Sistemas de Cimbra para Concreto: Diseño y Selección

SISTEMA DE CIMBRA
PARA CONCRETO
Awad S. Hanna
Sistemas de cimbra para concreto
A wad S. Han na
INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO A.C.
SISTEMAS DE CIMBRA PARA CONCRETO
Autor:
Awad S. Hanna
Título original en inglés:
Concrete Formwork Systems
© 1999, Marcel Dekker, Inc.
© 2013, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C.
Revisión técnica:
M. en C. Eduardo Figueroa Gutiérrez
Producción editorial:
M. en A. Soledad Moliné Venanzi
Este libro fue publicado originalmente en inglés. Por lo tanto, cuando existan dudas respecto de algún significado
preciso deberá tomarse en cuenta la versión en ingles.
En esta publicación se respetan escrupulosamente las ideas, puntos de vista y especificaciones originales. Por lo
tanto, el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C. no asume responsabilidad alguna (incluyendo,
pero no limitando, la que se derive de riesgos, calidad de materiales, métodos constructivos, etc.) por la aplicación
de los principios o procedimientos de este volumen.
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Av. Insurgentes Sur 1846, Col. Florida, México, D. F., C.P. 01030
Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial. Registro# 1052
Impreso en México
ISBN 968-464-148-6
PROLOGO
El desarrollo de cimbras ha sido paralelo al crecimiento de la construcción con concreto durante el siglo
20. En las últimas décadas, la tecnología de cimbras ha llegado a ser crecientemente importante en la
reducción de los costos totales, puesto que el marco estructural constituye una gran parte del costo de un
sistema de cimbrado.
Este libro tiene tres objetivos. El primero es el de proporcionar descripciones técnicas y evaluaciones de
diez sistemas de cimbra que se utilizan .comunmente en la construcción con concreto. El segundo es el de
servir como una herramienta para ayudar a loas contratistas a seleccionar el sistema óptimo de cimbrado. El
tercero es el de ofrecer los criterios de diseño para cimbra convencional de losas y muros, usando los esfuerzos y los factores de modificación de esfuerzos provistos por las Especificaciones Nacionales de Diseño por
sus siglas en inglés (NDS National Design Specification), y la Asociación Americana del Triplay (APA
American Playgood Asociation).
Después de un amplio capítulo de introducción, se presentan cinco tipos de sistemas de cimbra para losas
de concreto en los capítulos 2 al 5. Estos son cimbras convencionales de madera, cimbras convencionales de
metal, cimbras volantes, el sistema de apuntalamiento montado en columnas, y las cimbras túnel. Los cuatro
últimos capítulos describen cinco tipos de sistemas de cimbra para columnas y muros de concreto: cimbras
convencionales de madera, cimbras agrupadas, cimbras trepadoras, cimbras deslizantes, y cimbras autoelevables. Se presta particular atención a temas tales como componentes de sistemas, ciclos típicos de trabajo, productividad, y las ventajas y desventajas asociadas con el uso de distintos sistemas.
La selección de un sistema de cimbra es una decisión crítica con muy serias implicaciones. Debe darse la
consideración debida a factores como la productividad del sistema, la seguridad, la durabilidad, y muchas
otras variables que pueden ser específicas para el sitio o la obra en curso. Los capítulos 5 y 9 proporcionan un
análisis comparativo de sistemas de cimbra para trabajo horizontal y vertical de concreto para facilitar la selección del sistema óptimo de cimbrado.
La literatura existente de diseño de cimbra es incongruente con los criterios de diseño para madera proporcionada por las especificaciones NDS y la AP A. Los capítulos 3 y 7 presentan un e~1foque sistemático
para el diseño de cimbras usando los criterios del Comité 347-94 del Instituto Americano del Concreto
(ACl). las NDS. y la APA. Para los lectores internacionales. se proporciona la conversión a unidades métricas en el Apéndice.
Este libro está dirigido principalmente a los administradores de la construcción, a la ingeniería de
construcción, a los estudiantes de administración, y a los contratistas de concreto. También puede servir
como un texto útil para un curso de posgrado en cimbras de concreto, y debe ser útil para ingenieros de la
practica. arquitectos e investigadores.
iii.
Agradecimientos
Presento mis reconocimientos a varias personas que fueron de importancia en alguna forma en la elaboración de este libro. Comienzo con mis amigos y colegas en la Universidad de Wisconsin-Madison. El apoyo y_
entusiasmo de los profesores John Bollinger, Al Wortley, JeffRussell, Dick Straub, y Gary Bubenzer será
siempre recordado. También quisiera agradecer a mis estudiantes por inspirarme para explorar más el
campo del cimbrado de concreto. Gracias también a mi alumno Alan Lau, quien me ayudó a preparar las
gráficas.
Un agradecimiento especial a los muchos contratistas que me proporcionaron datos y gráficas. Quisiera
agradecer en especial al grupo editorial de Marce! Dekker, Inc. por su fuerte apoyo.
Además quiero patentar mi sentido agradecimiento a mi querida esposa Paula y a nuestro hijo Rewais. Es
imposible describir el apoyo que Paula me brindó a lo largo de la elaboración de este libro. Como dediqué
cientos de largas horas en mi computadora preparando este manuscrito, su amor infinito y apoyo me inspiraron para continuar avanzando. De más importancia, ella me brindó el mayor regalo, nuestro hijo Rewais
quien es mi verdadera razón para vivir. Mi respeto y amor para los dos
Quiero aprovechar esta oportunidad para agradecer a mi familia por su gran amor y apoyo devoto a lo
largo de los años, en particular, a mis padres ya fallecidos Soliman y Sofia Hanna, que me enseñaron cómo
trabajar duramente y me entusiasmaron para lograr mis sueños. También quisiera agradecer a mis hermanas,
Evette, Mervat, Moura, Sonia, y Janette, y a mi hermano Maged, por apoyar mis esfuerzos. También quiero
mencionar a mi suegra y a mi suegro, Botros y Bernice Hemaya, quienes creyeron en mi.
Finalmente, mi agradecimiento a los Profesores Jack Willenbrock y Victor Sanvido, mis mentores, pero
más que todo mis amigos. Ellos me proporcionaron consejos y numerosas experiencias durante años por lo
que estaré siempre agradecido.
Contenido
Prólogo
m
Agradecimientos
v
l. Cimbrado del concreto: introducción
1
1.1 Construcción con concreto 3
1.2 Cimbra para concreto 3
1.3 Economía e importancia de la cimbra
4
1.4 Un ciclo integrado de concreto/duración de la cimbra
7
1.5 Materiales para cimbra 1O
2 Sistemas de cimbra horizontal: sistemas instalados manualmente
2.1 Clasificación de sistemas de cimbra horizontal
19
21
2.2 Sistema de cimbra convencional de madera 21
2.3 Sistemas convencionales de metal 26
2.4 Sistema especial de cimbra horizontal 29
3 Diseño de cimbra para losas
31
3.1 Propiedades de los materiales para cimbra 33
3 .2 Propiedades geométricas 33
3.3 Propiedades de la madera aserrada 38
3.4 Propiedades del triplay 52
3.5 Diseño de cimbra para losas 60
3 .6 Secuencia del diseño 61
4 Sistemas de cimbra horizontal: sistemas instalados con grúa
69
4. 1 Sistema de cimbra voladora 71
4.2 Sistemas de apuntalamiento montado en columnas 77
Vll
4.3 Sistema de cimbra túnel 81
5 Criterios de selección para sistema de cimbra horizontal
89
5.1 Factores que influyenen la selección de cimbra horizontal 91
5.2 Elección del sistema adecuado de cimbra utilizando tablas 97
6 Sistemas de cimbrado vertical: sistemas de colocación con grúa
101
6.1 Introducción a sistemas de cimbra vertical 103
6.2 Sistemas convencionales de cimbra para muros y columnas 103
6.3 Sistemas de cimbra agrupada 107
6.4 Cimbra trepadora
109
7 Diseño de cimbra para muros
117
7 .1 Componentes de la cimbra para muros 119
7 .2 Cargas de diseño 119
7 .3 Método de análisis 121
7.4 Cálculo de esfuerzos 122
7 .5 Determinación del claro máximo permisible 122
7.6 Diseño de contraventeo lateral 123
8 Sistemas de cimbrado vertical: sistemas independientes de grúa
133
8.1 Cimbra deslizante 135
8.2 Sistema de cimbra auto-elevable 142
9 Criterios de selección para sistemas de cimbra vertical
151
9.1 Factores que influyen en la selección de un sistema de cimbra vertical 153
9.2 Elección del sistema adecuado de cimbra usando tablas comparativas 159
Vlll
Referencias
163
Apéndice
167
Índice
171
o
1mcyc
1 Cimbrado del concreto: introducción
1.1
Construcción con concreto 3
1.2
Cimbra para concreto 3
1.3
Economía e importancia de la cimbra 4
1.4
Un ciclo integrado concreto/duración de la cimbra 5
1.5
Materiales para cimbra 1O
o
1mcyc
Cimbrado del concreto: introducción
1.1 Construcción con concreto
Una estructura de concreto reforzado con calidad ofrece muchas ventajas sobre estructuras hechas con otros materiales de construcción. El concreto es un material durable que reduce los costos de mantenimiento del edificio y
proporciona una vida de servicio más larga. Una estructura de concreto reducirá el uso de energía debido a su
masa y a su alta resistencia a los cambios térmicos. El uso de concreto disminuirá los costos de seguros debido a
su alta resistencia al fuego. Los edificios hechos con concreto son también más seguros contra robos y vandalismo. Los pisos y muros de concreto reducen la transferencia de ruido produciendo un entorno más tranquilo y
ocupantes más felices. El concreto reforzado posee resistencia considerable para resistir cargas sísmicas y de
viento. Estos factores y otros más hacen la selección del concreto reforzado una alternativa económica.
1.2 Cimbra para concreto
La construcción de un edificio de concreto requiere cimbra para soportar las losas (cimbra horizontal) así como a
las columnas y muros (cimbra vertical). Los términos cimbrado del concreto, y cimbra para concreto ti_enen el
mismo significado y se usan alternativamente en este libro. La cimbra se define como una estructura temporal
cuyo propósito es el de proporcionar apoyo y contención al concreto fresco hasta que se pueda sostener por sí
mismo. Moldea al concreto a la forma y tamaño deseados, y controla su posición y su alineamiento. Las cimbras
de concreto son estructuras con ingeniería que se requieren para soportar cargas tales como el peso del concreto
fresco, materiales de construcción, equipo, trabajadores, diversos impactos, y algunas veces viento. Las cimbras
deben soportar todas las cargas aplicadas sin colapsar y sin flexionarse excesivamente.
1.2.1 Sistemas de cimbra
Un sistema de cimbra es definido como "el sistema total de apoyo para concreto recientemente colocado incluyendo el molde o forro que queda en contacto con el concreto así como los miembros de soporte, los herrajes,
y los contraventeos". El desarrollo de los sistemas de cimbra ha sido paralelo al incremento de la construcción
con concreto a lo largo del siglo veinte. En cuanto el concreto ha ido avanzando y se le han asignado tareas estructurales cada vez más importantes, los constructores de cimbras han tenido que guardar el mismo avance. Los
diseñadores de cimbras y los constructores se_ están dando cuenta cada vez más de la necesidad de estar al tanto de
los avances tecnológicos con otros materiales, con el fin de desarrollar innovaciones creativas que se requieren
para mantener la calidad y la economía frente a los nuevos retos de las cimbras.
La cimbra se construye la primera vez en el lugar de la obra, se utiliza una sola vez, y se desecha posteriormente. Sin embargo, hoy la tendencia es hacia incrementar la prefabricación, el ensamble en grandes unidades, la
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3
i~)
uncyc
Capítulo 1
erección por medios mecánicos, y el re-uso continuo de las cimbras. Estos desarrollos avanzan con la mecaniza- ·
ción creciente de la producción en los sitios de construcción y en otros campos.
1.3 Economía e importancia de la cimbra
La cimbra es el componente de mayor costo para un edificio típico de concreto reforzado de varios pisos. El
costo de la cimbra representa del 40 al 60 por ciento del costo de la estructura de concreto y aproximadamente 1O
por ciento del costo total del edificio. La Figura 1.1 presenta un análisis de diferentes categorías de costos para
cimbra de losas y de muros de concreto convencionales. Una gran proporción del costo de la cimbra conven·cional está relacionaqo con los costos de mano de obra del cimbrado. Se podría lograr un ahorro significativo reduciendo los costos de la mano de obra.
Los costos de la cimbra no son el único componente importante del. ciclo de vida de la misma. Otros aspectos
importantes de la operación del cimbrado incluyen la velocidad, la seguridad, y la calidad.
Colocación del concreto 3%
Refuerzo 28%
Mano de obra
del cimbrado 38%
(a)
Materiales para
concreto 30%
Mano de
del cimbrado--~52%
(b)
.Figura' 1.1 Distribución de los costos para losas y muros de concreto colados en sitio: (a) losa, (b) muro.
1.3.1 Rapidez
La rapidez de la construcción es definida como el ritmo al cual el edificio de concreto es levantado, y puede ser
expresada en términos del número de pisos erigidos por semana o por mes. La rapidez de la construcción puede
también medirse en términos de pulgadas o milímetros de concreto colado por hora. Las operaciones del cimbrado pueden controlar el ritmo de los proyectos de construcción. La cimbra es normalmente sostenida por varios
niveles de puntales que soportan las cargas hasta que el concreto obtiene suficiente resistencia para sostener su
4
Sistemas <.le Cimbras
()
1mcyc
Cimbrado del concn:to: introducción
propio peso y todas las cargas aplicadas externamente. Los puntales son elementos verticales hechos de madera
que soportan al concreto recientemente colado y qµe no ha desarrollado completamente su resistencia de diseño.
Por otra parte, el re-apuntalamiento se usa cuando el apuntalamiento original es retirado y reemplazado para evitar deflexiones del concreto curado. Como. resultado, varios pisos pueden ser bloqueados, evitando el avance de
cualesquiera otras actividades de construcción. Un ciclo más rápido de cimbrado desde la erección hasta el descimbrado permitirá un retiro más rápido del apuntalamiento y re-apuntalamiento y un avance total más rápido del
proyecto en general.
1.3.2 Seguridad
Las operaciones del cimbrado son riesgosas. y los trabajadores generalmente están comúnmente expuestos a
condiciones de trabajo inseguras. Una falla parcial o total del cimbrado es uno de los mayores contribuyentes de
muertos. heridos, y daños materiales dentro de la industria de la construcción. Otro riesgo común ocurre durante
el retiro de la cimbra cuando elementos sueltos de cimbra caen sobre los trabajadores que se encuentran en ni ve ..
les inferiores.
Los colapsos estructurales y fallas que involucran estructuras de concreto representan el 25 por ciento de todas las fallas de construcción. Más del 50 por ciento de fallas en estructuras de concreto durante la construcción
se atribuye a fallas de cimbras. Las fallas del cimbrado resultan de diseño estructural inadecuado de la cimbra,
apuntalamiento y reapuntalamiento inadecuados, prácticas incorrectas de construcción, contraventeo inadecuado. apoyo inestable del suelo, e insuficiente resistencia del concreto para soportar cargas aplicadas durante la construcción.
Los contratistas son generalmente los responsables de la estabilidad y seguridad de la cimbra. Los contratistas
son regidos por varios códigos y reglamentos federales, estatales y locales, que regulan la seguridad de la cimbra.
La mayoría de estos documentos proporcionan lineamientos generales para la seguridad, pero no ofrecen
garantía alguna ·contra fallas. Los contratistas generalmente están tratando de lograr el retiro rápido de los elementos del cimbrado sin comprometer la seguridad y la integridad de las estructuras.
1.3.3 Calidad
La calidad del concreto resultante es consecuencia de la calidad de los materiales del cimbrado y de la mano de
obra. Muchos problemas del concreto tales como decoloración, manchas, y empolvamiento son atribuidos al cimbrado del concreto. Igualmente, algunas superficies deformadas del concreto se deben a sistemas deformados de
cimbra causados por re-usos repetidos e inadecuado apoyo del cimbrado.
1.4 Un ciclo integrado concreto/duración de la cimbra
El propósito de esta sección es el de introducir la operación de cimbrado como una parte integrada del proceso total
de construcción, y de explicar alguna de la terminología usada en concreto y en el cimbrado del concreto. El proceso
de proveer cimbra y concreto es altamente integrado. El círculo izquierdo en la Figura 1.2 representa el ciclo de vidc:t
de la cimbra, mientras que el círculo derecho representa el ciclo de vida de la construcción con concreto. Los dos
puntos de intersección representan el inicio y el final del ciclo de vida de la construcción con concreto.
Awad S.Hanna
5
;.;~j
1mcyc
Capitulo 1
Inicio
Figura 1.2 Ciclo de vida integrado cimbra-concreto.
