Tipolog%C3%ADa de estructuras de hormig%C3%B3n

CIMENTACIONESEjemplo. ArquitecturaTorre de veintiuna plantas para viviendas, oficinas, trasteros y garaje

Zona comn de trasteros

Tipologa de estructuras de hormign

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CIMENTACIONESEjemplo. Arquitectura


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CIMENTACIONESEjemplo. Cimentacin directaMuro de stano

Muro pantalla

Zapatas aisladas


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CIMENTACIONESZapata aislada

Dimensionadas para transmitir al terreno la tensin mxima que es capaz de admitir (de acuerdo con el Estudio Geotcnico) Dimensionadas para resistir los esfuerzos de flexin, cortante, punzonamiento, para asegurar el anclaje de la armadura y para cumplir el estado lmite de fisuracin Zapatas rgidas v < 2h. Zapatas flexibles: v 2hFiguras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESZapata de medianera

Cimentan soportes situados en las lindes de propiedad del terreno (no podemos proyectar una zapata aislada porque invadimos la propiedad adyacente. Las vigas centradoras absorben el esfuerzo debido a la excentricidad entre pilar y zapata y restan flexin al pilar de medianeraFiguras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESPlaca de cimentacin

Solucin a considerar cuando la superficie de cimentacin mediante zapatas aisladas supera el 50% de la planta de la construccin. Los defectos u oquedades aislados del terreno afectan en menor medida a este tipo de cimentacin. El comportamiento de la placa est influido por la deformabilidad relativa entre el suelo, la placa y la estructura.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESPlaca de cimentacin

De manera simplificada se puede suponer que la deformacin, comn al terreno y al cimiento, es proporcional a la presin producida. Coeficiente de balasto. El clculo como forjado invertido con carga superficial igual a la tensin mxima admisible en el terreno de cimentacin no es correcto.

Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESPozos de cimentacin

Si el terreno adecuado para cimentar se encuentra a una cota moderadamente profunda se puede sustituir el terreno malo superior por hormign en masa (pozo de cimentacin) El pozo se calcula como pieza de hormign en masa (artculo 52 Instruccin EHE)Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESPilotesSi el terreno adecuado para cimentar se encuentra a una cota considerablemente por debajo del nivel de la planta ms baja de la construccin. Los pilotes se pueden construir hormigonndolos in situ o bien prefabricados e hincados. En los hormigonados in situ las paredes de la perforacin se mantienen mediante entubaciones recuperables (camisas de chapa hincadas) o bien mediante lodos tixotrpicos. Una vez realizada la excavacin se introduce la jaula de armadura y mediante tubera se hormigona desde el fondo hacia arriba subiendo progresivamente la tubera pero de forma que la boca est siempre dentro de hormign para evitar el corte del pilote. La capacidad de un pilote se establece penalizando la capacidad que le correspondera como pieza de hormign armado debido a las condiciones en que se ejecuta.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESEncepados

El encepado es la pieza que sirve para conectar el soporte con el pilote o grupo de pilotes y eventualmente a las vigas de centrado.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESEncepados

Encepado para dos pilotes. Requiere vigas centradoras perpendiculares al eje que une los centros de los pilotes. En general constan de: Armadura principal (de flexin, inferior) y armadura secundaria (longitudinal dispuesta en la cara superior) y horizontal y vertical dispuesta en retcula en las caras laterales.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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CIMENTACIONESVigas de centrado

Previstas para absorber los momentos flectores debidos a las excentricidades entre el pilar y la lnea que une los centros de los pilotes. Dichas excentricidades mnimas son de 5 cm (control intenso), 10 cm (control normal) y 15 cm (control reducido)



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MUROSMuros mnsulaEstructura que sirve de elemento de contencin de un terreno (natural o bien relleno artificial) El alzado del muro trabaja esencialmente a flexin. Puede transmitir eventualmente cargas verticales de pilares que arrancan en coronacin. Como slido rgido el muro se comprueba frente al deslizamiento y al vuelco (estado lmite ltimo de equilibrio) Se debe asegurar la resistencia a flexin y cortante de alzado y zapata (puntera y tacn) Anclajes y solapos de armaduras y rasante en la junta entre alzado y zapata. En general, se debe tener en cuenta la presencia de agua en el trasds a efectos de determinar su contribucin al empuje y de dimensionar los elementos de drenaje. Empuje activo en alzado y pasivo en puntera.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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MUROSMuros de stano

El muro de stano, aparte de la contencin tiene la misin de recibir cargas verticales transmitidas por pilares de la estructura y por forjados. Empuje al reposo. Solucin prcticamente obligada hasta dos plantas bajo rasante.



