Macarena Rivera - Ficha 05/24072014

De Casiopea

Ficha 04 : Uniones

Alumna: Macarena Rivera


Las uniones en la estructura

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.).

Tipos de Uniones

Mortero

El mortero es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el relleno de paredes. Los más comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc.

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CATENARIA

Catenaria es la curva que describe una cadena suspendida por sus extremos, sometida a un campo gravitatorio uniforme. La palabra deriva del latín catenarius (propio de la cadena). Por extensión, en matemáticas se denomina catenaria a la curva que adopta una cadena, cuerda o cable ideal perfectamente flexible, con masa distribuida uniformemente por unidad de longitud, suspendida por sus extremos y sometida a la acción de un campo gravitatorio uniforme. La evoluta de la catenaria es la tractriz.

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Gaudí: La reversibilidad de la catenaria

Resulta asombroso comparar los espectaculares resultados de Gaudí con su escasísima formación matemática-física del arquitecto (muy por debajo del nuevo ingeniero que está triunfando a finales de siglo XIX, como Eiffel) Frente a su pobre base teórica Gaudí opone dos de sus grandes virtudes: una imaginación desbordada (tanto en el detalle como en el desarrollo en el espacio) y una actitud de constante observación de su entorno. De la unión de ambas surge su magia: soluciones simples (tanto mecánicas como ornamentales) que se multiplican y transforman para crear entorno radicalmente novedosos en donde la arquitectura se transforma en sensaciones. Un ejemplo de todo esto es la forma catenaria, una de las claves de su obra. El elemento es sumamente simple. Se trata de la parábola que genera una cadena al ser sustentada por dos puntos, una imagen habitual en fincas y ciudades que Gaudí elaboró progresivamente. Su paso a la arquitectura se crea, en un primer momento, girándolo 180 grados, creando así un arco con una propiedades físicas asombrosas en lo que se refiere a carga de pesos y sustentación. El mecanismo es bastante conocido, son las maquetas de hilos con pesos que, reflejadas en un espejo, nos devuelven el alzado. De estas formas surgirán espacios prodigiosos como el del Colegio de las Teresianas o la buhardilla de la Pedrera. Sobre este motivo Gaudí, un experimentador nato, no dejó de elaborar nuevas propuestas, como la inclinación del eje de la catenaria con el que creará los pasadizos del Park Güell. Y terminará convirtiéndolo en forma tridimensional girando el motivo sobre sí mismo. Surgirán así uno de sus motivos más recurrentes, las formas en huso, como las que hoy coronan las torres de la Sagrada Familia

ARCOS FUNICULARES

Los arcos funiculares se obtienen cuando, de un arco catenario se suspenden diferentes cargas puntuales. Para la obtención de este arco se debe fijar un cordel o cadena fija permitiendo su arqueamiento, luego se disponen cargas puntuales hasta conseguir la forma deseada. Al final, invertimos la curva y la usamos para usos arquitectónicos.

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Muro pantalla

Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil. A diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón, este tipo de estructura se realiza en obra. Es decir, en lugar de recurrir a paneles prefabricados, los elementos estructurales de este tipo de pantalla se ejecutan in situ. Las dimensiones de los paneles que conforman los muros pantalla son entre 2,5 y 5 m de longitud, y 40 a 150 cm de espesor. Cada elemento que conforma un muro pantalla trabaja independientemente, y entre ellos presentan juntas que han de ser estancas (evitar el paso de agua a través de las mismas). El cálculo de las pantallas se suele realizar suponiendo que es una viga empotrada que soporta el empuje de tierras.


Proceso constructivo del muro pantalla

Cuchara bivalva para construir pantallas.

Para disminuir el riesgo de derrumbe del terreno durante la construcción del muro, los distintos paneles se suelen ejecutar de forma alterna y la forma más continuada posible. Es decir: si el muro pantalla va a constar de 8 paneles, se empezará por el 1º, 3º, 5º y 7º, y se procurará que cuando se esté excavando la 7ª zanja, a la vez se estén colocando la armadura y las juntas en el 5º, se esté hormigonando el 3º, y se haya concluido el primer panel. Una vez concluida la primera tanda se procedería con las restantes, finalizando el muro. Si no se teme riesgo de derrumbe, los paneles suelen realizarse de forma continua y no alterna.

Construcción del murete guía.

El murete guía es un muro que se realiza a ambos lados de la zanja donde se construirá la pantalla. Suelen tener de dimensiones entre 70 y 100 cm de altura, y entre 30 y 50 cm de espesor.

Las funciones del murete guía son:

Guiar el útil de excavación (cuchara al cable o equipo hidráulico). Evitar la caída de terreno de la zona superior de la zanja por efecto del golpe del elemento excavador, y por ser una zona "descomprimida". Facilitar que el lodo bentonítico se mantenga aproximadamente al nivel de la superficie de trabajo, haciendo que la presión del lodo sea superior que la del posible nivel freático, y permitiendo, con ello, que el lodo actúe correctamente sobre las paredes de la zanja (una vez excavada). Servir de soporte a la armadura: la armadura de los paneles se colgará del murete guía.

