Exposicion Pedestales Y Columnas - Grupo 8.docx

Universidad Capitán General Gerardo Barrios Facultad de Ingeniería Y Arquitectura

Materia: Sistemas Constructivos II

Tema:

-

Pedestal Columnas

Catedrático: Ing. Oscar Orlando Parada

Integrantes: Cesar Manuel Maldonado Pineda SMAQ048316 Mónica Ivette Méndez Quintanilla SMAQ013416 Nathaly Elizabeth Torres Guevara SMAQ072516

Grupo #8 San Miguel, 08 de Noviembre de 2018

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Introducción Podemos definir estructura; como la parte de la edificación que recibe, soporta y transmite las cargas o pesos a través de sus elementos hasta el terreno. En la construcción la estructura tiene un mejor comportamiento cuando más directa y lógica haga la transmisión de esfuerzos desde los elementos que la componen hasta el terreno. Conocer al detalle cada una de las etapas del proceso de construcción de columnas y el comportamiento del concreto, es necesario para poder lograr los resultados esperados en la obra a realizar. La Construcción mezcla la ingeniería y la arquitectura porque, por un lado, aplica los conocimientos científicos según un fin: hacer algo utilizando elementos adecuados; por el otro, proyecta y diseña una cantidad considerable de ambientes o hábitats.

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Objetivo General:

-

Explicar las características y elaboración de los pedestales en una construcción; además, de la elaboración de las Columnas y el funcionamiento.

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Pedestales Elementos estructurales cuyo largo y ancho son grandes con respecto a su grueso o altura; su función es distribuir las cargas verticales que reciben de las columnas y pedestales al terreno normalmente están a poca profundidad (3-4 metros).

Los pedestales de hormigón armado sobre los que se apoyan las columnas de las diferentes estructuras de acero son elementos críticos tanto por ser los encargados de la transferencia de todas las reacciones de las estructuras a las fundaciones. Los pedestales representan entre el 5% y el 10% del volumen total de las fundaciones por lo que las economías que eventualmente se puedan realizar en su diseño o los incrementos por aumento de su seguridad, no se traducen en montos significativos.

Armado de un pedestal de 5/8”

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Armado de Pedestal

Relleno de Zapata y Pedestal

Vaciado de Pedestal

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Columnas Las columnas son aquellos elementos verticales que soportan fuerzas de compresión y flexión, encargados de transmitir todas las cargas de la estructura a la cimentación; es decir, son uno de los elementos más importantes para el soporte de la estructura, por lo que su construcción requiere especial cuidado. Para garantizar la ductilidad de los pórticos que conforman las estructuras de concreto es necesario confinar los nudos, colocando estribos en su interior para garantizar que bajo la acción de un sismo, la figuración se forme en las vigas, fuera del nudo. Así se garantiza la formación de articulaciones plásticas en los extremos de la viga. Por lo tanto, las zonas de confinamiento garantizan

el

desarrollo

de

la

ductilidad

establecida en las condiciones de diseño. Las columnas son diseñadas con una sección y refuerzo según los esfuerzos que debe resistir, generalmente repartiendo el esfuerzo longitudinal simétricamente en la cara de la sección, para no causar excentricidades en el elemento. Los cambios bruscos de sección deben hacerse siempre en los entrepisos. El doblado de las varillas longitudinales debe hacerse según los requerimientos establecidos.

Una columna es un soporte vertical, de forma alargada, que permite sostener el peso de una estructura. Lo habitual es que su sección sea circular: cuando es cuadrangular, recibe el nombre de pilar. Como elemento de la arquitectura, las columnas se clasifican de distinta manera según el vínculo que mantengan con el resto de los componentes de la estructura. La columna aislada es aquella que se encuentra separada de cualquier elemento vertical de la edificación. La columna adosada, en cambio, se sitúa de manera yuxtapuesta al resto de los elementos, mientras que la columna embebida aparenta estar incrustada en un muro.

