Por: Ed Sauter, Asociación de Hormigón Tilt-Up
La elevación de los paneles es siempre el momento más emocionante en una obra de construcción Tilt-Up, pero lo que ocurre después de la elevación es quizás aún más importante para el correcto comportamiento de la estructura. La esencia misma de un edificio Tilt-Up, o de cualquier estructura de paredes rígidas y diafragmas flexibles, radica en la interacción entre las paredes, la estructura del techo y el piso o los cimientos. Eso es lo que permite que el edificio se comporte adecuadamente cuando fuerzas como vientos fuertes, sismos y otras fuerzas actúan sobre la estructura. En este artículo se analizan diversos tipos de conexiones de paneles. Entre ellas se incluyen las conexiones entre paneles, entre paneles y la estructura del techo, y entre paneles y el piso o los cimientos.
Cuando se colocan los paneles, estos se apoyan sobre la zapata. Es casi imposible terminar la parte superior de una zapata de concreto con la nivelación requerida para que un panel se coloque dentro de los requisitos de tolerancia vertical. Para alcanzar las tolerancias deseadas, los paneles se colocan sobre dispositivos de nivelación temporales llamados cuñas para compensar la diferencia entre la parte superior de la zapata y la parte inferior del panel. Las cuñas, que se pueden combinar en múltiplos para obtener el espesor deseado, se colocan con precisión en ubicaciones predeterminadas con el uso de un nivel. Imagínese que, si un extremo de un panel de 20 pies por 40 pies de alto está 1⁄4 de pulgada más bajo que el otro extremo, eso se traduciría en una discrepancia de dos veces esa cantidad en la parte superior del panel. Una junta que se suponía que debía tener 1⁄2 pulgada de ancho tendría 1 pulgada de ancho en un lado y las partes superiores de los paneles se tocarían en el otro.
Las cuñas, que suelen dejar un espacio de entre 1 y 2 pulgadas por debajo del panel, solo están pensadas para sostener el panel durante un breve periodo de tiempo. En la mayoría de los casos, ni el panel ni la zapata están diseñados para soportar las cargas puntuales resultantes. Si se aplica una carga adicional sobre el panel o si permanecen colocadas por demasiado tiempo, podrían aparecer grietas en el panel, o las zapatas podrían agrietarse entre los puntos de apoyo debido a una carga demasiado alta sobre el suelo o a una debilidad en la parte superior de la zapata. Las cargas puntuales se eliminan con un “relleno de zapata” o con lechada. Se compacta o se inyecta un material de lechada a base de cemento debajo del panel para rellenar el hueco. Una mezcla de lechada estándar es adecuada, ya que cualquier contracción sería tan pequeña que no provocaría una tensión excesiva en el panel. El material de lechada debe rellenar completamente el hueco debajo de los paneles y debe instalarse lo antes posible después de que los paneles se hayan asegurado y nivelado. Se sabe que el hueco está completamente rellenado cuando la lechada sobresale por el lado opuesto del panel.
CONEXIONES ENTRE PANELES
La anchura de la mayoría de los paneles Tilt-Up permite construir edificios en los que los paneles adyacentes pueden mantenerse independientes entre sí en muchas regiones del país. Esto permite que los respectivos paneles se expandan y contraigan uno respecto al otro. En zonas de alta actividad sísmica, zonas con vientos fuertes y en ciertos casos de diseño en los que se requiere que la anchura de varios paneles resista el momento de corte o de vuelco, es posible conectar una serie de paneles entre sí. Si tiene una elevación con una serie de paneles estrechos (como ocurre en muchos edificios prefabricados), es posible que se requieran conexiones entre paneles. Las conexiones entre paneles pueden realizarse con conexiones de barras de cordón, secciones de tubo o incluso un ángulo de travesaño. Las conexiones que permiten el movimiento horizontal (como las conexiones con barras de cordón) pueden realizarse poco después de que se erijan los paneles. Sin embargo, las conexiones soldadas deben retrasarse tanto como sea posible para dar a los respectivos paneles tiempo adicional para secarse y contraerse. La contracción del panel alrededor de una conexión rígida puede inducir una tensión tremenda en el panel, lo que resulta en grietas.
Se recomienda realizar uniones entre paneles en las esquinas para prolongar la vida útil de la junta de sellado. Los paneles de las esquinas presentan unas condiciones particulares debido a la deformación provocada por el alabeo térmico. Los paneles adyacentes suelen deformarse en ángulo recto entre sí, lo que ejerce una tensión adicional sobre la junta de sellado.
