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ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006
NOVEDADES EN EL USO DE ELEMENTOS ALVEOLARES EN LOSAS
Y MUROS.
Dr. Ing. Manuel Suárez González.
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006
Promueve la introducción de los métodos usados en la producción en serie.
Mayor mecanización. Mayor productividad. Menor costo.
Mayor organización del trabajo. Mayor calidad
CONCEPTO DE PREFABRICACIÓN.•Las Estructuras están conformadas por piezas o elementos.
•Los elementos son elaborados en fábricas o plantas industrializadas.
•Los Prefabricados son transportados y montados en obra.
Facilita las SolucionesTécnicas de los Proyectos.
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DEFINICION DE LAS LOSAS PREFABRICADAS ALVEOLARES. SECCION EQUIVALENTE.
•SU SECCION PUEDE SER ANALIZADA COMO UN PERFIL “I”, DEL CUAL LOS PATINES CORRESPONDEN AL ANCHO DE LAS LOSAS SUPERIOR E INFERIOR Y EL ALMA A LA SUMATORIA DE LOS NERVIOS.
•LOSA ALVEOLAR ES UN ELEMENTO DE CONCRETO PREFABICADO PRETENSADO, PROVISTO DE HUECOS CONTINUOS PARA REDUCIR SU PESO Y EN CONSECUENCIA SU COSTO.
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TIPOS DE MÁQUINAS.FABRICANTE TIPO DE MÁQUINA TIPO DE
REVENIMIENTOFORMA DEL HUECO
Dy-Core Extrusora Seco / mínimo Tubos
Dynaspan Diferentes secciones Húmedo / normal Tubos
Elematic Extrusora Seco / mínimo Barreno / tubos
Felxicore Sección fija Húmedo / normal Tubos neumáticos
Spancrete Diferentes secciones Seco / mínimo Tubos
SpanDeck Diferentes secciones Húmedo / normal Relleno de agregados.
Ultra-Span Extrusora Seco / mínimo Barreno
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Primera tolva
Segunda tolvaTercera Tolva
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ALGUNAS DE LAS SECCIONES COMUNES.
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Y TAMBIÉN SE PUEDE USAR COMO MURO.
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Muro Spancrete
Aislante Termico.
Acabado de concreto
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Acabado de concreto
Aislante Térmico.
Muro Spancrete
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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME Y CON ACABADO INTEGRAL.CARACTERISTICAS Y VIRTUDES MAS RELEVANTES:
Eliminación del firme y por ende de las fisuras.
Integración del acabado de piso al trabajo estructural del entreopiso.
Reducción de trabajos en obra, al eliminarse dos etapas en el ciclo de construcción, colado de firmes y colocación de piso.
Disminución de costos al industrializarse diferentes actividades.
Empleo de métodos industriales de fabricación y control del acabado de piso.
Acortamiento de los plazos de ejecución de las obras
Disminución de las sobrecargas muertas en el entrepiso
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Líneas de Producción de Losas Prefabricadas con Piso Integral.
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Acabado de piso integradoa la losa alveolar
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Máquina para el pulido de las Losas Prefabricadas con Piso Integral.
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ALGUNOS TIPOS DE TERMINADOS
Diseñando adecuadamente las mezclas, se pueden variar los colores, tamaños y tipos de los agregados, ofreciendo muchas opciones para todo tipo de aplicaciones.
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El peralte de la Losa Spancrete ha sido determinado para evitar flechas y/o contraflechas mayores a 3 mm aún bajo las cargas, como se muestra en la Fotografía.
Losas Spancrete apoyadas sobre las Losas con Acabado, simulando los “racks” de la tienda. Equivalen a 1,300 kg/m2.
30 cm en 9 m de claro
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Ejemplo de aplicación.
Nivel de Estacionamiento con Losa Spancrete sin Firme y semi-pulida en GRIS
Nivel de Hipermecado con Losa Spancrete sin Firme y pulida en BLANCO
Nivel de Cubierta con Dalla
AUCHAN HIPER-ARBOLEDASFoto en Marzo de 2002
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Aditamentos para el montaje de las Losas Prefabricadas con Piso Integral.
Para el Montaje de las LOSAS y a efectos de evitar el maltrato de las mismas con los estrobos, ITISA diseñó estos GANCHOS “C”que permiten manipular los elementos con mayor facilidad, limpieza y rapidez
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Acabado gris normal (sin pulir). Nivel estacionamiento.