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Acero de refuerzo El acero de refuerzo debe colocarse en la longitud y con el diámetro estipulado en el diseño estructural. La longitud y lugar de los traslapos en el refuerzo longitudinal no debe exceder más de la mitad de las varillas a una misma altura, y debe quedar fuera y no muy cerca de los apoyos. Los estribos se distribuirán de acuerdo al diseño, respetando las zonas de confinamiento e iniciando a una distancia respecto al nudo. La zona de confinamiento es una distancia en la cual se colocan los estribos con menor espaciamiento entre sí para mejorar la resistencia del concreto. Una vez están amarrados todos los estribos, sobre la placa se cimbra el perímetro de todas las columnas demarcando la sección con total exactitud, evitando así que la columna genere excentricidades no contempladas en el diseño, afectando la rigidez del conjunto. Para garantizar que las varillas queden en su lugar, basta colocar un par de estribos encima del tramo a vaciar. En caso de que se vayan a construir columnas de sección circular, se utiliza una espiral como refuerzo transversal, que, a diferencia de los estribos que se figuran en planta, generalmente se fabrica en obra. El refuerzo en espiral es sumamente importante y no debe reemplazarse con igual efectividad por estribos circulares individuales. Dicho espiral otorga al núcleo de concreto un confinamiento adicional.

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Encofrado Las formaletas que van a conformar el encofrado de la columna, deben limpiarse y engrasarse como preparación de la fundida de concreto. Antes de colocar las formaletas de cada columna, se debe revisar que el armado, traslapos y distribución de estribos se hayan realizado de acuerdo a los planos estructurales. Posteriormente se procede a la colocación de los tableros con la base en la cimbra que se ha trazado sobre la placa, alineándolos lo mejor posible según la sección de la columna. Para darle soporte inicial a las formaletas se clavan los tableros con puntillas hasta que éste se soporte solo; en este momento se colocan las mordazas o abrazaderas que son las encargadas de ajustar la formaleta y mantener la sección constante evitando abombamientos y desalineamientos. Las mordazas deben quedar horizontales y muy bien ajustadas a los tableros. Después la columna debe ser apuntalada y plomada. Los puntales se apoyan en tablas clavadas en los taches dejados para este fin durante la fundida de la placa y nunca debe romperse esta última para dar apoyo a los parales. Los tensores, que son alambres trenzados, se amarran del encofrado y de la placa, gracias al tache propuesto anteriormente. Es importante apuntalar tres caras del encofrado, para que la columna quede plomada por todas sus caras. Una manera de verificar la verticalidad de la formaleta es empleando cilindros que se toman para medir la resistencia del concreto (aquellos que no son utilizados en el ensayo de resistencia a la compresión), y un hilo. En el extremo superior, el hilo se amarra a uno de los elementos horizontales de la formaleta. En el extremo inferior se amarra a un cilindro de concreto, generando así una referencia vertical durante el proceso de vaciado del concreto. De esa manera, se puede revisar constantemente la verticalidad de la formaleta, para evitar desplomes en la misma.

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Vaciado del concreto Antes de realizar el vaciado del concreto, se deben humedecer completamente las caras interiores de las formaletas para evitar que le quiten humedad al concreto, ya que esto puede afectar las propiedades de la mezcla. Al verter el concreto en la formaleta, se recomienda vaciar con alturas inferiores a 1,2 metros, si no es posible, se pueden utilizar tubos o canaletas procurando que el concreto no golpee el refuerzo ni la formaleta para evitar la segregación durante la colocación del concreto. A medida que se realiza el vaciado del concreto en la columna, este debe ir consolidándose con vibradores convencionales, con el fin de retirar el aire que queda atrapado durante el proceso y lograr la reacomodación de los agregados para una distribución uniforme. También es importante golpear la base de las formaletas con un martillo de caucho -también llamado chapulín- para lograr sacar burbujas de aire atrapado y evitar la formación de hormigueros. Para finalizar el proceso de vaciado, se debe sobrepasar el nivel de la columna en 2 cm aproximadamente, con el fin de prever la pérdida de volumen del concreto durante el proceso de fraguado. Una vez terminado el vaciado, se debe volver a plomar la columna de inmediato, para garantizar que ha quedado en la posición exacta definitivamente. Las formaletas no pueden ser removidas antes de que el concreto haya alcanzado entre el 15% y el 20% de la resistencia a los 28 días. Después de desencofrada la columna, se procede a revisar que no hayan quedados hormigueros, los cuales deben ser analizados para saber si se hacen reparaciones con epóxicos o se debe demoler por completo la estructura para volverla a fundir.

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Curado del elemento Para el curado del concreto, se pueden usar varias técnicas, aunque generalmente se usan recubrimientos de plásticos para evitar el escape de humedad y la reacción del cemento se lleve a cabo satisfactoriamente. Otro método puede ser cubrirlas con costales y mojarlas con manguera constantemente.

"A medida que se realiza el vaciado del concreto en la columna, este debe ir consolidándose con vibradores convencionales, con el fin de retirar el aire que queda atrapado durante el proceso y lograr la reacomodación de los agregados para una distribución uniforme".