CONEXIONES ESTRUCTURALES
Las conexiones entre losa/cimentación y techo/piso elevado son importantes por varias razones. La primera es que la dimensión vertical entre los puntos de conexión determina la altura efectiva sin arriostramiento del panel. La mayoría de los ingenieros diseñan con un límite específico en la relación altura/espesor, por lo que cuanto menor sea la altura sin arriostramiento, más delgado puede ser el panel, lo que a su vez permite ahorrar dinero. El propósito de las conexiones del techo o de la losa elevada es crear la acción de diafragma, que es fundamental para el desempeño de una estructura Tilt-Up. Cuando se aplica una carga al costado del edificio, esta se transfiere a través del diafragma a los paneles perpendiculares. Las conexiones inferiores, cuando son necesarias, se utilizan para evitar el movimiento lateral. En algunos casos, el peso del panel y/o la restricción por parte de la losa o el relleno pueden ser suficientes para evitar el movimiento.
CONEXIONES DE ZANJA
Las normas de construcción vigentes exigen que los paneles Tilt-Up se fijen a la zapata o a la losa del piso. No es necesario realizar ambas fijaciones, pero debe realizarse al menos una de ellas. La elección de la conexión que se utilizará depende de los requisitos de construcción del edificio y de las preferencias del ingeniero y del contratista. Si un panel se fija a la zapata y no a la losa del piso, se exige que la conexión tenga una resistencia mínima a la tracción.
Las conexiones con los cimientos pueden ser tan sencillas como una barra de refuerzo saliente o un pasador empotrado en los cimientos. Las conexiones de los cimientos de los paneles pueden ser necesarias para evitar que estos se levanten de los cimientos si existe un momento de vuelco excesivo o para resistir el movimiento lateral. Entre las fuerzas que podrían provocar un movimiento lateral se incluyen el viento, las fuerzas sísmicas, las cargas de impacto de los vehículos y las cargas desequilibradas del suelo. Estas últimas son más críticas en los muelles de carga o en lugares donde los cimientos son muy poco profundos. Las conexiones entre la zapata y la pared también pueden eliminar las barras de espiga que normalmente se instalan entre la losa del piso y el panel. Si se pueden eliminar estas espigas, la losa del piso se puede moldear hasta la cara interior del panel, eliminando la necesidad de una tira de cierre.
Si se utilizan elementos de acero para realizar las uniones entre los paneles y la zapata, se debe tener cuidado de protegerlos contra la corrosión. Las barras de refuerzo de acero expuestas u otros elementos estructurales que se encuentren por debajo del nivel del suelo en el exterior de la estructura están sujetos a un deterioro acelerado. Dado que se encuentran por debajo del nivel del suelo, no es posible inspeccionarlos visualmente sin realizar una excavación. Por este motivo, estas uniones no suelen recomendarse.
CONEXIONES DE LOS LÁMINAS SOBRE EL SUELO
Las uniones de losas sobre terreno aprovechan la fricción entre la losa del piso y la subbase para resistir las fuerzas laterales. Las uniones se realizan mediante barras de anclaje dobladas que se colocan en el panel durante el vertido del hormigón; insertos roscados que se colocan en el panel durante el vertido del hormigón; barras de anclaje fijadas con epoxi a un panel ya hormigonado; fijaciones a placas o ángulos empotrados en el panel y la losa del piso; o cualquier combinación de los métodos anteriores. El método más común es el uso de una conexión con barras de refuerzo solapadas con armadura que se moldea en la losa del piso. La conexión solapada propiamente dicha se realiza en el área de la banda de cierre y queda recubierta de concreto cuando se moldea dicha banda.
Las varillas de unión proporcionan continuidad a lo largo de la junta para unir una o más tiras o segmentos adyacentes del piso y proporcionar resistencia lateral. Se requiere malla de refuerzo o malla de alambre soldada en la tira de cierre y en cualquier parte de la losa que forme parte de este sistema de resistencia lateral.
CONEXIONES ENTRE EL TECHO Y EL PISO ELEVADO
La conexión del diafragma del techo o del piso es absolutamente esencial para el desempeño de un edificio construido con el método Tilt-Up. Esta conexión se realiza normalmente mediante un travesaño que se fija al panel de pared. El travesaño puede fijarse mediante anclaje a pernos empotrados en el panel o mediante soldadura a placas empotradas en el panel, ya sea antes del hormigonado o después de que el panel se haya erigido. Algunos contratistas prefieren suspender el ángulo del travesaño con salientes que sobresalen por encima de la cara interior, de modo que el empotramiento y la fijación se produzcan cuando se moldea el panel. En ocasiones también se utilizan anclajes perforados posteriormente.
La instrucción más importante que se da a los trabajadores en la obra es que los apuntalamientos temporales no pueden, bajo ningún concepto, retirarse hasta que el ingeniero responsable haya realizado e inspeccionado las conexiones y haya dado su aprobación para su retirada. El ingeniero responsable es la única persona que puede tomar esta decisión, ni el fabricante de los apuntalamientos, ni el dueño de la empresa constructora, ni el supervisor certificado. Retirar los apuntalamientos antes de tiempo es poner en riesgo la vida de los trabajadores.
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