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Acabado gris normal (sin pulir). Nivel estacionamiento.
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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.
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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.
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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.
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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.
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Central de Autobuses de Atlacomulco. Edo. De México.
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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME.COMPARATIVA DE CARGAS
78 %PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS TOTALES
66 %PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS
610780TOTAL DE CARGAS EN ENTREPISO (kgm2)
250250CARGA VIVA EN ENTREPISO (kgm2)
070PESO PROPIO DEL ACABADO DEL PISO(kgm2)
020CARGA ADICIONAL DE REGLAMENTO (kgm2)
0120PESO PRIPIO DEL FIRME DE COMPRECION (kgm2)
360320PESO PROPIO DE LA LOSA PREFABRICADA (kgm2).
SISTEMA DE LOSAS PREFABRICADAS CON
PISO INTEGRAL
SISTEMAS TRADICIONAL DE
LOSAS PREFABRICADAS
CON FIRME.
TIPOS DE CARGAS CONSIDERADOS
OFICINAS
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Se muestra una sección transversal de dos losas prefabricadas pretensadas extruidas con el acabado de piso integral incluido, así como el detalle de llave de cortante y el armado de la misma.
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Se presentan los detalles de armado del complemento de las trabes portantes donde apoyan las losas prefabricadas con piso integral, así como las losetas de piso para el complemento de las mismas para los casos de trabes centrales, de borde y con volados.
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Se exponen los detalles de armado del complemento de las trabes de rigidez, asícomo las losetas de piso para el complemento de las trabes para los casos de trabes centrales, de borde y con volados cuando se emplean losas prefabricadas extruidas con acabado de piso integral.
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VAR. #3 L=130cm TIPO 2EN TRABES DE BORDEEN TRABES INTERMEDIAS
VAR. #3 L=130cm TIPO 1
Se muestran los detalles de armado de las losas prefabricadas con acabado de piso integral para su conexión al diafragma del tablero.
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Se muestra un tablero tipo con el despiece de las losas prefabricadas pretensadas con acabado de piso integral, así como el refuerzo requerido alrededor de las columnas.
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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS
MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL
MÉTODO DEL PUNTAL
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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS
Las losas se apoyan sobre trabes portantes y están confinadas lateralmente por trabes de rigidez.
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006ANALISIS DE DIAFRAMAS
DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)
1. Determinar las fuerzas sísmicas del entrepiso, de acuerdo con lo recomendado en el “Manual de Diseño Sísmico de Edificios” del ingeniero Roberto Meli.
Pi = (Wi * hi) * C * S Wi
S(Wi * hi) Q
Pi = Fuerza sísmica del entrepiso
Wi = Masa del entrepiso
hi = Altura del entrepiso
C = Coeficiente sísmico
Q = Factor de comportamiento sísmico
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ANALISIS DE DIAFRAMAS
DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)
2. Trasladar de manera amplificada las fuerzas sísmicas del entrepiso, a fuerzas sísmicas en el tablero.
De acuerdo a las normas técnicas complementarias para diseño por sismo, para evaluar la fuerza sísmica que actúa sobre losas de entrepiso, se supondrá que sobre ellas actúan las aceleraciones que le correspondería si se apoyara directamente sobre el terreno, multiplicada por 1 + c’ / a0
c’ = Factor por el que se multiplican los pesos de los apéndices a la altura de desplante
a0 = Valor de la ordenada de los espectros de diseño que corresponden a T = 0
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ANALISIS DE DIAFRAMAS
DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)
3. Determinar fuerzas cortantes en juntas entre losas y tensiones y compresiones en trabes portantes y de rigidez.
(Método de la trabe horizontal, método del puntal y la biela, apoyos elásticos, etc.)
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ANALISIS DE DIAFRAMAS
MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL
Este método considera al tablero como una como una viga horizontal peraltada. Las trabe laterales ó cualquier otro sistema de resistente de cargas constituyen los apoyos de esta trabe.
Como en cualquier otra viga que soporta cargas, esfuerzos de tensión y compresión son inducidos a las fibras inferior y superior respectivamente, variando estos linealmente de forma análoga a las trabes.
Una variante en este modelo es que se pueden simular varios apoyos elásticos que simulen la contribución real de las rigideces de las columnas.
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ANALISIS DE DIAFRAMAS
MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL
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ANALISIS DE DIAFRAMAS
MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA
Este método involucra el imaginar que una armadura interna, consistente de puntales de concreto y tensores de acero, conduce las cargas desde una región determinada hasta los apoyos.
