{"id":2461,"date":"2009-06-01T09:06:28","date_gmt":"2009-06-01T14:06:28","guid":{"rendered":"http:\/\/72.167.124.155\/tilt-uptoday\/?p=2461"},"modified":"2015-06-08T03:23:28","modified_gmt":"2015-06-08T08:23:28","slug":"single-story-tilt-up-panel-design-considerations-panel-anchorage-when-overturning-net-uplift-is-zero","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tilt-up.org\/tilt-uptoday\/es\/2009\/06\/01\/single-story-tilt-up-panel-design-considerations-panel-anchorage-when-overturning-net-uplift-is-zero\/","title":{"rendered":"Consideraciones de dise\u00f1o de paneles tilt-up para una sola planta: Anclaje de los paneles cuando la fuerza de levantamiento neta es nula"},"content":{"rendered":"

Por: D. Eric Smith, ingeniero profesional.<\/em><\/p>\n

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La construcci\u00f3n moderna con el m\u00e9todo Tilt-Up se desarroll\u00f3 por primera vez en el sur de California en la d\u00e9cada de 1950. Los avances tecnol\u00f3gicos logrados durante la Segunda Guerra Mundial lo hicieron posible, en particular los sistemas de suministro de concreto premezclado y el desarrollo de gr\u00faas m\u00f3viles. A trav\u00e9s de su uso y desarrollo continuos a lo largo de las d\u00e9cadas, los ingenieros han descubierto que la construcci\u00f3n de concreto Tilt-Up permite crear estructuras robustas y econ\u00f3micas. La construcci\u00f3n Tilt-Up se ha utilizado en 300 000 000 pies cuadrados de construcci\u00f3n al a\u00f1o y se emplea en pr\u00e1cticamente todas las industrias y sectores del mercado en todo el pa\u00eds.<\/p>\n<\/div>\n

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ANTECEDENTES<\/strong><\/p>\n

Aunque el m\u00e9todo Tilt-Up est\u00e1 bien establecido en la comunidad de arquitectura, ingenier\u00eda y construcci\u00f3n (AEC), en muchos casos los profesionales desconocen que este m\u00e9todo de construcci\u00f3n es un tipo de hormig\u00f3n prefabricado. La secci\u00f3n 2.2 de la norma ACI 318-05 define el hormig\u00f3n prefabricado como cualquier elemento estructural de hormig\u00f3n que se moldea en una posici\u00f3n y se traslada a otra posici\u00f3n final. El comentario del cap\u00edtulo 16 de la norma ACI 318 tambi\u00e9n clasifica el hormig\u00f3n Tilt-Up como prefabricado. Espec\u00edficamente, la construcci\u00f3n Tilt-Up consiste en hormig\u00f3n prefabricado moldeado en el sitio. Sin embargo, dado que el t\u00e9rmino \u201cprefabricado\u201d en la industria AEC tiene una connotaci\u00f3n muy bien definida, el uso de esta palabra a menudo toma por sorpresa a los ingenieros.<\/p>\n

Lo que la mayor\u00eda de los ingenieros y arquitectos denominan \u201cprefabricado\u201d es, en realidad, hormig\u00f3n prefabricado en taller. Prefabricado en taller
\no el hormig\u00f3n prefabricado puede presentarse en una variedad de acabados arquitect\u00f3nicos diferentes que se moldean, se forman o se incorporan en la superficie del panel de hormig\u00f3n. Dado que todo el hormig\u00f3n se prepara in situ, la calidad general de las mezclas puede ser superior a la de algunas operaciones equivalentes con hormig\u00f3n premezclado. Sin embargo, dos de las principales limitaciones del uso de prefabricados estructurales son las restricciones de tama\u00f1o de los paneles para el transporte y la acumulaci\u00f3n de pedidos pendientes.<\/p>\n

Hoy en d\u00eda, el hormig\u00f3n Tilt-Up (o hormig\u00f3n prefabricado in situ) ofrece los mismos acabados que el hormig\u00f3n prefabricado en f\u00e1brica, incluyendo insertos de encofrado personalizados, revestimientos de encofrado reciclables, texturas y una amplia gama de productos de imitaci\u00f3n de ladrillo y baldosas. A diferencia del prefabricado en planta, no hay limitaciones de transporte: si se puede levantar, se puede inclinar. Esto tambi\u00e9n ofrece la ventaja adicional de que la mayor\u00eda de los paneles solo se levantan y se mueven una vez durante el montaje, lo que reduce la posibilidad de roturas o da\u00f1os durante el transporte.<\/p>\n

