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Concreto y Acero
Refuerzos en muros
Los elementos de soporte principal de la vivienda son básicamente los muros, que se construyen con mampostería, es decir, que se colocan piezas sólidas o huecas, pegadas con mortero. Estas piezas, por sí solas, resisten cargas en dirección vertical sin necesidad de ningún refuerzo, pero no tienen mucha resistencia cuando la carga es lateral, porque el mortero que las une es de poca resistencia y las piezas terminarán por desprenderse.
Concreto y Acero
Refuerzos en muros
Si al muro se le colocan refuerzos alrededor, para confinar a las piezas, es decir, para mantenerlas unidas, se aumenta mucho su resistencia y duración ante cargas laterales. (figura 11-3). El refuerzo para confinar los muros a su alrededor recibe el nombre de castillos cuando es vertical, y cadenas, dalas o cerramientos cuando es horizontal (figura 11-5).
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Castillos
La otra dimensión se toma normalmente también igual a la anterior, pero se recomienda que no sea menor de 15 cm. (figuras 11-8, 11-9). Los castillos armados colocados en los muros de piezas macizas se arman generalmente con tres o cuatro varillas núm. 3 (3/8). Si el castillo es utilizado como apoyo de trabes o de columnas superiores, será necesario aumentar sus dimensiones y el diámetro de las varillas, así como las características y el número de estribos. En zonas de sismicidad media a alta, no se recomienda el uso de castillos con tres varillas.
Concreto y Acero
Castillos y Columnas
Diferencia El castillo sirve para dar rigidez a los muros, y la columna es un elemento estructural de carga, por lo que su composición es muy diferente.
1.- Los momentos en la columna son más grandes, por lo que requiere mayor área de acero que en un castillo.
2.- La compresión en la columna es más grande que en un castillo (este no soporta peso estructural), por lo que se requiere de más área de concreto.
Identificar castillos y columnas en obra:
Si los elementos ya están construidos y no se ve el área de acero, ver la sección, ya que la columna resulta ser más robusta que el castillo. Además de que por lo general todas las columnas están alineadas y son más angostos los castillos.
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Castillo de concreto
Concreto y Acero
Castillo de concreto
El castillo quedará armado, antes de levantar el muro: Primero se dejan de 25 a 30 cm de acero en los castillos, por arriba del muro, esto para poder amarrar el acero al de la losa o al de los cerramientos.
Después se coloca la cimbra: colocar los tablones para ambas caras del muro, y finalmente poner los yugos. La madera para la cimbra va barnizada con aceite quemado o diesel, la cimbra se fija al muro con amarres de alambre recocido, que se pasan de un lado al otro del muro a través de pequeñas perforaciones que se hacen en las juntas.
El acero se humedece antes de colar para limpiar el polvo. Hay que picar la mezcla mientras se va colando, con una varilla y golpeando la cimbra para que no quede poroso el concreto.
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Castillo de concreto
Castillos ahogados en los huecos de los bloques
- Es necesario colocar castillos en los extremos de los tableros de muro, en las instalaciones de muros y en los apoyos de trabes o columnas superiores, pero además de éstos deberá colocarse una varilla alojada también en los huecos del block, cada metro. (Fig 11-15).
- Los refuerzos en los extremos del muro son generalmente de dos varillas que se ligan entre sí con grapas de alambrón #2, uno en cada hilada (hasta 20 cm verticales).
Concreto y Acero
Castillo de concreto
Castillos ahogados en los huecos de los bloques
- Cuando se presenta la intersección de dos muros es conveniente colocar cuatro varillas distribuidas en los huecos y ligadas entre sí por grapas de alambrón #2 en cada hilada, en número suficiente para que liguen las varillas verticales entre sí.
- Los cuidados serán mayores durante el colado por la dificultad que tiene esta operación en lugares con dimensiones muy pequeñas. Este concreto deberá colocarse en estado fluido para que llene fácilmente los huecos del block, sin formar burbujas de aire atrapado en medio del muro.
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Columnas
- La columna es un elemento sometido principalmente a compresión, por lo tanto el diseño está basado en la fuerza interna, conjuntamente debido a las condiciones propias de las columnas, también se diseñan para flexión de tal forma que la combinación así generada se denomina flexocompresión.
- El predimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresión y la flexión.
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Columnas de concreto
- Las columnas de concreto tienen armado de acero.
- Pueden tener sección poligonal o circular, de esto dependerá su armado y encofrado.
- Son fabricadas en el lugar de la obra. (in situ)
Procedimiento constructivo
1.- Hacer la armadura según detalle en los planos. 2.- Colocar la armadura amarrándola a la parrilla de la zapata o de la cimentación. 3.- Colocar los separadores de concreto de acuerdo al recubrimiento especificado. 4.- Colocar la cimbra de la columna. 5.- Vaciar el concreto, vibrándolo. 6.- Desenmoldado. Quitar cimbra.
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Columnas
El refuerzo transversal de la columna puede ser de dos tipos:
- Por medio de estribos
- Por medio de espiral
Se considera ligeramente más resistente el refuerzo en espiral, pero es más costoso.
Las columnas con refuerzos en espiral son aquellas en las que el refuerzo longitudinal se coloca dentro de un círculo con todas las varillas encerradas por una espiral cilíndrica continua hecha con varilla de acero o alambre de acero de diámetro grande.
Concreto y Acero
Columnas
Refuerzo transversal
Concreto y Acero
Columnas
Requisitos de diseño para columnas de concreto
- Estribos Del No. 3 con varillas del No. 10 y más pequeñas. Se deben usar zunchos del No. 4 con varillas del No. 11 y más grandes. La separación vertical no será mayor a la menor dimensión de la columna. Se colocarán de modo que toda esquina y varilla longitudinal queda sujeta por la esquina de un estribo.
- Revestimiento de Concreto Se requiere un mínimo de 3.75 cm cuando la superficie de la columna no queda expuesta a la intemperie o en contacto con el suelo; se debe usar 5 cm para superficies expuestas a la intemperie o en contacto con el suelo; se necesitan 7.5 cm si el concreto se cuela directamente sobre el terreno natural.
- Separación entre las Varillas La distancia libre entre varillas no será menor que 1.5 veces el diámetro de la varilla, 1. veces el tamaño máximo especificado para el agregado grueso, o bien, 3.75 cm.
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Columnas
- La resistencia de la columna disminuye debido a efectos de geometría, lo cuales influyen en el tipo de falla.
- El efecto geométrico de la columna se denomina esbeltez, y es un factor importante, ya que la forma de fallar depende de la esbeltez.
Tipos de fallas en columnas:
- Para la columna poco esbelta la falla es por aplastamiento y este tipo se denomina columna corta.
- Los elemento más esbeltos se denominan columna larga y la falla es por pandeo.
- La columna intermedia es donde la falla es por una combinación de aplastamiento y pandeo. Además, los momentos flectores que forman parte del diseño de columna disminuyen la resistencia del elemento tipo columna.
Columna corta = Aplastamiento
Columna larga = Pandeo
