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Discutiremos el diseño económico de columnas de hormigón armado y los métodos de construcción, así como recomendaciones para reducir los costos de construcción. Las columnas son los elementos principales de las estructuras de hormigón armado y afectan en gran medida a la seguridad y estabilidad de la estructura. El costo de una columna por metro lineal por MPa de capacidad de carga varía significativamente dependiendo de varios factores. otros. Sin embargo, existen muchas recomendaciones y medios para diseñar y construir columnas de hormigón armado rentables. Estas recomendaciones se describen en la siguiente sección.
Figura 1: Construcción de columnas de hormigón armado
Tabla de contenido
Recomendaciones para el diseño económico de columnas de hormigón armado
Las recomendaciones para el diseño económico de columnas de hormigón armado son:
- Resistencia del hormigón utilizado para columnas de hormigón armado.
- Encofrado utilizado para colar columnas de hormigón armado
- Barras de refuerzo utilizadas en la construcción de columnas de hormigón armado.
- Detalles de refuerzo de columnas de hormigón.
Resistencia del hormigón para columnas de hormigón armado.
Valiosas recomendaciones provistas con respecto a la resistencia del concreto son usar la máxima resistencia a la compresión del concreto requerida para soportar la carga considerada y la tasa mínima de refuerzo permitida. Esto se debe a que se reduce el costo del refuerzo, por lo que se alcanza el precio más bajo cuando se toman tales medidas. Se afirma que el uso de la tasa de refuerzo mínima para una columna dada reducirá significativamente el costo total de la columna en comparación con el uso de la tasa de refuerzo máxima (aproximadamente 32 % con una resistencia del concreto de 56 MPa, 100 MPa, alrededor del 57 % de la resistencia del concreto). El tamaño mínimo de las columnas de varios pisos se especifica en función de la resistencia máxima a la compresión del hormigón y los límites máximos de la proporción de barras de refuerzo. Si el tamaño de la columna es más pequeño que el tamaño mínimo permitido en la base de la estructura, puede reducir la relación de armadura. Finalmente, tanto la relación de refuerzo como la resistencia a la compresión del hormigón pueden disminuir a medida que disminuyen las cargas de los elementos impuestas sobre los pisos superiores.
Figura 2: Dimensiones de la columna y disposición del refuerzo
Encofrado utilizado para la colocación de columnas de hormigón armado
Se recomienda utilizar pilares de hormigón armado del mismo tamaño y forma en cada piso desde el piso hasta el techo. Esta estrategia no solo permite la construcción de una gran cantidad de columnas (producción en masa), sino que también permite la reutilización del encofrado de columnas. Algunos podrían argumentar que usar el mismo tamaño para todas las columnas requiere mucho concreto adicional y no es económico. Sin embargo, los ahorros logrados a través de los costos de encofrado y la construcción rápida han demostrado ser mucho mayores que el costo del material adicional utilizado para las pequeñas columnas en los pisos superiores. Se afirma que es aplicable a una altura máxima de construcción de 188,2 m.
Figura 3: Encofrado de pilares
Figura 4: Mismo tamaño y forma de columnas utilizadas para construir rascacielos
Barras de refuerzo utilizadas en la construcción de columnas de hormigón armado.
Es una buena idea comparar los costos de varias combinaciones de resistencia a la compresión del concreto y resistencia a la fluencia del acero para identificar la combinación de menor costo. Se informa que el uso de hormigón de alta resistencia con un límite elástico de 520 MPa requiere costos mínimos. Otra forma de reducir el costo del refuerzo es usar barras de unión mínimas sin violar las especificaciones del código. El requisito de amarre mínimo se alcanza cuando se fija una barra de acero vertical a cada esquina de la columna. Si se cumple el requisito mínimo de amarre, no hay necesidad de usar amarres internos. Como resultado, no solo se puede verter y compactar correctamente hormigón con bajo asentamiento, sino que también se reducen el tiempo y el costo necesarios para instalar la barra de refuerzo para las columnas.
Detalle de refuerzo de columnas de hormigón.
Se pueden guardar los empalmes que solo se someten a compresión (es decir, empalmes mecánicos que soportan los extremos). Además de eso, se recomienda el escalonamiento para garantizar que los cojinetes mecánicos de los extremos puedan soportar cierta flexión.
Figura 5: Empalme mecánico de solo compresión
Normalmente, si la columna está sujeta a fuerzas de flexión significativas, se debe usar un empalme de tensión de barra de acero de 32 mm de tamaño. En este caso, recomendamos utilizar un empalme mecánico económico. Sin embargo, para tamaños de barra inferiores a 32 mm, es más económico considerar empalmes envolventes en lugar de empalmes mecánicos.
Figura 6: empalme de envoltura de columna
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