Este sistema es la generalización de la analogía de la armadura, que permite tener en cuenta de manera directa y simultanea, la interacción del cortante y la flexión .
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11.4
7.2
TRAB
E D
E RI
GID
EZ
TRABE PORTANTELO
SAS
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
TRABE PORTANTE
COLUMNASTR
ABE
DE
RIG
IDEZ
ACCIÓN
MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA
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EJEMPLO DE CÁLCULO
DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO
La estructura es prefabricada, a excepción de la cimentación, de ocho niveles.
Las columnas son de sección 60cm x 60cm.
Las trabes portantes son tipo cajón aligerado de 56cm de ancho x 65cm de alto.
Las trabes de rigidez de la misma sección que las trabes portantes.
El sistema de piso esta formado por losas extruidas tipo spancrete serie 10,000 (25cm de espesor) con acabado integral blanco pulido, sin firme.
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EJEMPLO DE CÁLCULO
EJE EJEEJEEJEEJE
EJE
EJE
EJE
EJE
DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO
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EJEMPLO DE CÁLCULO
EJE EJEEJEEJEEJE
N.P.T.+0.75
N.P.T.+0.90
DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006EJEMPLO DE CÁLCULO
EJEEJEEJEEJE
N.P.T.+0.75
N.P.T.+0.90
N.P.T.+0.90
N.P.T.+0.75
N.P.T.+0.75
+0.55
DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006EJEMPLO DE CÁLCULO
DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO
La estructura esta localizada en una ciudad, que de acuerdo a la zonificación sísmica de la misma, se encuentra en la zona I. Los parámetros para diseño sísmico son los siguientes:
c=0.18a0=0.05Ta=0.15Tb=0.60r=0.50Q=2
Estructura tipo B, irregular
El edificio esta destinado a utilizarse como departamentos.
Las cargas consideradas en el análisis, además del peso propio de la estructura, son:• Fachada 250 kg/m2
• Muros divisorios y sobrecarga muerta 200 kg/m2
• Carga viva 170 kg/m2
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006EJEMPLO DE CÁLCULO
418.515-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-153.7901
406.140-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-141.4152
405.933-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-121.8403
413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1214
413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1215
413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1216
413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1217
430.796-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-166.0718
CV1SM3SM2SM1CM2CM1
PESO TOTAL (TON)
PESOS POR ENTREPISOS (ton)NIVELES
PESO DE ENTREPISOS
ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006EJEMPLO DE CÁLCULO
298.2843,458.4023.203,314.24
8.3301,213.6922.902.9418.5151
16.1682,355.6105.802.9406.1402
24.2403,531.6148.702.9405.9333
32.8994,793.27811.602.9413.2144
41.1245,991.59814.502.9413.2145
49.3497,189.91717.402.9413.2146
57.5748,388.23720.302.9413.2147
68.5989,994.45923.202.9430.7968
PixWi * hihi(m)
ALTURAS(m)
Wi(ton)
NIVELES
FUERZAS LATERALES EN ENTREPISO
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EJEMPLO DE CÁLCULO
105.31.400.02418.5158.3301
131.31.800.04406.14016.1682
160.32.190.06405.93324.2403
192.82.590.08413.21432.8994
222.42.990.10413.21441.1245
252.03.390.12413.21449.3496
281.63.790.14413.21457.5747
324.54.180.16430.79668.5988
CM1 +CM2+SM1+SM2+SM3+.53*CV1
F’=mi * Si * fi
fi=(1+c’/ao)
c’=(mi * Si) / (Mi * g)
MASA ENTREPISO (Mi)mi * SiNIVELES
DETERMINACION DE FUERZAS SISMICAS EN TABLERO
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EJEMPLO DE CÁLCULO
MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL
Analizaremos ahora un tablero del nivel 8. Considerando que hay cuatro tableros por nivel, a cada tablero del nivel 8 le corresponden :
324.5 ton / 4 tableros = 81.125 ton/TABLERO
Considerando esta carga uniformemente distribuida tenemos :
W = 81.125 ton / 11.4 m =7.12 t/m
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EJEMPLO DE CÁLCULO
11.4
7.2
TRAB
E D
E RI
GID
EZ
TRABE PORTANTE
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
TRABE PORTANTE
COLUMNAS
TRAB
E D
E RI
GID
EZ
w = 7.12 t/m
apoyo apoyo
R1 R2
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EJEMPLO DE CÁLCULO
MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL
La reacción sobre las trabes de rigidez, que al mismo tiempo es el cortante en la junta entre la trabe de rigidez y la primera losa es:
R1 = R2 = (w*l)/2 = (7.12*11.4)/2 = 40.584 ton
En momento al centro de la trabe es:
M = (w*l^2)/8 = (7.12 * 11.4^2) / 8 = 115.66 T-m
La fuerza de tensión y compresión en las trabes portantes es:
F = M / d = 115.66 / 7.2 = 16.06 ton
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EJEMPLO DE CÁLCULO
11.4
7.2
TRAB
E D
E RI
GID
EZ
TRABE PORTANTELO
SAS
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
LOSA
S
TRABE PORTANTE
COLUMNAS
TRAB
E D
E RI
GID
EZ
P = 81.168 ton.
