CONSULTAS-ESTRUCTURAS II

YEIMI MILENA ULLUNE VELASCO

Ingeniero:

ANDRES TALAGA

FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN

FACULTAD DE ARQUITECTURA

MATERIA: ESTRUCTURAS II

POPAYAN

2016

EFECTO POR CAPILARIDAD

Se denomina capilaridad a la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido, por ejemplo, en las paredes de un tubo.

Este fenómeno es una excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cual una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto se produce de forma más marcada en tubos capilares, es decir, tubos de diámetro muy pequeño.

La capilaridad, o acción capilar, depende de las fuerzas creadas por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si las fuerzas de adhesión del líquido al sólido superan a las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidrostático.

La absorción de agua por una esponja y la ascensión de la cera fundida por el pabilo de una vela son ejemplos familiares de ascensión capilar.

Ensayo de los tubos capilares.

La humedad de Capilaridad, conocida también como la humedad de cimientos, es una afectación sobre las edificaciones que está generada por la humedad de suelo subyacente a la edificación y que mediante el contacto directo de las estructuras de los cimientos o muros en contacto con el terreno natural, estos elementos arquitectónicos permiten el acceso del vapor de agua a los poros de los materiales de construcción que busca evaporar.

Esta patología de la construcción, se muestra en forma de deterioros más o menos importantes sobre los muros, los revocos de las paredes, los forjados, cabezas de vigas y el propio pavimento. Aparición de sales y polvo blanco en superficie en algunos casos.

Su aspecto es comúnmente conocido por la mayoría de personas, ya que es muy habitual esta afectación en muchas viviendas de todo el planeta.

Afecta normalmente desde la propia base de los muros (10 cm) hasta alturas ya considerables de 200 cm en zonas con gran presión de los gases del subsuelo.

Es una afectación evidente, y fácilmente reconocible por el desprendimiento de pinturas, la degradación de los revocos y juntas o en afectación más severa la degradación completa de los ladrillos que forman las paredes.

En muros de hormigón esta afectación es más lenta pero consigue llegar a mayor altura. El hormigón usado en construcción, al contener acero como elemento de resistencia, es un elemento que de sufrir los efectos de la capilaridad puede verse comprometido en su estructura e integridad física por la oxidación que sufren los aceros internos al perder la protección frente a los efectos del aire que genera entonces episodios más o menos graves de carbonatación, degradación o rotura completa de los aceros interiores.

En paredes de ladrillo la presencia de las sales migratorias del subsuelo genera disgregación y rotura de piezas, en algunos casos graves si se une humedad y climas en que baja la temperatura por debajo del punto de congelamiento (crioclastia)

En paredes de tapial, adobe o mampostería, son las juntas y el propio material de agarre el que se debilita y termina por desmoronarse, afectando inicialmente a la superficie del revoco.

La humedad de Capilaridad o de cimientos es una de las causas más importantes de reclamaciones y peritajes en las acciones de compraventa de los edificios, generando numerosos conflictos entre comprador y vendedor, llegándose en numerosas ocasiones a los tribunales que determinan invariablemente que es el vendedor el que debe asumir el coste de la eliminación y reparación de los daños generados por la humedad, ya que se alegan daños ocultos.

Humedad de cimientos para Quitar la humedad es necesario devolver el valor real a una edificación.

La humedad de Capilaridad no es posible detenerla por medios tradicionales de la albañilería o de pintura.

Enmascararla tras trasdosados de cartón yeso, en el mejor de los casos es un remedio que solo disimula y que sigue permitiendo el deterioro de las estructuras. En el peor de los casos, se generará condensación en el interior del trasdosado, mohos y mal olor.

Solo es posible detener la humedad del subsuelo mediante el sistema de corte de ascensión capilar con inyecciones de resinas o mediante el sistema electro físico de la electroósmosis inalámbrica.

Ambos métodos bien aplicados son idénticamente fiables y eficaces. Pero hay algunas diferencias.

La gran diferencia entre ambos métodos recae en la enorme dificultad de hacer una buena actuación con el sistema de las inyecciones (es compleja su aplicación en situaciones reales), contra la facilísima actuación que necesitan los sistemas que funcionan mediante el sistema de la electroósmosis inalámbrica. Colgar y enchufar a la red eléctrica. Consumo de 14 € año. La puedes instalar tu mismo.

La facilidad viene de que solo hace falta instalar (atornillar y enchufar) una centralita que emite una onda de radio con una frecuencia que circula perfectamente por el interior de los sólidos densos y húmedos, proporcionando una zona cubierta por la onda que afecta a la superficie necesaria para englobar toda el área de la vivienda. Ya no entra la humedad en la construcción.