ASPECTOS DEL DISE\u00d1O DE PANELES MOLDEADOS IN SITU<\/strong><\/p>\n

<\/strong>La definici\u00f3n del hormig\u00f3n \u201ctilt-up\u201d como hormig\u00f3n prefabricado conlleva una serie de ventajas para los ingenieros estructurales. Una de las ventajas de la construcci\u00f3n \u00abtilt-up\u00bb es el mayor nivel de inspecci\u00f3n por parte del ingeniero y del inspector especializado. Dado que la mayor\u00eda de los encofrados son anchos y poco profundos, ofrecen un acceso \u00f3ptimo para un control de calidad ideal. Debido a esto, la norma ACI 318-05 7.7.3 permite al dise\u00f1ador utilizar un recubrimiento m\u00e1s delgado debido a las \u00abcondiciones de la planta\u00bb, un t\u00e9rmino que, seg\u00fan el comentario, incluir\u00eda las condiciones de hormigonado en obra cuando se cumplen las disposiciones de control de calidad. El resultado final es una mayor profundidad de dise\u00f1o que proporciona un mejor rendimiento en cuanto a resistencia y funcionalidad.<\/p>\n<\/div>\n

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Los edificios de hormig\u00f3n construidos con el m\u00e9todo Tilt-Up suelen utilizar paneles de pared Tilt-Up como muros estructurales portantes, que pueden emplearse tanto en construcciones de una sola planta como de varias plantas. El tama\u00f1o de los paneles ha aumentado considerablemente gracias a los avances en la tecnolog\u00eda de gr\u00faas y montaje. Hoy en d\u00eda, los paneles alcanzan casi los 30 metros de altura, como se ha se\u00f1alado
\npor la Asociaci\u00f3n de Hormig\u00f3n Tilt-Up (TCA). Cuando se utilizan gr\u00faas m\u00e1s peque\u00f1as o el espacio para el hormigonado es limitado, tambi\u00e9n existe la posibilidad de apilar paneles tilt-up de varios pisos unos sobre otros. Por ejemplo, un edificio de nueve pisos puede construirse utilizando un panel tilt-up de cinco pisos que soporte a su vez un panel tilt-up de cuatro pisos.<\/p>\n

El comportamiento lateral tambi\u00e9n puede mejorarse mediante la optimizaci\u00f3n de los coeficientes y factores de dise\u00f1o de los sistemas de resistencia a las fuerzas s\u00edsmicas. Los paneles Tilt-Up portantes cumplen los criterios de los \u201csistemas de muros portantes\u201d tal y como se definen en la norma 7-05 de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE). Por lo tanto, es posible que los paneles de muro de corte Tilt-Up se clasifiquen como muros de corte prefabricados ordinarios, muros de corte prefabricados intermedios y muros de corte de hormig\u00f3n armado especiales. Para dise\u00f1ar un muro de corte prefabricado ordinario, el Cap\u00edtulo 21 de la norma ACI 318-05 establece que se deben cumplir todos los requisitos de los Cap\u00edtulos 1 a 18. Para cumplir con los requisitos de los muros de corte de hormig\u00f3n intermedios, consulte los requisitos de los cap\u00edtulos 1 a 18 y la secci\u00f3n 21.13. Para ascender a la clasificaci\u00f3n de muro de corte de hormig\u00f3n armado especial, tambi\u00e9n ser\u00e1 necesario cumplir con los requisitos de las secciones 21.2 y 21.17.<\/p>\n

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DETALLES DEL SOPORTE DE LA BASE DE LOS PANELES TILT-UP DE UNA SOLA PLANTA<\/strong><\/p>\n

