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LAS ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN
Introducción
Las estructuras de contención son aquellas que tienen como función soportar
las presiones ejercidas por el suelo y las cargas localizadas detrás de la
misma, con el fin de producir una situación de equilibrio.
Las estructuras de contención pueden ser divididas en dos grandes grupos:
a) Estructuras Rígidas
b) Estructuras Flexibles
Muros de contención cubierto en roca
Muro de contención en concreto
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Las cimentaciones superficiales son aquellas que, como su nombre lo indica,
no tienen una profundidad de cimentación demasiado elevada. Dentro de esta
clase de cimentaciones se encuetran dos grandes grupos:
a) Zapatas
b) Losas de cimentación
Zapata tradicional
Zapata corrida bajo muro
Losa flotante
Losa flotante y refuerzo de los muros de rigidez
Construcción muros de rigidez
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Las cimentaciones profundas son aquellas que, como su nombre lo indica,
presentan una profundidad de cimentación elevada (varias decenas de metros).
Dentro de esta clase de cimentaciones se encuentran dos grandes grupos:
a) Pilas y caissons
b) Pilotes
Pila típica de un puente
Pilotes prefabricados
Pilas de puentes
Pila de cimentación
Caisson de aproximación
PILAS Y CAISSONS
Las pilas y caissons son elementos estructurales que presentan una sección
transversal considerable (comparada con los pilotes) y que se encargan de
transmitir la carga de una sola columna a un estrato que sea capaz de
soportarla. La relación entre la profundidad de la cimentación y el ancho de la
pila es generalmente mayor que cuatro.
PROCESO CONSTRUCTIVO
Para la construcción de pilas se presentan tres procesos constructivos.
El primero consiste en excavar hasta el nivel de cimentación y luego construir
una pila dentro de dicha excavación. Cuando la excavación se realiza bajo el
agua, el forro de la excavación se denomina ataguía. Los pasos a seguir son
los siguientes:
a) Hincado de tablestacas
b) Apuntalamiento interior de las caras que se encuentran en seco
c)Descenso del nivel de agua y apuntalamiento de la zona
e) figurada del hierro y vaciado del concreto
El segundo método consiste en hincar cajones, cajas o cilindros hasta la
profundidad deseada y luego el material interior es extraído por excavación o
dragado. El procedimiento es el siguiente:
a)Construcción del cajón
b) El hincamiento se lleva a cabo sacando material del interior de ellos, lo que
produce que el cajón comience a penetrar en el suelo gracias a su propio peso.
c) Una vez alcanzada la profundidad final, se introduce el refuerzo y el fondo de
la excavación se llena con concreto por medio de un tubo trompa de elefante.
El último método consiste en excavar las pilas con máquinas perforadoras
provistas con barrenos. Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita
sin derrumbarse. Una vez se llega a suelos de esta clase se utilizan lodos
bentoníticos para llenar la excavación y permitir continuar con la misma.
Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega a un estrato cohesivo,
se detiene la excavación y se inserta un tubo llamado camisa (o ademe). Este
tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la
excavación. Por último se introduce el refuerzo y se funde el concreto
recordando retirar la camisa.
PILOTES
Los pilotes son elementos estructurales más esbeltos que las pilas, los cuales
pueden alcanzar grandes profundidades.
Son construidos de diferentes formas, tamaños y materiales (madera, concreto
y acero).
Se clasifican dependiendo de su forma de trabajo en:
a) Pilotes de Punta
b) Pilotes de Fricción
Los pilotes de punta son aquellos que obtienen la capacidad de carga del
estrato que se encuentra en la punta del mismo. Es decir transmiten la carga
directamente al estrato donde se apoyan.
Los pilotes que trabajan por fricción obtienen la capacidad de carga del material
que rodea toda su superficie. Es decir, debido a la resistencia al corte entre el
suelo y el pilote propiamente dicho.
Cabezal de un pilote fundido in - situ
Pilotes prefabricados
Pilotes prefabricados colocados
EXCAVACIONES
|Sin
Apuntalar|Apuntaladas|
|Excavaciones Poco
Profundas|Excavaciones Profundas|
Introducción
Como primer paso en la construcción de cimentaciones, se encuentra la
excavación del suelo o roca que yace bajo la superficie y por encima del nivel
de dicha cimentación. Por lo tanto las excavaciones tienen como función
preparar el terreno para la futura construcción del sistema de cimentación
propuesto. Generalmente el proceso constructivo y método de excavación son
elegidos por el Ingeniero Contratista, aunque en algunos casos se recomienda
directamente por el diseñador.
