6. Criterios de montaje

VI
CRITERIOS DE MONTAJE
E. Espaciales frente E. Tradicionales
VI Criterios de Montaje de las ETT
El montaje, entendido como todo el conjunto de operaciones
realizadas in situ (en obra) necesarias para contruir la estructura, es
una parte fundamental a tener en cuenta a la hora de plantear y
proyectar una ETT.
Es
tan
importante
que
en
muchas
ocasiones
incide
directamente en las dimensiones de los elementos de la ETT (es decir,
las cargas durante la construcción pueden ser mayores que las de la
estructura ya en servicio). Pero sobre todo, hoy en día, estando tan
extendido el montaje modular (capítulo II; apartado C.1) incide, junto
con el transporte, en las dimensiones de estos módulos, lo cual
determinará el tiempo de construcción y por tanto gran parte de los
costes finales de la obra.
Las tres características más importantes en lo que concierne al
montaje de una ETT frente a una EBP son su ligereza, su fortaleza
frente a los fenómenos de inestabilidad y su modulabilidad. Y todas
se complementan a la hora del montaje:
La
ligereza
permite
levantar
con
medios
mecánicos
aceptablemente modestos (en comparación con los que se necesitarían
en el otro caso) grandes superficies de estructura (por ejemplo de
cubierta. Con las grúas actuales se ha elevado tramos de hasta 5000
m2 –es decir, por ejemplo una cubierta de 50m de luz por 100 m de
longitud-). La resistencia frente a los fenómenos de inestabilidad
(pandeo simple, pandeo por flexión y torsión, vuelco lateral...), fruto
del carácter tubular de sus elementos y del alto grado de imbricación
y rigidez de la estructura en sí, contribuye a lo anterior y permite
economizar y facilitar los mecanismos de elevación al no requerir, en
general, de la intervención de estructuras auxiliares para impedir
estos fenómenos (Fig. 6.1). La modulación permite realizar el grueso
de las operaciones de unión de forma automatizada, rápida y segura
en el taller construyendo módulos de grandes dimensiones que puedan
ser transportados a la obra y en ésta ser unidos en unas pocas
operaciones (de atornillado principalmente).-Más inform. en [21]-.
Es por tanto la facilidad y rapidez de montaje una cualidad
fundamental de este tipo de estructuras y debe tenerse muy en cuenta
a
la
hora
de
decidir,
desde
el
punto
conveniencia frente a las tradicionales.*pág.
110
de
vista
siguiente
económico,
su
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VI Criterios de Montaje de las ETT
Fig. 6.1: Ejemplo de elevación viga en celosía.
–Fuente: [22]En el caso de estar formada a base de perfiles laminados abiertos
(izda.) se necesita una estructura adicional para impedir el pandeo del
cordón comprimido. Cosa que no es necesaria si aquellos son tubulares
(dcha.), pues presentan suficiente inercia en cualquier dirección y en
particular en la dirección perpendicular al alma de la viga en celosía.
A.-PROCESO GENERAL DE MONTAJE
Aunque los procesos de montaje, por depender del proyectista,
son muy variados, existen unas concepciones generales que guían las
lineas fundamentales a la hora de planear un montaje.
A.1.-ETT PLANAS
En estos casos la diferencia entre el entramado vertical (para
fachadas) y el horizontal (para cubierta) es clara y ambos constituyen
dos unidades de montajes bien diferenciadas.
El entramado estructural lateral en la mayoría de los casos se
compone de elementos concentrados únicos (pilares tradicionales
vamos) y su construcción o montaje es el clásico para este tipo de
estructuras.
* Una vez que se realiza la inversión, cada día de producción perdido es
dienero perdido. Esto tiene mucha importancia en ciertos tipos de negocio,
como por ejemplo en los preyectos de centros comerciales. Aparte, claro está,
de los costes fijos de construcción y otros que se incrementan con la duración
de la obra.
111
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En cambio entramado estructural de cubierta, al componerse de
elementos planos (módulos) se suele plantear de la siguiente manera:
En función de la potencia (y número) de los medios de elevación de
los que se disponga se planean los módulos mayores posibles que
puedan ser elevados por los mísmos* (estos módulos deben tener la
luz de la construcción para poder ser apoyados sobre los pilares y no
necesitar de una estructura auxililiar de montaje intermedia). La serie
de módulos se elevan y colocan uno tras otro mediante la/s grúa/s
movil/es corriendo a lo largo de la alineación de pilares (Fig. 6.2).
