UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO - PAP INGENIERIA CIVIL ESTRADA CAMACHO JORDY PAUL CODIGO 010200720-F

DEDICATORIA

Este trabajo est dedicado para mi Madre que siempre me acompao en todo momento, y sin ella no habra sido posible llegar hasta este punto en mi vida. Tambin va dedicado a mi familia que siempre me estn apoyando en cualquier momento.

INTRODUCCIN

El siguiente trabajo monogrfico que lleva por ttulo estructuras pre-fabricadas de concreto armado, Para la elaboracin de este trabajo tuve que investigar, y para ello se tuvo en cuenta los mtodos de investigacin cientfica.Hay muchos lugares donde investigar para lo cual, por motivos de tiempo se tuvo que recurrir a informacin bibliogrfica, informacin informtica, y visitas a lugares con estructuras pre-fabricadas de concreto armado, no siendo capaz de visitar a una planta donde se fabrican estos componentes para su uso en la construccin. El objeto de estudio de las estructuras pre-fabricadas de concreto armado consiste en analizar la viabilidad de su uso en todos los aspectos, ya sean econmicos, constructivos, de tiempo etc.Se emplearon mtodos, comparativo y explicativo del uso de ambos componentes, como es el concreto armado pre-fabricado y el concreto armado preparado en obra. Para entender de una madera ms concreta y de forma sinttica el siguiente trabajo se estructuro de la siguiente manera:Captulo I: Generalidades de los concretos pre-fabricados. Captulo II: Elementos estructurares usados para la construccin de concreto armado pre-fabricadoCaptulo III: Sistemas estructurales ms usados en concreto armado pre-fabricadoCaptulo IV: Principales fallas de los concretos armados pre-fabricadosCaptulo V: Ventajas y desventajas del uso del concreto armado pre-fabricadoCaptulo VI: Comparacin del sistema tradicional, pre-fabricado y sistema mixto

INDICE

DEDICATORIAINTRODUCCINCaptulo I: Generalidades de los concretos pre-fabricados.1.1. Generaldidades...............................................................................Pg. 61.1.1. Tipos de estructuras pre-fabricadas...Pg. 6

Captulo II: Elementos estructurares usados para la construccin de concreto armado pre-fabricado2.1. Columnas.......Pg. 72.2. Muros.....Pg. 7 2.2.1 Tipos de muros.........Pg. 8 2.3. Paneles de fachadas....Pg. 9 2.4. Vigas y viguetas..Pg.102.5. Cubiertas y entrepisos.....Pg.102.5.1. Losas planas. Pg.102.5.2 losas nervuradas Pg.112.6. Gradas......Pg.11

Captulo III: Sistemas estructurales ms usados en concreto armado pre-fabricado 3.1. Marcos y tipos...Pg. 123.1.1. Marcos con vigas simplemente apoyadas..... Pg. 123.1.2. Marcos rgidos Pg. 123.1.2.1 Marcos con juntas resistentes a momento Pg. 123.1.2.2 Marcos con vigas fundidas en obra y columnas prefabricadas.Pg. 123.1.3. Marcos con muros de corte. Pg. 123.2. ESTRUCTURAS TIPO CAJON Pg. 133.2.1. Estructura tipo C.....Pg. 143.2.2. Estructura tipo L.....Pg. 14

Captulo IV: Principales fallas de los concretos armados pre-fabricados4.1. Descripcin de las fallas......Pg. 15Captulo V: Ventajas y desventajas del uso del concreto armado pre-fabricado5.1. Ventajas del concreto armado pre-fabricado..Pg. 175.1. Desventajas del concreto armado pre-fabricado.Pg. 18

Captulo VI: Comparacin del sistema tradicional, pre-fabricado y sistema mixto5.1. Sistema Tradicional......Pg. 195.2. Sistema Pre-fabricado...Pg. 205.3. Sistema mixto...Pg. 20CONCLUSIONESBIBLIOGRAFIA

CAPTULO I

GENERALIDADES DE LOS CONCRETOS PRE-FABRICADOS

1.1. GENERALIDADESPor la creciente demanda de vivienda de tipo econmico y otras edificaciones, que sean fciles y rpidas de construir, se ha visto incrementada la construccin en concreto prefabricado.El concreto prefabricado consiste en elementos de concreto, pre-fabricado o no, que son fundidos en un lugar distinto al de su ubicacin final.