Sin fallos, sin errores, solo hay que ajustar el radio de acción de la centralita (existen distintas medidas) a la superficie que se quiera proteger de la entrada del vapor de agua del subsuelo.

En Humedad Controlada tenemos varios modelos y radios de acción que van desde los 6 metros a los 30 metros de radio. (Desde 100 m2 a los 2800 m2).

Hay que tener en cuenta que los sistemas de inyecciones son perfectamente eficaces en paredes de ladrillo macizo y con junta de mortero vista. En estos casos es más fácil de asegurar que al propio operario que se ha conseguido saturar el grosor de la pared completamente. Siempre que se pueda trabajar por ambos lados.

En muros de tapial, adobe, mampostería, hormigón o ladrillos huecos, el sistema de las inyecciones cae en eficacia y garantía de solución.

Además solo el método inalámbrico de la electroósmosis puede solucionar la humedad de un suelo, de un forjado y de los muros que están bajo el nivel del suelo.

Humedades por capilaridad.

LAS ZAPATAS Y CIMENTACION DE LA ESTRUCTURA APORTICADA

Cimentación. Es la parte del edificio que transmite las cargas al terreno. Es un elemento muy importante de la estructura, pues cualquier fallo en la cimentación puede ocasionar problemas muy graves.

Elementos verticales. Es la parte de la estructura cuya misión es transmitir a la cimentación las cargas que soporta el resto de la estructura y el peso de ésta. Estos elementos, que pueden ser muros o pilares, se apoyan sobre la cimentación.

Forjados. Su misión es transmitir las cargas que soporta la estructura a los elementos verticales de la misma. Son elementos horizontales, que se apoyan sobre los elementos verticales mencionados anteriormente.

Partes de la estructura

CIMENTACION.

Los esfuerzos que soporta la estructura de un edificio, a través de los elementos portantes, se transmiten hasta ser absorbidos por el terreno. La misión de los cimientos es la de repartir homogéneamente las cargas de una edificación al terreno, evitando asientos diferenciales y protegiendo de la humedad del suelo al resto de la construcción.

El tipo de cimentación a utilizar en cada caso dependerá del tipo de terreno, de las cargas y del tipo de edificación.

Existen dos tipos de cimentación, dependiendo de sus dimensiones en planta y de su profundidad:

Superficial

Profunda.

Replanteo de las excavaciones para la cimentación y zanjas de saneamiento

Este tipo de cimentación es el más frecuente, adecuado para terrenos estables bajo las cargas del edificio.

Dentro de las cimentaciones superficiales, encontramos tres tipos principales: 

• Zapatas aisladas. La cimentación con zapatas aisladas no se puede utilizar en estructuras con muros de carga, pero sí en estructuras porticadas con cerramiento de fábrica. Si es necesario cimentar con zapatas aisladas, se establecerán entre éstos vigas de unión dimensionadas para resistir a flexión la carga de los muros.

• Zapatas corridas. En la construcción de edificios con muros de carga la cimentación más usual es la zapata corrida de hormigón armado, cuyas dimensiones y armaduras, se dimensionarán en función de las solicitaciones en el muro, las características, y el tipo de suelo. Deberán enlazarse las cimentaciones de los distintos muros de la manera más eficaz posible.

Zapata rígida de una cimentación superficial aislada

Zapata flexible de base rectangular en una cimentación superficial

La base de la zapata corrida de un muro será siempre horizontal y estará situada en un solo plano cuando sea posible. En caso contrario se distribuirá en banqueos con uniformidad.

Banqueo de zapata corrida

• Losa de cimentación. La losa de cimentación se utiliza cuando la capacidad portante del terreno es muy baja y son previsibles por ello asientos diferenciales. Estos asientos darían lugar a la aparición de fisuras.

Losa de cimentación: se utiliza cuando la capacidad portante del terreno es muy baja

2.2. Cimentación profunda

Estas soluciones son menos frecuentes por ser más costosas. Estas cimentaciones transmiten las cargas de la estructura al terreno con mayor capacidad de soporte situado bajo el terreno más superficial. Se utiliza únicamente cuando resulta más barato que retirar el terreno de poca capacidad portante y sustituirlo por otro más resistente.

• Pilotes.

• Pozos de cimentación.

Formación de pilotes hincados por percusión sin extracción de tierras

Pilotes con cuchara bivalva

Péndulo interno.