Como elementos individuales, los paneles de hormig\u00f3n Tilt-Up poseen caracter\u00edsticas beneficiosas de resistencia y funcionalidad tanto para aplicaciones sometidas a gravedad como a cargas laterales. Sin embargo, el mayor debate en torno a los paneles de hormig\u00f3n Tilt-Up de una sola planta se centra en las uniones de los paneles bajo condiciones de carga lateral, en particular las uniones en la base de los paneles. Uno de los puntos de discusi\u00f3n m\u00e1s importantes se centra en los requisitos de la Secci\u00f3n 7.13. La Secci\u00f3n 7.13.1 establece: \u201cEn el detallado del refuerzo y las conexiones, los elementos de una estructura deber\u00e1n estar efectivamente unidos entre s\u00ed para mejorar la integridad de la estructura en su conjunto\u201d. La Secci\u00f3n 7.13.3 a\u00f1ade: \u201cPara la construcci\u00f3n de hormig\u00f3n prefabricado, se deber\u00e1n proporcionar tirantes de tensi\u00f3n en las direcciones transversal, longitudinal y vertical, as\u00ed como alrededor del per\u00edmetro de la estructura, para unir eficazmente los elementos entre s\u00ed. Se aplicar\u00e1n las disposiciones de la Secci\u00f3n 16.5\u201d.\u201d<\/p>\n<\/div>\n

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Por encima del nivel del suelo, el dise\u00f1o y los detalles de este requisito son similares a los requisitos para estructuras prefabricadas en taller y construidas in situ. Estos requisitos pueden cumplirse teniendo en cuenta el soporte del diafragma y los elementos de borde longitudinales que lo conectan con el muro en cada nivel de armaz\u00f3n. Cuando se requiera capacidad adicional, los paneles de un solo piso pueden unirse entre s\u00ed con bloques de refuerzo continuos soldables, placas de uni\u00f3n soldadas, etc. Cabe se\u00f1alar que cualquier empotramiento de borde de panel utilizado para estos fines debe reforzarse adecuadamente para evitar fisuras causadas por fuerzas t\u00e9rmicas, contracci\u00f3n, etc.<\/p>\n

El debate sobre las conexiones de los paneles cobra mayor relevancia cuando se analizan aquellas ubicadas a nivel del suelo o por debajo de este. Al realizar el an\u00e1lisis de vuelco para muros de corte en un edificio de hormig\u00f3n prefabricado de una sola planta, en un n\u00famero significativo de casos no se produce una fuerza de empuje neta hacia arriba por vuelco en la base de los paneles. En aquellos casos en los que s\u00ed se produce una fuerza de empuje neta hacia arriba en la base del panel, la mec\u00e1nica de ingenier\u00eda exige una conexi\u00f3n positiva con la cimentaci\u00f3n. El detallado de estas conexiones debe cumplir con los requisitos de la Secci\u00f3n 16.3.2.2 de la norma ACI 318-05, que establece: \u201cCuando se produzcan fuerzas de tensi\u00f3n, se deber\u00e1 proporcionar una v\u00eda continua de acero o refuerzo de acero\u201d. Sin embargo, cuando no hay levantamiento, \u00bfc\u00f3mo puede un ingeniero que dise\u00f1a paneles Tilt-Up cumplir con los requisitos de la Secci\u00f3n 7.13.3 y c\u00f3mo se debe realizar la fijaci\u00f3n para el levantamiento?<\/p>\n

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La TCA ha elaborado dos documentos de posici\u00f3n sobre el tema. El TCA-P-001, \u201cConexi\u00f3n de paneles tilt-up a cimientos\u201d, y el TCA-P-002, \u201cOrientaci\u00f3n normativa para el dise\u00f1o s\u00edsmico de edificios tilt-up\u201d, ofrecen directrices sobre el soporte de los paneles de hormig\u00f3n. Normalmente, en el dise\u00f1o de construcci\u00f3n tilt-up, las barras de refuerzo sobresalen de la base de los paneles y se extienden hacia una zona sin hormig\u00f3n de la losa temporal denominada \u201ctira de retroceso\u201d. Este refuerzo se solapa con el refuerzo que sobresale de la losa principal del edificio y es capaz de proporcionar una conexi\u00f3n positiva para las cargas horizontales en el plano y fuera del plano que el panel est\u00e1 dise\u00f1ado para resistir. La norma ASCE 7-05 establece una fuerza m\u00ednima fuera del plano para los muros estructurales y su anclaje en las secciones 12.11.1 y 12.11.2. En los casos en que no haya una fuerza de levantamiento neta por vuelco, los ingenieros de construcci\u00f3n Tilt-Up utilizan la conexi\u00f3n con la losa para proporcionar una carga muerta adicional que resista una fuerza de levantamiento por vuelco que ya es nula. La secci\u00f3n 16.5.1.3(c) establece: \u00abCuando las fuerzas de dise\u00f1o no den lugar a tensi\u00f3n en la base, se permitir\u00e1 que las tirantes requeridas por 16.5.1.3(b) se anclen en una losa sobre el terreno debidamente reforzada\u00bb.\u201d<\/p>\n