1.1.1 TIPOS DE ESTRUCTURAS PRE-FABRICADASLos prefabricados de concreto. dependiendo del uso especfico que se les vaya a dar, pueden ser de tres tipos, siendo estos: Prefabricados con refuerzo simple sin pre esfuerzo. Prefabricados con pre esfuerzo Prefabricados potenzadosLos prefabricados con refuerzo simple sin pre esfuerzo, son elementos muy comnmente usados en construcciones como edificios, viviendas unifamiliares, cercos de cerramientos, fichadas. Etc. Los prefabricados con pre esfuerzo o pos tensados, se usan en estructuras como puentes, muros de contencin, edificios de varios niveles, etc.

CAPTULO II

ELEMENTOS ESTRUCTURARES USADOS PARA LA CONSTRUCCIN DE CONCRETO ARMADO PRE-FABRICADO

2.1. COLUMNASExiste una gran variedad de columnas, siendo la ms comn la de seccin transversal rectangular Su altura es generalmente de uno o dos nivelesSi se utilizan columnas con altura de un nivel, las vigas se apoyan en la parte superior de las mismas. En el caso de columnas continuas de dos niveles se emplean mnsulas integrales para proporcionar apoyo a vigas o losas

2.2. MUROSHay mucha diversidad de muros, dependiendo del requisito arquitectnico y del sistema estructural del que forman parte Pueden ser slidos o con aberturas para puertas y ventanas Estos elementos se caracterizan por poseer una gran rigidez en su plano y por lo tanto resisten grandes fuerzas laterales.

2.2.1 TIPOS DE MUROS

MUROS DE CARGA O PORTANTES.Son muros encargados de soportar cargas gravitacionales y su peso propio.

MUROS NO PORTANTES.Solamente soportan su propio peso.

MUROS DE CORTE.Son elementos que resisten fuerzas laterales, en el plano del muro.Dependiendo de su ubicacin dentro del complejo constructivo, los muros pueden ser

MUROS DE CERRAMIENTO.Son los muros exteriores de la estructura y su funcin es la de cerrar espacios. Estos pueden ser de carga, no portantes y/o de corte

TABIQUES.Son los muros interiores de un edificio, que se utilizan para subdividir el rea de piso y son muros no portantes.

MUROS DE STANOS.Se utilizan como muros de contencin en stanos de edificios Generalmente tienen grandes dimensiones y frecuentemente son prees forzados. Pueden formar parte del sistema estructural como muros de carga. 2.3. PANELES DE FACHADAS Los paneles de fachada son elementos usados como cubierta exterior de edificios, principalmente en estructuras de marcos rgidos de concreto o de acero. Los paneles pueden incluir ventanera u otro tipo de acabados arquitectnicos. Son elementos no estructurales y se apoyan en la estructura por medio de conexiones metlicas

2.4. VIGAS Y VIGUETAS

Las vigas y viguetas tienen formas y dimensiones muy variadas. Su geometra depende de varios factores tales como claro, carga y apoyo de vigas secundarias y/o losasLas vigas que ms se usan son las simplemente apoyadas Cuando se requiere continuidad en las uniones como en el caso de vigas continuas o en marcos rgidos, las vigas individuales se unen con los otros elementos con refuerzo colocado despus del montaje y con concreto fundido en obra.

Las formas ms comunes de vigas y viguetas son las secciones rectangulares, I, L, T Sus variaciones

2.5. CUBIERTAS Y ENTREPISOSEn concreto prefabricado se utilizan bsicamente dos tipos de cubiertas y entrepisos, que son:

2.5.1 LOSAS PLANAS Son losas sin vigas, soportadas directamente en vigas de borde, columnas o muros

2.5.2 LOSAS NERVURADASLas losas nervuradas son una combinacin monoltica de viguetas regularmente espaciadas y una losa superior de mnimo espesor.Las viguetas pueden estar colocadas en uno o dos sentidos ortogonales Entre las formas mas usadas estn la doble T, la T simple, la T invertida y la L, as como el entrepiso cubierta de mltiples viguetas.El espacio entre viguetas puede quedar relleno de bloques de concreto liviano sobre los cuales se funde la losa superiorLos techos y entrepisos monolticos con el resto de la estructura son responsables de distribuir las cargas laterales a los elementos resistentes verticales, siendo su funcin principal el hacer trabajar todo el sistema estructural como una unidad En este caso se les llama diafragmas horizontales2.6. GRADAS Las gradas prefabricadas generalmente son losas inclinadas, que unen un piso inferior con otro de un nivel superior Pueden colocarse con un extremo fijo y el otro extremo libre simplemente apoyado o tambin con ambos extremos fijos Casi siempre van unidas por medio de platinas a la estructura de la cual forman parte

