Detalles comunes para la construcción Tilt-Up

Palabras: James Baty, miembro de la Academia de Arquitectos de Estados Unidos (FACI)

Las conexiones son una parte esencial de cualquier estructura de concreto tilt-up y juegan un rol en cómo funciona finalmente la estructura. El éxito de cualquier proyecto tilt-up depende, en parte, de conexiones bien diseñadas y fácilmente ejecutadas.

Aunque la construcción con paneles prefabricados (tilt-up) se ejecuta de manera diferente en todo el mundo como método de construcción, existen algunos detalles comunes utilizados en toda la industria. La Tilt-Up Concrete Association (TCA) finalizó recientemente una actualización de su presentación de estos detalles, que ahora está disponible para descargar en www.tilt-up.org/resources.

Preparada a partir de una amplia muestra del mercado actual de concreto prefabricado en sitio (tilt-up), principalmente en Canadá y Estados Unidos, los detalles incluidos no pretenden mostrar todas las variedades de conexiones, ni tampoco pretenden mostrar todas las combinaciones posibles de estructuras. Pretenden proporcionar al usuario una oportunidad para ver la teoría detrás de estas conexiones típicas. La mecánica para diseñar muchas de las conexiones empleadas para unir los miembros del armazón estructural a los paneles de concreto de tilt-up es similar a la que se usa en otros tipos de construcción que involucran concreto.

Hay esencialmente dos tipos básicos de conexiones de carga que se utilizan en estructuras tilt-up. Ambas implican alguna forma de placa empotrada de acero con anclas de montantes roscantes. Una es una conexión de tipo carga estándar, donde el miembro del armazón estructural se sienta en un engaste en bolsa en el panel o se carga directamente en la parte superior del panel. Las conexiones de carga son un tipo positivo de conexión y generalmente son más simples de construir; por lo tanto, usualmente son más económicas. También minimizan la excentricidad de la carga para el diseño del refuerzo de los paneles. Sin embargo, no permiten tanto el desplazamiento.

La otra conexión común es el tipo montado de cara, donde el armazón estructural se asienta sobre un asiento acoplado a una placa de acero empotrada en la cara del panel. Estos por lo general implican más piezas para fabricar e instalar; por lo tanto, pueden ser más costosos. También resultan en un mayor desplazamiento de la carga para el diseño del refuerzo de los paneles. Sin embargo, son más tolerantes al desplazamiento de la placa empotrada. Las conexiones de montaje de cara son compatibles con parapetos continuos.

Ocasionalmente, se usan anclajes postinstalados para unir el armazón secundario a los paneles. Estas conexiones posibilitan la ubicación precisa de la conexión, ya que se colocan en los paneles una vez fraguado el concreto. También se emplean cuando una placa de anclaje de acero se ha omitido o está mal colocada.

Para algunas aplicaciones o condiciones, se utilizan insertos de especialidad tales como los insertos de espiral con montantes de espiral, anclas ranuradas y figuras estructurales empotradas tales como vigas de soporte.

La biblioteca de la TCA sobre los detalles comunes de la construcción tilt-up contiene ejemplos de estos tipos de conexiones en cada una de las siguientes categorías:

• Estructura del techo al panel: Estas conexiones transmiten fuerzas gravitacionales, de viento ascendente, fuera del plano y sísmicas, y fuerzas de viento en el plano y sísmicas.
• Estructura de piso sustentado al panel: Estas conexiones transmiten fuerzas de gravedad, viento fuera del plano, fuerzas sísmicas y arqueo térmico; viento en el plano y fuerzas sísmicas.
• Panel a losa sobre nivel: Estas conexiones transmiten viento fuera de plano, fuerzas sísmicas, arqueo térmico, presión lateral de la tierra, viento en el plano y fuerzas sísmicas.
• Panel de zapatas: Estas conexiones transmiten fuerzas del viento y sísmicas fuera del plano, fuerzas del viento y sísmicas en el plano, además de fuerzas ascendentes del viento debido al vuelco.
• Panel a panel: Estas conexiones transmiten viento en el plano y fuerzas sísmicas para resistir volcaduras y resistir el arqueo diferencial.

El diseño y los detalles de las conexiones de tilt-up deben adaptarse a las tolerancias estándar de la industria. Se sugiere que las conexiones se diseñen para adaptarse a la mala colocación del elemento empotrado de hasta 1 pulgada en el plano del panel. Cuando sea posible, los elementos empotrados deben usar una distribución simétrica en al menos uno de los ejes para simplificar la distribución y la colocación en el panel.

Por motivos de seguridad y por razones económicas, los contratistas suelen querer instalar el mayor número posible de conexiones mientras los paneles aún se encuentran en el suelo. El diseño y la disposición de las conexiones deben tener esto en cuenta.

Con el fin de ofrecer una visión detallada del diseño de estructuras tilt-up, la TCA ha publicado recientemente el libro “Engineering Tilt-Up”. Escrito por Timothy W. Mays, Ph.D., P.E., y Joseph J. Steinbicker, P.E., S.E., “Engineering Tilt-Up” contiene principios básicos de ingeniería e interpretación de códigos, así como un análisis detallado de una estructura tilt-up y sus componentes. Esta completa guía desglosa el diseño tilt-up para formar tanto a principiantes como a ingenieros experimentados.

Además del contenido de los capítulos, “Engineering Tilt-Up” incluye tres ejemplos de diseño de edificios completos que presentan enfoques simplificados de las prácticas habituales para el diseño en situaciones y restricciones realistas, aunque complejas, que se tienen en cuenta en proyectos reales. “Al cumplir con los códigos y normas más recientes, el libro constituye un recurso único para los ingenieros especializados en construcción tilt-up que buscan un excelente resumen de las prácticas habituales en este campo y formas alternativas de garantizar el cumplimiento de la normativa”, afirmó Mays.

La biblioteca de detalles de construcción Tilt-Up, así como “Ingeniería de construcción Tilt-Up”, están disponibles en www.tilt-up.org/resources.