El ciclo de vida del cimbrado se inicia con la actividad "selección de cimbra". Las actividades físicas en el ciclo de vida del cimbrado están representadas por estos pasos: ( 1) Fabricar la cimbra (2) Colocar la cimbra y (3)
Retirar la cimbra. El ciclo de vida de la construcción con concreto comienza después de la actividad "fabricar la
cimbra" y termina antes de la actividad "retirar el cimbrado". La función del ciclo de vida del cimbrado es la de
proveer a la estructura con la forma y dimensiones especificadas, mientras que la función del ciclo de vida de la
construcción de concreto es la de proveer la estructura con concreto de resistencia, durabilidad, y textura de superficie especificadas. A continuación se presenta una breve descripción de cada fase de los ciclos de vida del
concreto y del cimbrado.
1.4.1 Elección del sistema de cimbra
La actividad de la elección del sistema de cimbra incluye el proceso de seleccionar los sistemas de cimbra para
diferentes elementos estructurales. También incluye el proce~o 'de seleccionar accesorios, contraventeo, y un
agente desmoldante para el sistema seleccionado. Hc;ty varios sistemas de cimbra usados en la construcción de estructuras de concreto reforzado. Por ejemplo, los sistemas de cimbra para losas de concreto pueden clasificarse
como armados a mano o sistemas convencionales, y sistemas colocados con grúa. Los sistemas convencionales aún
son los sistemas más comunes y populares de cimbrado. Su popularidad proviene de su habilidad para moldear diferentes formas y elementos. Sin embargo, el cimbrado convencional generalmente requiere altos costos de mano
de obra y materiales. Los sistemas no convencionales o de instalación con grúa han ganado popularidad creciente
debido a los bajos costos de mano de obra y a su habilidad de lograr un ciclo de construcción más rápido.
1.4.2 Fabricación de la cimbra
El segundo paso en el ciclo de vida del cimbrado es fabricar la cimbra. Esta actividad incluye el recibir los materiales, cortar y almacenar los materiales por tamaños y tipos, ensamblar las piezas para dar las formas y tamaños
deseados, y almacenar las cimbras cerca de los equipos de izamiento. El contratista puede también elegir entre
construir las cimbras en el sitio de la obra estableciendo un área especial de fabricación, o construir muchas cimbras en un taller central y transportarlas al sitio de la obra. El contratista también puede elegir entre construir las
6
Sistemas de Cimbras
f)
1mcyc
Cimbrado del concreto: introducción
cimbras mismas y comprarlas o rentarlas. Muchos contratistas encuentran que rentar las cimbras para un uso específico les permite más flexibilidad para controlar el volumen de trabajo que son capaces de realizar.
1.4.3 Colocar la cimbra, insertos y el refuerzo
El método y la secuencia de instalar la cimbra puede variar dependiendo de la disponibilidad del equipo de
izamiento y de si se preensambla el acero de refuerzo. Las cimbras generalmente se operan manualmente por medio
de malacates o por grúa. La actividad de instalar la cimbra incluye el proceso de levantar, colocar en posición, y
alinear los diferentes elementos de la cimbra. Esta actividad también incluye el proceso de aplicar el agente des~
moldante o recubrimiento que evite la adherencia del concreto a los moldes. El ciclo de vida del concreto comienza
después de que se termina la actividad de instalación del cimbrado, con la actividad de colocar insertos y colocar el
refuerzo. La secuencia lógica de erigir el cimbrado y su relación con la colocación de insertos y refuerzo es:
Definir alineamiento - generalmente una plantilla se coloca en la losa de piso o zapata,
para ubicar con precisión la base de la columna
2. Armar el andamio
3. Instalar el refuerzo de la columna
4. Proveer las cimbras para la columna
5. Erigir las cimbras exteriores para los muros
6. Instalar el refuerzo del muro
I
7. Erigir las cimbras interiores para los mums
8. Instalar los tensores
9. Proveer contra venteo para los muros
1O. Erigir cimbras para trabes
11 . Instalar el refuerzo de las trabes
12. Erigir las cimbras para las losas
13. Colocar insertos para conexiones mecánicas y eléctricas, aberturas para
duetos, tuberias y soportes para refuerzo
14. Colocar el refuerzo principal y secundario.
La Figura 1.3 muestra los insertos y el refuerzo instalados sobre las cimbras.
A menudo se aplica un recubrimiento o agente desmoldante a la superficie interior de la cimbra para evitar que el
concreto se adhiera a los elementos cimbrados. El recubrimiento puede aplicarse en forma de rociado, con cepillo o
con un rodillo. El recubrimiento de la cimbra facilita la operación de descimbrado después de que el concreto ha obAwad S.Hanna
7
FI
1mcyc
Capitulo 1
Figura 1.3 Refuerzo e insertos instalados sobre las cimbras.
tenido suficiente resistencia para sostenerse a sí mismo. Otra función del recubrimiento de la cimbra es el de sellar
la superficie de los elementos de madera para evitar que la madera absorba el agua de l concreto recientemente colado. El agente desmoldante no deberá reaccionar o afectar al concreto terminado en ninguna forma.
0
1.4.4 Colocación del concreto
Esta actividad incluye el mezclado, transporte, bombeo, y colocación del concreto. El concreto usado en la
mayoría de los proyectos es premezclado. El concreto generalmente se transporta en bandas transportadoras para
aplicaciones horizontales, por medio de cubetas para entrega con grúas, por duetos para servirse por gravedad a
niveles inferiores, y por bombeo para transporte horizontal y vertical de concreto.
1.4.5 Consolidación del concreto
La consolidación es el proceso de compactar el concreto para ajustarlo a las cimbras, alrededor de insertos ahogados, y el refuerzo. También se hace para retirar los grumos y aire atrapado. La consolidación del concreto generalmente se lleva a cabo con herramientas de mano o con vibradores mecánicos para garantizar una estructura densa.
1.4.6 Aca hado del concreto
Esta actividad incluye el proceso de tratar las superficies expuestas del concreto para producir la apariencia deseada, la textura, o las calidades del acabado. El terminado del concreto generalmente se lleva a cabo moviendo
una regla recta hacia atrás y adelante con un movimiento de 'aserrado en la superficie del concreto.
1.4. 7 Curado del concreto
El endurecimiento del concreto es un proceso químico que requiere calor y humedad. Esta actividad involucra el curado
del concreto con agua, vapor, o con cualquier otro método para evitar la contracción·y permitir que el concreto obtenga
I
suficiente resistencia temprana. El curado con vapor se utiliza en donde es importante la obtención temprana de resisten8
Sistemas de Cimbras
t~
1mcyc
Cimbrado dd concreto: introducción
cia en el concreto. Después de que el concreto es curado, el resto del ciclo de vida del cimbrado continúa con la actividad
de retirar las cimbras. Las actividades de curar el concreto y retirar las cimbras son intercambiables, dependiendo del tipo
de elemento estmctural. Por ejemplo, las columnas y los muros son curados después del descimbrado, mientras que las
losas y las trabes son curadas antes y después de que se retiren las cimbras.
1.4.8 Descimbrado
Tan pronto como el concreto obtiene suficiente resistencia para soportar esfuerzos y evitar deflexiones inmediatas bajo cargas resultantes de su propio peso y algunas otras cargas adicionales, el cimbrado debe retirarse
para permitir que comiencen otras actividades de construcción. La operación de retirar las cimbras se conoce
como descimbrado. El cimbrado puede ser retirado parcialmente removiendo áreas pequeñas para evitar que la
losa se flexione, o retirado completamente sin permitir que la losa se flexione. Como regla general, los elementos
de soporte del cimbrado no deben retirarse antes de que la resistencia del concreto haya alcanzado por lo menos el
70 por ciento de su valor de diseño.
1.4.9 Instalación del apuntalamiento y el re-apuntalamiento
El re-apuntalamiento y el apuntalamiento de sostén son los procesos en que se proporcionan puntales de apoyo
vertical temporal a los elementos estructurales descimbrados que aún no han desarrollado su resistencia total de
diseño. También proporcionan apoyo vertical temporal para la estructura terminada después que el apuntalamiento original haya sido retirado. El re-apuntalamiento y el apuntalamiento de sostén son los dos métodos
usados para proveer soporte al concreto hasta que alcance su resistencia total de diseño.
El re-apuntalamiento son puntales colocados ajustadamente bajo una losa de concreto descimbrada o de un elemento estructural después de que las cimbras originales y puntales han sido retirados de una gran área. En el reapuntalamiento, se deja a la losa de concreto flexionarse y así, el cimbrado puede ser retirado de una gran área. Esto
puede ayudar a reducir los costos del descimbrado, lo que representa la ventaja principal del re-apuntalamiento.
Los puntales de sostén son puntales colocados ajustadamente bajo una losa de concreto o de un elemento estructural descimbrados después de que las cimbras y los puntales originales han sido retirados- de un área pequeña. En el apuntalamiento de sostén, el cimbrado es retirado de una pequeña área de losa y entonces se colocan
los puntales de sostén. Las losas de concreto u otros elementos estructurales no se dejan flexionar, y como resultado, el descimbrado puede llevarse a cabo en una edad temprana del curado del concreto.
1.4.10 Retirar el re-apuntalamiento o los puntales de sostén
El re-puntalamiento y los ptmtales de sostén pueden ser retirados después de que la losa soportada o el elemento han alcanzado suficiente resistencia para soportar todas las cargas que se les· transfieren. La remoción del re-apuntalamiento o
de los pw1tales de sostén debe realizarse con cuidado p~a evitar el someter a la estructura a cargas de impacto.
1.4.11 Reparación y/o re-uso de la cimbra
El re-uso de la cimbra es clave para la economía de la construcción de la misma. Después de sólo cinco usos, los
costos de los materiales del cimbrado disminuyen a un 40 por ciento del costo inicial. Los elementos de cimbra deben manejarse con cuidado y no deben dejarse caer. Después de su reparación, limpieza, y aceitado, los elementos
de cimbrado usados deben ser ya sea almacenados debidamente para. un uso futuro, o re-usados en otras áreas.
Awad S.Hanna
9
'
1mcyc
Capitulo 1
Antes de re-usar elementos de cimbra, deben ser inspeccionados para ver si hay daños. Los defectos en la cara
de contacto deben ser reparados o retirados; de otra manera se reflejarán en la superficie terminada del concreto
mostrando el mismo defecto.
1.5 Materiales para cimbra
Los materiales usados para la construcción del cimbrado varían desde materiales tradicionales tales como
madera, acero, aluminio y triplay, hasta materiales no tradicionales como la fibra de vidrio. Los productos de
madera son el material más ampliamente usado para el cimbrado. El objetivo de esta sección es el de introducir la
madera como un material importante para cimbra.
1.5.1 Madera
La madera es extensamente usada para muchas aplicaciones en la construcción incluyendo el cimbr~do para concreto. La madera es obtenida de árboles y es clasificada como madera dura y madera suave. La madera dura proviene de árboles que tienen hojas anchas como el roble, el maple, o el tilo. La madera suave proviene de árboles
que tienen hojas en forma de aguja como el pino, el cedro, y el abeto. Las maderas suaves son usadas más comúnmente en la construcción de cimbra. Debe notarse que los nombres "madera dura" y '"madera suave" no significan la dureza o la suavidad de la madera.
Dimensiones nominales
-
La madera comercial se vende como tableros y tablas por sus dimensiones. Sin embargo, las dimensiones no coinciden con los tamaños reales de la madera. Por ejemplo, una tabla de pino de 2 x 4 pulg. (50.8 x 1O1.6 mm) se
corta en esas dimensiones en el aserradero. Esto se conoce como la dimensión nominal. Pero las dimensiones
nominales se reducen debido a la contracción y al pulido tanto en ancho como en el espesor. Por ejemplo. las dimensiones reales de una pieza nominal de 2 x 4 pulg. (50.8 x 101.6 mm) son 19/16x3 9/16 pulg. (39.7 x 90.5 mm).
La madera que no es pulida es conocida como aserrada. La mayor parte de la madera para construcción es cepil- .
lada (1ijada) hasta obtener un tamaño neto estándar que es menor al tamaño nominal. La madera cepillada es madera que ha sido alisada o lijada por un lado (S 1S), por dos lados (S2S), por un borde (S 1E), por dos bordes (S2E). o
combinaciones de lados y bordes (S 1S1 E, S2S 1E, S 1S2E, ó S4S).
Medida de tablas
La madera es vendida generalmente por '"pié-tablón". Un pie-tablón es una pieza de madera de 1 pulg. (25.4 mm)
de ancho. 12 pulg. (304.8 mm) de espesor, y 12 pulg. (304.8 mm) de largo, o su equivalente. El tamaño usado para
determinar la medida de tabla es la dimensión nominal. Como regla general. la fórmula siguiente se utiliza para
calcular la medida en pie tablón para la madera.
Medida en pie-tablón=__!_ (espesor x ancho x lar!..!.o)
12
-
Todas las dimensiones deben especificarse en pulgadas.
10
Sist1.:mas d1.: Cimbras
'
1mcyc
Cimhrado di!! concrc.to: introducción
Para encontrar cuánto costaría una pieza de madera tenemos que determinar primero la cantidad en piestablqn y multiplicar esto por el costo. Por ejemplo, si el costo de madera de pino es $400 por 1,000 pies-tablón,
entonces el costo de una pieza de 2 pulg. x 6 pulg. x 1Opies (50.8 x 152.4 x 3048.0 mm) sería:
1
.
400
-(2 pu lg. 6 pu lg. x 10 p1es)x - - = $4
12
1000
Madera suave comercial
Hay dos categorías principales de madera suave comercial: la madera para construcción y la madera para manufactura. La madera para construcción se usa generalmente en construcción en la misma dimensión en que es cortada. La graduación para la madera de construcción es generalmente decidida en el aserradero. No ocurre otra
graduación después de que la pieza sale de la maderería. Por otra parte, la madera para re-manufacturar generalmente es sometida a un número de procesos de manufactura adicionales y llega al consumidor en una forma significativamente diferente.
Graduación de la madera
La madera es graduada visualmente y por el sistema de graduación mecánica de esfuerzo •· Machine Stress Rated"
(MSR). La mayoría de la madera es graduada visualmente por inspectores experimentados que tienen familiaridad
coi1 las reglas de graduación de la madera. Las reglas de graduación de la madera establecen límites en el tamaño y las
características de los nudos, el número de grietas, y la inclinación de la fibra. La evaluación visual también toma en
cuenta cualesquiera imperfecciones causadas por la manufactura tales como una fibra torcida o marcas de astilla. La
Figura 1.4a muestra una clasificación típica para madera graduada visualmente.
En la clasificación de esfuerzo mecánica, la madera es alimentada a una máquina que somete a cada pieza de
madera a una prueba no destructiva que mide el módulo de elasticidad y el esfuerzo en flexión. La máquina
automáticamente toma en cuenta el tamaño y las características de nudos, inclinación del grano, densidad, y contenido de humedad. La máquina automáticamente sella la madera como clasificada por máquina e indica los valores para el esfuerzo de la fibra en flexión y el módulo de elasticidad correspondiente. La Figura 1.4b muestra un
grado típico para madera clasificada por máquina (MSR).
Otro método de graduación es el de graduar a la madera de acuerdo con su uso y apariencia. La madera es clasificada como Selecta. Terminada, o Común. El tipo Selecta y Terminada se utilizan cuando se requiere apariencia fina. Los grados comunes son más adecuados para la construcción en general.
Clasificación por tamaño
Hay tres categorías principales por tamaño pará la madera:
1.
Tabla: La madera que nominalmente es m.enor de 2 pulg. (50.8 mm) de espesor y 2 pulg. (50.8 mm)o más de ancho. El espe
sor del Tablero se refiere a la dimensión más pequ~ña de la sección transversal de la madera y el término ancho se refiere a la
dimensión más grande. Los tableros menores de 6 pulg. ( 152.4 mm) de ancho son clasificados como tiras. Los tableros se
utilizan para forros, laterales y para paneles .
.,
Madera dimensional: Madera con un espesor nominal de 2 a 5 pulg. (50.8- 127 mm) y un ancho nominal de 2 pulg. (50.8
mm) o más. La madera dimensional varía en tama~o de 2 x 2 pulg (50.8 x 50.8 mm) a 4 - 16 pulg. ( 1O1.6 x 406.4 mm). La
t\\\ad S.I h11111a
11
'
1mcyc
Capítulo 1
Número de
maderería
Agencia
graduadora
(WWPA)
Grado de madera
(Estrnctura selecta)
Contenido de
humedad al
tiempo de
cepillado
(S-GRN)
Especie de
madera
comercial
(Qouglas
Fir-Larch)
(a)
Número de
maderería
Marca MSR
(CLASIFICADAPOR l\IAQUIN:\)
Grado de
madera de
agencia
Especie e.le
mac.lern
comercial
(Hem-tir)
(WWPA)
Esfuerzo de
flexión nominal
( 1650 psi)
Contenido e.le
humedad al
tiempo de
cepillado
(S-SECA)
Módulo de
elasticidad
( 1.5 X ] fll'psi)
(b)
Figura 1.4 graduación de madera. (a) visualmente graduada; (b) clasiicada por máquina.
madera dimensional se usa en la construcción en general en donde la apariencia no es un requisito, como en postes, bloques,
y contraventeo.