Excavaciones sin Apuntalar
Estas excavaciones son de poca profundidad y en lugar de sostener el material
circundante con elementos externos, se sostiene por medio de taludes
diseñados en la misma excavación. Los taludes deben ser diseñados con todas
las normas que rigen la estabilidad de taludes.
La excavación se realiza generalmente con máquina, puesto que es común
encontrar anchos considerables y grandes volumenes de material a mover.
Excavacion sin Apuntalar
Proceso de Excavación
Perfecionamiento del Talud de Excavación
Excavaciones Apuntaladas
Generalidades
Cada uno de los tipos de excavación (Profundas y Poco Profundas) tiene
un método de apuntalamiento, por esta razón se considera que un buen
método es aquel que reduce al máximo las deformaciones y protege lo mejor
posible las construcciones y estructuras vecinas a la excavación e inclusive el
interior de la misma excavación.
Son consideradas excavaciones Poco Profundas, aquellas que se encuentran
entre 1 y 5 m, por lo tanto las Profundas son aquellas mayores de 5 m
El apuntalamiento consiste en sostener el material adyacente a la excavación
con el fin de reducir al máximo los efectos inevitables que una intervención de
este tipo conlleva. Estos efectos se producen debido al cambio de esfuerzo en
el suelo y comúnmente se presentan en forma de hundimientos y
deformaciones.
Excavación Apuntalada con Anillos de Cemento
Excavación Apuntalada con Vigas Metálicas
Puntales desarmados
Dentro de las funciones del Ingeniero se encuentra la de estar completamente
familiarizado con los métodos y procesos utilizados en las excavaciones y
apuntalamientos con el fin de evitar errores que pueden ser desastrosos.
Una de las recomendaciones que se hace comúnmente en cuanto al
apuntalamiento es la de preesforzar cada puntal durante su colocación.
ANIAMCION DE PREESFUERZO El método de preesforzar los puntales
consiste en colocar con anterioridad al puntal definitivo dos puntales
auxiliares equipados con gatos hidráulicos encargados de separar los
largueros, para luego insertar y acuñar el puntal definitivo. Una vez
colocado este, se retiran los gatos y puntales auxiliares transmitiendole
esfuerzos de varias toneladas al puntal definitivo.
EXCAVACIONES APUNTALADAS
PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES POCO PROFUNDAS
Debido a condiciones de linderos y reducción en las áreas de trabajo para las
construcciones, es común encontrar frentes de excavaciones verticales en los
cuales es recomendable apuntalar. En el caso de excavaciones poco profundas
se utilizan tablones alrededor de la excavación unidos por medio de vigas
perimetrales denominadas largueros soportadas entre ellas por los puntales.
Estos puntales pueden ser metálicos, en madera o inclusive si la excavación es
muy ancha se utilizan cerchas.
Excavación Apuntalada con Madera
Excavación Apuntalada con Cerchas Metálicas
Cerchas Metálicas con Puntales
Cercha Metálica como modo de Apuntalamiento
EXCAVACIONES APUNTALADAS
PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES PROFUNDAS
Para este caso, es común la utilizaciòn de las tablestacas, pilotes metálicos en
forma de "H" e inclusive muros pantalla en concreto. El proceso más común en
estos casos es el de hincar las tablestacas y trabarlas para luego retirar el
material del interior. A medida que se va profundizando, se van colocando los
largueros y puntales.
En el caso de utilizar pilotes, el procedimiento es el mismo y la diferencia radica
en que una vez retirado el material del área de los pilotes se colocan tablas
acuñadas entre ellos para luego ubicar los largueros y puntales.
Muro pantalla apuntalado con cerchas metálicas
Excavación Apuntalada con Madera
En el caso de los muros pantalla, el procediemiento a seguir consiste en la
excavación y lleno con bentonita, donde luego se va vaciando el concreto
(TREMIE) por medio de un tubo en la parte inferior de la excavación. Cuando el
concreto comienza a entrar, la bentonita comienza a salir y puede ser captada
nuevamente o reutilizada en una excavación siguiente.