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MUROSMuros pantalla

El muro pantalla es una pared de hormign realizada sin entibacin. Elemento de contencin y tambin de cimentacin al admitir pilares arrancando de su coronacin. Se ejecuta por bataches o paneles.



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MUROSMuros pantalla. ConstruccinExcavacin Juntas Muretes-gua

Construccin de muretes-gua. Su misin es guiar a la mquina correspondiente en la excavacin de la pantalla. Excavacin. Mquinas provistas de cuchara. El sostenimiento se puede hacer mediante lodos bentonticos. Se realiza por paneles de longitud de 3 a 5 m. Las juntas entre bataches pueden materializarse mediante tubos extrables. Colocacin de la armadura. Jaula convenientemente rigidizada.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign

Colocacin de la armadura


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MUROSMuros pantalla. ConstruccinHormigonado del panel Retirada de juntas

Hormigonado mediante tubera. Debe estar en todo momento introducida de 3 a 5 m en la masa de hormign para evitar que se produzca el corte de la pantalla por interposicin de capas de lodo. A medida que se coloca el hormign en el fondo, el lodo es desplazado y recogido para su recuperacin. Extraccin de juntas. Si es el caso, se retiran antes de que endurezca mucho el hormign.Figuras: J. Calavera: Proyecto y Clculo de estructuras de hormign


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MUROSMuros pantalla. Construccin

Ejecucin de los muretes-gua por delante de la cuchara Vista por detrs del avance de la excavacin. Obsrvense los muretes gua ya ejecutadosTipologa de estructuras de hormign 18

MUROSMuros pantalla. Construccin

Tajo de ferralla. Fabricacin en obra de las jaulas de armado de los bataches


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MUROSMuros pantalla. ConstruccinEquipo de suministro y recuperacin de lodos bentonticos empleado para el sostenimiento de la excavacin

Armado de la viga de coronacin previamente a su hormigonado.


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PILARESPilar de arranque e intermedio



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PILARESPilar de ltima planta



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VIGASDinteles de estructuras de edificacin y nudos



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VIGASNudos de interseccin con pilares



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FORJADOSTipologa y apoyos



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FORJADOSApoyos



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PUENTESTableros de vigas. Definicin El esfuerzo predominante es la flexin longitudinal La losa superior reparte el efecto de las cargas que actan sobre ella entre las distintas vigas longitudinales. La losa superior tambin contribuye a la inercia longitudinal de las vigas

Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESTableros de vigas. Definicin Puentes rectos de luces cortas y medias (p.ej hasta 50 m) Vigas generalmente prefabricadas. Secciones transversales industrializadas (mxima inercia con el mnimo peso). Las vigas tambin podran ser hormigonadas in situ. Losa superior hormigonada in situ. Las vigas se montan biapoyadas. No suele convenir dar continuidad a las vigas. Slo a la losa por mejorar la rodadura. La viga cajn es ms pesada y cara que la doble T, pero su respuesta resistente es en general mejor debido a su mucha mayor rigidez a torsin.

Tablero de vigas prefabricadas en seccin doble T

Tablero de vigas prefabricadas en artesa28



PUENTESTableros de vigas. Definicin

Secciones transversales tipo de tableros de vigaFiguras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESTableros de vigas. DefinicinBarandilla e imposta Placas prefabricadas para encofrado perdido Pavimento Losa superior

Vigas prefabricadas



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PUENTESTableros de vigas. Vigas prefabricadas

Fabricacin en instalacin fija Dimensionamiento muy estudiado de la seccin transversal Amplio catlogoTipologa de estructuras de hormign 31

PUENTESTableros de vigas. ConstruccinMontaje de las vigas prefabricadas mediante gras mviles apoyadas en el suelo

Montaje de las losetas prefabricadas que sirven de encofrado perdido para el hormigonado posterior de la losa superior.


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PUENTESTableros de vigas. ConstruccinMontaje de las vigas prefabricadas mediante vigas de lanzamiento. Ejecucin sin necesidad de apoyo en el suelo. Mantenimiento de trfico, cauces fluviales, viaductos de mucha altura....

