Prefabricados de hormigón

Publicado por Basilio en

Los sistemas prefabricados de hormigón son el mayor exponente de la mecanización del sector de la construcción. La prefabricación permite el fraguado del mortero en condiciones óptimas y la reducción del tiempo de construcción de la edificación. Esto permite ampliar el abanico de opciones para crear espacios en la Arquitectura.

Sistemas de prefabricación de hormigón totales

Estos sistemas  tienen la característica de que descomponen la estructura en piezas prefabricadas en fábrica mediante hormigón pretensado, y posteriormente se ensamblan en la obra.  Su ventaja principal radica en la velocidad de montaje a pie de obra. Y en la calidad del material, ya que las piezas fraguan en una fábrica bajo condiciones controladas. Se unen con machihembrados y pernos por lo que a pie de obra se simplifica el trabajo.

Generalmente se usan sistemas estructurales unidireccionales. Ya que aunque también existen sistemas bidireccionales, éstos son más caros y más complejos. Aunque a favor de los sistemas bidireccionales hay remarcar que necesitan menos pilares.

Sistema bidireccional                                                              Sistema unidireccional

Sistemas prefabricados de hormigón pretensado.

En la prefabricación se suelen utilizar sistemas pretensados, los cuales consisten en el tensado de la armadura antes de la aplicación del hormigón. Ya que cuando éste frague, la armadura tenderá a recuperar su longitud original introduciendo axiles en la pieza. Esto compensa los esfuerzos de tracción cuando la armadura se pone carga.

Permitiendo por lo tanto mayores luces en las vigas utilizando el mismo material que se utilizaría en el armado tradicional.  El pretensado se utiliza mucho en los prefabricados, ya que al tener que fraguar las piezas en una fábrica se puede controlar el proceso.

1 Estado de cargas en viga

2 Deformación de viga

3 Pretensado

4 Axiles provocados por el pretensado

5 Deformación provocada por el pretensado

6 Axiles del pretensado contrarrestan los cortantes del estado de cargas en la viga.

Sistemas prefabricados de hormigón postensados

Se denomina hormigón postensado o postesado a aquel hormigón al que se somete, después del vertido y fraguado, a esfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero) montadas dentro de vainas. A diferencia del hormigón pretensado, en el que las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postensado las armaduras se tensan una vez que el hormigón ha adquirido su resistencia característica.

Al igual que en el hormigón pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el hormigón trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado.

Prefabricación con paneles de hormigón.

Los paneles prefabricados de hormigón permiten construir el edificio sin vigas ni pilares. Siguiendo el sistema constructivo de los muros de carga. Permiten construir con gran rapidez, economía y limpieza mediante machihembrados y pernos que unen los paneles y las piezas de forjado.

Además mejoran el aislamiento y permiten que la fachada sea portante. Por lo tanto los edificios son más resistentes a las torsiones y resisten mejor los terremotos.

Existen tres sistemas de prefabricación con paneles:

  • Los transversales, situando los paneles en la dirección transversal.
  • En espina de pez, Situando los paneles en la dirección longitudinal situando en el núcleo paneles transversales paralelos.
  • Y el mixto, que es una mezcla de ambos.
prefabricacion con paneles de hormigón

Ejemplo de sistema mixto con fachada no portante. En este caso, el peso del forjado se distribuye en los paneles interiores permitiendo que la fachada no soporte peso.

Sistemas celulares.

edificio prefabricado hormigón capsulas

Estos sistemas consisten en la descomposición del edificio en módulos intercambiables sustentados por una estructura independiente. En los sistemas celulares, los paneles carecen de función estructural. Uno de los ejemplos más famosos es el ”Nakagin Capsule Center”, edificio modular, con 14 niveles de altura y 140 capsulas individuales, las cuales son utilizadas como vivienda y oficinas. Obra del arquitecto japones Kisho Kurokawa, en los años 70. Cada unidad (o cápsula) tenía 2.5×4m.

Los módulos han de poder ser transportados por un camión articulado de grandes dimensiones. A partir de ahí, todas las combinaciones  de piezas transportables son posibles, obteniéndose una casi infinita  cantidad de posibilidades y tamaños de espacios para esas viviendas,  tanto en una planta como en varias

La torre Kurokawa

El sistema consistía en una estructura de hormigón armado con núcleos de comunicación a la que se le anclaban los containers en 4 puntos, permitiendo posibilidad de reconfigurar la torre periódicamente, dependiendo de las necesidades del momento. Los módulos, de 2.3 x 3.8 x 2.1 m se prefabricaban en un taller, con un cerramiento ligero de acero, para luego montarse in situ en la torre. Contaban con mobiliario y comodidades de la época (como televisión y teléfono) y se podían agrupar para dar alojamiento a familias enteras.

Estructuras de pórticos

Los pórticos están formados por pilares y vigas, y se distribuyen en paralelo para configurar el edificio. Generalmente se usan en estructuras unidireccionales, aunque no son exclusivos de éstas. Existen sistemas porticados de nudos rígidos y de nudos articulados.

deformacion porticos estructura

Estructuras de nudos rígidos

Las estructuras de nudos rígidos tienen uniones monolíticas en los nudos formadas por soldadura, atornillado u hormigonado. Es poco utilizado debido al problema del transporte y las uniones.

Las estructuras de nudos rígidos tienen uniones monolíticas en los nudos formadas por soldadura, atornillado u hormigonado. Es poco utilizado debido al problema del transporte y las uniones.

Está indicada para edificaciones de 3 a 5 alturas y zonas no sísmicas.

nudos articulados estructura

Estructuras de nudos articulados

Las estructuras de nudos articulados, tienen uniones apoyadas en los nudos. Son empleadas en construcciones de 12 m de altura como máximo, y de 1 a 3 alturas.

Las acciones horizontales se reparten entre todos los soportes por el efecto diafragma del forjado.

Estructuras intraslacionales

Los sistemas intraslacionales introducen un elemento rigidificador en la estructura para establecer un sistema intraslacional. Generalmente son cajas de ascensores o de escalera. También se utilizan muros. Esto mejora la resistencia a torsión del edificio, permitiendo una mayor altura (más de 5 plantas). Los muros pueden ser prefabricados, hormigonados in situ o de mampostería. Conexión de soporte a cimentación

Anclajes de pilares

Cajeado

Se suele utilizar en suelos buenos. Las superficies del cajeado pueden ser lisas o rugosas

Vainas

Los conductos de anclaje deben dimensionarse con generosidad, tanto para el posterior relleno, como para compensar errores

Pernos

Sirve para empotrar en elementos hormigonados in situ. Se atornilla la pieza prefabricada mediante una placa al elemento base.


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