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El encofrado de hormigón está sujeto a diversas cargas y presiones. El cálculo de cargas y presiones para encofrados de hormigón se describe en este artículo. El encofrado o encofrado es muy importante para construir constricciones al mantener la mezcla de concreto fresco en su lugar hasta que tenga la resistencia requerida para soportar su propio peso. En general, existen diversas cargas que pueden actuar sobre el encofrado. Las cargas verticales son una de las cargas más importantes que actúan sobre el encofrado y son causadas por el peso muerto del encofrado y el vertido de hormigón más la carga viva de los trabajadores además del equipo. Además, la presión interna actúa sobre el encofrado vertical debido al comportamiento del hormigón premezclado líquido. Además, es obligatorio proporcionar arriostramientos laterales para garantizar la estabilidad frente a fuerzas laterales como las cargas de viento.
Tabla de contenido
Cálculo de cargas y presiones de encofrado de hormigón
A continuación se muestran los diferentes tipos de cargas y presiones que actúan sobre el encofrado de hormigón.
- carga vertical
- Presión lateral del hormigón.
- carga horizontal
- Carga especial
1. carga vertical Sobre encofrado de hormigón
Las cargas verticales se aplican al encofrado y consisten en cargas muertas, como el propio peso del encofrado, barras de refuerzo incrustadas en el encofrado, hormigón fresco y cargas vivas, como el peso de los trabajadores, equipos y herramientas. Para especificar el peso unitario exacto, se recomienda calcular el peso del material por separado para las barras de refuerzo pesadas.
ACI 347-04: Guía de encofrado de hormigón Teniendo en cuenta el personal y las herramientas de colocación como soleras, vibradores y mangueras, los diseños de encofrados horizontales deben usar una carga viva de al menos 2.4Kpa y una carga viva mínima de 3.6kPa para motorizados.Especifica que debe usarse. Carros y buggies están disponibles. Además, ACI 347-04 rige el diseño de cargas vivas y estáticas combinadas superiores a 4,8 kPa o 6 kPa cuando se utilizan carros motorizados. Finalmente, el peso propio del encofrado se calcula a partir del peso unitario y las dimensiones de cada parte del encofrado. El peso del encofrado es significativamente menor que la carga muerta del hormigón fresco y la carga viva de la construcción. Por lo tanto, el valor admisible se determina durante el diseño como carga superpuesta por metro cuadrado de la pieza de encofrado. Los supuestos iniciales se hacen empíricamente entre 0,239 y 0,718 kPa y se confirman después de dimensionar el miembro. Esta estimación se basa en el hecho de que los pesos típicos de los encofrados oscilan entre 0,239 y 0,718 kPa.
2. presión lateral encofrado de hormigón
La presión interna se aplica al encofrado vertical, como paredes y columnas, debido a la acumulación de la profundidad del hormigón vertido. Durante y por un corto tiempo después de la sacudida, el concreto fresco colocado cerca de la parte superior y a poca profundidad del encofrado se comporta como un líquido, ejerciendo una presión lateral sobre el encofrado igual a la carga vertical del líquido. El concreto premezclado es granular y tiene fricción interna, pero la vibración disuelve los enlaces en la mezcla y la convierte en líquido.
Factores como la velocidad de colocación, la temperatura del concreto y la fricción interna afectan la presión lateral por debajo de la profundidad de amortiguamiento, lo que hace que la presión lateral sea menor que la carga hidráulica. Un ritmo lento de vertido vertical puede dar tiempo para que el concreto fresco comience a endurecerse. Además, a menos que la temperatura del concreto sea baja, el tiempo para comenzar a curar no es corto. Otros factores como el movimiento del agua intersticial, la generación de fricción y otros parámetros pueden reducir la presión lateral. Diferentes tipos de cemento, aditivos, sustitutos del cemento y prácticas de construcción pueden afectar el nivel de presión lateral. En la mayoría de los casos, la distribución de presión transversal del concreto basada en la prueba se expresa como se muestra en la Figura-1. La distribución comienza como líquido cerca de la parte superior y alcanza un valor máximo en los niveles inferiores. Por razones de diseño, se recomienda mantener uniforme la presión última con valores conservadores.
Figura-1: Distribución típica y esperada de la presión lateral del concreto sobre el encofrado
Cálculo de la presión lateral en encofrados de hormigón.
