Conexión entre Pantalla y Forjado

Conexión Pantalla-Forjado

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La conexión pantalla-forjado es un punto esencial en el buen comportamiento estructural del conjunto. La dificultad básica consiste en asegurar la correcta transmisión de esfuerzos entre los dos elementos estructurales, construidos en dos fases diferentes, por lo cual tendremos una junta fría entre dos estructuras diferentes. La propia ejecución de las pantallas, enterradas bajo el suelo, nos da como resultado una estructura necesariamente irregular, que convendrá tener un tratamiento posterior para asegurar la conexión.

Los esfuerzos que se transmiten, son en principio horizontales de la pantalla al forjado, debido básicamente al empuje de tierras, actuando el forjado como diafragma rígido de rigidez casi infinita en su plano. Por otro lado el forjado que se conecta sobre la pantalla le transmitirá esfuerzos  de reacción vertical básicamente por cortante, y eventualmente un cierto momento de empotramiento.

En el caso de conexión entre losas de cimentación, cuando existe la presencia de freático, habrá que considerar también los posibles esfuerzos de subpresión verticales.

conexion-pantalla-forjado-zigurat-elearning-1-600x250Esperas de conexión entre la pantalla y la losa de cimentación. Esperas en forma de “U”, y conexión zunchada

En cualquier caso, por tratarse de una unión entre dos sistemas constructivos, lo habitual es realizarla mediante elementos mecánicos. En función de los esfuerzos que se deban transmitir y del presupuesto, podemos escoger entre dos soluciones. La más habitual es asegurar la transmisión por esfuerzo cortante, mediante conectores formados por barras de armar ancladas a la pantalla con resinas de epoxy. Esta conexión nos asegura que si el hormigón está confinado, puede trabajar en compresión biaxial y de esta manera mejorar su comportamiento en la zona de unión. Fijémonos, en las fotografías adjuntas, como se anclan las esperas, mediante unión epoxídica, y muy importante, la conexión ha de estar embebida en un zuncho perimetral que permite rigidizar la unión, absorbiendo los esfuerzos de torsión que aparecen en la unión.

Siguiendo con la máxima, ya comentada, de nuestro maestro Torroja, es evidente que la conexión entre la pantalla y la losa, estará lejos de comportase como un empotramiento, por lo que la solución más prudente es considerarla, a efectos del cálculo, como una articulación para el armado de la losa  y considerar un cierto empotramiento, que pueda absorber posibles giros en la unión.

Un aspecto práctico que habrá que considerar, para que la conexión trabaje correctamente, es asegurar la limpieza y el saneamiento de la zona a unir. Aunque por razones de seguridad no se contempla, pensemos que al unir los dos hormigones, el de la pantalla ya endurecido y el de la losa, fresco, se produce un efecto de esfuerzo rasante entre ambos que, haciendo un pequeño calculo, podríamos sorprendernos de la gran resistencia que presenta. A efectos de cálculo, no obstante, los transferimos todo a la armadura.

conexion-pantalla-forjado-zigurat-elearning-2-600x223Esperas de conexión entre la pantalla y la losa de cimentación. Esperas en forma de “U”, y conexión zunchada

En el caso de los forjados la solución es similar. En primer lugar fijémonos como indica la foto adjunta, el saneado y limpieza de la unión.

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conexion-pantalla-forjado-zigurat-elearning-4-600x316Sistema Titan-Goujon-Cret o Halfen

Como alternativa, más segura y eficaz, existe la posibilidad de utilizar pasadores de conexión, que nos aseguran la posibilidad de absorber movimientos horizontales, mientras absorben los esfuerzos de cortante. Estos pasadores ya llevan incorporado parte del zunchado que permite al hormigón trabajar confinado y, por tanto, en compresión biaxial, aumentando las prestaciones locales en la unión.

conexion-pantalla-forjado-zigurat-elearning-5-600x287Conexión mediante pasadores

conexion-pantalla-forjado-zigurat-elearning-6-600x339Conexión convencional mediante barras ancladas con epoxy.

 

Extractado de artículo: http://www.e-zigurat.com/noticias/conexion-pantalla-forjado/

 

Tierra Armada o Suelo Reforzado

 Tierra Armada o Suelo Reforzado

tierra-armada-terreno-zigurat-elearning-1080x608El terreno es un material que resiste relativamente bien a compresión, pero mal a cortante y tracción. Si reforzamos esta resistencia a corte, podemos mejorar su comportamiento. Esta es la base de las contenciones de tierra armada o suelo reforzado: se construye un relleno de material granular en el que se colocan láminas horizontales de un material resistente a tracción que evita la rotura por corte.

El siguiente enlace el vídeo hace un interesante recorrido por los orígenes de esta técnica:

 

Tipos de láminas horizontales

  • Geotextiles
  • Geomallas
  • Geocompuestos
  • Tiras metálicas galvanizadas

 

Las láminas geotextiles son tejidos no biodegradables, generalmente hechos con polímeros derivados del petróleo: poliéster, polietileno y polipropileno.

Las geomallas son materiales poliméricos de módulo alto, como el polipropileno y el polietileno, y se elaboran mediante el proceso de extrusión.

Los geocompuestos están formados por la combinación de dos o más materiales.

Tal vez las tiras metálicas sean las más habituales, formando los típicos muros de escamas que vemos por muchas carreteras.

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Partes del Cálculo

El cálculo tiene dos partes: estabilidad externa y estabilidad interna

 El cálculo de la estabilidad externa

El cálculo de la estabilidad externa es igual que en cualquier otro muro de gravedad, considerando como un conjunto todo el muro de tierra armada: hay que comprobar la estabilidad a vuelco y deslizamiento, así como el hundimiento en el terreno.