Equipo utilizado para la excavación de muros pantalla
Elemento utilizado para la excavación de muros pantalla
(Almeja)
Fundición del muro pantalla con un tubo trompa de
elefante
Muro pantalla
Elemento estructural
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Un elemento estructural es cada una de las partes diferenciadas aunque vinculadas en
que puede ser dividida una estructura a efectos de su diseño. El diseño y comprobación
de estos elementos se hace de acuerdo con los principios de la ingeniería estructural y la
resistencia de materiales.
Contenido
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
1 Clasificación de los elementos
o
o
o
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
1.1 Elementos lineales
1.2 Elementos bidimensionales
1.3 Elementos tridimensionales
2 Diseño de elementos estructurales
o 2.1 Resistencia
o 2.2 Rigidez
o 2.3 Inestabilidad elástica
o 2.4 Estados límite
3 Referencia
Clasificación de los elementos [editar]
En el caso de construcciones estos tienen nombres que los identifican claramente
aunque en el mundo hispano parlante, estos nombres cambian de país a país.
Básicamente los elementos estrucutrales pueden tener estados de tensión uniaxiales,
biaxiales o triaxiales según si dimensionalidad y según cada una de las direcciones
consideradas pueden existir tanto tracciones como compresiones y finalmente dicho
estado puede ser uniforme sobre ciertas secciones transversales o variar de punto a
punto de la sección. Los elementos estructurales suelen clasificarse en virtud de tres
criterios principales:



Dimensionalidad del elemento, según puedan ser modelizados como elementos
unidimensionales (vigas, arcos, pilares, ...), bidimensionales (placas, láminas,
membranas) o tridimensionales.
Forma geométrica y/o posición, la forma geométrica concreta afecta a los
detalles del modelo estructural usado, así si la pieza es recta como una viga o
curva como un arco, el modelo debe incorporar estas diferencias, también la
posición u orientación afecta al tipo de estado tensional que tenga el elemento.
Estado tensional y/o solicitaciones predominantes, los tipos de esfuerzos
predominantes pueden ser tracción (membranas y cables), compresión (pilares),
flexión (vigas, arcos, placas, láminas) o torsión (ejes de transmisión, etc.).
Unidimensionales
Bidimensionales
rectos
curvos
rectos
curvos
Flexión
dominante
viga recta,
dintel,
arquitrabe
viga
balcón,
arco
placa, losa,
forjado
lámina,
cúpula
Tracción
dominante
cable estirado
Catenaria
membrana elástica
Tridimensionales
___
Compresión
dominante
pilar
muro de carga, muro
de contención
cuña
Elementos lineales [editar]
Los elementos lineales o unidimensionales o prismas mecánicos, están generalmente
sometidos a un estado de tensión plana con esfuerzos tensiones grandes en la dirección
de línea baricéntrica (que puede ser recto o curvo). Geométricamente son alargados
siendo la dimensión según dicha línea (altura, luz, o longitud de arco), mucho mayor
que las dimensiones según la sección transveral, perpendicular en cada punto a la línea
baricéntrica. Los elementos lineales más comunes son según su posición y forma:




Verticales, comprimidos y rectos: Columna (sección circular) o pilares
(sección poligonal), pilote (cimentación).
Horizontales, flexionados y rectos: viga o arquitrabe, dintel, zapata corrida
para cimentación, correa de sustentación de cubierta.
Diagonales y rectos: Barras de arriostramiento de cruces de San Andrés, barras
diagonales de una celosía o entramado triangulado, en este caso los esfuerzos
pueden ser de flexión tracción dominante o compresión dominante.
Flexionados y curvos, que corresponden a arcos continuos cuando los esfuerzos
se dan según el plano de curvatura o a vigas balcón cuando los esfuerzos son
perpendiculares al plano de curvatura.
Elementos bidimensionales [editar]
Los elementos planos pueden aproximarse por una superficie y tienen un espesor
pequeño en relación a las dimensiones generales del elemento. Es decir, en estos
elementos una dimensión, llamada espesor, es mucho menor que las otras dos. Pueden
dividirse según la forma que tengan en elementos:





Horizontales, flexionados y planos, como los forjados, las losas de
cimentación, y las plateas o marquesinas.
