo o basura antes de la aplicación del desmoldarte, las rieles tienen hasta 150m de largo. 2. Tendido del alambre Se tiende el alambre sobre la mesa, luego se pasa por los agujeros separadores.

23 PROCESOS DE FABRICACIÓN 3. Tensado del alambre Los alambres son tensados con el equipo hidráulico (gato y bomba), y éste puede ser manual o eléctrico. Cada alambre se tensa a la misma presión y definido previamente por el diseño de la viga. 4. Colado de la vigueta de concreto Una vez elaborado el concreto, éste se distribuye a lo largo de la mesa y se vacía.

24 PROCESOS DE FABRICACIÓN 5. Curado de la vigueta Se inicia después del fraguado, aproximado 2 horas después de colocado el concreto. El objetivo de curar el concreto es que su resistencia no se vea afectada. 6. Corte de la vigueta Luego de 48 horas se procede a hacer los cortes, de acuerdo a las necesidades del cliente. Cortadora CR900 (precisión ±0.002m).

25 PROCESOS DE FABRICACIÓN 7. Izado con empeine Después de ser cortada se extrae de la mesa para su almacenamiento, por medio de las pinzas de izage (PRESOLA) 8. Almacenado de la viguetas Finalmente, las viguetas son llevadas al patio de almacén para ser estivadas en paquetes de vigueta de la misma longitud

26 Modelos terminados

27 CLASIFICACIÓN DE PREFABRICADOS Los prefabricados se clasifican en: Prefabricados industrializados Prefabricados no industrializados

28 TIPOS En el sistema prefabricados existen diferentes tipos de secciones de elementos, los cuales tienen diferentes funciones. Como es un producción en serie, es un proceso industrial, por lo cual a la fabricación de cada una de las diferentes secciones se puede llamar líneas de fabricación. Los tipos de prefabricados de concreto son muy variados pero solamente se mencionaran alguno de estos que son: Vigas T Vigas TT Muros prefabricados Bardas prefabricadas Trabes TY

29 Trabes TTV VIGUETAS BOVEDILLAS LOSAS TT LOSA ALVEOLARES TRABES AAHSTO SISTEMA BASADO EN VIGUETAS Y BOVEDILLAS La vigueta es un elemento estructural de concreto pres forzado que aunado a la bovedilla componen un sistema que sustituye colado tradicional o losa maciza, con la diferencia que es un sistema más económico, rápido y fácil.

30 BOVEDILLAS Las bovedillas son los elementos aligerantes del sistema y pueden ser de diversos materiales, las hay de cemento-arena, de poliestireno, de barro, etc., las bovedillas se apoyan directamente en las viguetas cubriendo en forma conjunta toda la superficie de la losa. Su función es eliminar la cimbra de contacto y aligerar la losa.

31 USOS DE VIGUETAS PRETENSADAS Y BOVEDILLAS La vigueta pretensada es un producto estructural con el cual se desarrollan: Viviendas de enteres social, media, residencial, corporativos, estacionamientos y proyectos especiales. PROSEDIMIENTO DE CONSTRUCCION CON VIGUETAS PRETENSADAS Almacenamiento en la obra Las viguetas deberán ser apiladas en su posición 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.

32 NIVELACIÓN DE MUROS MONTAJE DE VIGUETAS

33 APUNTALAMIENTO VIGUETA PRETENSADA Y BOVEDILLA VS CIMBRA TRADICIONAL La cimbra tradicional requiere de más madera, y más tiempo para cimbrar y descimbrar

34 COLOCACIÓN DE BOVEDILLAS Se colocan Primero las bovedillas de los extremos para dar la separación adecuada entre viguetas. INSTALACIONES HIDRÁULICAS Y ELÉCTRICAS Después de que las bovedillas han quedado en su lugar, se colocan las mangueras para la instalación eléctrica. Estas se llevan por los muros y por los huecos de las bovedillas. Donde se requiera una salida de cielo se retira esa bovedilla.

35 COLOCACIÓN DEL ACERO POR TEMPERATURA La malla soldada se corta en el piso al tamaño deseado, se sube a la losa en construcción y se amarra con alambre recocido a la varilla superior de las viguetas. COLOCADO DE LOSA DE COMPRESIÓN La losa de compresión será un espesor mínimo de 3cm. Y resistencia mínima de 210kg/cm 2.