Excavación de la zanja por bataches

Excavadoras de pantallas. La longitud de los paneles a excavar es, generalmente de entre 3 y 6 m. El orden de ejecución de los paneles depende del sistema de excavación y del tipo de pantalla, ya que pueden ejecutarse por el método primario-secundario (alterno) o continuo.

La excavación se puede realizar de tres formas:
Cuchara bivalva:

Se emplea en terrenos que lo permitan (no demasiado duros). Dependiendo del fabricante, pueden llegarse a excavar terrenos que tengan una resistencia a compresión en torno a los 60 kg/cm2.

Trépano:

Se emplea en terrenos excesivamente duros o en roca, que no pueden ser arrancados por la cuchara bivalva. El trépano es un elemento metálico, generalmente cilíndrico, de entre 2 y 3 m de altura, que pesa entre 5 y 10 t, y que se deja caer desde una altura de 1 a 3 m. Al caer, rompe el terreno del fondo de la zanja, que se extrae con la cuchara bivalva. Tiene como inconveniente que produce vibraciones elevadas. Esto convierte al trépano en un sistema de excavación prácticamente inviable en ciudades.

Hidrofresa:

Es un elemento excavador con ruedas dentadas que giran en sentidos contrarios, arrancando el terreno. La elevada fricción que se produce en las ruedas dentadas, hace necesaria la refrigeración de las mismas, así como de la roca. Para ello se suele emplear como líquido refrigerante lodo bentonítico, que se inyecta mediante un dispositivo de la propia máquina. Los propios lodos se mezclan con los detritus de la excavación, gracias a lo cual se extrean del fondo de la zanja. Dado que los lodos bentoníticos se recirculan para permitir esta extracción, han de ser "reciclados", o limpiados, mediante la eliminación de los restos de terreno extraídos del fondo de la zanja. La hidrofresa, a pesar de ser el mejor sistema —pues apenas produce vibraciones y es el más rápido—, presenta el inconveniente de ser una máquina cara, por lo que suele elevar el coste de la construcción de la pantalla.

Colocación de la armadura

La armadura ha de estar previamente montada. Para su colocación se eleva la armadura con una grúa, y se introduce en el panel. La armadura no puede apoyarse en el fondo de la zanja, dado que flectaría, y al entrar en contacto con las paredes de la excavación perdería el recubrimiento de hormigón lateral. Por ello ha de quedar colgada del murete guía, para lo que suele emplearse algún elemento metálico, y lateralmente se colocan separadores en la armadura para evitar el contacto con el terreno.

Colocación de las juntas o encofrados laterales

Antes de hormigonar, se colocan unos encofrados laterales o juntas entre el panel excavado y el panel que se excavará más adelante. La misión de estas juntas es evitar que se produzcan problemas a la hora de excavar los paneles contiguos. De no colocarse, habría irregularidades entre los paneles, que darían lugar a filtraciones que podrían resultar antiestéticas, o incluso peligrosas. Estas juntas pueden ser láminas metálicas o tubos de hormigón prefabricado. En ocasiones se dispone longitudinalmente, y a través de la junta, un elemento de goma de entre 30 y 40 centímetros de anchura. Cuando ha fraguado el hormigón, se retira la junta. Y al ejecutar el nuevo panel, el elemento de goma evita que puedan producirse filtraciones en la unión entre ambos paneles.

Hormigonado

Al hormigonar, la zanja está llena de lodo bentonítico. Para evitar que el hormigón se contamine al mezclarse con estos, es necesario iniciar el proceso de hormigonado desde abajo hasta arriba, mediante un tubo. Como la densidad del hormigón es superior a la de los lodos bentoníticos, quedará por debajo del lodo, y éstos se pueden ir extrayendo en superficie. Una vez que concluye el hormigonado, la parte superior del hormigón está contaminada por los lodos. Por lo tanto, habrá que seguir hormigonando hasta que rebose, extrayendo la parte contaminada de hormigón. Construcción de la viga de coronación Una vez realizados todos los paneles se construye la viga de coronación, consistente en una viga de hormigón que une la parte superior de todos los paneles. La viga de coronación tiene dos misiones: Hacer que todos los paneles trabajen conjunta o solidariamente. Eliminar definitivamente el hormigón de la parte superior, que pudiera estar contaminado por los lodos bentoníticos. Excavación del recinto interior[editar] Una vez realizadas todas las operaciones previas, puede procederse a la excavación del recinto (generalmente interior) del muro pantalla. Si se ha previsto ejecutar elementos de soporte (anclajes o puntales), se van colocando a medida que se realiza la excavación.