Verticales, flexionados y planos, como los muros de contención.
Verticales, comprimidos y planos, como los muros de carga, paredes o
tabiques.
Flexionados y curvos, como lo son las láminas de revolución, como los
depósitos cilíndricos para líquidos.
Traccionados y curvos son las membranas elásticas como las paredes de
depósitos con fluidos a presión.
Elementos tridimensionales [editar]
Los elementos tridimensionales o volumétricos son elementos que en general presentan
estados de tensión biaxial o triaxial, en los que no predomina una dirección dimensión
sobre las otras. Además estos elementos suelen presentar tracciones y compresiones
simultáneamente según diferentes direcciones, por lo que su estado tensional es
complicado. Entre este tipo de elementos están:


Las mensulas de sustentación
Las zapatas que presentan compresiones según direcciones cerca de la vertical al
pilar que sustentan y tracciones en direcciones cerca de la horizontal.
Diseño de elementos estructurales [editar]
Los elementos estructurales son diseñados, es decir, calculados o dimensionados para
cumplir una serie de requisitos, que frecuentemente incluyen:




Criterio de resistencia, consistente en comprobar que las tensiones máximas no
superen ciertas tensiones admisibles para el material del que está hecho el
elemento.
Criterio de rigidez, consistente en que bajo la acción de las fuerzas aplicadas
las deformaciones o desplazamientos máximo obtenidos no superan ciertos
límites admisibles.
Criterios de estabilidad, consistente en comprobar que desviaciones de las
fuerzas reales sobre las cargas previstas no ocasionan efectos autoamplificados
que puedan producir péridida de equilibrio mecánico o inestabilidad elástica.
Criterios de funcionalidad, que consiste en un conjunto de condiciones
auxiliares relacionadas con los requisitos y solicitaciones que pueden aparecer
durante la vida útil o uso del elemento estructural.
Resistencia [editar]
Para comprobar la adecuada resistencia de un elemento estructural, es necesario calcular
la tensión (fuerza por unidad de área) que se da en un elemento estructural bajo la
acción de las fuerzas solicitantes. Dada una determinada combinación o distribución de
fuerzas, el valor de las tensiones es proporcional al valor de la fuerza actuante y del tipo
de elemento estructural.
En los elementos lineales el vector tensión en cada punto se puede expresar en función
de las componentes intrínsecas de tensión y los vectores tangente, normal y binormal:
Y las dos tensiones principales que caracterizan el estado de tensión de una viga recta
vienen dados por:
Y a partir de ahí pueden calcularse los parámetros de la teorías de fallo adecuada según
el material que forma el elemento estructural. En elementos bidimensionales que se
pueden modelizar aproximadamente por la hipótesis cinemática de Love-Kirchhoff, que
juega un papel análogo a la teoría de Navier-Bernouilli para vigas, los vectores de
tensiones según planos perpendiculares a las líneas de curvatura vienen dado en
términos de los vectores tangente a las líneas de curvatura y el vector normal a al
elemento bidimensional mediante:
Rigidez [editar]
La rigidez de un elemento estructural es su capacidad para resistir fuerzas sin sobrepasar
alcanzar deformaciones o desplazamientos. Para un elemento estructural existen un
conjunto de parámetros de rigidez que relacionan cierto desplazamiento máximo con el
valor máximo del esfuerzo aplicado. Según el tipo de rigidez se habla de rigidez axial,
rigidez flexional, rigidez flexional, etc.
Inestabilidad elástica [editar]
Artículo principal: inestabilidad elástica
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Estados límite [editar]
El método de los estados límites es un método usado en diversas instrucciones y normas
de cálculo, consistentes en considerar un conjunto de solicitaciones o situaciones
potencialmente arriesgadas y comprobar que el efecto de las fuerzas y solicitaciones
actuantes sobre el emento estructural no exceden de las respuestas máximas asumibles
por parte del elemento.
Referencia [editar]
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Construcción
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Edificio en construcción
La construcción es el proceso de armar cualquier cosa, como casas, rascacielos,
puentes, presas, caminos e incluso barcos.