3.
Postes y vigas: madera que tiene nominalmente 5 pulg. ó más ( 127 mm) en su menor dimensión. La madera es usada
para columnas, postes, vigas, durmientes, puntales, cabezales, umbrales y viguetas.
La madera también se agrupa de acuerdo con su tamañ9 y uso contemplado en varias categorías.
l.
Estructuras ligeras: 2 -4 pulg. (50.8 - l O1.6 mm) de espesor, 2 - 4 pulg. (50.8 - 1O1.6 mm) de ancho. Los grados típicos
son Estándar de Construcción, de Servicio, y Económica, y son ampliamente usados para propósitos de estructuras en
general. La madera bajo esta categoría es de apariencia fina pero es graduada principalmente por su resistencia y serví
cio. La madera de servicio se usa en donde se requiere una combinación de alta resistencia y construcción económica.
Un ejemplo sería para estructuras en general, contraventeo, y vigas.
2. Postes: 2-4 pulg. (50.8- 1O1.6 mm) de espesor, 2-6 pulg. (50.8- 152.4 mm) de ancho, 1Opies (3048.0 mm) de largo y más
cortos. Se usa principalmente en muros, sea que soporten o no soporten carga.
12
3.
Estructura ligera estructural: 2-4 pulg. (50.8- l O1.6 mm) de ancho y 2-4 pulg. (50.8- l O1.6 mm) de ancho. Los grados
típicos son Estructural Selecta No. l, No. 2, y No. 3. Principalmente para su uso en donde se desean alta resistencia rigidez,
y apariencia fina. Un ejemplo de su ·uso sería en armaduras.
4.
Enmarcado aparente: 2 -4 pulg. (50.8- l O1.6 mm) de espesor, 2 pulg. (50.8 mm) de ancho y más anchas. Para usarse en
construcción general de vivienda y en construcción ligera en donde se permiten los nudos pero se desea una alta resistencia
y una apariencia fina.
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Cimbrado del 1.:l1111.:rdo intwdu1.:1.:in11
5.
Viguetas estructurales y tablas: 2-4 pulg. (50.8- 1O1.6 mm) de espesor y 5 pulg. ( 127.0 mm) de ancho o más. Los grados
típicos son Estructural Selecta No. 1, No. 2, y No. 3. Se dedican principalmente para usarse en donde se requieren alta res is
tencia. rigidez. y apariencia fina.
Propiedades mecánicas de la madera
Es necesario un conocimiento básico de las propiedades mecánicas de la madera para el diseño de cimbra para
concreto. La madera es diferente de cualquier otro material estructural en cuanto a que los esfuerzos permisibles
de la madera son diferentes de acuerdo con la orientación de la madera. La intención de la sección siguiente es la
de proporcionar una breve introducción a las propiedades mecánicas de la madera.
Esfuerzos de flexión
La Figura 1.5 muestra una viga de madera simplemente apoyada con una carga concentrada aplicada en el punto
medio. Este proceso produce flexión. La madera es esforzada internamente para resistir las cargas externas. La
flexión en un elemento causa fuerzas de tensión en las fibras extremas de la cara más alejada de la carga y causa
compresión en la fibra del lado más cercano a la carga aplicada. El esfuerzo máximo inducido en las fibras, que
ocurre en los extremos, es nombrado como el '"esfuerzo de la fibra extrema en flexión''. Este esfuerzo es altamente dependiente de la resistencia de la madera paralea a la fibra, tanto en tensión como en compresión. Los esfuerzos permisibles de flexión se basan en un espécimen limpio que no tenga defectos. Los esfuerzos permisibles
de flexión son así factorizados para tomar en cuenta los defectos.
Figura 1.5 Esfuerzos de flexión.
A\\ad S llanna
13
'
1mcyc
l 'apituln 1
Módulo de elasticidad (MOE)
El módulo de elasticidad es una medida de rigidez. Este factor (MOE) es una relación entre la deformación en
el elemento y el Yalor de la carga aplicada que la causa.La cantidad de deformación depende del tamaño del
miembro. del claro entre los apoyos. de la carga. y de la especie particular de madera del miembro. El (MOE)
paralelo a la libra (es decir. la rigidez cuando la madera es comprimida o tensada paralelamente al grano de la
madera) es aproximadamente 30 veces mayor que la del MOE perpendicular a la fihra.
Resistencias a la tensión y a la compresión
l .a resistencia a la tensión es una medida de la capacidad de la madera para resistir las ll.tL'rzas de tracción. Por otra pat1e.
la n:sistencia a la compresiún es una medida de la habilidad de la madera para n:sistir las li.1erzas de compresión. Para
madera limpia (madera sin ddl..·ctos). las resistencias de tensión y de compresiún para cargas paralelas a la libra son
aproximadamente 1O wces mayores que para cargas aplicadas pe1vendicularmL·nte a la fibra de la madera.
Triplay o madera contrachapada
El tri play SL' usa L·omo l'lwrn en ct)ntacto con el concreto para cimbras construidas en la obra y en paneles de cimbra prefabricados. Puesto que el triplay existe en grandes dimensiones. ahorra tiempn de cimbrado. El triplay se
hace pcgandn capas delgadas (.k madera. llamadas chapas. bajo calor y prcsiún intensos. 1.a mayoría de los paneles de tri play SL' hacen de madera suaw. Muchas especies de úrboks se usan para hacer tri play. como L'I ti lo Douglas y L'I pino Southern. l .a tihra de cada capa es colocada en úngulo recto con rL·specto a las capas adyacentes. Fste
prrn.:eso da al tri play resistencia extra y reduce la contracción y el hinchamiento.
El tripla: se\ emk comúnmente en hojas grandes de 4 x 8 pies ( 1.22 x 2.44 m). Estos grandes paneles reducen los costos dL· erección: de descimbradc. y producen menos juntas en el acabado del concreto. El tri play
existe en Yariedadcs Lk cs¡x·sor que lo identifican para su venta. Por ejemplo. el tri play llúmado de·· 1/2 pulg.
t 12. 7 mm) .. es de 1 -~ pulg. ( 12. 7 mm) de espesor. En contraste con la situación de la tabla. el espesor real y nominal del triplay es el mismo: triplay de pulg (25...t- mm) es de l pulg. completa (25.4 mm) de espesor.
Plyform
Plyform es un producto de tri play hecho especialmente para cimbrado de concn:to. Los plyforms existen en clase
1yclase1 l. en donde la clase 1es más fuerte que la clase 11. Otro plyform que se usa comúnmente para cimbra incluye el plyform 13-B. el de capas de alta densidad High Dcnsity Ovcrplaid (1-IDO). y el plyform estructural l.
El triplay y el plyform tienen orientaciones particulares que afectan su resistencia. Una posicióti débil puede
obtenerse cuando la libra (grano de cara) es paralela al claro de soporte. Una orientación más fuerte se logra
cuando la libra. es perpendicular al claro que se sostiene (Figura 1.6 ).
1.5.2 Acero
Las ventajas principales de las secciones de acero en el cimbrado son la capacidad del act:ro para cimbrar claros
más largos y su potencial inddinido para re-uso cuando se maneja con cuidado razonable. Las secciones de acero
se usan en la fabricación de componentes diferentes de cimbra como: ( 1) paneles de cimbra de acero. (2) puntales
¡.¡
'
1mcyc
Cimhrado del concreto: ln1roducción
Dirección de la fibra
a. Orientación fuerte del triplay
(Iibrn paralela al claro)
Dirección de la fibra
b. Orientación débil del triplay
(fibra perpendicular al claro)
Figura 1.6 Orientación del triplay.
horizontales y verticales, (3) casetones y domos de acero usados para losas nervadas y aligeradas, y ( 4) tubos de
acero para contraventeo. Otras cimbras pesadas también se hacen de acero, tales como el cimbrado de puentes. El
acero se usa para cimbra cuando otros materiales son imposibles de usar debido a su baja resistencia. Las cimbras
de acero son generalmente patentadas, y generalmente las cargas permisibles son publicadas por los fabricantes.
La Figura 1. 7 ilustra el uso del acero como material de cimbra.
1.5.3 Aluminio
El aluminio se ha convertido en un material cada vez más popular para muchas aplicaciones de cimbra tales como
paneles ligeros. viguetas, apuntalamiento horizontal y vertical, y armaduras de aluminio para cimbras voladoras.
La popularidad del aluminio se basa en su peso ligero que reduce los costos de manejo y compensa su alto costo
inicial. Cuando se le compara con los paneles de acero, los paneles de aluminio usados para cimbras en bloque
pesan aproximadamente 50 por ciento menos. El problema mayor con las cimbras de aluminio es la corrosión. El
1\\\ad S.l la1111a
15
'
1mcyc
Capituh1 1
Figura 1. 7 Cimbrado de Acero
aluminio puro es atacado químicamente por el concreto fresco. Las aleaciones de aluminio han probado ser exitosas para resistir la corrosión. La Figura 1.8 muestra paneles de aluminio usados para cimbras de muro.
1.5.4 Plástico reforzado con fibra de vidrio
En años recient~s. las cimbras fabricadas con plástico reforzado con fibra de vidrio han encontrado un uso creciente
debido a su resistencia. peso ligero. y alto número de re-usos. El plástico reforzado con fibra de vidrio produce acabados de concreto de alta calidad. Las cimbras de plástico reforzado con vidrio son muy flexibles y pueden cimbrar
formas complejas no usuales con poca inversión de capital.
Figura 1.8 Cimbrado di.! aluminio.
16
Sish:mas th: Cimbras
~ti
1mcyc
Cimbrado del concreto: introducción
Para fabricar las cimbras de plástico reforzado con vidrio, se preparan modelos de yeso, madera, o acero en las
dimensiones exactas deseadas. Después el modelo es encerado, pulido, y rociado con un agente separador, para
evitar que se pegue la resina al patrón maestro. La fibra de vidrio se acomoda sobre el modelo y se satura totalmente con una capa de resina de poliéster. Cuando la resina ha fraguado y el calor disipado, se agrega otra capa de
fibra de vidrio y resina de poliéster, y este proceso se repite hasta que el espesor deseado de la hoja de fibra de
vidrio es alcanzado.
Otro método para construir cimbras de plástico reforzado con fibra de vidrio, es por medio del uso de una pistola
de rociado para aplicar la resina a los trozos cortados de fibra de vidrio, que se usan como material de refuerzo.
Para incrementar el número de re-usos potenciales con cualquiera de los métodos de fabricación mencionados. se moldea una capa extra de resina en la superficie de contacto, o se agregan rigidizadores y soportes por medio de costillas integradas, riostras de madera, barras de acero, o tubo de aluminio.
Los dos problemas mayores asociados con las cimbras de plástico reforzado con fibra de vidrio son el ataque
por álcalis en el concreto y expansión de la cimbra debido a su exposición al calor del sol o al calor de hidratación
del cemento.
\wad S.Hanna
17
~'
1mcyc
2 Sistemas de cimbra horizontal:
·sistemas instalados manualmente
2. I Clasificación de sistemas de cimbra horizontal 2 I
2.2 Sistema convencional de cimbra de madera 21
2.3 Sistemas convencionales de metal 26
2.4 Sistema especial de cimbra horizontal 29
Awad S Hanna
19
4)
1mcyc
Sistemas de cimbra horizontal
2.1 Clasificacion de sistemas de cimbra horizontal
Los sistemas de cimbra horizontal se utilizan para soportar temporalmente colados de concreto horizontal tales
como losas de concreto. Hay siete sistemas de cimbra horizontal que pueden usarse para soportar diferentes tipos
de losa. Ellos son: ( 1) sistema convencional de madera, (2) sistema convencional de metal (aluminio), (3)
sistema de cimbra voladora, (4) sistema de puntales montados en columnas, (5) sistema de cimbra túnel, (6)
sistema de cimbra de losa-viga, y (7) sistema de cimbra con domos o casetones. Las cimbras de losa-viga y las
cimbras de casetones son recipientes de acero o de fibra de vidrio colocados encima del forro de triplay y así pueden usarse con cualquiera de los cinco primeros sistemas horizontales de cimbrado. Como resultado, no serán
considerados en este libro como sistemas separados.
Los sistemas de cimbra para colado horizontal de concreto pueden también clasificarse en dos categorías
principales: sistemas instalados a mano y sistemas instalados con grúa. Los sistemas convencionales de madera y
metal son clasificados como sistemas de instalación a mano. En los sistemas instalados a mano, pueden manejarse elementos diferentes de cimbrado por uno o dos trabajadores. Los sistemas de cimbra voladora, de puntales
montados en columnas, y de túnel, están clasificados como sistemas instalados cori grúa. En los sistemas instalados con grúa, deben existir servicios adecuados de grúa para manejar los componentes de la cimbra.
2.2 Sistema de cimbra convencional de madera
El sistema convencional de madera es conocido algunas veces como de cimbra stick, o como método de manoso bre-mano. El sistema convencional de madera incluye cimbra para losas, vigas, y cimentaciones. El sistema
generalmente se construye con tablas o con una combinación de tablas y tri play. Las piezas de la cimbra se elaboran y se instalan en el sitio. Para el descimbrado, los sistemas convencionales de madera son desprendidos pieza
por pieza, después se limpian, y pueden ser re-usados varias veces.
2.2.1 Cimbra para losas de concreto
Los sistemas convencionales de madera para colado horizontal de concreto se hacen de triplay o de tablas de
madera para forros. Como se verá en el Capítulo 3, el espesor del tri play o madera es determinado por un análisis
estructural y es función de las cargas aplicadas, del tipo de madera o de triplay, y del espaciamiento entre los elementos de soporte del forro. El triplay es preferido a las tablas de madera porque proporciona una superficie lisa
de concreto que requiere un esfuerzo mínimo de acabado. El uso de triplay para cubiertas también es productivo
debido a su gran tamaño de panel (4 x 8 pulg.) (1.22 x 2.44 m).
Awad S Harma
21
Capitulli 2
El forro es sostenido por elementos horizontales llamados viguetas o largueros. Las viguetas son hechas de
madera dimensional espaciada a intervalos constantes es función de las cargas aplicadas y del tipo de madera.
Una práctica recomendable es la de redondear el espaciamiento calculado de viguetas, al valor modular mas pequeño.
Las viguetas son sostenidas por otro grupo de elementos horizontales perpendiculares a las viguetas llamados
madrinas. Las madrinas son sostenidas por elementos verticales llamados puntales. En sistemas de cimbra convencional todo de madera, los puntales se hacen de madera dimensional que tiene secciones cuadradas como 4 x
4 pu}g. (101.6 x 101.6 mm), ó 6 x 6 pulg. (152.4 x 152.4 mm). Los puntales se apoyan en elementos de madera
gruesa llamados arrastres, para transferir las cargas verticales al terreno. En el caso de que exista una losa de piso.
los puntales son apoyados directamente en ella. La Figura 2.1 muestra un sistema convencional de cimbra todo
de madera para losas de concreto.
Figura 2.1 Sistema convencional de cimbra todo de madera.
Los puntales verticales de madera pueden sustituirse por el tipo de andamio, que ha probado ser más eficiente
debido a su alto número de re-usos y su altura, lo que significa que generalmente no es necesario empalmarlo. El
sistema de puntales tipo andamio consiste en dos postes verticales de acero con tubo horizontal entre ellos a intervalos regulares. Tienen gatos ajustables de tornillo en los postes de acero en ambos extremos. Los gatos superiores son acomodados en tapas de acero llamadas cabezas de T. Los gatos de la ba~e son sujetados en placas
rectangulares de acero. Los postes adyacentes de acero son ligados por medio de contraventeos de acero en forma
de X. La Figura 2.2 muestra un sistema de apuntalamiento tipo andamio.
22
Sistemas de Cimbras
:\1
1mcyc
Sistemas de cimbra horizontal
Figura 2.2 Sistema de apuntalamiento tipo andamio.
2.2.2 Cimbra para trabes de concreto
El cimbrado para trabes consiste en una base y dos laterales además de otros elementos de soporte. La base generalmente es hecha de triplay o madera para forro con un espesor de 0.75 pulg. (19.0 mm) o de 1 pulg. (25.4 mm). La base
es soportada por y sttjeta a viguetas horizontales. Los laterales de la trabe también son de tri play o madera de forro.
Una vez que la base de la cimbra de la trabe es armada y nivelada, un lado de la trabe es erigido primero con
agujeros perforados para instalar los tensores, que son barras de acero que sostienen a los dos laterales de la trabe
uno contra otro. Después de que el primer lado de la cimbra de la trabe es erigido, se coloca él acero de refuerzo de
la trabe y después el otro lado de la trabe es erigido. Se insertan los tensores en todos los agujeros y los travesaños
en ambos lados de la trabe. La función de los tensores es resistir la presión horizontal resultante del concreto
fresco y mantener así los lados de las trabes en la posición correcta. Los tensores son sujetados a los lados de la
' trabe y también a los travesaños verticales y grapas. Para soportar más a los dos lados de la trabe y conservarlos
juntos, se colocap separadores temporales adicionales en la parte superior de los laterales de la trabe a distancias
constantes. Los separadores temporales pueden hacerse de madera o de acero.