Viga en celosa dotada de carretones mviles. Se puede autolanzar de un vano a otro. Recibe la viga prefabricada por la parte posterior y la traslada al vano correspondienteFiguras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes ArcoARCO pEstructura que trabaja por FORMA El objetivo es trasladar las cargas mediante el trabajo a COMPRESIN del arco

f

La directriz del arco es el ANTIFUNICULAR de las cargas permanentes Las FLEXIONES en el arco (debidas a las sobrecargas) son SECUNDARIAS. Se trata de reducirlas al mximo Permite ESBELTECES (relaciones canto/luz) MAYORES que en puentes de tramo recto (tpicas entre 1/40 y 1/100 frente a 1/20 1/25 en dinteles rectos de hormign pretensado) Tipologa adecuada para luces grandes con buen terreno de cimentacin.

LFormas de sustentacin y disposicin estructural

biempotrado

articulado

biarticulado

triarticulado

atirantadoTipologa de estructuras de hormign 34

PUENTESPuentes ArcoDenominacin de los elementosTablero Pila o pndola

Tmpano

Clave flecha Directriz

Rin

Arranque Intrads Extrads

Luz


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PUENTESPuentes Arco. Problemasp PROBLEMASMaterializar su propia forma. Dificultad de construccin.

f

Exige buen terreno de cimentacin. Preferible roca.

LAcortamiento del arco por esfuerzos de compresin, fluencia y retraccin

p

El acortamiento del arco debido a los esfuerzos de compresin (ms la fluencia y retraccin si es de hormign). Pierde su forma (se reduce la flecha f), aumentan los esfuerzos que reducen an ms la flecha (proceso iterativo) Este proceso iterativo est acotado para arcos con relaciones f / L mayores que 1/10. Si el arco es muy rebajado (relaciones f/L pequeas, p.ej. 1/16) este problema es importante.

Acortamiento del arco por asiento de cimentacin

Asientos horizontales en la cimentacin. Producen prdida de forma en el arco.36


PUENTESPuentes Arco. Arcos con tablero superiorLa transmisin de carga entre arco y tablero se realiza por pilares, por un tmpano macizo o por una triangulacin. Generalmente son biempotrados. Las articulaciones son costosas. Hay que evitarlas.

Puente de Sand. 264 m de luz. Rcord mundial en 1.943. Hormign. Construccin del arco: Cimbrado. Relacin f/L = 1/6,6BiempotradoFiguras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. Arcos con tablero superior

Biempotrado

Puente de Parramata. Baha de Sidney. 305 m de luz. (1.964) Hormign. Construccin del arco: Cimbrado. Relacin f/L = 1/7,46

Puentes Krk I y Krk II. Croacia. 390 y 244 m de luz. (1.980) Hormign. Construccin del arco: Avance en voladizo atirantado. Relaciones f/L = 1/6,5 y f/L=1/5,14Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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biarticulado

Puente de la Guaira. Venezuela. 150 m de luz. (1.952). Freyssinet. Hormign. Construccin del arco: Avance en voladizo atirantado. Relacin f/L = 1/7,46.

Se decidi proyectarlo biarticulado para tener deformabilidad en arranques durante el proceso constructivo (primero en avance en voladizo atirantado) y por la posibilidad de giros en la cimentacinFiguras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. Arcos con tablero superiorPuente sobre el Rin en Tavanasa. 35 m de luz. (1.905) Robert Maillart (1.872-1.940) Hormign. Relacin f/L = 1/8,5. Aligeramiento de los tmpanos cerca de los estribos. Arco cimbrado.

Puente sobre el ro Arve. 55,97 m de luz. (1.936) Robert Maillart. Hormign. Relacin f/L = 1/11,7. Arco cimbrado.

triarticulado La triarticulacin convierte al arco en isosttico. Facilidad de clculo pero muy deformable.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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Puente de Salginatobel. 90,04 m de luz. (1.930) Robert Maillart. Hormign. Relacin f/L = 1/6,9. Cimbrado.triarticulado



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PUENTESPuentes Arco. Arcos de directriz no convencional

Puente de Bacunayagua. Cuba. 114 m de luz. (1.962) Se mantiene sobre el arco la separacin de pilas del viaducto de acceso, lo que conduce a la poligonalizacin del antifunicular de la carga permanente. Resuelto mediante autocimbra.

Pasarela del Torrente de Lussia. 77,5 m de luz. El tablero slo apoya en dos puntos sobre el arco. La figura antifunicular es un trapecio curvilneo.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. Arcos de directriz no convencional

Puente de Natchez. (1.995). Dos nicos apoyos en la zona de clave separados 27,40 m. Dovelas prefabricadas construidas en avance en voladizo.