74°29'53"
52°45'3" 52°45'3"
MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA
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EJEMPLO DE CÁLCULO
MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELALa fuerza de compresión diagonal está dada por:
Sen (52°45’03”) = (81.168 /2) / Fd
Fd = (81.168 /2) / Sen (52°45’03”) = 50.98 ton
La componente vertical de esta fuerza, que al mismo tiempo es el cortante en la junta entre la trabe de rigidez y la primera losa es:Cos (37°14’57”) = Fv / 50.98 ton.
Fv = Cos (37°14’57”) * 50.98 ton.
Fv = 40.58 ton
La fuerza de tensión en la portante inferior es:
Cos (52°45’03”) = Fh / 50.98 ton.
Fh = Cos (52°45’03”) * 50.98 ton.
Fh = 30.86 ton
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ENSAYO DE UN TABLEROCON LOSAS ALVEOLARES
ENSAYO DE LA JUNTA ENTRE DOS LOSAS
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EJEMPLO DE CÁLCULO
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA JUNTA ENTRE LOSAS
De acuerdo con las recomendaciones de Spancrete, la capacidad de la junta se puede valuar mediante la expresión:
Vn = 0.04 * f’cg * h * t < 120 * h * tEn la cual:• f’cg = esfuerzo especificado a la compresión del grout• h = longitud de la losa (llave)• t = espesor de la junta (llave)Sustituyendo valores:
Vn = 0.04 * 180 kg/cm2 * 720 cm* 16.1 cm < 120 * 720 cm * 16.1 cm
Vn = 83,462 kg < 1’391,040 kg
Vn = 83.462 Ton.
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CONCLUSIONES
------30.86 ton.16.06 ton.Tensión en
trabes portantes
Min. 8 tonMax. 20 ton
83.46 ton.40.58 ton.40.58 ton.En junta
entre trabe de rigidez y
losa
Capacidad en junta entre
TT´s
Capacidad en junta entre
losas
Método del puntal y la
biela
Método de la trabe
horizontalSolicitaciones
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CONCLUSIONES
ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME
Además de los detalles constructivos espuestos anteriormente, se deberán observar las siguientes recomendaciones
El mortero de la junta será elaborado con cemento y arena en proporción no mayor de 1:3 y deberá garantizarse una resistencia del mortero f’c = 180 Kg/cm2. La consistencia del mortero deberá ser fluida con vistas a rellenar completamente el volumen de la llave de cortante. Para poder alcanzar estas características de fluidez y resistencia es indispensable que la arena empleada estélimpia y tenga las características de granulometría adecuadas para su colocación.
Previo a la colocación del mortero en las juntas entre losas esta deberá estar humedecida hasta la saturación. Esto se hace necesario con vistas a evitar que el concreto de las losas absorba el agua del mortero y evite con ello la correcta adherencia del mortero a las paredes de la losa.
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CONCLUSIONES
ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME
Durante el junteo se tomarán las muestras necesaria para la verificación de la resistencia del mortero empleado, de las cuales se realizará a un ensayo a rotura a los 28 días.
En el caso del junteo en losas spancrete con acabado integral, además de que se realice con los materiales adecuados, se deberá dejar el mortero sobresaliendo 4-6 mm sobre el acabado integral de la losa spancrete, esto con vista a que durante el pulido final el detalle en la junta no presente oquedades, en los casos convenientes se podrán colocar en la junta agregados de mármol (piedritas) con vistas a igualar el acabado de las losas spancrete.
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BIBLIOGRAFÍA
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