2.2.3 Cimbra para cimentación
La cimbra para zapatas aisladas o corridas se hace generalmente de tablas de madera o de triplay sostenido por estacas verticales clavadas en el terreno. La parte superior de la estaca vertical es sostenida por un tirante diagonal
clavado en el terreno. Estos tirantes pueden ser sustituidos por tierra amontonada para sostener los lados de la
cimbra. La distancia correcta entre las tablas se conserva por medio de separadores cruzados. En zapatas pequeñas, se usan tirantes de acero en lugar de los separadores. Es práctica común construir las cimbras más altas de
lo necesario y colocar los tirantes en los lados interiores de la cimbra a una altura igual a la del nivel del concreto.
La Figura 2.3 muestra un cimbrado típico para zapata aislada.
Awad S Hanna
23
~'
1mcyc
Capítulo 2
Contra venteo
diagonal-
Trozo de
madera
Figura 2.3 Cimbra para zapata aislada.
Las zapatas grandes son cimbradas en forma similar a las pequeñas y a las zapatas corridas, excepto que los lados son soportados por postes y travesaños. Se perforan agujeros en los laterales de las cimbras, y el alambre de
amarre es pasado a través de los lados de las cimbras y sujetado a los postes. Las tablas de madera o los separadores de acero se utilizan para proporcionar soporte extra. La Figura 2.4 muestra detalles de una zapata corrida.
Figura 2.4 Cimbra de una zapata corrida.
24
Sistemas de Cimbra~
'
1mcyc
Sistemas de cimbrado horizontal
2.2.4 Prácticas recomendadas para sistemas convencionales de madera
1.
Cuando los puntales son apoyados en terreno suave, se debe colocar un arrastre suficientemente grande bajo los puntales para
distribuir las cargas en un área suficiente y evitar cualquier asentamiento cuando se coloque el concreto fresco en las cimbras.
También es importante colocar puntales a la mitad del arrastre para evitar el volteo de puntales.
2.
Cuando las cimbras son colocadas sobre un terreno congelado, el área bajo el piso debe ser confinada y calentada durante suficiente tiempo antes de colocar el concreto, para asegurar la remoción de hielo y para proporcionar una cimentación estable para
las cimbras.
3.
Las trabes, largueros, y algunas veces las cimbras de losas largas deben tener una contratlecha pequeña para reducir cualquier
flexión visible después de la colocación del concreto.
4.
Es importante dejar un lado de la cimbra de la columna abierto para limpiar de virutas o basura. El lado abierto es cerrado inmediatamente antes de colocar el concreto. En cimbras profundas y angostas, se deben hacer ventanas en la base para limpieza e
inspección.
5.
En trabajos de menor importancia, es una práctica común mojar los forros inmediatamente antes de colocar el concreto. En obras
grandes en donde las cimbras han de re-usarse varias veces, las superficies de la cimbra deben ser aceitadas o recubiertas antes de
colocar el refuerzo, para evitar el engrasado del acero, lo que reduce o elimina la adherencia entre el acero y el concreto. El recubrimiento no debe ser tan grueso que manche la superficie del concreto.
2.2.5 Limitaciones del sistema convencional de madera
Hay tres problemas principales con el uso de los sistemas de cimbra convencional todo de madera.
1.
Altos costos de mano de obra. El sistema de cimbra convencional es un sistema con mano de obra intensiva. Los costos de la
mano de obra varían de· 30 a 40 por ciento del costo total de las losas de concreto.
2.
Gran desperdicio. Para erigir y desmantelar un cimbrado convencional, hay que hacerlo pieza por pieza. Esto causa rompimiento
de los bordes y deformación de la madera. Se estima que se genera el 5 por ciento de desperdicio en un solo uso de la cimbra.
3.
Número limitado de re-usos. El número de re-usos es la clave para la construcción de un cimbrado económico. Generalmente.
la cimbra convencional está limitada de 5 a 6 re-usos. Un número limitado de re-usos obliga al contratista a usar varios juegos de
cimbras; esto incrementa los gastos de la construcción de cimbra.
4.
Alta calidad de mano de obra y supervisión. Los sistemas convencionales de cimbra trabajan mejor con una mano de obra de
alta calidad y adecuada supervisión. En áreas con mano de obra no capacitada o semi-capacitada y supervisión mínima, son más
apropiados los sistemas de cimbrado elaborados.
5.
Claros limitados. Puesto que la madera dimensional es de baja resistencia comparada con las secciones de aluminio y ace'ro, la
madera tiene uso limitado en aplicaciones en donde se requieren claros grandes.
2.2.6 Ventajas del sistema convencional con madera
A pesar de las limitaciones del sistéma convencional con madera, éste tiene algunas ventajas específicas.
I.
Flexibilidad. Debido a que el sistema es construido pieza por pieza, virtualmente es capaz de cimbrar cualquier forma de concreto. Un diseño complicado arquitectónico puede cimbrarse solamente con este sistema.
2.
Economía. Este sistema no es económico en términos de productividad laboral y desperdicio de material. Sin embargo, el
sistema puede ser económico para proyectos pequeños con limitado potencial de re-usos. El sistema tiene la ventaja de tener un
costo inicial bajo. Igualmente, para condiciones de sitio restringidas, en donde no existen áreas de almacenaje, y es difícil el uso
de grúas. el sistema convencional de madera podría ser la única alternativa-factible. (Es interesante hacer notar que un rascacielos construido a finales de los 80's en la Ciudad de Nueva York, utilizó el sistema convencional de madera debido a las condiciones restringidas del sitio).
Awad S Hanna
25
'
1mcyc
3.
Capitulo 2
Disponibilidad. La madera es un material de construcción que se encuentra virtualmente en cualquier parte. En áreas en donde
los proveedores de cimbra no existen, un sistema convencional de madera puede ser la única alternativa posible. La disponibilidad y el bajo costo de la mano de obra son las dos razones principales que justifican la popularidad del sistema convencional de
madera en los países desarrollados.
2.3 Sistemas convencionales de metal
En el sistema convencional d~ metal, las viguetas y largueros se hacen de aluminio o de acero soportados por
apuntalamiento tipo andamio de aluminio o de acero. En las prácticas actuales de construcción, las viguetas y los
largueros se hacen de aluminio y se soportan por un sistema de apuntalamiento movible tipo andamio. En este libro, el término sistema de aluminio convencional se utiliza para describir este último sistema.
2.3.1 Tipos de sistemas convencionales de metal
El sistema convencional de aluminio, descrito anteriormente, se usa ampliamente y es elegido como un ejemplo
de los sistemas convencionales de metal para compararlo con otros sistemas de cimbra horizontal. Otros sistemas
convencionales de metal incluyen diferentes combinaciones de madera, aluminio, y acero para viguetas y largueros. En todos los sistemas enlistados a continuación, un sistema movible de andamio de acero o un poste sencillo
de acero se utiliza para apuntalar.
1.
El forro de triplay apoyado sobre madera aserrada, o sobre viguetas de madera laminada y secciones de acero estándar para
madrinas.
2.
El forro de triplay apoyado sobre secciones de acero estándar para viguetas y largueros. Un sistema movible de andamio de aluminio o de acero se utiliza para apuntalamiento.
En estos dos sistemas, las viguetas y largueros de acero tienen la ventaja de sostener claros mayores, lo que da por resultado menos puntales verticales y menos viguetas y madrinas. El problema principal con el uso de acero para viguetas y
madrinas en el cimbrado de losas de concreto, es su gran peso, lo que dificulta su manejo por una sola persona.
Se utiliza una sección W estándar debido a que su ancho o patín facilita la conexión de madrinas con las patas
de puntal. Debe notarse que las madrinas deben sujetarse bien al puntal para evitar el volteo de los largueros. Un
accesorio especial se utiliza para conectar la trabe de acero con la cabeza del puntal.
2.3.2 Descripción del sistema convencional de aluminio
El sistema convencional de aluminio es conocido algunas veces como "un sistema stick mejorado". El sistema es
armado a mano y consiste en una superficie de contacto hecha de triplay' o de madera soportada por viguetas y
madrinas de aluminio de tipo "clavable" como se muestra en la Figura 2.5. El mismo tipo de forro puede hacerse
de grandes paneles amarrados en bloque y apoyados sobre un apuntalamiento de acero tipo andamio. Los paneles de aluminio varían en longitud de 2 a8 pies(0.61 a2.44 m), y enancho de 2 a36 pulg. (50.8 a 914.4 mm)
Forro con triplay
El tri play y el plyform pueden usarse como forro. Como se indicó en el capítulo 1, el tri play existe en dos tipos, interior y exterior. El tri play exterior se utiliza para forro porque está hecho con pegamento a prueba de agua que resiste la absorción del agua de la mezcla de concreto. El espesor del triplay depende del diseño; sin embargo, el
triplay de 0.75 de pulg. de espesor (19.0 mm), se usa ampliamente para losas de concreto.
26
Sistemas de Cimbras
,,
1mcyc
Sistemas de cimhrado horizontal
Figura 2.5 Sistema convencional de aluminio.
Viguetas de aluminio extruido
El primer componente del sistema convencional de metal es la vigueta de aluminio. La vigueta de aluminio extruido toma la forma de una viga I modificada con un canal en el patín superior en el que una tira de madera de 2 x 3
pulg. (50,8 x 76.2 mm) es insertada; el forro de triplay es entonces clavado a la tira de madera. La Figura 2.6
muestra dos formas diferentes de vigueta de aluminio extruido.
(a) Simétrica
(b) Asimétrica
Figura 2.6 Viguetas tipo clavable: (a) Simétrica; (b) Asimétrica.
Viguetas de aluminio (madrinas)
Awad S Hmrna
27
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1mcyc
Capítulo 2
El propósito de las madrinas es el de transferir las cargas de los tableros del forro al andamio. Las viguetas de aluminio extruidos también pueden usarse como madrinas a menos que la carga sea excesiva; de hecho, es una
buena práctica el evitar la mezcla de diferentes tipos de vigas. Las vigas de aluminio existen comercialmente para
longitudes que varían de 4 a 30 pies (1.22 a 9.14 m) en incrementos de 2 pies (0.61 m).
Apuntalamiento con andamio de aluminio
El sistema de apuntalamiento con andamio de alumi_!1io ha existido por varios años como sustituto del sistema de
apuntalamiento con andamio de acero. El sistema consiste en varios marcos conectados por contraventeos cruzados.
El apuntalamiento de aluminio es más ligero y tiene capacidad de carga igual o mayor que la del apuntalamiento de
acero. La capacidad de carga del apuntalamiento de aluminio puede alcanzar 36,000 lb ( 160 kN). A pesar de las ventajas del apuntalamiento de aluminio, los sistemas de apuntalamiento de acero aún son ampliamente usados.
Pies derechos
Un pie derecho es un solo elemento hecho de acero o aluminio y madrinas de apoyo. Los pies derechos pueden
usarse para sustituir, o en combinación con apuntalamiento de andamio y pueden también usarse para reapuntalamiento después de descimbrar elementos horizontales.
2.3.3 Ventajas de los sistemas convencionales de aluminio
l.
Peso ligero. Las viguetas y las madrinas de aluminio tienen una relación de resistencia-peso mejor que el de las viguetas de
acero. Para el mismo valor de cargas verticales, el peso de una sección de aluminio es aproximadamente 50 por ciento menos que
la del acero, variando de 3 a 6 lb/pie (4.5 a 8.9 kg/m), incluyendo la tira de madera clavable. Igualmente, el peso ligero del aluminio mejora la productividad de la mano de obra y reduce el tiempo de uso de grúa comparado con las secciones de acero.
2.
Economía. Muchos contratistas han reportado ahorros de costo en mano de obra de entre el 20 y el 30 por ciento tanto para fabricar como para descimbrar con aluminio, en comparación con el cimbrado convencional de madera.
3.
Alto número de re-usos. Las secciones de aluminio tienen valor más alto de re-uso que las secciones de madera. Igualmente, la
cantidad de desperdicio es mínima comparada con la de secciones de madera.
2.3.4 Limitaciones de los sistemas convencionales de aluminio
A pesar de los grandes mejoramientos de este sistema sobre el sistema convencional de madera, aún es considerado un sistema de mano de obra intensiva. La fabricación, la erección, y el descimbrado se hacen pieza por
pieza, lo que resulta en baja productividad de la mano de obra y gran desperdicio de tri play. En general, las secciones de aluminio y los andamios de aluminio o acero son durables a menos que las secciones sean expuestas a
un manejo rudo en la obra, especialmente durante el descimbrado.
Otro problema asociado con el uso general del aluminio con el concreto, es la reacción química entre el aluminio y el concreto que se derrama.
2.4 Sistema especial de cimbra horizontal
28
Sistemas de Cimbras
1
l
::1
1mcyc
Siskmas de cimbrado horizontal
Algunas losas estructurales especiales tales como las losas de viguetas en un sentido y en dos sentidos, requieren
el uso de moldes tipo casetón (Figura 2. 7). Los casetones son generalmente clavados a las viguetas de soporte
(soffits) o al forro. Los casetones clavados al forro son preferidos porque hacen más fácil el trazo, más eficiente al
área de trabajo, y son más seguros para aquellos que trabajan sobre y bajo la cimbra. Los casetones son colocados
generalmente con traslapes de 1 a 5 pulg. (25.4 a 127 mm). Los casetones son usualmente desprendidos manualmente o por medio de aire comprimido conectado a un adaptador en el centro del domo.
Figura 2. 7 Cimbras de tipo casetón.
2.4.1 Sistemas de cimbra de losas nervadas
Una losa nervada en un sentido es una combinación monolítica de vigas espaciadas uniformemente en una dirección, y una losa delgada colada en sitio para formar una unidad integral con las trabes y columnas (Figura 2.8a).
Las losas nervadas en un sentido han sido cimbradas frecuentemente con casetones de acero estándar. La Tabla
2.1 muestra las dimensiones de los casetones de cimbra estándar y los rellenos especiales para construcción de
viguetas de un sentido. Cualquier espaciamiento entre casetones que excede 30 pulg. (762 mm) se conoce como
un sistema de módulos grandes.
2.4.2 Sistemas de cimbra tipo domo
Los domos de tamaño estándar se usan generalmente para la construcción de losas reticulares (tipo waffle). Se
basan en módulos de 2 pies (0.61 m), 3 pies (O. 91 m), 4 pies ( 1.22 m), y 5 pies ( 1.52 m). Los módulos de 2 pies
(0.61 m) de tamaño utilizan domos de 19 x 19 pulg. (482.6 x 482.6 mm), con nervaduras de 5 pulg. ( 127 .O mm)
entre ellos, y los módulos de 3 pies (0.91 m) de tamaño pueden ser formados con domos de 30 x 30 pulg. (762 x
762 mm) y nervaduras de 6 pulg. (152.4 mm). La Figura 2.8b muestra los dos módulos estándar que son usados
para la construcción de losas reticulares.
Awad S Hanna
29
'
1mcyc
Capítulo 2
¡
i
4.5 In
Ancho 66•
6 -8" Módulo
1
Ancho 53"
s·-e· Módulo
(a)
Mó<lulo de 19 pulgadas
Dimensiones en pulgadas
Módulo de 30 pulgadas
(b)
Figura 2.8 (a) Sistema Típico de losa nervada de módulo grande; (b) cimbra de casetón para losa reticular.
Tabla 2.1 Dimensiones de cimbras para losa nervada en un sentido.
Moldes estándar (pulg.)
Módulo (pies}
2
3
4
5
6
30
Moldes de ajuste especial (pulg.)
Ancho
Peralte
Ancho
Peralte
20
30
40
53
66
8, 10, 12
8; 10, 12, 14, 16, 20
12, 14, 16, 18, 20, 22, 24
16, 20
14, 16, 20
10, 15
10, 15, 20
20, 30
8, 10, 12.
8, 10, 12, 14, 16, 20
12, 14, 16, 18, 20, 22, 24
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
3 Diseño de cimbra para losas
3.1
Propiedades de los materiales para cimbra 33
3.2 Propiedades geométricas .)., .).,
., .,
.
.) .)
Propiedades de la madera aserrada 39
3.4 Propiedades del triplay 52
3.5 Diseño de la cimbra para losas 60
3.6 Secuencia de diseño 61
Awad S. Hanna
31
f)
1mcyc
Disello de cimbra para losas
Las cimbras de concreto son estructuras de ingeniería que se requiei:en para soportar cargas que provienen del
concreto fresco, materiales de construcción, equipo, trabajadores, impactos de varios tipos, y algunas veces
viento. Las cimbras deben soportar todas las cargas aplicadas sin colapsarse o deformarse excesivamente. El
Reporte del C,omité ACI 347-1994, define esas cargas aplicadas y ofrece varios lineamientos para seguridad y
servicio. Con base en estos lineamientos, se han desarrollado muchas tablas de diseño para el cimbrado del
concreto. Estas tablas son herramientas útiles para el diseño. Sin embargo, no toman en consideración los
factores de modificación de esfuerzo que proporcionan las Especificaciones Nacionales de Diseño para la
Construcción de Madera, NDS, 1991. Este capítulo presenta un procedimiento de diseño para cimbras de losas
de concreto todo de madera, con base en las NDS 1991, y las Especificaciones de Diseño para Triplay de 1997.
