Apoyos Estructurales

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Los apoyos estructurales en puentes u otras obras constituyen elementos singulares y de gran riesgo que deben comportarse de forma muy controlada para asegurar su funcionamiento estructural, pues actúan transmitiendo fuerzas y, al mismo tiempo, absorbiendo las deformaciones y rotaciones de la estructura en la base, lo que influye directamente sobre la seguridad de la misma

Es por esto, que es necesario analizar los diversos vínculos existentes entre la materialidad de una estructura, su comportamiento estructural y como éstos actúan entre sí o junto con otras estructuras. Como por ejemplo, que ocurre y como se calculan los encuentros entre pilares de hormigón armado y un entrepiso, la albañilería armada perfilada con una estructura de hormigón, el anclaje de estructuras.

Por otra parte, se abordarán las reglamentaciones establecidas en Chile respecto a la conjunción de materialidad y sus mínimos estructurales establecidos para su aprobación y puesta en marcha.

INTRODUCCIÓN

Desde hace siglos, las personas han desarrollado diversas edificaciones para diversos propósitos, todos y cada uno de ellos poseen un patrón en común el cual deriva en las formas y vinculaciones constructivas, desde un simple contrachapado clavado con otro hasta complejas redes de enfierradura que en conjunto con el hormigón conforman estructuras monolíticas, es decir; estructuras íntegras que cumplirán un roll en específico.

Es por esto, que es necesario analizar los diversos vínculos existentes entre la materialidad de una estructura, su comportamiento estructural y como éstos actúan entre sí o junto con otras estructuras. Como por ejemplo, que ocurre y como se calculan los encuentros entre pilares de hormigón armado y un entrepiso, la albañilería armada perfilada con una estructura de hormigón, el anclaje de estructuras.

Por otra parte, se abordarán las reglamentaciones establecidas en Chile respecto a la conjunción de materialidad y sus mínimos estructurales establecidos para su aprobación y puesta en marcha.

OBJETIVO GENERAL

Analizar los diversos vínculos estructurales conocidos en una edificación, comprendiendo su comportamiento, clasificaciones y consideraciones especiales.

OBJETIVOS ESPPECÍFICOS

Explicar y entender los tipos de vínculos (apoyos) generados en estructuras de: aceros, hormigón, madera.

Analizar las diversas consideraciones que se deberán tomar en uniones de hormigón entre muro-cielo, muro-muro, empotramientos, para que estos se comporten como se espera que lo hagan (respecto a sus reacciones).

Analizar los distintos tipos de uniones en madera, considerando sus ventajas y desventajas estructurales.

Analizar y establecer los cálculos de los distintos elementos capaces de generar la unión en estructuras metálicas.

ALCANCES

Para efectos de cálculo estructural, para determinar los esfuerzos realizados en una estructura es necesario calcular las reacciones de los apoyos que están involucrados en éste, en la teoría, estos apoyos pueden ser fijos, móviles, rotulas, los cuales característicamente generan reacciones distintas. Para este estudio se establecerán inicialmente los siguientes apoyos.

Apoyos simples (móviles): Se define como una estructura que genera una reacción en el eje vertical, tanto ascendente como descendente, pero en la práctica un apoyo móvil que no esté restringido de manera correcta genera que las reacciones en uno de sus sentidos sea cero, generando un movimiento de la pieza. Utilizados generalmente en puentes, donde es necesario este tipo de vinculación para lograr una estructura isostática. Pero ésta idealización es factible en cualquier estructura.

Apoyos dobles (fijos): Este tipo de apoyo puede restringir dos desplazamientos, el horizontal y el vertical, pero puede permitir el giro.

Apoyos triples (empotramientos): Con este tipo de apoyo se restringen los tres desplazamientos posibles en el plano. Generando reacciones verticales, horizontales y de momento flector.

Además, en el estudio se establecerán cálculos de elementos de unión en estructuras metálicas como de madera, donde el uso de remaches y tornillos es fundamental.

Para efectos de este estudio se analizaron las siguientes normas y libros respecto a la materia de vínculos en estructuras……...

DESARROLLO

6.1. Vínculos de hormigón

Aunque es común suponer que casi todas las estructuras que están compuestas de hormigón se encuentran empotradas, se debe entender que, si en el terreno éstas no poseen consideraciones de cuidado en su realización, puede que un empotramiento no genere las reacciones que se espera de él, se realizarán algunos ejemplos a continuación.