Que es Construcción. Cuando hablamos de construcción, nos referimos a diversas
formas y combinaciones de cómo hacer o crear varios tipos de estructura. La
construcción se dirige hacia el terreno donde la mano de obra se trabaja con aparatos
superiores y mas integrados; y así dejando atrás la mano de obra tradicional. Además, la
construcción actual se complementa o se integra, a un mas en la coordinaciones de las
dimensiones, por lo tanto, es por esto que diseñamos las edificaciones y los aparatos se
elaboran en una diversidad de patrones estándar, lo que disminuye los errores y las
malas edificaciones en la construcción, y así evitamos tener que romper paredes, tapar
huecos, etc. Después de hecho. Y por esta gran habilidad que las contriciones a ido
creciendo y mejorando, llegando así a construir grandes complejos y estructuras, como
ciudades y sectores enteros, los centros comerciales, ciudades dormitorio, campos
universitarios, etc.
El uso más habitual del término construcción se refiere al arte o técnica de fabricar
edificios e infraestructuras. En un sentido más amplio, se denomina construcción a todo
aquello que exige, antes de hacerse, tener o disponer de un proyecto o plan
predeterminado, o que se hace uniendo diversos componentes según un orden
determinado. Como ejemplos tenemos: las construcciones sintácticas o gramaticales, las
construcciones musicales, las construcciones mentales, etc. Consecuentemente, la
palabra construcción se usa en diversas disciplinas, tanto científicas, técnicas o
aplicadas como en las humanidades: la gramática, la pedagogía, la psiquiatría, la teoría
del arte, etc.
Contenido
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
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
1 Técnicas tradicionales
2 Construcción modular
o 2.1 Materiales de construcción
3 Véase también
4 Enlaces externos
Técnicas tradicionales [editar]
En el pasado, cada familia construia su casa, corrales para el ganado y diques para regar
cultivos. Los materiales eran naturales, los que se encontraban en la zona, como madera,
barro, piedra, hueso, paja o pieles de animales, y el trabajo se hacia a mano.
Construcción modular [editar]
Muchas de las grandes partes de un edificio moderno se pueden construir lejos de su
emplazamiento final. Los módulos se ensamblan de forma planificada. La construcción
modular reduce los costes y el tiempo empleado en el lugar de la construcción.
Materiales de construcción [editar]
Casi todas las grandes estructuras se fabrican con acero y hormigón. Grandes cantidades
de hormigón forman sólidos cimientos. Los muros, columnas y arcos de hormigón se
refuerzan con acero. La madera se usa en construcciones pequeñas, sobre todo en la
construcción modular, que es fuerte y ligera.
La construcción de edificios u obras públicas comprende el conjunto de técnicas,
materiales, procesos, artes y oficios aplicados necesarios para llevar a cabo estas obras,
para lo cual se tienen en cuenta las propiedades del terreno y de los materiales de
construcción, los condicionantes de los diferentes procesos o técnicas aplicadas a cada
parte de la obra, así como las acciones a que está sometido el edificio a lo largo de su
vida útil como son: el peso de los materiales, el peso derivado del uso del edificio o
sobrecarga, las acciones del viento o de los terremotos, la contaminación atmosférica, el
riesgo de incendio, etc.
El proceso de la construcción se realiza en diversas fases que engloban múltiples
oficios, que son dirigidos por la dirección de obra. En este proceso participan tanto
recursos materiales como humanos. La empresa que lleva a cabo una construcción de
obra se denomina constructora y por lo general es contratada por una empresa
promotora que encarga o promueve la construcción de edificios u otras infraestructuras.
Por lo general, las constructoras que realizan obras públicas deben ser certificadas por la
administración pública u ofrecer garantías para poder contratar con ella, mientras que
estos requisitos no son necesarios cuando la promoción corre a cargo de una empresa
privada o de un particular.
La construcción es una de las principales industrias, tanto por su peso económico como
por su incidencia en el medio ambiente.
La construcción naval o la construcción aeronáutica, etc., son conceptos equivalentes a
la construcción arquitectónica, referidos a las técnicas propias de la ingeniería
especializada en los barcos, los aviones, etc.
El sector de la construcción es uno de los de mayor siniestralidad laboral en Europa. La
Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el trabajo (EU-OSHA) es un
organismo supranacional encargado de velar por la seguridad de los trabajadores en la
Unión Europea y dispone de cuantiosa información para mejorar las condiciones
laborales de los trabajadores de la construcción.