CAPTULO III

SISTEMAS ESTRUCTURALES MS USADOS EN CONCRETO ARMADO PRE-FABRICADO

3.1. Marcos y tiposLos marcos son estructuras conformadas por columnas y vigas

3.1.1. Marcos con vigas simplemente apoyadas.

En este tipo de estructura las vigas estn simplemente apoyadas en mnsulas integrales las columnas o sobre las columnas directamente. Las uniones viga-columna llevan elementos de acero con el objeto de asegurar la integridad de las conexiones, siendo stas capaces de transmitir solamente reacciones verticales y horizontales. En este tipo de estructuras se hace necesario usar los marcos en combinacin con muros de corte para resistir las fuerzas lateral es y ser indispensable tener diafragmas horizontales

3.1.2. Marcos rgido.Los marcos rgidos son estructuras que tienen juntas o conexiones rgidas que son capaces de resistir momentos, cargas verticales y cargas laterales, existen dos clases de marcos rgidos, que son

3.1.2.1 Marcos con juntas resistentes a momentoEstos son marcos que constan de vigas y columnas prefabricadas unidas con conexiones capaces de resistir momento

3.1.2.2 Marcos con vigas fundidas en obra y columnas prefabricadas

Este tipo de marcos consta de columnas prefabricadas, fundindose en el lugar las vigas, logrndose con esto juntas rgidas y continuidad entre los elementos.

3.1.3. Marcos con muros de corte.Los marcos combinados con muros de corte, son sistemas estructurales formados por marcos y muros de corte, prefabricados o parcialmente fundidos en obra. Los muros de corte se adicionan a la estructura con el objeto de resistir fuerzas laterales. Generalmente estn colocados en el permetro de la estructura o formando parte de los ncleos de escaleras y/o elevadores

3.2. ESTRUCTURAS TIPO CAJON.

Las estructuras tipo cajn consisten en muros de corte en ambos ejes y losas como diafragmas horizontales, formando cajones Las estructuras de este tipo son frecuentes en edificaciones de uno a cuatro niveles.En este caso, los muros son de carga y de corte simultneamente, este tipo de estructuras se caracteriza por poseer gran resistencia a fuerzas laterales, siendo fundamental tener uniones adecuadas entre los elementos. Cuando se tienen configuraciones irregulares puede producirse torsin en la estructura

Dependiendo de la forma en que se colocan los muros, existen dos variaciones de este sistema, que son:3.2.1. Estructura tipo CSon estructuras en las cuales hay un lado libre de muros en este tipo de estructura, cuando se ve sometida a fuerzas laterales, se produce torsin, dando como resultado esfuerzos bastante elevados en elementos que pueden ser crticos en la estructura

3.2.2. Estructura tipo LSon estructuras en las cuales solo existen muros en dos lados continuos a 90 Cuando son afectadas por fuerzas laterales se produce mucha torsin y por lo tanto sobre esfuerzos muy apreciables en los elementos estructurales

CAPTULO IV

PRINCIPALES FALLAS DE LOS CONCRETOS ARMADOS PRE-FABRICADOS

4.1. Descripcion de las fallas

En las construcciones de concreto prefabricado cuando se ven sometidas a fuerzas laterales, las fallas frecuentemente se presentan pnmero en las conexiones y no en los elementos prefabricados, siendo las uniones de elementos las partes ms vulnerables del sistema

En una estructura de ste tipo, hay puntos claves en los cuales un evaluador debe poner especial atencin, siendo estos: juntas de vigas y columnas, posicin de las columnas, estado de mnsulas, techos o entrepisos y paneles. Como un caso especial deben de considerarse las fallas que se presenten en la cimentacin. Pueden suceder por diversas causas entre las que estn las de origen geotcnico, asentamiento por mala compactacin en rellenos y deslizamientos por agua subterrnea, no debiendo descartarse fallas constructivas como errores en los anclajes, amarres inadecuados, etc.

CAPTULO V

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DEL CONCRETO ARMADO PRE-FABRICADO

5.1. Ventajas del concreto armado pre-fabricado

a) Ventajas: Mayor control de calidad. Reduccin de personal de obra (fierreros, albailes, carpinteros). Se aprovechan tiempos muertos de obra en producir los elementos. Por ejemplo,Durante la excavacin, se producen las zapatas, columnas, vigas, etc. Menor tiempo de ejecucin. Mejores materiales a emplear: Concreto de fc>350 kg/cm2, Aceros fy>16000 kg/cm2. Se elimina el 95% del encofrado de contacto. Uso repetitivo de moldes metlicos de buena calidad (a la larga es econmico). Al usar elementos pretensados la relacin largo/peralte puede ser entre 25 y 40 vecesdependiendo de los elementos (por ejemplo, vigas, losas).