El objetivo del diseño de cimbra es determinar el espaciamiento seguro para cada componente de la cimbra de
la losa (forro, viguetas, madrinas, y puntales), y asegurar que cada componente tenga resistencia suficiente para
resistir la presión aplicada sin exceder la deformación permitida.
3.1 Propiedades de los materiales para cimbra
Las siguientes secciones presentan una revisión de algunas propiedades importantes de las secciones estructurales que se utilizan en el diseño de cimbra. Los lectores familiarizados con estas expresiones deben comenzar
con la Sección 3.3.
3.2 Propiedades geométricas
Algunas expresiones matemáticas de las propiedades de las secciones se utilizan en cálculos de diseño para
varias formas de diseño y de condiciones de carga. Estas propiedades incluyen el momento de inercia, el área de
la sección transversal, el eje neutro, el módulo de sección, y el radio de giro del perfil en cuestión. Estas propiedades son descritas a continuación.
1.
Momento de inercia. El momento de inercia 1de la sección transversal es definido como la suma de los productos de las áreas
diferenciales en las que la sección puede ser dividida, multiplicadas por los cuadrados de sus distancias desde el eje neutro
de la sección (Figura 3. l)
Si la sección es sometida a un momento tlexionante alrededor del eje X-X de la sección transversal, el momento de inercia en
X-X es nombrado Ixx,
Awad S. Hanna
33
Capítulo J
X
Figura 3.1 Cálculo del momento de inercia.
! A;Y;
/_,:r =
2
i= 1
en donde
n = número total de áreas diferenciales
Ai = área del elemento i
Yi =distancia entre elemento i, y el eje X-X
Si el miembro es sujeto a un momento flexionante en el eje Y-Y de la sección transversal, nombramos al momento de inercia asociado con él como lyy,
fyy
I A;X}
=
i=I
en donde
m = tiúmero total de áreas elementales
Aj = área del elemento j
Xj = distancia entre el elemento j, y el eje Y-Y
34
2.
Área de la sección transversal. Esta es el área de una sección tomada a través del miembro, perpendicular a su eje longitudinal.
3.
Eje neutro. El eje neutro es una línea a través de la sección transversal del miembro a lo largo del cual las fibras no sufren ni
tensión ni compresión cuando se les somete a una carga.
4.
Módulo de sección. Nombrado como S, es el momento de inercia dividido entre la distancia entre el eje neutro y las fibras
extremas (fibras con el máximo esfuerzo) de la sección transversal.
Sistemas de Cimbras
%)
1mcyc
Dise1io de cimbra para losas
Si ces la distancia desde el eje neutro a las fibras extremas en pulgadas, podemos escribir:
5.
1,"I'
s . r =-·-·
/_u
e
C'
-
&.).\:\
- -
e
Radio de giro. Esta propiedad, nombrada como r, es la raíz cuadrada de la cantidad de momento de
inercia dividido entre el área de la sección transversal.
-ff.l:rA
f/:
\.\" =VÁ
r.
r,..... -
-
Aquí. r"x y ryy son los radios de giro con respecto a los ejes X-X y Y-Y, respectivamente.
y
Figura 3.2 Sección transversal rectangular.
3.2.1 Sección transversal rectangular
La sección más comúnmente usada en el diseño de cimbra, es la sección rectangular con ancho b, y peralte d
(Figura 3.2). Estas dimensiones son generalmente medidas en unidades de pulgadas o milímetros.
Para una sección transversal rectangular, las fórmulas presentadas en la sección previa pueden tomar las formas:
Momentos de inercia:
I
X.\"
bd 3
= - pulo4 ó mm 4
12 '
b'
db 3 . .¡ •
4
I ..,.=-,pulg,omm
..
12
fin
. de giro:
. rn = -·-· = r.;::
d , pu 1g. o• mm.
Ra d 1os
..
A vl2
rn =
··
ff
b
.
= r.;:: 'pulg. o mm.
vl2
2
Módulos de sección:
Awa<:J.-S, l lanna
3 •
I"" =-,pu
bd
Ig,
d)
o mm 3 ( aqm• e=S \.,. =-·-·
..
e
6
2
35
o
1mcyc
Capítulo 3
1yy db 2
b
S >Y =- =, pulg3, o, mm3 (aquí e=-)
e
6
2
Las propiedades de la sección para tamaños seleccionados estándar de tabla, madera aserrada, y placas, se
presentan en la Tabla 3 .1. Los valores que presenta esta tabla pueden usarse para calcular las propiedades dadas
anteriormente. La Tabla 3.2 presenta las propiedades de madera aserrada estándar cepillada (848).
Tabla 3.1 Tamaños nominal y mínimo cepillados de madera aserrada.
Ancho de cara (pulg.)
Espesor (pulg.)
Minimo
cepillado
Mínimo
cepillado
Elemento
Tableros
Nominal
Seca
Verde
Nominal
Seca
Verde
1
1-1/4
1-1/2
314
25/32
1-1/32
1-9/32
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
1-1/2
2-1/2
3-1/2
4-1/2
5-1/2
6-112
7-1/4
8-1/4
9-1/4
10-1/4
11-1/4
13-114
1-9/16
2-9/16
3-9/16
4-5/8
5-5/8
6-5/8
7-112
8-112
9-1/2
10-1/2
11-1/2
13-1/2
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16
1-1/2
2-112
3-1/2
4-112
5-1/2
7-1/4
9-1/4
11-114
13-1/4
15-1/4
1-9/16
2-9/16
3-9/16
4-5/8
5-5/8
7-1/2
9-1/2
11-1/2
13-1/2
15-1/2
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16
1-1/2
2-1/2
3-1/2
4-1/2
5-1/2
7-1/4
9-114
11-1/4
1-9/16
2-9/16
3-9/16
4-5/8
5-5/8
7-112
9-1/2
11-1/2
13-1/2
15-1/2
5 y más
ancha
-
1
1-114
Madera
dimensional
Madera
dimensional
Tablones
(timbers)
4
4-1/2
5 y más
gruesa
3-1/2
4
-
3-9/16
4-1/l6
1/2
menos
-
1/2
menos
De las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción de.Madera, 1991
36
Sistemas de Cimbras
~t)
1mcyc
Diseño de cimbra para losas
Tabla 3.2 Propiedades de la sección de madera aserrada estándar cepillada (S4S)
h.\ºd
Tammio
estándar
cepillado (S4S)
hxd
pulg. x pulg.
lx3
lx4
1:\6
lx8
1 X 10
1 X 12
3/4 X 2-1/2
3/4 X 3-1/2
3/4 X 5-1/2
3/4 X 7-1/4
3/4 X 9-1/4
3/4 X 11-1/4
1.. 875
2.625
4.125
5.438
6.938
8.438
0.781
1.531
3.781
6.570
10.70
15.82
0.977
2.680
10.40
23.82
49.47
88.99
0.234
0.328
0.516
0.680
0.867
1.055
2 X :l
2 X.¡
2x5
2x6
2x8
2 X 10
2x 12
2 X 14
1-1/2 X 2-1/2
1-1/2 X 3-1/2
1-1/2 X 4-1/2
1-l/2x5-l/2
1-1/2 X 7-1/4
1-1/2 X 9-1/4
1-1/2 X 11-1/4
1-1/2 X 13-1/4
3.750
5.250
6.750
8.250
10.88
13.88
16.88
19.88
1.563
3.063
5.063
7.563
13.14
21.39
31.64
43.89
1.953
5.359
11.39
20.80
47.63
98.93
178.0
290.8
3 X.¡
J :\ 5
3x6
3x8
3 X 10
3 X 12
3 X 14
3 X 16
2-l/2x3-l/2
2-1/2 X -1-1/2
2-1/2 .\' 5-1/2
1-1/1 X 7-1/4
2-1/2 X 9-1/-1
2-1/2 .'\ 11-1/4
2-1/2 X 13-1/4
2-1/2 X 15-1/4
8.750
11.25
13.75
18.13
23.13
28.13
38.13
5.104
8.438
12.60
21.90
35.65
52.73
73.15
96.90
4x4
4x5
4x6
4x8
4 X 10
4 X 12
4 X 14
4 ~ 16
3-1/2x3-l/2
3-1/2 X 4~1/2
3-1/2 X 5-1/2
3-1/2 X 7-1/4
3-1/2 X 9-1/4
3-1/2 X 11-1/4
3-1/2 X 13-1/2
3-1/2 X 15-1/2
12.25
15.75
19.25
25.38
32.38
39.38
47.25
54.25
7.146
11.81
17.65
30.66
49.91
73.83
106.3
140.1
Tm11mio
nominal
EJE X-X
Area de la
sección
Apulg1
33.13
EJE Y-Y
Módulo de Momento Módulo de Momento
Sección
de inercia
de inercia
sección
s" pulg:1 l.upulg~ S,~.pulg·' 1~-~ pulg~
Peso aproximado en libras por pie lineal (lblft)
de la pieza cuando la densidad de la madera iguala a:
25 lb/pie'
30 lb/pie 1
35.lb/pie'
40 lb/pie 1
45 lb/pie·•
50 lb/pie·•
0.088
0.123
0.193
0.255
0.325
0.396
0.326
0.456
0.716
0.944
1.204
1.465
0.391
0.547
0.859
1.133
1.445
1.758
0.456
0.638
1.003
1.322
1.686
2.051
0.521
0.729
1.146
1.510
1.927
2.344
0.586
0.820
1.289
1.699
2.168
2.637
0.651
0.911
1.432
1.888
2.409
2.930
0.938
1.313
1.688
2.063
2.719
3.469
4.219
4.969
0.703
0.984
1.266
1.547
2.039
2.602
3.164
3.727
0.651
0.911
1.172
1.432
1.888
2.409
2.930
3.451
0.781
1.094
1.406
1.719
2.266
2.891
3.516
4.141
0.911
1.276
1.641
2.005
2.643
3.372
4.102
4.831
1.042
1.458
1.875
2.292
3.021
3.854
4.688
5.521
1.172
1.641
2.109
2.578
3.398
4.336
5.273
6.211
1.302
1.823
2.344
2.865
3.776
4.818
5.859
6.901
8.932
18.98
34.66
79.39
164.9
296.6
484.6
738.9
3.646
4.688
5.729
7.552
9.635
11.72
13.80
15.89
4.557
5.859
7.161
9.440
12.04
14.65
17.25
19.86
1.519
1.953
2.387
3.147
4.015
4.883
5.751
6.619
1.823
2.3.f4
2.865
3.776
4.818
5.859
6.901
7.943
2.127
2.734
3.342
4.405
5.621
6.836
8.051
9.266
2.431
3.125
3.819
5.035
6.424
·7.813
9.201
10.59
2.734
3.516
4.297
5.664
7.227
8.789
10.35
11.91
3.038
3.906
4.774
6.293
8.030
9.766
11.50
13.24
12.51
26.58
48.53
111.1
230.8
415.3
717.6
1086.I
7.146
9.188
11.23
14.80
18.89
22.97
27.56
31.64
12.51
16.08
19.65
25.90
33.05
40.20
48.23
55.38
2.127
2.734
3.342
4.405
5.621
6.836
8.203
9.42
2.552
3.281
4.010
5.286
6.745
8.203
9.844
11.30
2.977
3.828
4.679
6.168
7.869
9.570
11.48
13.19
3.403
4.375
5.347
7.049
8.993
10.94
13.13
15.07
3.828
4.922
6.016
7.930
10.12
12.30
14.77
16.95
4.253
5.469
6.684
8.811
11.24
13.67
16.41
18.84
5X 5
4-1/2 X 4-112
20.25
15.19
34.17
15.19
34.17
3.516
4.219
4.922
5.625
6.328
7.031
6x6
6x8
6 X IO
6 X 12
6x 14
6x 16
6x 18
6x20
6x 22
Cix 24
5-1/2 X 5-1/2
5-1/2 X 7-112
5-1/2 X 9-112
3-112 X 11-1/2
5-1/2x 13-112
5-1/2x 15-112
5-1/h 17-112
5-112 X 19-112
5-112 X 21-112
5-112 X 23-1/2
30.25
41.25
52.25
63.25
74.25
85.25
%.25
107.3
118.3
129.3
27.73
51.56
82.73
121.2
167.1
220.2
280.7
3486
423.7
506.2
76.26
193.4
393.0
697.1
1128
1707
2456
3398
4555
5948
27.73
37.81
47.90
57.98
68.06
78.15
88.23
98.31
108.4
118.5
76.26
104.0
131.7
159.4
187.2
214.9
242.6
270.4
298.I
325.8
5.252
7.161
9.071
10.98
12.89
14.80
16.71
18.62
20.53
22.44
6.302
8.594
10.89
13.18
15.47
17.76
20.05
22.34
24.64
26.93
7.352
10.03
12.70
15.37
18.05
20.72
23.39
26.07
28.74
31.41
8.403
11.46
14.51
17.57
20.63
23.68
26.74
29.79
32.85
35.90
9.453
12.89
16.33
19.77
23.20
26.64
30.08
33.52
36.95
40.39
10.50
14.32
18.14
21.%
25.78
29.60
33.42
37.24
41.06
44.88
8x8
8 X IO
8 X 12
8x 14
8x 16
8xl8
8x20
8x22
8x24
7-1/2 X 7-112
7-1/2 X 9-112
7-1/h 11-112
7-1/h 13-112
7-1/2x 15-1/2
7-l/2x 17-1/2
7-1/2 X 19-112
7-1/2 X 21-1/2
7-1/2 X 23-1/2
56.25
71.25
86.25
101.3
116.3
131.3
146.3
161.3
176.3
70.31
112.8
165.3
227.8
300.3
382.8
475.3
577.8
690.3
263.7
535.9
950.5
1538
2327
3350
4634
6211
8111
70.31
89.06
107.8
126.6
145.3
164.I
182.8
201.6
220.3
263.7
334.0
404.3
474.6
544.9
615.2
685.5
755.9
826.2
9.766
12.37
14.97
17.58
20.18
22.79
25.39
27.99
30.60
11.72
14.84
17.97
21.09
24.22
27.34
30.47
33.59
36.72
13.67
17.32
20.%
24.61
28.26
31.90
35.55
39.19
42.84
15.63
19.79
23.%
28.13
32.29
36.46
40.63
44.79
48.%
17.58
22.27
26.95
31.64
36.33
41.02
45.70
50.39
55.08
19.53
24.74
29.95
35.16
40.36
45.57
50.78
55.99
61.20
IOx 10
IOx 12
IOx 14
IOx 16
IOx 18
10x20
10x22
10x24
9-1/2 X 9-112
9-1/2 X 11-1/2
9-1/2x 13-1/2
9-l/2x 15-1/2
9-1/2x 17-1/2
9-1/2 X 19-1/2
9-l/2x21-1/2
9-112 X 23-1/2
90.25
109.3
128.3_
147.3
166.3·
185.3
204.3
223.3
142.9
209.4
288.6
380.4
484.9
602.I
731.9
874.4
678.8
1204
1948
2948
4243
5870
7868
10270
142.9
173.0
203.1
233.1
263.2
293.3
323.4
353.5
678.8
821.7
%4.5
1107
1250
1393
1536
1679
15.67
18.97
22.27
25.56
28.86
32.16
35.46
38.76
18.80
22.76
26.72
30.68
34.64
38.59
42.55
46.51
21.94
26.55
31.17
35.79
40.41
45.03
49.64
54.26
25.07
30.35
35.63
40.90
46.18
51.46
56.74·
62.01
28.20
34.14
40.08
46.02
51.95
57.89
63.83
69.77
31.34
37.93
44.53
51.13
57.73
64.32
70.92
77.52
De las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción de Madera, 1991
Awad S. Hanna
37
o
1mcyc
Capitulo 3
Tabla 3.2 Propiedades de la sección de madera aserrada estándar cepillada (S4S) (Continuación)
Tru11mio
nominal
h.,·d
Tamruio
estándar
limpiada (S4S)
hxil
pulg. x pulg.