Clasificación

Forma Geométrica -

Cuadradas

-

Rectangulares

-

Redondas

-

Tipo L

-

Tipo cruz

-

Tipo T

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Las columnas se pueden clasificar con base a su forma y la disposición del refuerzo, con la posición de la carga en la sección transversal y por la longitud de la columna en relación con sus dimensiones laterales. La forma y el arreglo del refuerzo, identifican a los tres tipos de columnas. -

Columnas rectangulares o cuadradas con refuerzo longitudinal de varillas y estribos laterales.

-

Columnas circulares con refuerzo longitudinal y refuerzo en espiral o con estribos.

Aunque las columnas con estribos son las que se usan con mas frecuencia por sus costos menores de construccion, cuando se requiere un incremento en la ductilidad, como en las zonas sismicas, tambien se usan columnas rectangulares o circulares con refuerzo espiral. La habilidad de las columnas con espirales para soportar la carga maxima con deformaciones excesivas evita el colapso total de la estrucutra antes de que se complete la distribucion total de los momentos y los esfuerzos.

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Tipos de Columnas

 Columnas de Acero Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos. Se utilizan  Viguetas  Placas  Soleras  Canal y tubo  Ángulos de lados iguales y desiguales.

 Columnas de Madera  Maciza  Emsamblada  Compuesta  Laminada De este tipo de columnas la maciza es la mas usada.

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 Columnas de Concreto Armado Las columnas de concreto armado pueden ser:  Elementos reforzados con barras longitudinales y zuncos.  Elementos reforzados con barras longitudinales y estribos  Elementos reforzados con tubos de acero estructural, con diferentes tipos de refuerzo transversal.

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 Columnas de Piedra Una columna de piedra es un fundamento arquitectónico perpendicular, normalmente alargado. La función principal de una columna es soportar toda la carga de una construcción o parte de la misma, aunque cada vez se utilizan más como elemento decorativo. Su forma suele ser circular, y en el caso de que sea cuadrangular se le denomina pilar o pilastra. La columna está constituida principalmente por tres partes: la basa, el fuste y el capitel. -

Basa: se denomina así a la parte inferior de la columna, la cual sirve de soporte al fuste, ampliándolo.

-

Fuste: es el elemento primordial de la columna, esto se puede demostrar en que muchas columnas están o pueden formarse solo con el fuste. Éste se considera monolítico si consta de un bloque únicamente y aparejado si lo componen tambores intercalados. Puede ser liso o estar decorado de diversas formas. Otra de las características que podemos ver en el fuste es que tenga éntasis, un estrechamiento del diámetro con la altura, contra más arriba más pequeño.

-

Capitel: esta palabra proviene del latín caput, capitis, que quiere decir cabeza. Es la parte que está colocada en la zona más alta de la columna, para transferir el peso que obtiene por los elementos horizontales de la estructura o del arco que en las columnas se sostiene. Aunque podemos

encontrar

mucha

diversidad

de

capiteles un modelo básico de capitel sería el constituido por: un astrágalo (un saliente que va alrededor del fuste de la columna en el pie del capitel), un tambor (que es el cuerpo del capitel, con forma reducible a un tronco de cono o pirámide invertido), y un ábaco (un tablero prismático que remata el capitel y que sostiene directamente el arranque del arco o del dintel)

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Por su longitud las columnas de piedra se suele dividir en dos grupos, largas e intermedias. Las columnas cortas a veces también se consideran como un tercer grupo, estas se diferencian por su comportamiento. Las columnas largas se rompen por flexión lateral; las intermedias, por combinación de esfuerzos, por aplastamiento y flexión lateral, y las columnas cortas podrían romperse por aplastamiento. No hay ningún margen completamente establecido para diferir las columnas de los componentes más cortos, aunque casi siempre se tiene en cuenta que si la longitud del elemento es más de diez veces su dimensión transversal menor, entonces es una columna.

Estribos  Los estribos cumplen las siguientes funciones en las columnas: -

Definir la geometría de la armadura longitudinal.

-

Mantener en su sitio al hierro longitudinal durante la construcción.

-

Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando están sometidas a compresión.

-

Colaborar en la resistencia a las fuerzas cortantes.

 Los zunchos helicoidales cumplen las siguientes funciones: -

Confinar al hormigón del núcleo de la columna para mejorar su capacidad resistente.

-

Definir la geometría de la armadura longitudinal

-

Mantener en su sitio al hierro longitudinal durante la construcción.