ACI 347-04 Especifica que cuando el valor de asentamiento del concreto fresco excede los 175 mm y no se coloca a una profundidad de 1,2 m o menos bajo vibración interna normal, la presión lateral del concreto se calcula de acuerdo con la Ecuación-1.
dónde:
PAG.: Presión lateral del hormigón, kPa
: Densidad del hormigón, Kg/m3
gramo: Constante de gravedad 9,81 N/kg
tiempo: Profundidad del hormigón fluido o plástico desde la parte superior de la disposición hasta el punto de consideración del encofrado, m donde ACI 347-04 Si el hormigón tiene un valor de asentamiento de 175 mm o menos y se coloca a una profundidad de 1,2 m o menos bajo vibración normal, la presión lateral del hormigón se calcula como:
Presión lateral en el encofrado de hormigón de la columna
30Cw kPa mínimo, pero no más . dónde:
PAG.máximo: Presión lateral máxima del hormigón kPa
C.w: factor de peso unitario
C.C: coeficientes químicos proporcionados por
r: Tasa de colocación de hormigón, m/h
t: Temperatura del hormigón en el momento de la colada, oC.
Presión lateral en encofrado de hormigón de muro
Presión lateral del hormigón en el muro La velocidad de instalación debe ser inferior a 2,1 m/h y la altura de instalación no debe superar los 4,2 m.
30Cw kPa mínimo, pero no más .
Presión lateral del hormigón en el muro Para velocidades de instalación superiores a 2,1 m/h y alturas de instalación superiores a 4,2 m y todas las paredes con velocidades de instalación entre 2,1 y 4,5 m/h.
El mínimo es 30Cw kPa, pero no más.
Tabla-1: Factor de peso unitario, C.w
Densidad del hormigón, Kg/m3 | C.w |
menos de 2240 | C.w=0.5[1+(w / 2320 Kg/m3)] 0,80 o más |
2240 a 2400 | 1.0 |
2400 o más | C.w=w / 2320kg/m3 |
Tabla-2: Coeficientes químicos, C.C
Tipo de cemento o mezcla | C.C |
Tipos I, II y III (sin retardador)1 | 1.0 |
Tipos I, II y III (con retardadores)1 | 1.2 |
Otros tipos o mezclas que contengan menos del 70 % de escoria o menos del 40 % de cenizas volantes sin retardadores1 | 1.2 |
Cualquier otro tipo o mezcla con menos del 70 % de escoria o menos del 40 % de cenizas volantes que contengan un retardante1 | 1.4 |
Mezclas que contienen 70 por ciento o más de escoria o 40 por ciento o más de cenizas volantes | 1.4 |
1Los retardadores incluyen cualquier aditivo que retrase el fraguado del concreto, como retardadores, reductores de agua retardantes, aditivos reductores de agua retardadores de rango medio o aditivos reductores de agua de rango alto (superplastificantes).
Además, para aprovechar la ecuación de presión, las columnas se definen como elementos verticales con una dimensión plana que no excede los 2 m, y las paredes se definen como elementos verticales con al menos una dimensión plana que excede los 2 m. Finalmente, en forma de columnas, la presión interna se transfiere a elementos de acoplamiento externos en lados adyacentes de la forma, que se utilizan como enlaces entre lados opuestos de columnas cuadradas o circulares. Además, la presión interna del encofrado de muros se transfiere desde la madera contrachapada, los montantes o las columnas a los lazos de tensión que conectan los dos lados opuestos del encofrado. Además de proporcionar las técnicas antes mencionadas para soportar la presión interna, la provisión de elementos de resistencia, como arriostramientos, tiende a volcar la geometría de muros, columnas y losas, como se muestra en la Figura 2 y la Figura 3. Es fundamental para resistir la presión horizontal externa. cargas
Figura-2: Esquema del arriostramiento de encofrado de losa
Figura-3: Esquema de las abrazaderas de encofrado de muros
3. Carga horizontal sobre encofrado de hormigón.
Las cargas horizontales pueden surgir de fuerzas tales como el viento, el amortiguamiento del concreto, el arranque y la parada del equipo, y los soportes inclinados deben contrarrestarse con apuntalamientos y apuntalamientos diseñados adecuadamente. En la construcción de edificios, estas suposiciones de carga no deben ser inferiores a 1,5 KN/m del borde del piso o al 2 % de la carga muerta total distribuida como una carga uniforme por metro lineal del borde de la losa, lo que sea mayor. Estos supuestos se especifican en ACI 347. 04.
El arriostramiento del encofrado de muros debe estar diseñado para cumplir con los requisitos mínimos de carga de viento de ASCE 7-10 con el ajuste para el espaciado de repetición más corto que se encuentra en la carga de ASCE 37-02. Las paredes de riostras deben diseñarse para soportar una carga de al menos 1,5 KN/m de longitud de pared aplicada a la parte superior.
cuatro Cargas especiales para encofrados de hormigón
El encofrado debe estar diseñado para las condiciones de construcción especiales que puedan surgir, como carga concentrada de barras de refuerzo, colocación asimétrica de concreto, impacto mecánico del concreto, golpes y cargas de manejo de encofrado.
La construcción de muros en tramos de losas o vigas que pueden imponer patrones de carga antes del curado del concreto que difieren de aquellos para los que se diseñó la estructura de soporte son ejemplos de condiciones especiales que los diseñadores deben considerar.
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