12 X 12
12 X 14
12 X 16
12 X 18
12 X 20
12 X 22
12 X 24
11-112 X 11-1/2
11-112 X 13-112
11-112 X IS-112
11-112 X 17-112
11-112 X 19-112
11-1/2 X 21-112
11-1/2 X 23-1/2
132.3
ISS.3
178.3
201.3
224.3
247.3
270.3
2S3.S
349.3
460.S
S87.0
728.8
886.0
IOS8
14S8
23S8
3S69
5136
7106
9S24
12440
2S3.S
297.6
341.6
38S.7
429.8
473.9
Sl8.0
14 X 14
14 X 16
14 X 18
14 X 20
14 X 22
14 X 24
13-1/2 X 13-112
13-112 X IS-112
13·1/2 X 17-112
13-112 X 19-112
13-1/2 X 21-112
13-1/2 X 23-112
182.3
209.3
236.3
263.3
290.3
317.3
410.1
S40.6
689.1
SSS.6
1040
1243
2768
4189
6029
8342
11180
14600
16 X 16
16 X 18
16 X 20
16 X 22
16 X 24
IS-1/2 X IS-112
IS-1/2 X 17-1/2
IS-1/2 X 19-112
IS-1/2 X 21-112
IS-1/2 X 23-112
240.3
271.3
302.3
333.3
364.3
620.6
791.1
982.3
1194
1427
18 X 18
18 X 20
18 X 22
18 X 24
17-1/2 X 17-1/2
17-1/2 X 19-112
17-1/2 X 21-112
17-112 X 23-112
306.3
341.3
376.3
411.3
20 X 20
20 X 22
20 .x 24
19-112 X 19-112
19-112 X 21-112
19-112 X 23-112
22 X 22
22 X 24
21-112 X 21-112
21-112 .X 23-1/2
EJE X-X
EJE Y-Y
Area de la Módulo de Momento Módulo de Momento
de inercia
sección
Sección
de inercia
sección
!,, pulg~ ,\'" pulg·1
A pulg~ s" pulg:'
'~~ pulg~
Peso aproxinrndo en libras por pie lineal (lb/ft) o piez:i cuando
la densidad de la madera iguala a:
2S lb/pie 1
30 lb/pie 1
3S lb/pie·'
40 lb/pie 1
4S lb/pie 1
SO lb/pie'
14S8
1711
1964
2218
2471
272S
2978
22.96
26.9S
30.9S
34.94
-38.93
42.93
46.92
27.SS
32.34
37.14
41.93
46.72
SI.SI
S6.30
32.14
37.73
43.32
48.91
54.SI
60.10
65.69
36.74
43.13
49.SI
SS.90
62.29
68.68
75.07
41.33
48.S2
SS.70
62.89
70.08
77.27
84.4S
4S.92
S3.91
61.89
69.88
77.86
85.8S
93.84
410.1
470.8
531.6
S92.3
6S3.I
713.8
2768
3178
3588
3998
4408
4818
31.64
36.33
41.02
45.70
50.39
55.08
37.97
43.59
49.22
S4.84
60.47
66.09
44.30
S0.86
S7.42
63.98
70.5S
77.11
50.63
58.13
65.63
73.13
80.63
88.13
S6.95
6S.39
82.27
90.70
99.14
63.28
72.66
82.03
91.41
100.8
110.2
4810
6923
9S78
IÍ840
16760
620.6
700.7
780.8
860.9
941.0
4810
5431
6051
6672
7293
41.71
47.09
S2.47
57.86
63.24
SO.OS
S6.5 I
62.97
69.43
7S.89
S8.39
65.93
73.46
81.00
88.S3
66.74
7S.3S
83.96
92.S7
101.2
7S.08
84.77
94.4S
104.1
113.8
83.42
94.18
104.9
115.7
126.S
893.2
1109
1348
1611
7816
10810
14490
18930
893.2
99S.3
1097
1199
7816
8709
9602
IOSOO
S3.17
S9.24
6S.32
71.40
63.80
71.09
78.39
85.68
74.44
82.94
91.45
99.96
85.07
94.79
104.5
114.2
95.70
106.6
117.6
128.5
106.3
118.5
130.6
142.8
380.3
419.3
458.3
1236
1502
179S
120SO
16150
21090
1236
1363
1489
120SO
13280
14520
66.02
72.79
79.56
79.22
87.34
9S.47
92.42
101.9
. 111.4
IOS.6
116.S
127.3
118.8
131.0
143,.2
132.0
145.b
IS9.I
462.3
50S.3
16S6
1979
17810
232SO
16S6
1810
17810
19460
80.2S
87.72
96.30
105.3
112.4
122.8
128.4
140.3
144.5
IS7.9
160.5
17S.4
2163
25420
2163
2S420
24 X 24 . 23-112 X 23-112
S52.3
De las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción de Madera 1991
95.88
115.1
134.2
IS3.4
172.6
191.8
ns:;
3.3 Propiedades de la madera aserrada
3.3.1 Clasificación de la madera aserrada
La clasificación del tamaño de la madera aserrada estructural se analizó en el Capítulo 1, y se resume a continuación.
1.
Dimensión: 2 pulg. < espesor < 4 pulg. y ancho > 2 pulg.
2.
Vigas y madrinas: espesor> 5 pulg. y ancho > espesor+ 2 pulg.
3.
Postes y tablones: La sección es aproximadamente 5 x 5 pulg. cuadrada o mayor, y ancho> espesor+ 2 pulg. (no más).
Forros: 2 pulg.::; espesor::; 4 pulg. con carga aplicada en la cara ancha del tablero.
Todas las dimensiones referidas en la clasificación previa son dimensiones nominales. Sin embargo, la mayor
parte de la madera es llamada madera cepillada, lo que significa que los miembros han sido cepillados o lijad os
hasta una dimensión estándar. Los cálculos estructurales para determinar el tamaño requerido de miembros se
basa en las dimensiones netas (tamaños reales), y no en las dimensiones nominales. Las dimensiones de los
miembros se analizan más ampliamente en la Sección 3.3.2.
38
Sistemas de Cimbras
/.
t..
%,)
1mcyc
Disci1o dc cimbra para losas
r-1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
,c-;i~l~~~~l~
nominal
Cepillada
Aserrado gmeso
Aserrado total
Figura 3.3 Ejemplo de dimensiones de madera estructural.
3.3.2 Dimensiones de madera estructural
La mayor parte de la madera estructural es llamada madera cepillada. En otras palabras, la madera es lijada hasta
tener la dimensión neta, que es menor a la dimensión nominal o establecida. Esto se muestra en la Figura 3.3.La
madera cepillada se utiliza en muchas aplicaciones estructurales. Sin embargo, algunas aplicaciones arquitectónicas pueden requerir piezas mayores que tengan texturas diferentes. Tales piezas son llamadas comúnmente de aserrado áspero en dimensiones que son cercanas a la dimensión neta estándar. Las dimensiones de la
sección transversal de estas maderas es aproximadamente 1/8 pulg. mayor que la dimensión cepillada estándar.
Un método menos común de obtener una superficie áspera, es el de especificar madera de aserrado total. Puesto
que la madera de aserrado grueso y la madera de aserrado total no son usadas frecuentemente, sus propiedades de
sección transversal no son incluidas en las especificaciones NDS.
/
A continuación se presenta un ejemplo de las diferencias entre dimensiones de madera nominal, de aserrado
grueso. y de aserrado total. Tomando una pieza de 8 x 12 (dimensión nominal= 8 x 12 pulg.):
1. Madera cepillada: Dimensión neta estándar 7 Yi x 11 Yi pulg.
2. Madera de aserrado grueso: Dimensión aproximada 7 5/8 x 11 5/8 pulg.
3. Madera de aserrado total: Dimensión mínima 8 x 12 pulg. (en general no se encuentra disponible)
3.3.3 Propiedades mecánicas de la madera
Las propiedades mecánicas que se utilizarán en el diseño de cimbra son la compresión paralela a la fibra (Fe), la
compresión perpendicular a la fibra (F cJ.), tensión paralela a la fibra (Ft), y tensión perpendicular a la fibra (Ft.L). la
Figura 3 .4 ayuda a entender la dirección de las fuerzas que producen estos diferentes tipos de esfuerzo .
.3.3.4 Valores para diseño de las propiedades mecániCas.
Los valores de diseño para los diferentes tipos de esfuerzos dependen del tipo de madera. Los valores de diseño dados en estas tablas deben ajustarse para acomodarse a las condiciones en las que la estructura va a ser usada. Las
Tablas 3.3 a 3.6 muestran los valores de diseño junto con sus factores de ajuste que especifican las NDS para madera
dimensional, madera dimensional de pino Southem, madera (5 x 5 pulg. y mayor), y para forros. Las Tablas 3.3a a
Awad S. Hanna
39
'
1mcyc
Capítulo 3
Tabla 3.3 Valores de diseño para madera dimensional graduada visualmente
Valores de diseño en libras por pulgada cuadrada (psi)
Especies y
grado comercial
Clasificación
de dimensión
Tensión
paralela
Flexión a la fibra
F¡,
Fr
Cortante
paralelo
a la fibra
Compresión
perpendicular
a la fibra
F"
Fc..1
Compresión
paralela
a la libra
Fe
Agencia
Módulo
de las
de
reglas Je
elasticidad graduación
E
DOllGLAS FIR-LARCH
1450
1150
1000
875
500
1000
775
675
575
325
95
95
95
95
95
625
625
625
625
625
1700
1500
1450
1300
750
1,900,000
1.800,000
1.700.000
1.600.000
1.400.000
675
1000
550
275
450
650
375
175
95
95
95
95
625
625
625
625
825
1600
1350
875
1,-100,000
1.500.(JOO
1,400.(JOO
1,300,(JOO
1300
825
2" y más ancha 475
800
500
300
95
95
95
625
625
625
1900
1350
775
1,900,000
1.600.000
1.400,000
650
950
525
250
375
575
325
150
95
95
95
95
625
625
625
625
850
1750
¡ .¡ 00
925
l,-100,000
/,500.(JOO
1. 400, 000
1,300,000
Estructural selecta
No. 1 y mejor
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" v más ancha
2"-4" es1Jesor
12 "-./"ancho
WCLIB*
WWPA**
DOliGLAS FIR-LARCH (NORTH)
Estructural selecta
No. !/No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
12"-4" es1Jesor
2"-4" ancho
NLGA***
* Oficina de Inspección de Madera de la Costa Oeste
** Asociación Occidental de Productos de Madera
*** Agencia Nor-oriental de Graduación de Madera
De las Especiticaciones Nacionales de Diseño para Madera de Construcción 1991
Valores de disefio en libras por pulgada cuadrada (psi)
Especies y
grado comercial
Tensión Cortante Compresión
paralela paralelo perpendicular
Clasificación
a la fibra
de dimensión Flexión a la fibra a la fibra
F.i
F,
F,,
F"
Agencia
Compresión
Módulo
reguladora
paralela
de
de
a la fibra
elasticidad graduación
E
F.
DOUGLAS FIR-SOUTH
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" v más
2"-4" espesor
2"-4" ancho
1300
900
825
475
875
600
525
300
90
90
90
90
520
520
520
520
1550
1400
1300
750
1.400.000
1.300.000
1.200.000
1 100.000
650
925
525
250
./25
600
350
150
90
90
90
90
520
520
520
520
825
1550
1300
875
1.100.000
/,200,000
l, /00,000
1250
775
575
350
575
350
275
150
85
85
85
85
555
555
555
555
1200
1000
825
475
1.200.000
1.100.000
1 100 000
900.000
450
675
375
175
200
300
175
75
85
85
85
85
555
555
555
555
525
1050
850
550
900,000
1,000,000
900,000
800.000
EASTERN HEMLOCK-TAMARACK
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" esoesor
2" v más
2"-4" espesor
2"-4" ancho
WWPA
-J
1
'·ººº·ººº
NELMA*
NSL.B
* Asociación de Fabricantes de Madera del Noreste
**Oficina de Madera Suave del Norte
40
Sistemas de Cimbras
¡
()
1mcyc
Disello de: cimbra para losas
Tabla 3.3 Valores de diseño para madera dimensional graduada visualmente. (Continuación)
Tabla 3.3 Continuación
Valores de diseño en libras por pulgada cuadrada (psi)
Especie y
grado comercial
Agencia
Tensión Cortante Compresión Compresión Módulo
de las
paralela paralelo perpendicular
paralela
de
reglas de
a la fibra elasticidad graduación
Clasi ticación Doblado a la fibra a la fibra a la fibra
de dimensión
F,
F,
F,
F,
Fh
E
HEM-FIR (NORTH)
Estructural selecta
No. l/No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
211 -4 11 espesor
211 y más ancho
12"-4" espesor
12"-4" ancho
1300
1000
575
775
550
325
75
75
75
370
370
370
1650
1450
850
1,700,000
1,600,000
1,400,000
775
Jl 50
625
300
425
625
350
175
75
75
75
75
370
370
370
370
925
1750
1500
975
1, 400, 000
1,5 00, 000
1, 4 00, 000
1,300, 000
1000
725
700
400
600
425
425
250
100
100
100
100
620
620
620
620
875
700
550
325
1,300,000
1,200,000
1,100,000
1,000,000
550
800
450
225
325
475
275
125
l 00
100
100
100
620
620
620
620
350
725
575
375
l, 000, 000
l,l 00, 000
1, 000, 000
900,000
1250
775
575
350
575
350
275
150
70
70 .
70
. 70
335
335
335
335
1200
1000
825
475
1,200,000
1,100,000
1,100,000
900,000
450
675
375
175
200
300
175
75
70
70
70
70
335
335
335
335
525
1050
850
550
900,000
1,000,000
900,000
800,000
1250
775
575
350
575
350
275
150
70
70
70
75
350
350
350
350
1200
1000
825
475
450
675
375
175
200
300
175
75
70
70
70
70
350
350
350
350
525
1050
850
550
1,200,000
1,100,000
1,100,000
900,000 NELMA
900, 000
NSLB
1,000,000
900, 000
800, 000
1400
1050
950
850
500
900
700
600
500
300
75
75
75
75
75
405
405
405
405
405
1500
1350
1300
1250
725
1,600,000
1,500,000
1,500,000
1,300,000 WCLIB
1,200,000 WWPA
675
975
550
250
400
575
325
150
75
75
75
75
405
405
405
405
800
1500
1300
850
1, 200, 000
1,3 00, 000
1,200, 000
1.100,000
NLGA
MIXED MAPLE
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Pos/e
Construcción
Estándar
Común
211 -4 11 espesor
2" y más ancho
2"-4" espesor
2"-4" ancho
NELMA
EASTERN SOFTWOODS
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" y más ancha
2"-4"espesor
2"-4" ancho
NELMA
NSLB
EASTERN WHITE PINE
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
211 -4" espesor
2" y más ancha
2"-4" espesor
2"-4" ancho
HEM-FIR
Estructural selecta
No. 1 & Btr
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
Awad S. Hanna
2"-4" espesor
2" y más ancha
2"-4" espesor
12"-4" ancho
41
Capitulo 3
1
Tabla 3.3 Valores de diseño para madera dimensional graduada visualmente.(Continuación)
Valores de diseño en libras por pulgada cuadrada (psi)
f'.specie y
grado comercial
/\gcn<.:ia
Tensión Cortante Compresión Compresión Módulo
de las
Clasificación
paralela paralelo perpendicular
paralela
de
reglas de
de
a la libra Elasticidad
Flexión a la fibra a la fibra a la fibra
dimensión
¡;~
F,
F±
F,,
F.
E
graduación
NORTHERN WHITECEDAR
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Comlin
2"-4" espesor
2" y más
2"-4" espeso1
2 "-./"ancho
775
575
550
325
450
325
325
175
60
60
60
60
370
370
370
370
750
600
475
175
800.000
700.000
700.000
600.000
-125
625
350
175
250
375
200
I 00
60
60
60
60
370
370
370
370
300
625
.:/75
325
600, 000
7ºº· 000
600, 000
600, 000
1300
925
900
525
750
550
525
300
1 5
l.QS
1
105
1~5
615
615
615
615
1100
900
700
400
1.700.000
1.600.000
1.500.000
1.300.000
700
/050
575
275
-125
600
325
150
105
/05
105
105
615
615
615
615
./50
925
725
.:/75
/,300,000
1. .¡ 000
1,300,000
1, 200, 000
1150
825
800
475
675
500
475
275
85
85
85
85
800
800
800
800
1000
825
625
375
1.100.000
1.000,000
900.000
800.000 NEl.MA
625
925
525
250
375
550
300
150
85
85
85
85
800
800
800
800
./00
850
650
425
800, 000
900,000
800, 000
800, 000
1400
1000
975
550
800
575
575
325
110
110
110
110
885
885
885
885
1150
925
725
425
1.400.000
1.400.000
1.300.000
1.200.000 NELMA
750
1100
625
300
-150
650
350
175
110
110
110
110
885
885
885
885
450
975
750
500
1, 200. 000
1, 200, 000
1.1ºº·000
1, 000, 000
950
575
350
450
275
150
65
65
65
350
350
350
1100
825
475
1.100.000
1.100.000
1.000.000
-150
675
375
175
200
300
175
75
65
65
65
65
350
350
350
350
525
1050
850
550
1, ººº· 000
1, 000, 000
900, 000
900, 000
NEl.M/\
RED MAPLE
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste ·
Construcción
Estándar
Co111ú11
2"-4" espesor
2" y más
IJ"-./"espesor
IJ"-./" ancho
Nt:l.M/\
ºº·
MIXED OAK
Estructural seleta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" y más ancho
2"-./" espesor
2"-4" ancho
NORTHERN RED OAK
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Co11strucción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" y más ancho
2"-./"espesor
2"-./" ancho
· NORTHERN SPECIES
Estructural selecta
No.l/No.2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
42
2"-4" espesor
2... y más ancho
2"-4" espesor
2"-4" ancho
NLGA
Sistemas de Cimbras
¡
. l
l
'
1mcyc
Discfüi de i.:1111bra para losas
Tabla 3.3 Valores de diseño para madera dimensional graduada visualmente.(Continuación)
Valores de disello en libras por pulgada cuadrada (psi)
Especies y
grado comercial
Clasi ticación
de dimensión
Tensión Cortante Compresión Compresión Módulo
Agcni.:1•1
de las
paralela paralelo perpendicular
paralela
de
a la fibrn
Flexión a la fibra a la fibra
a la libra elasticidad reglas de
graduación
FF.