5.1. Desventajas del concreto armado pre-fabricado

b) Desventajas: Mayor detalle en planos de construccin y montaje. Mayor planeacin (estudio en tiempo y movimientos de maquinaria y transporte). La inversin se hace en menos tiempo. Mano de obra especializada. Se requiere maquinaria pesada (tractocamin, gras, etc.). Se requiere espacio para maniobras en las obras. La inversin en moldes metlicos es alta.

CAPTULO VICOMPARACIN DEL SISTEMA TRADICIONAL, PRE-FABRICADO Y SISTEMA MIXTO5.1 Sistema Tradicional: armado, encofrado y vaciado in situ;5.2 Sistema Prefabricado: producido en planta, montados y vaciados finales en obra5.3 Sistema Mixto: vigas y columnas son armadas, encofradas y vaciadas in situ, las losas son prefabricadas.5.1. Sistema TradicionalEste sistema es el que toma ms tiempo y es por lo siguiente: en el sitio de la obra hay que hacer todos los trabajos y en orden secuencial por ejemplo:1ra. Etapa. Limpieza del terreno, trazo, excavacin, armados, encofrados y vaciados en cimentacin. Puede haber actividades simultneas, como habilitar el acero o el habilitado de la madera en encofrados, etc.2da. Etapa. Armado, encofrado y vaciado de columnas.3ra. Etapa. Encofrado de vigas y losa, armado de stas y vaciado (si la superficie es grande, esta se puede dividir en partes).4ta. Etapa. Se repite la 2a. Etapa.5ta. Etapa. Se repite la 3a. Etapa y as sucesivamente hasta la terminacin.5.2. Sistema Pre-fabricadoPor lo general, debido a que la obra ocupa todo el terreno o casitodo, la construccin se hace en dos sitios:1ra. Etapa. In situ se procede a construir la cimentacin que es: limpieza del terreno, trazo, excavacin, armados, encofrado y vaciado y el tiempo es igual al de la primera alternativa.La diferencia es que mientras se ejecuta la 1ra etapa, en la Planta de Prefabricados se estn procesando todos los elementos que constituyen la estructura: columnas, vigas y losas de todos los niveles y se van transportando al lugar de la obra para que se monten y se hagan los vaciados finales, segn programa.2da. Etapa. Colocacin de columnas, colocacin de vigas portantes y de rigidez, colocacin del sistema de losa y vaciado de la losa superior.3ra. Etapa. Si la longitud de las columnas abarca varios niveles en la 2a. Etapa, entonces en sta se reduce solo a vigas y losas y as sucesivamente hasta la terminacin.5.3. Sistema mixtoEsta alternativa es muy similar a la primera, la diferencia se centra en que las losas son prefabricadas:1ra. Etapa. Igual a la primera alternativa.2da. Etapa. Armado, encofrado y vaciado de columnas.3ra. Etapa. Encofrado de vigas, armado, colocacin de la losa prefabricada y vaciado de vigas y losa final.4ta. Etapa. Se repite la 2a. Etapa.5ta. Etapa. Se repite la 3a. Etapa y as sucesivamente hasta la ejecucin total.

CONCLUSIONES

El sistema tradicional es el procedimiento constructivo que todos conocen, es el que ms tiempo consume, se requiere de todo el encofrado para cada etapa, todo el armado es in situ, requiere mucha mano de obra y requiere mucha supervisin.El sistema pre-fabricado tiene una diferencia substancial es que mientras se ejecuta la etapa de cimentacin se est procesando toda la estructura en la planta de prefabricados, los encofrados por lo general son metlicos, los curados del concreto se cumplen, el control de calidad es muy superior, la eficiencia en los procesos es alta. Se reduce el tiempo de construccin.El sistema mixto: Slo las losas son prefabricadas y pueden ser reforzadas o pres forzadas. En comparacin con la Alternativa No. 1 se ahorra todo el encofrado de contacto, reduciendo costos y tiempo de ejecucin.

BIBLIOGRAFA

Eduardo Reinoso Angulo, M. E. (2011). Manual de diseo de estructuras prefabricadas y presforzadas (primera ed., Vol. 1). lima: civilegsk. ingenieria estructural amd. (2010). concreto prefabricado / postensado. lima: amd.

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