6.1.1. Encuentros Muro – Cielo.

En obra, las edificaciones se levantan con gran rapidez, por lo general se puede montar 1 piso en 5 días y así seguir en secuencia (respetando siempre los alzaprimados), por lo cual el hormigón del muro lleva un determinado tiempo de fraguado respecto al del cielo, por lo cual la unión entre hormigones de diferentes periodos de tiempo requieren un tratamiento para que estas se afiancen fielmente. Si este tratamiento no se realiza de manera adecuada, la unión de hormigones de diferente periodo puede que no trabajen juntos como se diseñó, convirtiendo un empotramiento en un apoyo móvil carente de una fijación absoluta, permitiendo otros movimientos en caso de sismo y un potencial corte, lo cual al momento de desmoldar, las posibilidades de que la losa falle son muy altas.

6.1.2. Encuentros Muro – Muro.

En edificaciones de mayor extensión, se tiende a avanzar en el proceso de hormigonado por tramos en cada piso, por lo cual se deben realizar uniones de hormigón de diferentes fechas por medio de algún tratamiento, si éste no se realiza de manera adecuada, puede que esta unión, que funciona como un empotramiento y entrega continuidad a la estructura se comporte como un apoyo móvil que restringe los esfuerzos normales de los muros, pero en caso de sismos, se somete a esfuerzos de corte no considerados en el diseño, lo que puede generar un agrietamiento y destrucción del muro en el punto de unión. 

6.1.3. Empotramiento de un poste de alumbrado de hormigón.

Actualmente existen diversos tipos de postes de alumbrado y cableado en Chile, dependiendo su tipo, éstos poseen distintas maneras de instalación. Por lo general, los postes de hormigón prefabricados se entierran bajo el nivel de piso a una profundidad normada y con un relleno de hormigón para darle sustentabilidad, no obstante, en ocasiones por el hecho de ahorrar en gastos, se realiza este trabajo de manera incorrecta (con un hormigón de resistencia inferior y/o menor profundidad), el cual debilita el empotramiento. Aunque de igual manera trabajará de manera adecuada, es decir, como un empotramiento, al cabo del tiempo, y debido a la exposición climática, es normal que se presenten fenómenos de perdida en la cota (erosión), lo cual puede disminuir aún más el nivel de profundidad del empotramiento, provocando que llegue a un punto crítico en el cual el poste se comporte como una rotula, posibilitando un desplome del poste.

6.2 Vínculos de madera

El vínculo entre vigas y muros de esta materialidad, constituye un puto débil del punto de vista estructural, debido a que la acumulación de humedad, de estas zonas, degrada el material y perjudica su resistencia, por lo tanto en ésta parte del trabajo se establecerán distintas soluciones respecto a la unión en estructuras de madera.

6.2.1 Unión fabrica de muro y viga de madera

La unión más común se realiza en el eje de muro, en donde la viga es introducida, quedando encerrada y apoyada en la fábrica del muro. Este tipo de vínculo genera condiciones idóneas de acumulación de humedad, y es mayor cuando ésta se ocasiona en la cercanía de instalaciones, por ende se adoptan medidas preventivas que aseguren la ventilación de la zona. Los tipos de vínculos se describen a continuación:

6.2.1.1 Primera solución: Se agrega una capa asfáltica, cartón embreado o chapa metálica, en la base de la sección acodalada. Además se procura mantener una separación mínima de 15 mm en las zonas superiores y laterales. Este método es perjudicial para el muro debido a que se sobredimensiona la sección de apoyo de la viga. (Ver imagen N°1a)

6.2.1.2 Segunda solución: Se crea una ventilación directa al exterior intervenido el muro, fabricando una holgura con respecto a la fábrica la cual es protegida por una rejilla. (Ver imagen N°1b)

6.2.1.3 Tercera solución: Chapa en forma de greca rodeando la cabeza de la viga (Ver imagen N°1c)

6.2.1.4 Cuarta solución: Apoyo fuera de muro mediante carretera de madera apoyada sobre ménsulas o canecillos de piedra. (Ver imagen N°1d)

6.2.1.5 Quinta solución: Cuando el muro posea gran espesor, se puede proyectar un escalón en donde descanse la viga (Ver imagen N°1e)

Imagen N°1:

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