Este proceso permite construir (Fig. 6.3) los módulos en el suelo (a
partir de los otros módulos más pequeños fabricados en el taller –
incluso a partir de elementos de barras y nudos, pero no es lo más
lógico ni normal a no ser que el transporte lo justifique-), con el
consiguiente ahorro de costes y aumento de la seguridad, y unirlos en
altura con un número de operaciones limitado.
Fig. 6.2: Montaje por elevación y colocación de un módulo ETT de
cubierta de 24 m de luz y longitud.
–Fuente: [22]-
* Lógicamente el proceso puede ser el inverso: a partir de las dimensiones
planeadas de los módulos requerir los medios de elevación necesarios.
112
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Fig. 6.3: Montaje en el suelo de una ETT por atornillado de las barras al
nudo (tipo disco plano).
–Fuente: AceraliaPosteriormente la estructura en su conjunto será izada y colocada.
A.2.-ETT CURVAS
En este caso puede o no haber una separación clara entre
fachadas y cubierta (por ejemplo una forma piramidal sería a la vez
fachada y cubierta). Independientemente de lo anterior, el montaje de
formas no planas es en general más complicado pues su montaje en
suelo es más dificil.
•
Formas de simple curvatura
Siempre teniendo en cuenta que los modulos que vienen de
taller necesitan ser completados en obra para luego ser izados y
colocados sobre la estrucutra lateral (ya sea ésta el mísmo terreno –
cimiento- o una estructura de fachada –por tanto con las indicaciones
constructivas en el anterior apartado señaladas-), las lineas generales
más utilizas son:
ƒ
Montaje paralelo al suelo
Una opción sigue siendo el montaje en en suelo mediante
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andamiaje con la forma de la estructura. Esta solución es adecuada
para estructuras de simple curvatura porque se plantea el proceso
como una cadena de montaje en el que sucesivos módulos se montan
sobre el mismo andamiaje, posteriormente se transportan mediante
grúas móviles, se colocan y se unen a los anteriores (la construcción
avanza perpendicular al radio de curvatura –piensese en una boveda
de cañón, por ejemplo, que se monte por segmentos curvos mediante
grúas corriendo paralelamente a la alineación de pilares-).
ƒ
Montaje perpendicular al suelo
Otra opción consiste en montar directamente en el suelo los
módulos curvos, de manera que su plano de curvatura quede paralelo
al suelo. (Piensese otra vez en la boveda de cañón, cada módulo
consistiría en una segmentación transversal de la mísma, la cual se
tumba sobre el suelo dibujando un arco con una altura -anchura del
módulo o segmento de la boveda- de entre 1 o 2 m –o cualquiera si se
monta
un
andamiaje
vertical-.
Esta
solución
es
adecuada
para
estructuras de simple curvatura (aunque también podría plantearse
para ciertas de doble curvatura). Frente a la anterior tiene la ventaja
de no requerir de andamiaje y de poder construir varios módulos
simultaneamente pero presenta diversos inconvenientes: Los módulos
son de pequeñas dimensiones transversales –anchura del segmento
menor de 2 metros si no se recurre a andamiaje, en cuyo caso la
construcción
simultanea
deja
de
tener
sentido-;
Esta
pequeña
dimensión condiciona a la mísma geometría de la estructura, pues por
ejemplo el paso de malla o tamaño de retícula deberá ser menor y
múltiplo de dicha dimensión transversal; Independientemente de lo
anterior, una consecuencia negativa de esta opción reside en el mísmo
montaje de los módulos en sí, pues no sólo han de elevarse y
colocarse, han de girarse en el espacio, lo cual ocasiona estados de
carga muy diferentes a los que va a tener que soportar la estructura
en servicio, con efectos dinámicos además, los cuales han de tenerse
en cuenta en el dimensionado de la mísma, aunque sólo sea para
descartar
que
éstos
produzcan
solicitaciones
mayores
correspondientes por ELU de la estructura una vez finalizada.
114
a
las
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En general puede decirse que cuanto más potentes sean los
medios de elevación más se tiende a la 1ª solución, pues el tiempo de
construcción se reduce por el menor trabajo en altura (al ser los
módulos mucho más grandes y por tanto menor el número, es decir, el
número de operaciones en altura).