F.
E
Fb
F,J·
2"-4" espesor
1250
875
500
675
425
250
70
70
70
425
425
425
1400
1100
625
1.500.000
1.400.000
1.200.000
675
975
550
250
325
./75
275
125
70
70
70
70
./25
./25
./25
./25
675
1350.
11 (}0
715
/ ,]()0,fJOO
1.300,(J{){)
J. 200. ()()()
1. I 00, 000
1300
850
750
425
575
400
325
200
70
70
70
70
335
335
335
335
1200
1050
975
550
1.300.000
1.200.000
1.100.000
1.000.000
575
850
./75
225
250
375
225
/(}()
70
70
70
70
335
335
335
335
(,(){)
I 200
I 000
650
1.
0(}()
1, {}()(), 00()
900, 000
1)()(), ()0()
1150
825
800
475
675
500
475
275
85
85
85
85
820
820
820
820
1000
825
625
375
IA00.000
1.300.000
1.200.000
1.100,000
625
925
525
250
375
550
300
150
85
85
85
85
820
820
820
820
./00
850
650
./25
1. I 00.(JOO
1.200.(JOO
1. I 00/JOO
1.
0()()
1750
1350
1100
975
775
925
725
525
425
1000
800
625
575
450
525
425
300
250
145
80
85
80
80
80
80
80
80
650
650
425
650
425
650
425
650
425
1850
1500
1100
1200
900
950
700
550
400
1.400.00C
1.400.00U
1.100.000
1.300.00C
1,100.00(
1.200.000
1.000.000
1.100,00C
900.000
575
825
./50
225
325
475
275
125
80
80
8(}
./25
./25
./25
./25
./5()
925
725
.¡75
900,00(.
900.(J()(
900.(J()(.
800,()()(
SPRLICE-PINE-FIR
Estructural selecta
No. l/No.2
No. 3
Po.\' te
0ll.\'tr11c:c:ió11
l:".\'tÚ11clar
( º0111ú11
0
(
2" y más
2"-./" espesm
2 "-./" ancho
l'\ l.<i:\
SPIWCE-PINE-Ftn (SOllTfl)
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
2"-4" espesor
2" y más
Poste
( '011.,·tr1t('(:ió11
]"-./" espesm
E.\'tá11dar
Común
2 "-./" ancho
ººº·
Nl:LMA
NSU3
\\'Cl.IB
WWP!\
nED O:\K
Es~·uctural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
2"-4" espesor
( "onstr11cció11
Estánclard
Común
]"-./"espesor
2" y müs
:1"-./" ancho
NEl.MA
ººº·
REDWOOD
F<:tr1wt11r:1l 1•l:1r:1
Estructural sdccta
Estructural. selecta grano
No. 1
No. 1. grano abi1.:rto
No. 2
No. 2. grano abierto
No ..1
No. 3. grano abierto
Poste
( "onstrucción
f:"stándar
("01111Í11
t\wad S. Harma
2"-4" espesor
2" y más
12"-./" espesor
2"-./" ancho
80
RIS*
43
~~,,
1mcyc
Capitulo 3
¡
1
Tabla 3.3 Valores de diseño para madera dimensional graduada visualmente.(Continuación)
WESTERN CEDARS
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" espesor
2" y más
2"-4" espesor
2"-4" ancho
1000
725
700
400
600
425
425
250
75
75
75
75
425
425
425
425
1000
825
650
375
1.100.000
1.000.000
1.000,000
900.000 WCLlB
550
800
450
225
325
475
275
125
75
75
75
75
425
425
425
./25
400
850
650
./25
900,000
900,000
800,000
800, 000
875
650
650
375
400
300
275
175
70
70
70
70
335
335
335
335
1050
925
875
500
1.200.000
1.100.000
500
725
400
200
225
325
175'
75
70
70
70
70
335
335
335
335
550
1050
900
600
WWPA
WESTERN WOODS
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
Poste
Construcción
Estándar
Común
2"-4" epesor
2" y más
12"-4"espesor
2"-4" ancho
'·ººº·ººº
900,000
WCLIB
900,000
ººº·
WWPA
1.
000
900, 000
800,000
Figura 3.4 Fuerzas y direcciones de la fibra.
Tensión puralela
[
7/
Flexión
t
]
a la fibra
Compresión
&!ro/I
<:J- Tensión -[>
Compresión
paralela a la tihra
Com¡m.:sión
perpendü:ular
a la tihra
44
·iensión perpendicular
a la fibra
Compresión, tensión y
wrtante causados
por d dohlado
Coitante vertical
Cortante longitudinal
Sistemas de Cimbras
Diseiio de cimbra para losas
Tabla 3 .3a Factor de ajuste de tamaño Cr para madera dimensional visualmente graduada
Fh
Grados
Ancho (pulg)
Espesor
2 y 3 pulg.
Espesor
4 pulg.
F,
F,
Selecta
Estructural
No. 1 y major
No.
No. 2
No. 3
2, 3, y4
5
6
8
10
12
14 y más ancha
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
1.5
1.4
1.3
1.3
1.2
1.1
1.0
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
1.15
1.1
1.1
1.05
1.0
1.0
0.9
2, 3, y 4
5y6
2, 3, y 4
1.1
1.0
1.1
1.0
1.1
1.0
1.05
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
4
2y3
1.0
0.4
1.0
1.0
0.4
1.0
0.6
Poste
Construcción y
Estándard
Utilidad
T a bl a 3 3b Factor Cru uso p. ano
Espesor (pulg)
Ancho pulg.
2y3
4
5
6
8
l Oy más ancho
2y3
1.0
1.1
1.1
11.5
11.5
1.2
4
-
1.0
1.05
1.05
1.05
1.1
T a bl a 3..,
•.)C Factor de a1uste e M por hume d a d d e serv1c10
Tipo de esfuerzo
F¡,
F,
F,
Fc1
F,
E
e"
0.85*
1.0
0.97
0.67
0.8t
0.9
*
Cuando (F1>,) (C 1) < 1150 lb/pulg 2• C.11, 1.0. t
2
Cuando (Fe) (C1) 750 lb/pulg ,
1.0.
C."=
Tabla 3.3d Factor CH de esfuerzo cortante
Longitud de abertura
en cara ancha de madera
2-pulg. (nominal)
Cu
sin abertura
1
12 x cara ancha
3
t4 x cara ancha
l x cara ancha
1112 x cara ancha o más
2.00
1.67
1.50
1.33
1.00
Longitud de abertura en
cara ancha de 3-pulg.
(nominal) y madera
de mayor espesor
sin abertura
1
12x cara angosta
3
14 x cara angosta
1 x cara angosta
1112 x cara angosta
o más
-
Cu
2.00
1.67
1.50
1.33
1.00
Dimensión de empalme*
en madera de 2-pulg.
(nominal) y de mayor
espesor
sin abertura
1
1r.x cara angosta
1
14 x cara angosta
1
13 x cara angosta
1
12 x cara angosta
o más
Cu
2.00
1.67
1.50
1.33
1.00
* El corte se mide al final entre líneas que confinan el corte y perpendicularmente a la superficie cargada.
Awad S. Hanna
45
-
-
----~--·-
'
1mcyc
Capitulo 3
Tabla 3.4 Valores base de diseño para madera de pino southern dimensional visualmente graduada
Valores de diseño en libras por pulgada cuadrada (psi)
Especies y
grado comercial
Doblado
Tensión
paralela
a la libra
Cortante
paralela
a la fibra
F1.
F,
F,.
r-: 1
2050
1450
1300
750
775
1200
875
775
450
450
100
100
90
90
90
2"-4" espesor
1000
550
4" ancho
275
600
325
150
1850
1300
1150
675
675
Clasificación
de tamai1o
Compresión
perpendicular
a la libra
Compresión
paralela
a la fibra
Múdulll
de
clasticidau
/·:
i:
565
565
565
565
565
1800
1650
1650
950
950
1.600.000
l.500.000
l.-t00.000
1.200.000
1.200.000
100
90
90
565
565
565
1700
1450
950
1.300.000
1.200.000
1.100.000
1100
750
675
400
400
90
90
90
90
90
565
565
565
565
565
1700
1550
1550
875
875
1.600.000
1.500.000
1.400.000
1.200.000
1.200.000
1750
1200
1050
625
1000
700
625
375
90
90
90
90
565
565
565
565
1600
1450
1450
850
1.600.000
1500
1050
925
565
875
600
550
325
90
90
90
90
565
565
565
565
1600
1450
1450
825
1.600.000
1400
975
875
500
825
575
525
300
90
90
90
90
565
565
565
565
1550
1.600.000
1400
1400
800
1.500.000
1.400.000
1.200.000
Agencia
reguladora
de
grauuación
:\11:'\ED SOFfHERN PINE
htructurnl sdecta
No. 1
~o. 2
No. 3
Poste
Cn11strucción
Estándard
('omún
Estructural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
l'osti:
2"-4" espesor
2"-4" ancho
2"-4" espesor
5"-6" ancho
l:structural sdecta
No. 1
No. 2
No. 3
2"-4" espesor
Estrudural selecta
No. 1
No. 2
No. 3
2"-4" espesor
Fstructurnl selecta
No. 1
No. 2
No. 3
2"-4" i:spi:sor
8" ancho
1O" ancho
12" ancho
SPIB*
1.500.000
1.400.000
1.200.000
1.500.00()
1.400.000
1.200.000
* Olicina de inspección de pino del sur (Southcrm Pinc lnspcction Burcau)
la 3 .3 .d muestran los valores de diseño junto con sus factores de ajuste para todas las especies con excepción del
Pino Southern. Los valores de diseño para Pino Southern se muestran en las Tablas 3.4 a, 3.4d y 3.5.
Factor de tamaño
Los esfuerzos paralelos a la fibra para madera dimensional visualmente clasificada deben multiplicarse por los factores de tamaño proporcionados en lasTablas 3.3a y 3.4a. Cuando el peralte d de la viga, larguero, poste, o tablón
excede de 12 pulg., el valor de diseño tabulado Fb debe ser multiplicado por el factor siguiente: C" = ( l
~O
r·
Efecto de la humedad
Las condiciones de servicio en seco son aquellas en las que el contenido de humedad durante el uso del miembro
no es mayor al 19 por ciento, independientemente del contenido de humedad del miembro al mómento de su fabricación. Los valores de diseño (esfuerzos permisibles de diseño) para madera son aplicables a los miembros que
son usados en condiciones de servicio en seco, tales como en la mayoría de las estructuras cubiertas. Para madera
.fo
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Dist:11o de cimbra para losas
Tabla 3.4a Factor Cr de ajuste de tamaño para pino Southerm
incluyendo mezclas
Para madera
uimensional dt! 4
pulg. de espesor. de
8 pulg~ y más ancha
Para madt:fa de
12 pulg. y más
ancha
1.1
0.9
Tabla 3.4b Factor C:11 de ajuste para humedad en servicio
Tipo de esfue1~zo
C11
F"
F,
F,.
F,.i.
¡:,.
f
0.85*
1.0
0.97
0.67
0.8#
0.9
*Cuando (F¡,)(C1.) l:S 1150 lb/pulg=. CM= 1.0
:f. Cuando (Fd (F¡,) :S 750 lb/pulg=. C:M = 1.0
T a bl a.>.
., 4 c Uso peno de factor efu de uso pano
Espesor (pulg.)
Espesor (pulg.)
2 y 3
4
5
6
8
1Oy más ancho
2y3
4
1.0
1.1
1.1
1.15
1.15
1.2
1.0
1.05
1.05
1.05
1.1
Tabla 3 .4d Factor C11 de esfuerzo cortante
Lone.ituu de abertura
en cara ancha tk mallera
de 2 pulg. (nominal)
Sin abertura
1 : ' cara ancha
··,~ ' cara ancha
1 ' cara ancha
11 ~ x cara ancha o más
C11
2.00
1.67
1.50
1.33
1.0
Longitud de abertura en
cara ancha de madera
de 3 pulg. (nominal)
y más ancha
Sin abertura
'1= ' cara angosta
"~ ' cara angosta
1' cara angosta
1
1 ,~ ' cara angosta
o 1m\s
C11
2.00
1.67
1.50
1.33
1.00
Tamaiio ut: empalme*
en madera uc 2 pulg.
(nominal) y más ancha
Sin empalme
'h ' cara angosta
l;4 ' cara angosta
1
1 '\ cara angosta
1
/: ' cara angosta
o más
C11
2.00
1.67
1.50
1.33
1.00
- cargada
*El empalme se mide al linal entre líneas que rnnlinan al empalme y perpendicular a la superllc1e
usada en condiciones en que el contenido de humedad de la madera exceda el 19 por ciento por un largo período
de tiempo, los valores de diseño del miembro deben multiplicarse por el factor CM de condiciones de servicio
húmedo, como se especifica por las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción en Madera
(NOS). El factor de servicio húmedo ( <1.0) es usado para disminuir los esfuerzos permisibles que consideran en
el debilitamiento del miembro debido al incremento en su contenido de humedad. Un ejemplo del factor de servicio húmedo se presenta en la Tabla 3 .3c.
A\\ad S llarrna
47
o
1mcyc
Capítulo 3
Tabla 3.5 \Talorc:s básicc;s <le <lisc11o para ma<lera <limensional <le pino southern visualmente gra<lua<la
Valores <le diseño en libras por pulg. cua<lra<la (psi)
Especie y grado
comercial
Clasificación
de tamaño Flexión
Compresión Compresión
Tensión
Cortante perpen<licular
paralela
paralela paralela a la
a la fibra
a la fibra
a la fibra
fibra
Fh
Mó<lulos
de
Elas tici<la<l
F,
F.
E
Agencia
reguladora de
graduación
PIN<> S< >UTHERN
Estructural sdccta densa
Estructural selecta
Estr\.tCtural selecta no densa
No. 1 Densa
No. 1
2"-4" espesor
No. I No densa
2"-4" ancho
No. 2 Densa
No. 2
No. 2 No densa
No. 3
Poste
Ccmstruccic'in
2"-4" espesor
Estándar
Común
4" ancho
Estructural selecta <lensa
Estructural selecta
Estructural selecta no densa
No. J Densa
'2"-4" espesor
No. /
No. 1 No densa
l5'"-6" ancho
No. 2 Densa
No. 2
No. 2 No d<:nsa
No. 3
Post<:
Estructural selecta densa
Estructural sel<:cta
Estructural sel<:cta no densa
No. 1 Densa
No. 1
No. 1 No densa
No. 2 Densa
No. 2
No. 2 No d<:nsa
No.3
12"-4" espesor
~"ancho
Estructural sd<:cta d<:nsa
Estructural sel<:cta
Estructural selt!cta no <l<:nsa
No. I Densa
2"-4" esp<:sor
No. 1
No. 1 No densa
10" ancho
No. 2 Densa
No. 2
No. 2 No d<:nsa
No. 3
48
3050
2850
2650
2000
1850
1700
1700
1500
1350
850
875
1650
. 100
1600
1350
1100
1050
900
875
825
775
475
500
100
100
100
100
100
90
90
90
90
90
660
565
480
660
565
480
660
565
480
565
565
2250
2100
1950
2000
1850
1700
1850
1650
1600
975
975
1,900,000
1,800,000
1,700,000
l,800,000
1,700,000
1,600.000
1,700,000
1,600,000
1,400,000
1,400,000
1,400,000
1100
625
300
625
350
175
100
90
90
565
565
565
1800
1500
975
1,500,000
1,300,000
1,300,000
2700
2550
2350
1750
1650
1500
1450
1250
1150
750
775
1500
1400
1200
950
900
800
775
725
675
425
425
90
90
90
90
90
90
90
90
90
90
90
660
565
480
660
565
480
660
565
480
565
565
2150
2000
1850
1900
1750
1600
1750
1600
1500
925
925
1,900,000
1,800,000
1,700,000
1,800,000
1,700,000
1,600,000
1,700,000
1,600,000
1,400,000
1,400,000
1.400,000
2450
2300
2100
1650
1500
1350
1400
1200
1100
700
1350
1300
1100
875
825
725
675
650
600
400
90
90
90
90
90
90
90
90
90
90
660
565
480
660
565
480
660
565
480
565
2050
1900
1750
1800
1650
1550
1700
1550
1450
875
1,900,000
1,800,000
1,700,000
1,800,000
1,700,000
1,600,000
1,700,000
1,600,000
1,400,000
1,400,000
2150
2050
1850
1450
1300
1200
1200
1050
950
600
1200
1100
950
775
725
650
625
575
550
325
90
90
90
90
90
90
90
90
90
90
660
565
480
660
565
480
660
565
480
565
2000
1850
1750
1750
1600
1500
1650
1500
1400
850
1,900,000
1,800,000
1,700,000
1~800,000
1,700,000
1,600,000
1,700,000
1,600,000
l,400,000
1,400.000
SPJB't
SPIB
Sistemas de Cimbras
o
1mcyc
Diserio de cimbra para losas
Tabla 3.5 Continuación
Valores de diseño en libras por pulg. cuadrada (psi)
Especie y grado
comercial
Clasi ticación
de tamaño
Estructural selecta densa
Estructural selecta
Estructural selecta no densa
2"-4" espesor
No. 1 Densa
No. l
No. 1 No densa
12" ancho
No. 2 Densa
No. 2
No. 2 No densa
No. 3
Tensión Cortante Compresión Compresión
paralela Paralela perpendicular paralela
Flexión al grano al grano
al grano
al grano
F,
Fb
Fv
Fe:
Fd
Módulo
Agencia
de
reguladora
Elasticidad
de
E
graduación
2050
1900
1750
1350
1250
1150
1150
975
900
575
1,900,000
1,800,000
1,700,000
1,800,000
1.700,000
1,600,000
1.700,000
1,600,000
1,400,000
1,400,000
1100
1050
900
725
675
600
575
550
525
325
90
90
90
90
90
90
90
90
90
90
660
565
480
660
565
480
660
565
480
565
1950
1800
1700
1700
1600
1500
1600
1450
1350
825
-
PINO SOUTHERN (Condiciones de servicio seco - contenido de humedad 19% ó menor)
Estructural densa 86
Estructural densa72
Estructural densa 65
2-1/2"-4" espesor
2" y más ancha
2600
2200
2000
1750
1450
1300
155
130
115
660
660
660
2000
1650
1500
1.800,000
1,800,000
1,800,000
SPIB
145
120
110
440
440
440
1300
1100
1000
1.600.000
1,600,000
1,600,000
SPIB
PINO SOUTHERN (Condiciones de servicio HÚMEDO)
Estructural densa 86
Estructural densa 72
Estructural densa 65
2-1/2"-4" espesor
2-112" y más ancha
2100
1750
1600
1400
1200
1050
*Oficina de Inspección de Pino del Sur (Southern Pine lnspection Bureau)
Tomado de las Especi ticaciones Nacionales de Diseño para Construcción de Madera 1991
Tabla 3.5a Factor de ajuste CM para servicio húmedo
Tipo <le esfuerzo
C.11
1
Fi.