Los Apoyos de Péndulo de Fricción son aisladores sísmicos que se encuentran instalados entre una estructura y sus cimientos para proteger la estructura soportada de los movimientos sísmicos. Usando la tecnología de Péndulo de Fricción, es rentable construir estructuras que resistan elásticamente los movimientos sísmicos sin daño estructural. Los Apoyos de Péndulo de Fricción usan las características del péndulo para alargar el periodo natural de la estructura aislada para así evitar las fuerzas telúricas más fuertes. Durante un sismo, la estructura soportada se mueve en pequeñas oscilaciones pendulares. Ya que los desplazamientos inducidos por terremotos se producen principalmente en los Apoyos, las cargas laterales transmitidas a la estructura se reducen significativamente. El Apoyo de Péndulo Simple es el aislador de Péndulo de Fricción original. Este aislador mantiene el apoyo de la carga vertical en el centro del elemento estructural. Esto ofrece ventajas en los costos de construcción si el sistema estructural es débil, ya sea encima o debajo del Apoyo. El Apoyo también tiene una altura pequeña, lo cual puede ser ventajoso en algunas instalaciones.

El Apoyo de Triple Péndulo incorpora tres péndulos en un solo Apoyo, cada uno con propiedades seleccionadas para optimizar la respuesta de la estructura a diferentes fuerzas sísmicas y frecuencias. En ambos casos, al producirse el desplazamiento sobre un plano horizontal en cualquier dirección, el deslizador se desplaza horizontalmente sobre la superficie esférica cóncava causando adicionalmente un desplazamiento vertical de toda la estructura (es la elevación de todo su peso), lo cual consume una gran cantidad de energía. El deslizador regresa a su centro por efectos de la gravedad produciendo calor en las superficies en contacto. La consecuencia de lo anterior es la disipación de la energía sísmica en trabajo y calor. También existen los Apoyos a Tensión que puede acomodar cargas estructurales verticales que varían de compresión a tensión durante los movimientos sísmicos. Este Apoyo puede reducir sustancialmente costos estructurales mediante la prevención del levantamiento de un elemento estructural principal, y puede eliminar problemas de vuelcos potenciales o largos movimientos sísmicos verticales.

El apoyo de triple péndulo.

El Apoyo de Triple Péndulo ofrece mejor desempeño sísmico, reduce los costos a comparación de las tecnologías convencionales de asilamiento sísmico. Las propiedades de cada uno de los tres péndulos que conforman el

Apoyo de Triple Péndulo son elegidas para tornarse secuencialmente activas a diferentes fuerzas. A medida que el sismo incrementa su fuerza los desplazamientos del Apoyo se incrementan. A mayores desplazamientos, la longitud efectiva del péndulo y el amortiguamiento efectivo aumentan, lo que resulta en fuerzas sísmicas y desplazamientos del Apoyo más bajos. El aislador Interno del Triple Péndulo está compuesto por un deslizador interno que se desliza a lo largo de dos superficies esféricas cóncavas. Las propiedades del péndulo interno se escogen generalmente para reducir los picos de aceleración que actúan en la estructura aislada y sus contenidos, para minimizar la participación de modos superiores y reducir las fuerzas de cortante que se producen durante sismos de nivel de servicio. Los dos deslizadores cóncavos, que se deslizan sobre las dos superficies cóncavas principales conforman dos aisladores de péndulo independientes. Las propiedades del segundo péndulo son escogidas para minimizar las fuerzas de cortante que ocurren durante los sismos de diseño. Esto reduce los costos de construcción de la estructura. Las propiedades del tercer péndulo son escogidas para minimizar los desplazamientos del Apoyo que ocurren durante el máximo sismo creíble. Esto reduce el tamaño y costo de los Apoyos, y reduce los desplazamientos requeridos para mantener una adecuada separación entre estructuras vecinas. El Apoyo de Péndulo Único mantiene la fricción constante, la rigidez lateral, y el periodo constante para todos los niveles de movimientos sísmicos y desplazamientos. En el Apoyo de Triple Péndulo, los tres mecanismos de péndulo se activan secuencialmente a medida que los movimientos del sismo se tornan más fuertes. Los sismos de desplazamientos bajos y altas frecuencias son absorbidos por el péndulo Sección transversal del Apoyo de Triple Péndulo. Concavidades y montaje de deslizadores. Concavidades y componentes deslizantes. Concavidad Principal Deslizador Cóncavo 05 Aisladores Sísmicos Péndulo de Fricción interno de baja fricción y de periodo corto. Para los sismos más fuertes de Nivel de Diseño, tanto la fricción como el periodo aumentan, lo que resulta en menores desplazamientos del apoyo y menor cortante basal en la estructura. Para el sismo más fuerte de los sismos Máximos Creíbles, tanto la fricción del apoyo como la rigidez lateral aumentan, reduciendo el desplazamiento del apoyo. Cuando se diseñan para el Máximo sismo Creíble, las dimensiones en planta del apoyo de Triple Péndulo son aproximadamente el 60% del de las de un Apoyo de Péndulo Simple equivalente.

LOSAS DE ENTREPISOS

1. LOSAS DE ENTREPISO

Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales.

2. FUNCIONES

Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones:Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro.

Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto.

3. CLASIFICACIÓN: Las losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:

SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA:

Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en

las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de las placas que se realizan en nuestro medio.

Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.

SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL

Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero.

Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado: Son las que utilizan cables fraccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en nuestro medio y sólo lo utilizan las grandes empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables.

Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado.

Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional.

Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.

CLASIFICACIÓN DE LAS LOSAS O PLACAS VACIADAS EN EL SITIO

Estas losas requieren formaletas especiales, generalmente formadas por una cama (tableros o entarimados), apoyos (tacos y cerchas) y riostras (diagonales). Las losas o placas vaciadas en el sitio pueden construirse aligeradas (nervadas) o macizas.

Losas aligeradas: Son las que utilizan un aligerarte para rebajar su peso e incrementar el espesor para darle mayor rigidez transversal a la losa. Los aligerantes pueden ser rígidos o flexibles, y pueden ser.

Recuperable: Cuando después de vaciada y fraguada la losa se puede sacar el aligerante y darle uso en otras losas. Los hay moldeados en porón y en plástico reforzado, o ensamblados, como los de madera y láminas metálicas, el uso más frecuente es en losas que se deja a la vista la cara inferior.

Perdido: Es el aligerante que no se puede recuperar después de vaciada la losa y son generalmente de madera o esterilla de guadua. Para utilizarlos, se funde o vacía primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con malla electro soldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los cajones aligerantes, se ubica el refuerzo de acuerdo al plano estructural, se funde el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa (diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor

Losas macizas: Son las fundidas o vaciadas sin ningún tipo de aligerante. Se usan con espesores hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior y otra en la parte superior.

Ladrillo hueco

El ladrillo hueco es un tipo de ladrillo que tiene la característica de tener unos orificios pasantes en su interior en sentido longitudinal. El volumen total de los huecos debe ser igual o menor al 70 % del volumen total del ladrillo. La finalidad de estos orificios es reducir el material y el peso al ladrillo, facilitando su colocación y reduciendo su coste.

La normativa española distingue entre ladrillo aligerado y ladrillo hueco propiamente dicho. En el primer caso los huecos ocupan entre el 45 % y el 60 % en volumen y en el segundo, entre el 60 % y el 70 %.

Los tabiques realizados con ladrillo hueco no suelen tener finalidad resistente, por lo que se emplean normalmente como elementos divisorios

Tipos de ladrillos huecos

En función del número de filas de huecos presentes en el ladrillo se puede distinguir entre:

Ladrillo hueco sencillo (LHS), con una fila de huecos en la testa (3-5 cm de grueso).

Ladrillo hueco doble (LHD), con dos filas de huecos (7-9 cm de grueso). Ladrillo hueco triple (LHT), con tres filas de huecos (10-12 cm de grueso). la rasilla era un antiguo LHS de 2/2,5 cm de espesor que ya no se fabrica.

Se empleaba para tableros y bovedillas. el rasillón: es el sustituto actual de la rasilla y es tipo de LHS de 4 cm de

grueso, de grandes dimensiones que a veces tiene un machihembrado en las sogas y sirve para tableros y tabiques.

el ladrillo hueco sencillo de 3/4 cm de grueso, ahora llamado a veces rasilla: utilizado en el pasado para realizar tabiques o bovedillas, su uso se ha ido reduciendo hasta ser empleado únicamente para trasdosados.

el ladrillo hueco doble de 7 cm de grueso: con el que se construye el tabicón o machetón: sirve habitualmente para las divisorias o particiones en una misma vivienda, para aislar convenientemente del ruido habitaciones paredañas (el tabique de LHS no es suficiente).

el ladrillo hueco doble de 9 cm de grueso: con el que se construye el tabicón o tabique grueso, en aquéllos lugares donde deban alojar instalaciones de fontanería (en locales húmedos). También para realizar tabiques de media asta en los que estos ladrillos se reciben tabla contra tabla, por lo que el empleo de ladrillo de mayor grueso reduce el número de estos y el tiempo de colocación.

MORTERO GROUTINGBeneficios

• Diseñado específicamente para relleno de celdas o dovelas en construcciones de mampostería estructural.

• Un producto listo para usar

• La uniformidad en las mezclas garantiza la calidad del producto

• Menos desperdicio que la mezcla hecha en obra, debido a que se prepara sólo la cantidad necesaria

• Consistencia fluida

• Adecuado control de inventario

• Permite optimizar la mano de obra usos y Aplicaciones

• Llenado de celdas o dovelas en mampostería estructural

• Para una mejor colocación, humedecer las unidades de mampostería que forman la dovela

• Nota: La resistencia a la compresión en las celdas o dovelas es mayor (menor R A/C debido a la absorción de la unidades de mampostería) que en los cilindros.