No obstante, los dos sistemas de montaje anteriores son
generales, las variaciones basadas en los mísmos son grandes y las
soluciones prácticas adoptadas por los proyectistas muchas.
•
Formas de doble curvatura
Este caso es por supuesto más complejo que el anterior.
Principalmente por la forma en sí, pero también por la gran luz que
suelen tener este tipo de estructuras.
ƒ
Luces medianamente grandes
Para luces que permitan izar modulos de longitud la totalidad
de la luz los procesos son iguales a los 2 descritos anteriormente.
Con la salvedad, en el primer caso, de que el andamiaje deberá
ser adaptable a diferentes curvaturas si los dos radios de la forma son
variables o, en su defecto, deberá tener la holgura suficiente para
poder trabajar dichos dos radios.
Y, en el segundo caso, se deberá tener en cuenta algún sistema
para poder ir dando la forma curva requerida a medida que se va
subiendo hacia arriba en el montaje del modulo, sistema que puede
ser
simplemente
el
que
los
nudos
exteriores
de
los
módulos
transportados que van a ser unidos entre sí, en su mecanismo de unión
nudo-barra, determine directamente la dirección de éstas últimas e
imposibilite cualquier otra; esto es, que el mismo montaje determine
la forma de la estructura.*
* esto debe ser aplicable al primer caso cuando se plantea un andamiaje con
holgura, es decir, cuyo único fin es posicionar al operario para facilitarle el
aceso a las barras y no dar forma a la estructura.
115
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ƒ
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Luces extremadamente grandes
Para luces que no permitan izar modulos de longitud la
t o t a l i d a d d e l a l u z h a d e r e c u r r i r se i n e v i t a b l e m e n t e a m e d i o s d e a p o y o
auxiliares sobre los que descansaran provisionalmente los diferentes
modulos parciales necesarios para cubrir toda la luz.(segmentación de
módulos).
Por
otra
parte
los
conceptos
acerca
del
montaje
propiamente en el suelo son los mísmos que los descritos en el punto
anterior.
Estos medios auxiliares pueden ser colaborantes o no en el
izamiento, es decir: pueden formar parte o no del mecanismo de
elevación. En el primer caso suele recurrirse a cilindros hidraúlicos
de acción vertical (Fig. 6.5) y en el segundo se trata de meros
entramados o torres de andamiaje provisionales (Fig. 6.4).
Ambos sistemas tienen sus ventajas e inconvenientes:
En el primer caso puede prescindirse de la necesidad del
empleo de grandes grúas a condición de construirse la estructura
directamente a poyada sobre los “gatos”, pero entonces ésta tendrá
que montarse unos metros (4-5 m) por encima del suelo para permitir
la colocación y el movimiento de éstos, a no ser que se les construyan
zanjas de cimentación.
Esta opción también requiere la elevación de toda la estructura
en su conjunto (Fig. 6.5), pues, al tener como ventaja la no necesidad
de un andamiaje adicional de apoyo y montaje, sería ilógico el tener
que emplearlo para ello.
Una ventaja muy a tener en cuenta, debido a lo anterior y que
no puede lograrse empleando grúas, es la posibilidad de trabajar
desde un principio (desde el momento en que queda montada la
estructura en el suelo y comienza a ser levantada) en aspectos no
estructurales en el interior del edificio en construcción (instalación
de servicios, tabiquería, revocamientos, pintado, etc...), lo cual
agrupa actividades y acorta la duración total de la obra.
Otro aspecto importante a la hora de decidir emplear “gatos
hidraúlicos” es la alta especialización de su tecnología, tanto en
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cuanto a instalación como a funcionamiento*, lo cual encarece la
solución.
El segundo caso ofrece todas las ventajas y simplicidades del
empleo de un sistema constructivo más o menos tradicional: pueden
montarse los diferentes módulos directamente sobre el suelo, puede
construirse
seccionalmente
y
no
es
necesario
subcontratar
alta
especialización.
Fig. 6.4: Montaje mediante izado por grúas
–Fuente: LanikLa cubierta en cupula de 50 m de luz se dividió en 12 módulos radiales,
construídos en suelo, que se izaron mediante gruas y se colocaron
sobre la torre central de andamiaje provisional, para su posterior
unión (de los módulos) en altura.
* Hay que subcontratar esta unidad de obra a empresa especializada.