36 VENTAJAS Y DESVENTAJAS En este capítulo se tratarán las ventajas y desventajas de los prefabricados. Siendo esto uno de los aspectos más importantes. 5.1 CONCRETO PRETENSADO ventajas Desde la técnica del pretensado elimina grietas del hormigón en todas las etapas de carga, toda la sección de las estructuras de toma parte en la resistencia a la carga externa. En contraste con esto, en el hormigón armado, sólo parte de lo concreto por encima del eje neutro es eficaz. Como el hormigón no se agrieta, la posibilidad de acero a la corrosión y el deterioro de hormigón se reduce al mínimo. Ausencia de grietas resulta en una mayor capacidad de la estructura para soportar la carga de esfuerzos, impactos, vibraciones y golpes. :

37 En vigas de hormigón pretensado, las cargas muertas son prácticamente neutralizado. Las reacciones se requieren por lo tanto mucho más pequeña que la requerida en hormigón armado. El peso muerto de la carga reducida de la estructura da resultados en el ahorro en los costes de las cimentaciones. La neutralización de la carga muerta es de importancia en los grandes puentes. El uso de los tendones y la curva antes de la compresión del hormigón ayuda a resistir al corte. La cantidad de acero necesario para pretensado aproximadamente 1 / 3 de la requerida para el hormigón armado, aunque el acero para el pretensado debe ser de alta resistencia. En concreto pretensado, bloques prefabricados y elementos pueden aceptarse y utilizarse como una unidad. Esto ahorra en el costo de encofrado y el centrado de grandes estructuras. Con la llegada de hormigón pretensado, que ha sido posible ahora para la construcción de grandes luces. Estas estructuras tienen bajo costo y están salvo de grietas.

38 Hormigón pretensado se puede utilizar con ventaja en todas las estructuras donde la tensión se desarrolla, como la corbata y tirantes de una viga de cuerda del arco, traviesas de ferrocarril, postes eléctricos, la cara aguas arriba de la presa de gravedad, etc. Las vigas de hormigón pretensado la desviación suele ser baja Construcción de hormigón pretensado tiene las siguientes desventajas: Se requiere alta calidad de hormigón denso de alta resistencia. calidad del hormigón perfecto en la producción, colocación y compactación que se requiere. Se requiere de acero de alta resistencia, que es de 2.5 a 3.5 veces más costoso que el acero suave. Se requiere complicadas tensión equipos y dispositivos de anclaje, que suelen ser cubiertos por los derechos patentados. La construcción requiere supervisión perfecta en todas las etapas de la construcción.

39

40 5.1.3 Ventajas de Uso Alta resistencia a la flexión. Fácil y rápido colocado. No requieren apuntalamiento. Diseño para carga de alto tonelaje. Reduce los tiempos de ejecución de obra. Ahorro de la mano de obra. Luces hasta de 21 m entre apoyos.

41 5.2.1 Ventajas 5.2 CONCRETO POSTENSADO Eficiencia en la utilización del concreto. Reducción de secciones hasta un 30%. Reducción de acero de refuerzo a cantidades mínimas. Aligeramiento de la estructura. Menor peso de estructura. Menos peso de cimientos. Disminuye los efectos de sismo. Precisión en diseño utilizando el Método de Elemento Finito, que permite: Dimensionar las fuerzas reactivas del presfuerzo con gran precisión.

42 Controlar deflexiones de los elementos estructurales dentro de límites aceptables. Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura Desventajas o Inconvenientes Requiere de maquinaria y mano de obra más especializada que el hormigón sin postensar. El cálculo es más complejo. Necesidad de mano de obra especializada. Costo elevado. Necesita de maquinaria para transporte y montaje.

43

44

45

46 CONCLUSIONES El plazo de ejecución de la obra utilizando prefabricados se reduce un 14% referente a la estructura metálica y concreto. Referente a la mano de obra que se utiliza en la propuesta con prefabricados es 75% de ahorro referente a la de estructura metálica y concreto, ya que se requiere de mas soldadores y ayudantes. Se puede decir que cada vez es más común la utilización de los elementos prefabricados de concreto en la industria de la construcción ya que ofrece grandes beneficios que se pueden definir en tres palabras "RAPIDEZ, ECONOMÍA Y CALIDAD "

47 GRACIAS