-

Controlar el pandeo transversal de las varillas cuando están sometidas a compresión.

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¿Porque son importantes las columnas en una construcción? En las conversaciones de albañiles, maestros de obra y arquitectos, es común encontrar expresiones del tipo “hombre, cuidado con la columna” o “faltan cositas en la columna” y muchas otras más. A ciencia cierta, cuando hablamos de columnas en la construcción estamos hablando de una parte fundamental de cualquier estructura: el soporte. No por nada en latín, la palabra columna, del columen, significa sostén, soporte. Así que las columnas son los elementos verticales que soportan las fuerzas de compresión y flexión, y al mismo tiempo transmiten todas las cargas de la estructura a la cimentación (las partes que conforman la columna se denominan basa, fuste y capitel). En otras palabras, son uno de los elementos más relevantes para el soporte de la edificación, por lo que su construcción es de especial cuidado. De la clasificación, varias anotaciones podemos decir: que están las columnas aisladas o exentas, las adosadas, las embebidas; también las que se rigen según su orden clásico (Dórica, Jónica, Corintia, Toscana y Compuesta); o las que van según el fuste (lisa, agrupada, estriada o acanalada, fasciculada, fajada o anillada, geminada y románica).

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Bibliografía https://es.slideshare.net/wglo/fundamentos-estructurales http://www.aice.cl/es/archivos/wp-aice-old/uploads/2015/04/AICE-PRC-005-0-Pedestales-de-EstructurasMetalicas.pdf http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7536/capitulo5.pdf http://www.360enconcreto.com/blog/detalle/buenas-practicas/construccion-de-columnas-en-concreto https://es.slideshare.net/deibyrequenamarcelo/columnas-y-tipos-de-columnas http://www.estecha.com/columnas-piedra.htm http://aducarte.weebly.com/uploads/5/1/2/7/5127290/22_columnas.pdf

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Anexo Ejercicio Calculo para una columna de 0.25m x 0.25m x 3.0m de Altura

Volumen

0.25 x 0.25 x 3.0 = 3.0 m

0.1875 m³

Proporción Volumétrica 1:2:2

Resistencia 210 kg/cm²

Material Cemento Arena Grava Agua

Cantidad 9.8 0.55 0.55 1

Unidad Volumen Desperdicio aprox. Bol. 0.1875 1.1 2.02 m³ 0.1875 1.1 0.11 m³ 0.1875 1.1 0.11 Barril/m³ 0.1875 1.1 0.20

Total 3 bolsas 1 m³ 1 m³ ½ = 1 barril

Precios de Materiales

Material Precio Unidad Cemento $8.50 Bol. Arena $14.00 m³

Cantidad Total 3 $25.50 1 $14.00

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Grava Agua

$35.00 m³ $1.00 barril

Ho # 3

3 mts x 4 =

12mts 6m/v

= 2 varillas

2 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 = 0.14 𝑞𝑞 14 v/qq

Ho # 2 -

Estribos

Distancia de estribo a estribo

0.17 + 0.17 + 0.17 + 0.17 + 0.12 = 0.80 mts

0.12 = suma de ganchos en los estribos

0.15 cms = distancia de estribo a estribo

3 𝑚𝑡𝑠 = 20 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑜𝑠 0.15

16mts

20 estribos x 0.80 = 6 mts /v = 2.66 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠

1 1

$35.00 $1.00 $75.50

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≅

3 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 = 30 v / qq

0.1 𝑞𝑞

Tablas

3𝑚 𝑥 4 𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠

12 = 14.36 𝑉𝑎𝑟𝑎𝑠 0.836 varas

Alambre

1 qq =

7 lbs.

Mano de Obra

Precio

Unidad

Cantidad

Total

Corte y Preparación Hecho de estribos Armado de Columnas Colocación Encofrado Curado

$3.34 $2.58 $3.52 $2.47 $19.40 $0.93

qq / día qq / día qq / día qq / día ml / día m³ / día

1 1 1 1 1 1

$0.30 $0.39 $0.28 $0.40 $0.05 $1.08 $2.50 3 Días

Presupuesto para la elaboración de Columna

Materiales Unidad Cantidad Tablas Hierro de 1/4 Varilla de 3/8 Alambre de Amarre Clavos 1 Clavos de 2

varas varilla varilla lb lb lb

15 3 2 1 1 1

Precio

Total

$10.00 $1.25 $2.90 $0.75 $1.00 $0.75

$150.00

$3.75 $5.80 $0.75 $1.00 $0.75

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$162.0