La justificaci\u00f3n anterior ofrece una trayectoria de carga clara sobre c\u00f3mo se pueden dise\u00f1ar losas y paneles de una sola planta para crear una envolvente del edificio con una mayor integridad estructural cuando no existe una fuerza de levantamiento neta en la base del panel. La norma ACI 551R-05 aconseja en la secci\u00f3n 2.8.6 que los paneles puedan interconectarse o conectarse a los cimientos para cargas en el plano y fuera del plano, pero no exige la implementaci\u00f3n de dicha conexi\u00f3n. M\u00e1s bien, esa secci\u00f3n est\u00e1 destinada a casos en los que una conexi\u00f3n a la losa para resistir esas fuerzas no est\u00e1 presente o no es adecuada sin la resistencia adicional proporcionada por una conexi\u00f3n adicional al cimiento.<\/p>\n

Dado que una losa sobre el terreno debidamente reforzada puede estabilizar la base de un panel, \u00bfes posible dise\u00f1ar un panel Tilt-Up para que se asiente sobre una cimentaci\u00f3n sin m\u00e1s conexi\u00f3n que un lecho de lechada sin contracci\u00f3n? La ambig\u00fcedad que se genera entre la Secci\u00f3n 7.13.3 y la Secci\u00f3n 16.5.1.3(c) en lo que respecta a las conexiones entre paneles y zapatas sigue siendo objeto de debate entre las distintas corrientes de pensamiento. Es probable que cualquier interpretaci\u00f3n se base en el significado derivado de la frase \u201cunir los elementos\u201d. \u00bfSon los elementos solo elementos prefabricados o son todos elementos estructurales?<\/p>\n

La norma TCA-P-002 concluye diciendo: \u201cLa conexi\u00f3n de los paneles de pared Tilt-Up a los cimientos es sin duda un m\u00e9todo para cumplir los requisitos del c\u00f3digo de construcci\u00f3n en materia de transferencia de fuerzas, pero no es la \u00fanica forma. Exigir arbitrariamente una conexi\u00f3n o una trayectoria de carga concretas no es l\u00f3gico y puede que no produzca los resultados deseados. Sea cual sea la ruta de carga utilizada para transferir fuerzas, todos los elementos deben dise\u00f1arse en consecuencia para esas fuerzas\u201d. Se ha escrito mucho sobre el dise\u00f1o de las estructuras de los edificios en cuanto a resistencia, ductilidad, integridad y redundancia. Por el contrario, se ha escrito poco sobre esos requisitos a la hora de mantener los edificios sobre los cimientos en caso de eventos s\u00edsmicos o movimientos inesperados en el subsuelo.<\/p>\n

No se recomienda omitir ni limitar ninguna conexi\u00f3n de la base de un panel Tilt-Up con los cimientos \u2014o entre cualquier elemento estructural\u2014 que sea requerida por la mec\u00e1nica de ingenier\u00eda, los c\u00f3digos de construcci\u00f3n o las medidas prescriptivas. Cuando se requieran conexiones de paneles Tilt-Up por debajo del nivel del suelo con los cimientos, los ingenieros deben protegerlas adecuadamente contra la corrosi\u00f3n. El Manual de Construcci\u00f3n e Ingenier\u00eda Tilt-Up, 6.\u00aa edici\u00f3n, tambi\u00e9n se\u00f1ala que las conexiones realizadas en la cara exterior del panel est\u00e1n sujetas a una corrosi\u00f3n acelerada. Cabe se\u00f1alar que la aplicaci\u00f3n de una capa de concreto por s\u00ed sola no es suficiente para la impermeabilizaci\u00f3n. Las diferentes regiones y los detalles de conexi\u00f3n pueden requerir diferentes aplicaciones de impermeabilizaci\u00f3n, por lo que los ingenieros deben asegurarse de consultar a un especialista en impermeabilizaci\u00f3n de su zona.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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