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Fig. 6.5: Montaje mediante izado por gatos hidráulicos
–Fuente: LanikEl montaje del Palau Sant Jordi se realizó de forma mixta. Dada la
extraordinaria luz (más de 100 m de luz mínima) se dividió la cubierta
en varios tramos, montandose la zona central directamente apoyada
sobre los gatos y las laterales (moduladas en suelo separadamente de
la
construcción)
se
incorporaron
mediante
grúas;
uniendo
articuladamente todas las zonas y elevando mediante aquellos todo el
conjunto hasta la posición final. Durante este proceso, que duró varias
semanas, se seguía trabajando en el interior de la construcción.
En general a partir de 50-60 m de luz es necesario recurrir a más
de 2 tramos en la división de la cubierta de cara al montaje y por tanto
a 2 o más torres de andamiaje o en su defecto gatos hidráulicos.
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B.-PROCESO ESPECÍFICO DE MONTAJE
Aparte del proceso general de montaje, que se refiere a la
construcción de la estructura en su conjunto, está el específico, que
se refiere a los pasos a seguir para unir las barras a los nudos (o
entre ellas mísmas cuando no existen éstos) para conformar los
diferentes módulos que posteriormente serán izados o la unión de
éstos entre sí.
•
Uniones atornilladas
El unir, en obra, las diferentes barras entre sí* (ya sea por sí
sólas o mediante nudo) por atornillado es la opción más empleada.
ƒ
Ensamblado
El proceso (Fig. 6.6) en general consiste en:
A partir de los materiales suministrados (ya sean modulos de
transporte a ensamblar o barras, nudos y elementos auxiliares por sí
sólos) se rosca el penetrador al nucleo y mediante al tuerca fija (B)
se define la distancia nudo-barra necesaria, la cual se fija mediante la
la tuerca movil (C). Pude utilizarse un embellecedor o cubrejuntas si
por motivos estéticos se considera conveniente. (D).
Aunque se ha ilustrado el proceso para unión con nudo masivo
esferico, los otros tipos de nudos y uniones atornilladas, aunque
diferentes, se basan en los mismos pasos.
* Como ya se ha indicado reiteradamente, las uniones en obra deberían ser
sólo una mínima parte del total necesario
montaje, pues debe aprovecharse al máximo
que ofrecen los métodos automatizados de
especializada. A aquellas primeras se refiere
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para conformar los módulos de
la seguridad, rapidez y economía
unión en taller con maquinaria
este punto.
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Fig. 6.6: Montaje barras atornilladas y nudo esférico
–Fuente: Lanik-
ƒ
Comprobaciones
Han de comprobarse, una vez montado el módulo, que, según
los planos de montaje todas las barras y esferas están donde tienen
que estar (comprobación visual) y que todas las tuercas estan
correctamente
apretadas,
ni
con
juego
ni
pasadas
de
rosca
(comprobación manual)
•
Uniones soldadas
El unir, en obra, las diferentes barras entre sí (ya sea por sí
sólas o mediante nudo) por soldadura no es la opción más empleada a
no ser que se requieran uniones muy resistentes.
ƒ
Ensamblado
A partir de los materiales suministrados (ya sean modulos de
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transporte a ensamblar o barras, nudos y elementos auxiliares por sí
sólos. Todos debidamente cortados y preparados para la soldadura) se
fijan las uniones mediante medios provisionales de unión, tales como
bridas o tornillos y se procede a realizar los cordones de soldadura,
según el tipo y dimensiones indicados en los planos de montaje.
Existen muchas variantes y métodos de soldadura, pero todos
tienen en común lo anterior.
ƒ
Comprobaciones
Han de comprobarse, antes de montar el módulo, que todos los
cortes de bordes de barras y nudos encajan perfectamente en la unión
y
definen
correctamente
el
cordón
de
soldadura
(control
de
preparación de bordes), por supuesto ha de comprobarse el correcto
funcionamiento de todo el aparataje de soldadura y los equipos de
soldeo. Los elementos provisionales de unión no deben retirarse hasta
que todo el módulo no esté montado. Una vez montado éste han de
comprobarse visualmente todos los cordones de soldadura realizados
para certificar que son del tipo y dimensiones proyectados; y, en los
que se tengan dudas o simplemente en los importantes, ha de
procederse a un control mayor, ya sea por radiografiado o por
cualquier otra técnica no invasiva.
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