Por: Richard McPherson, P.E.
Se construyó un nuevo edificio de oficinas para la empresa de electrónica de Florida, Jabil, utilizando paneles de concreto prefabricado mediante métodos Tilt-Up.
Debido al ancho del panel, los paneles de muro prefabricados fuera del sitio no eran una opción, por lo que se seleccionó el colado en sitio (Tilt-Up) como componente de carga de peso del sistema estructural. Esto presentó numerosos desafíos ya que el edificio propuesto estaba dentro del campus de Jabil y estaba limitado por un lago y árboles en la parte trasera, un edificio existente con estacionamiento activo en cada extremo. Al frente, solo se liberó una parte de un estacionamiento activo para la construcción (Figura 1). Pero contenía el tronco principal de un cable de fibra óptica, que estaba cerca de la ubicación del anclaje. Por lo tanto, el espacio de almacenamiento, el espacio para la oficina del sitio, el estacionamiento, el área de colado, etc., eran mínimos y la ubicación del anclaje era crítica. El acceso tradicional de la grúa a lo largo de la parte trasera del edificio no era posible debido al lago y los árboles, mientras que los extremos tenían espacio limitado. Por lo tanto, algunos de los paneles de los extremos tuvieron que ser colados cuando la grúa había despejado el área.
Fundición de paneles
Se tomó la decisión de diseñar la mayor cantidad posible de paneles delanteros y traseros exactamente iguales, lo que permitió fundir los paneles uno encima del otro. Se colocó una losa de fundición de 51 mm dentro del edificio, en cada extremo después de que saliera la grúa, así como en la parte delantera (Figura 2). Apilar paneles tiene el potencial de generar problemas de calidad porque el acabado alisado que recibe el panel inferior generalmente no es tan bueno como el acabado que recibe la cama de fundición. Esto deja una superficie ondulada, que se refleja en la cara expuesta del panel apilado y se hace evidente con ciertos ángulos del sol. Teniendo esto en cuenta, el panel se fundió con máxima exposición a la vista (el panel delantero) hacia abajo y se apiló el panel trasero (que tenía vista al lago). Se tuvo especial cuidado durante el acabado del panel inferior, lo que resultó en un acabado plano en la cara exterior del panel trasero con solo imperfecciones menores.
Instalación de paneles
La secuencia de erección comenzó entrando por un extremo del edificio y levantando primero el panel trasero y luego el panel frontal opuesto, avanzando y rompiendo el lecho de fundición mientras se movía hacia el siguiente conjunto de paneles. Esto continuó hasta que la grúa salió por el extremo opuesto del edificio. Mientras se colocaban los paneles frontales restantes, los paneles de los extremos y la torre de escaleras se fundieron sobre lechos de 51 mm y se instalaron las losas de cimentación interiores y los pozos de los ascensores. A continuación, se colocaron los extremos y las torres de escaleras. Con espacio y acceso de grúa limitados, los paneles tuvieron que arriostrarse al exterior, lo que requirió un ancla de carga (deadman) por cada arriostramiento (Figura 5). En consecuencia, el panel se erigió y, con la grúa principal aún enganchada al panel, una grúa todo terreno levantó el arriostramiento en su lugar y una plataforma elevadora con dos operarios instaló los seis arriostramientos y bipodes por panel (Figuras 3-5).
El proceso de montaje fue lento, completándose solo tres paneles por día de ocho horas. Los soportes requerían bipods para reducir la esbeltez de los soportes y aumentar su capacidad. Los anclajes se ubicaron de manera que pudieran dejarse en su lugar y se diseñaron para resistir la carga máxima del soporte debido a un viento de 70 mph. Se utilizaron las cargas verticales y horizontales combinadas con un factor de seguridad de 1.5 para diseñar el anclaje. Las cargas horizontales utilizaron resistencia pasiva del terreno pero solo una parte de la resistencia por fricción.
Estabilidad del panel
Surgieron desafíos especiales cuando el arquitecto quiso instalar vidrio de antepecho en las patas del panel a cada lado del vano de la ventana, lo que requirió un rebaje de 95 mm a lo ancho total de la pata (ver SK-2 (Figura 6) y Figura 3). Este elemento de diseño hizo que el panel fuera muy flexible tanto durante el montaje como una vez instalado y sometido a los constantes vientos costeros. Durante el montaje, los cálculos indicaron que el panel se agrietaría en estos rebajes de 95 mm y luego, cuando el panel estuviera en su sitio (incluso si no se agrietaba), los vientos de diseño del montaje producirían deflexiones en la parte superior del panel en el rango de 317 mm. Obviamente, estos elementos eran peligrosos y no aceptables, ya que era posible el colapso del panel. Por lo tanto, se requirieron refuerzos no solo para el montaje, sino también para la construcción en sitio hasta que se instalaran las vigas del piso.
Los contraventeos estándar solo tenían conexiones de alma, lo que permitía cierta rotación en el empalme antes de que la resistencia a la flexión fuera efectiva. Esta rotación era excesiva para el montaje, pero estaba dentro de la tolerancia una vez que el panel estaba en su lugar. Se decidió que durante el montaje se necesitarían contraventeos muy rígidos para una deflexión y seguridad mínimas, por lo que se instaló un par de C12 × 20.7 en cada pata de los paneles y en la sección con las aberturas (Figura 7). Los paneles subieron sin grietas y, una vez que los paneles estuvieron arriba y arriostrados, los contraventeos C12 × 20.7 se retiraron del panel con otra grúa todo terreno y elevador de personas y se reemplazaron con un par de contraventeos C 8 × 11.5 del proveedor (Figura 8). Estos permanecieron en su lugar hasta que las vigas de piso se soldaron. El análisis fue correcto, ya que el edificio se montó sin incidentes.
Conclusión
Durante mis 46 años trabajando con Tilt-Up, no he encontrado un proyecto más desafiante considerando las limitaciones de espacio, el arriostramiento exterior, la flexibilidad del panel y la seguridad. Sin embargo, con una planificación exhaustiva y una ejecución cuidadosa, el proyecto resultó bien (Figuras 9–11).
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