 El cálculo de la estabilidad interna

El cálculo de la estabilidad interna consiste en verificar la rotura y el arrancamiento de los tirantes.

Para verificar la rotura, se calcula la presión horizontal en cada tramo (presión vertical por coeficiente de empuje activo) y se multiplica por el área aferente de cada tirante. De este modo tenemos la tracción en cada tirante, que comparamos con la resistencia del mismo, es decir, el producto de su área por la resistencia a fluencia del acero.

Para verificar el arrancamiento, se comprueba que la tracción calculada anteriormente es menor (con un factor de seguridad) que la resistencia por rozamiento en la parte que queda fuera de la cuña de rotura

Por ejemplo, supongamos un muro de 6 m de altura con un relleno arenoso de peso específico 18 kN/m³ y ángulo de fricción/rozamiento efectivo 30º. Disponemos de tirantes de acero con límite de fluencia 240 MPa, de 80 mm de ancho y 6 mm de espesor (aunque consideramos una tasa de corrosión de 0,025 mm/año durante 50 años). El ángulo de rozamiento entre el suelo y el tirante es de 20º.

 

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Por ejemplo, supongamos un muro de 6 m de altura con un relleno arenoso de peso específico 18 kN/m³ y ángulo de fricción/rozamiento efectivo 30º. Disponemos de tirantes de acero con límite de fluencia 240 MPa, de 80 mm de ancho y 6 mm de espesor (aunque consideramos una tasa de corrosión de 0,025 mm/año durante 50 años). El ángulo de rozamiento entre el suelo y el tirante es de 20º.

https://www.youtube.com/watch?v=7XPXvR0_cFA

Para facilitar el cálculo y mostrarlo más ordenadamente hemos usado una hoja de cálculo.

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Artículo extractado de: http://www.e-zigurat.com/noticias/tierra-armada-o-suelo-reforzado/

Curiosidades – Las Torres Gemelas Patología Quince años Después

Curiosidades – Las Torres Gemelas Patología Quince años Después

 

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Cada Torre del WTC tenía una planta de 4.000 m2 de superficie, con lados de aproximadamente 63 metros. Su estructura consistía en un núcleo central de acero y fachadas portantes con columnas de acero. Una red de vigas de acero de 20 metros conectaba el núcleo central con las fachadas para soportar las placas de entrepiso, construidas en concreto y metal deck.
Un juego especial de placas en cada piso estaba colocado entre las vigas para amortiguar los esfuerzos causados por vientos hasta de 200 millas por hora.

Cada torre contenía alrededor de 100.000 toneladas de acero.

a planta era asi:

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Las Torres se pulverizaron y se hicieron añicos en el aire

Las Torres explotaron en forma de columnas de polvo pareciéndose a los flujos piroclásticos de un volcán. Las espesas nubes de hormigón pulverizado fueron expulsadas en intervalos periódicos, muy por debajo de la “zona colapsada”, lo que demuestra que la pulverización fue causada por otras fuerzas que las de un derrumbe “dirigido por la gravedad”.

Las rejas tubulares de acero que ceñían las paredes exteriores de los edificios fueron trituradas en pequeños trozos y cayeron cientos de metros, en lugar de pelarse. Las inmensas vigas tubulares de acero que formaban los núcleos de los edificios también se rompieron en pequeños trozos.

El derrumbamiento de los suelos y la deformación de las paredes exteriores que propone la “teoría de la vigas de celosía” no consigue explicar la transformación del hormigón en polvo en pleno aire, la fina trituración de las paredes exteriores o la destrucción total de los fuertes núcleos de los edificios.

El análisis

De acuerdo con el ingeniero Luis Eduardo Cadena, especialista en estructuras y socio de la firma Sáenz, Ruiz, Cadena, el avión cortó las columnas portantes de dos fachadas y buena parte del núcleo central de ascensores, con lo cual la estructura del edificio que quedaba por encima de la zona del impacto entró en inestabilidad absoluta y colapsó hacia este piso, originando el colapso final del resto de la torre.

Cadena opinó, además, que un edificio de este tamaño y con estas características no era fácil de destruir, por lo cual está seguro que en el grupo que planeó el ataque probablemente existían ingenieros calculistas y expertos en demolición, que seguramente utilizaron programas de computador para calcular la masa capaz de lograr los efectos que finalmente se obtuvieron.

Diversas fuentes han dicho que el verdadero causante del colapso fue el enorme calor del incendio, que tuvo que superar los 800 grados centígrados de resistencia que tiene el acero certificado y por ello dobló y luego probablemente derritió las vigas y las columnas de acero.

Según el New York Times, esta es la opinión de Jon Magnusson, chairman y ceo de Skilling Ward Magnusson Barkshire de Seattle, la firma de ingeniería estructural que elaboró el diseño original, y de Jack Cermak, presidente de Cermak Peterka Peterson en Fort Collins, Colo., la firma que hizo los ensayos de túnel de viento para el diseño de las torres.

El ingeniero Ramiro Ramírez, quien coordinó desde la División de Construcciones la construcción del edificio Avianca y su posterior reconstrucción después del incendio, manifestó que el daño sufrido por la estructura de la segunda torre fue tan grande desde el principio que no se necesitaba del fuego para derribarla.

Dijo también el New York Times que un portavoz de la empresa que construyó las torres había manifestado que “…a medida que la estructura sufría torsión y se debilitaba en la parte superior de cada torre, se fue convirtiendo – junto con las placas de concreto, el mobiliario, los archivadores y otros materiales- en un peso consolidado enorme que eventual y progresivamente fue aplastando la torre que estaba debajo”.

 

Extractado de artículo publicado en : http://civilgeeks.com/2016/09/12/curiosidades-torres-gemelas-patologia-11-septiembre-del-2001/