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PUENTESPuentes Arco. Arco con tablero intermedioLa rasante es demasiado baja como para permitir un arco inferior, el cual resultara muy rebajado y por tanto muy vulnerable frente a asientos en los apoyos y deformaciones impuestas (temperatura, fluencia y retraccin) Puente Fremont. Portland (U.S.A.) (1.973). Acero. 382 m de luz. El empuje horizontal se confa en parte a los semiarcos adyacentes y en parte al dintel

Puente de la Roche Guyon. (1.935). Hormign. 161 m de luz.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. Arco con tablero inferiorNo introduce reacciones horizontales en el terreno. Puede construirse independientemente de las caractersticas del suelo. Puente de la Coudette. Hormign 111 m de luz. Relacin f/L = 1/6,75

atirantado

Puente sobre el ro Tisa. Hormign 154 m de luz. Relacin f/L = 6,53



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PUENTESPuentes Arco. ConstruccinCimbras apoyadas en el suelo. Muy costosas. Verdaderas estructuras auxiliares que requieren proyecto independiente.

Cimbra para el puente de Fiumarella. 231 m de luz. Cimbra metlica tubular apoyada en el suelo. Disposicin en abanico para permitir el paso por debajo. Cimbra para el puente de Salginatobel. Cimbra de madera diseada y construida por el ingeniero R. CorayFiguras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. ConstruccinCimbra para el puente de Glems. 114 m de luz. Cimbra de castilletes y vigas

Cimbra para la pasarela del puerto del Rhin. 92 m de luz. Cimbra metlica con glibo de navegacin.

Cimbra para el puente de Plougastel. Cimbra de madera atirantada transportada por flotacin hasta el lugar del emplazamiento del arco. 200 m3 de madera. E. Freyssinet.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. ConstruccinAutocimbras. O cimbras autoportantes. Se sostienen por s mismas Pueden ir o no incorporadas al arco definitivo.Proceso de ejecucin del arco del Viaducto de Martn Gil sobre el Esla (Zamora). 202 m de luz. Autocimbra metlica (queda embebida como armadura en el hormign).



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PUENTESPuentes Arco. Construccin

Autocimbra para el puente de Sand. Arco de madera, imitando a la cimbra de Plougastel, que colaps el 1 de agosto de 1.939.

Cimbra definitiva para el puente de Sand. Cimbra apoyada en el suelo que interrumpi la navegacin durante las obras.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Arco. Construccin

Viaducto de la Regenta Ana Ozores. Hormign. 194 m de luz. Relacin f/L = 1/3,85. Avance en voladizo con diagonales temporales. Hormigonado in situ de la seccin bicelular del arco mediante carro de avance


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PUENTESPuentes AtirantadosINTUICIN: Crear en una viga una serie de apoyos intermedios TIPOLOGA: Puente atirantado.

El sistema de atirantamiento equivale a la fundacin elstica del dintel. El sistema de atirantamiento produce axiles de compresin en el dintel.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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PUENTESPuentes Atirantados

Acueducto de Tempul. Eduardo Torroja (1.926). Hormign. Tres vanos de 20 m + 57 m + 20 m. Los tirantes fueron de acero en una primera etapa y se ponan en carga por elevacin de las cabezas de las torres mediante gatos hidrulicos. Una vez descimbrado el cajero se hormigonaban a la vez que se cerraba el hueco dejado por los gatos.Tipologa de estructuras de hormign 52


PUENTESPuentes Atirantados

Puente de Strmsund. Dischinger (1.955). Primer puente atirantado moderno. Tres vanos metlicos de 75 m + 183 m + 75 m. Cuatro tirantes de borde en abanico sujetan dos vigas metlicas longitudinales en doble T de 3,2 m de canto (L/58) entre las que se disponen vigas transversales.nen po dis como se tes eran uen nsid intel s p co e el d ero rim tes. S idos d s p ran rg lo En cos ti oyos o ap p

Puente North Bridge. En Dsseldorf (1.958). Metlico. Tres vanos de 108 m + 260 m + 108 m. Tres parejas de tirantes en arpa de borde sujetan dos vigas cajn metlicas longitudinales de 3,37 m de canto (L/77) entre las que se dispone una losa orttropa sobre vigas transversales.Figuras: J. Manterola: Curso de Puentes E.T.S.I. Caminos, C. y P. Madrid


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