F,
Fv
Fc;J-
F,
E
1.00
1.0
1.00
0.67
0.91
1.00
Tabla 3.5b Factor C,, de esfuerzo cortante
Dimensión de empalme* en
Longitud de abertura en
madera de 5 pulg. (nominal)
cara ancha de madera de
e,, y más gruesa
5 pulg. (nominal) y más
gruesa
Sin empalme
C11
2.00
Sin abertura
2.00
, 2 x cara angosta
1.67
cara angosta
1.50
1
/4 x cara angosta
1.50
1 x cara angosta
1
1 2 x cara angosta
1.33
1.00
cara angosta
1
2 x cara angosta o más
1.33
1.00
3
14 x
1s x cara angosta
1
1
13 x
1.67
*El empalme es medido al final entre líneas que confinan al empalme y
perpendicular a la superficie cargada
Awad S. Harma
49
:1
1mcyc
Capitulo J
Tabla 3.6 Valores de diseño para forros visualmente graduada
Valores de diseño en
libras por pulgada cuadrada
Especie y grado
comercial
Clasificación de
tamaño
F,,
F±
E
2-4 pulg. espesor.
6-8 pulg. ancho
1750.0
1450.0
625.0
625.0
1.800,000
1,700.000
Dex selecta
2-4 pulg. espesor,
Dex comercial
Redwood
6-8 pulg. ancho
1400.0
1150.0
405.0
405.0
1.500.000
1.400.000
Selecta, grano cerrado
2 pulg. espesor.
-
Selecta comercial
6 pulg. y más ancha
1850.0
1450.0
1200.0
-
1.400.000
1.100.000
1.000.000
Deck Hcarth
2 pulg. espesor.
4 pulg. ancho
400.0
420.0
900.000
2 pulg. espesor.
6 pulg. y más ancha
700.0
420.0
900.000
Douglas Fir-Larch
Dex selecta
Dex comercial
Hem-Fir
y
Cubierta común
Southern Pine (condiciones de servicio seco - 19% o menos de contenido de humedad)
Densa estándard
Densa selecta
Selecta
Densa comercial
Comercial
2-4 pulg. espesor.
2 pulg. y más ancha
2000.0
1650.0
1400.0
1650.0
1400.0
660.0
660.0
565.0
660.0
565.0
1.800.000
1.600.000
1.600.000
1.600.000
1.600.000
1600.0
1350.0
1150.0
1350.0
1150.0
440.0
440.0
375.0
440.0
375.0
1.600.000
1.400.000
1.400.000
1.400.000
1.400.000
Southem Pine (condiciones de servicio húmedo)
Densa estandard
Densa selecta
Selecta
Densa comercial
Comercial
2 1/2-4 pulg. espesor.
2 pulg. y más ancha
De las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción con madera 1991
Tabla 3.6a Factor (Cm)* de Servicio húmedo.
Tipo de esfuerzo
F1i
Fc.L
E
C.1
0.85t
0.67
0.9
* Para uso de southern pine del sur usar valores de diseño tabulados para condiciones
de servicio húmedo sin mayor ajuste
t Cuando (F,,J (C¡) < 1150 pst, C\/ = 1.0.
Igualmente, el contenido de humedad agrega peso adicional a la madera, las NDS especifican que la fórmula
siguiente debe usarse para determinar la densidad de la madera (en lb/pie\
. [
Dens1'd ad = 624
m.c.]
G
] [ 1+ - 1 + G(0.009)(m.c.)
100
en donde
50
Sistemas de Cimbras
Ci
1mcyc
Disdio de cimbra para losa
D ens1·d a d = 62.4 [
m.c.J
G
] [ 1+ - 1 + G(0.009)(m.c.)
100
en donde
G = gravedad específica de la madera con base en peso y volumen cuando es secada con horno
m.c. = contenido de humedad de la madera en%
Factor de duración de fa carga
La madera tiene la propiedad de soportar una carga máxima sustancialmente mayor por una duración corta que
por una duración larga . Los valores de diseño tabulados por las NDS aplican a duración normal de carga. La duración normal de carga es definida como la aplicación de la carga total de diseño que esfuerza totalmente un
miembro a su valor de diseño permisible por un período acumulativo de aproximadamente 10 años. Los valores
para factores de duración de carga se muestran en la Tabla 3.7.
Tabla 3.7 Factor de duración de carga (C 0 )
Duración de carga
Permanente
10 é.lllOS
2 meses
7 días
1O minutos
Impacto
Cn
Carga típica de diseño
0.9
1.0
1.15
1.25
1.6
2.0
Carga muerta
Carga viva de ocupación
Carga por nieve
Carga de construcción
Carga por viento/sismo
Carga de impacto
Tomado de las Especificaciones Nacionales de Diseño para Construcción
con madera 1991
Factor de temperatura
La madera incrementa su resistencia cuando es enfriada por abajo de temperaturas normales y disminuye su resistencia cuando se calienta. El prolongar el calentamiento por encima de 65ºC puede resultar en una pérdida permanente de resistencia. Los valores tabulados de diseño deberán multiplicarse por factores de temperatma C1
para un miembro que experimente exposición sostenida a temperatura elevada de hasta 65º C. Estos valores se
muestran en la Tabla 3.8.
Tabla 3.8 Factor de temperatura (Ct).
Valores de diseño
F~. E
l·i.. F,, t·: y t·:..i.
c,
Contenido de
humedad en
servicio
Mojada o seca
T-S. IOOºF
IOOºF < T-S. 125ºF
125ºF 'S. T-S. 150ºF
1.0
0.9
0.9
Seca
Húmeda
1.0
1.0
0.8
0.7
0.7
0.5
Tomado de las Especi ti cae iones Nacionales de Diseño para Construcción con madera 1991
:\\\:Id S l lanna
51
1'
()
1mcyc
Capitulo 3
Factor de área de contacto
Los valores tabulados para diseño en compresión perpendicular a la fibra F el. aplican a soportes de cualquier longitud en los extremos del miembro, y a todos los soportes de 6 pulg. o más en longitud en cualquier otra ubicación. Para soportes menores de 6 pulg. y no más cerca de 3 pulg. del extremo de un miembro, los valores de diseño
tabulados perpendiculares al grano F c.L deben ser multiplicados por el factor de área de contacto Cb. Los valores
de Cb se muestran en la Tabla 3.9
Tabla 3.9 Factor de área de contacto (Cb)*
6ó
lb (pulg.)
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
más
1.75
1.38
1.25
1.19
1.13
1.10
1.00
a de contacto tal como rondanas. la 1ong1tuC1 cie contacto l1i sera igual
s Especificaciones Nacionales de Diseño para Madera de Construcción 1991
3.4 Propiedades del triplay
3.4.1 Clasificación de durabilidad por exposición
El tri play es clasificado como interior o exterior. La clasificación se hace con base en la resistencia de la adherencia del pegamento a la humedad, que es afectada por el adhesivo usado, el espesor de chapa, y la construcción del
tablero. El tri play se fabrica en cuatro clasificaciones de durabilidad por exposición: Exterior, Exposición l, JM,.
AGE (Exposición 2), e Interior. El tipo exterior se hace con pegamento 100 por ciento a prueba de agua.
3.4.2 Clasificación de chapa
El triplay es graduado con base en la apariencia y defectos en las chapas. La chapa es dividida en los siguientes
cinco grados: el grado N está libre de defectos, nudos,'y parches limitados, y es adecuado para trabajo en donde se
desea un acabado natural, como en muebles. El grado A es liso, libre de nudos, y pintable. Los grados N y A son
considerados los niveles de grado más altos. El grado Bes similar al grado A excepto que pueden encontrarse nudos, parches, y defectos de lijado. El grado C permite mayores nudos y agujeros de nudos; es el grado más bajo
permitido en triplay tipo exterior. El grado C taponado es un grado C reparado o mejorado. El grado D puede tener nudos más grandes, agujeros de nudos, y un número de reparaciones, agujeros, y defectos de lijado; este
grado no es permitido para paneles exteriores.
3.4.3 Grados de triplay
Cualquier combinación de los grados antes mencionados existe como superficie de cara y de reverso para el
panel de tri play.
El sistema de clasificación incluye:
• C-D Interior y C-C exterior(ambos no son lijados), ambos paneles para forro, son designados forros con clasificación APA.
52
Sistemas de Cimbras
~)
1mcyc
Discr)o de 1.:imbra para losas
• Paneles aparentes lijados 19/32 pulg. o más gruesos son designados como Clase piso -1-Sturd APA.
• El forro clasificado puede ser modificado por los términos de estructural 1 o 11.
• Los paneles de triplay que cumplen con este sistema son designados por grosor, o claro, sin referencia a la especie de chapa. La
clasificación por claro se escribe en la forma 48/24, en donde el numerador indica el claro máximo recomendado en pulgadas
cuando se usa para pisos, y el denominador indica el claro máximo recomendado en pulgadas cuando se usa para pisos. Estos valores se basan en una carga de techo de 35 lb/pie2 ( 170.94 kg/m2), y una carga de piso de 100 lb/pie 2 ( 488.24 kg/m 2). La limitación de carga de piso es una flexión de L/360 en donde L representa el claro.
3.4.4 Especies de madera
Las maderas que pueden usarse para fabricar triplay bajo los Estándares de Producto de los Estados Unidos PS183, son clasificadas en cinco grupos con base en módulos elásticos en flexión y en importantes propiedades de
resistencia. La clasificación de grupo de un panel de tri play es generalmente determinada por la chapa de la cara y
el reverso permitiendo que la chapa interior sea de un grupo diferente. Para ciertos grados tales como los grados
Marino y Estructural I, todos los triplays requieren ser de la especie del Grupo 1.
3.4.5 Dirección de la fibra en la cara
Para mayor resistencia y rigidez, el triplay debe instalarse con la fibra perpendicular a los apoyos. Las propiedades de la sección paralelas a la fibra del triplay se basan en la construccción del pánel que da valores mínimos
en esta dirección. Las propiedades perpendiculares a la fibra se basan en general, en una diferente construcción
del pánel. lo que da valores mínimos en esa dirección (Figura 1.6).
Para propósitos de diseño, los cálculos deben tomar en cuenta en qué dirección se han de imponer los esfuerzos en los paneles. Si los esfuerzos pueden esperarse en ambas direcciones, entonces tanto la dirección paralela
como la perpendicular deben revisarse.
3.4.6 Nivel de esfuerzos
Los esfuerzos permisibles mostrados en la Tabla 3 .1 O, se dividen en tres diferentes niveles, que están relacionados con el grado del tri play. Las investigaciones indican que la resistencia esta directamente relacionada con el
espesor de chapa y el tipo de pegamento. La derivación del nivel de esfuerzo es como sigue:
•
Los esfuerzos de flexión, tensión, y compresión dependen del grado de la chapa.
•
Los esfuerzos cortantes no dependen del grado de la chapa, pero varían con el tipo de pegamento.
•
La rigidez y la resistencia al aplastamiento dependen del grupo de especie, no del grado de la chapa.
Hay que hacer notar que la Tabla 3 .10 debe leerse conjuntamente con las Tablas 3 .11 a 3 .14.
3.4.7 Condiciones secas y condiciones húmedas
Los esfuerzos permisibles en la columna titulada "seco" de la Tabla 3.14, aplican al triplay bajo condiciones de
servicio que están continuamente secas. Las condiciones secas son definidas como un contenido de humedad de
menos del 16 por ciento. Cuando el contenido de humedad es 16 por ciento o mayor, deben utilizarse los esfuezos
permisibles bajo la columna titulada "húmedo".
Awad S. Harma
53
Capitulo 3
Tabla.3.1 O Clave para la clasificación de claro y el grupo de especie.
Clasificación de claro (Grado de clasilicación de forrado AP¡\)
12/0 16/0 20/0 24/0 32/16 40/20 48/24
CLAVE PARA LA
CLASIFICACION DE CLARO Y
GRUPO DE ESPECIE
Para paneles con "'Clasificación de claro..
como a ~ ~~o de la parte superio~ y
espesor como en la izquierda, usar
el
esft~noparagrupodeespec~mostradoen
la tabla
Clasificación de claro
(Grado de PISO STURD-1)
ESPESOR
(pulg.)
5 ¡ 16
4
l6oc
20 oc 24 oc
48 oc
1
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-
3¡ 8
4
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-
15/32
&
1/2
4
1 .:,
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-
19/32 & 5/8
( 1) Espesores no aplicables a PISO
CLASIFICADO STURD 1 de APA
(2) Para PISO CLASIFICADO STURD-1
24oc APA, usar los esfuenos del Grupo 4.
4
23/32 & 3/4
7/8
3 (2)
1 - 1/8
Tomado de Dise~o de Triplay y Especificaciones de la Asociación Americana de Triplay 1997.
3.4.8 Duración de la carga
Puesto que el triplay usado en el cimbrado tiene un_a duración de carga máxima de 7 días, las especificaciones de
la APA permiten un incremento del 25% en los valores de diseño dados en la Tabla 3.14
3.4.9 Metodología y ecuaciones de diseño
Al seleccionar las dimensiones del tri play, viguetas, y largueros para claros y cargas dados, se deben considerar los
siguientes requisitos:
1. Los esfuerzos de trabajo permisibles para flexión y para cortante no deben ser excedidos.
2. Los límites permisibles de flexión no deben ser excedidos.
3. Las dimensiones de las viguetas y los largueros deben ser obtenidos fácilmente en el comercio local.
1. Diseño por flexión:
a. Para claro simple
w,. =
96F" (KS)
¡2
1
b. Para dos claros
96F" (KS)
" = - -,~ - -
ll'
1
c. Para tres o más claros:
Sistema~ de Cimbras
*"'
1mcyc
Discfüi dt: cimbra para losas
Tabla 3.11 Guía para utilizar las tablas de esfuerzos permisibles y propiedades de sección.
APLICACIONES EXTERIORES
Grado de
triplay
Descripción y uso
Grado de chapa
Marcas
registradas
tjpjcas
C'LASIFIC' AC'ION Grado no lijado de fono con
APA FORRO
pegamento a ·prueba de agua para
EXTERIOR'••
aplicm.:ionc:s en muros. t.:chos. bases
de piso y aplicaciones industriales
tal.:s como <pallets de :llmacenaie)
Cl.:\SIFIC.-\CIO!'\ 1 .. Estrncturnr· es un modificador parn
,\J>,\
cst~ gr'.1do de fcmmlo. no lijado. P:m1
ESTRL'CTl :R,\L :1plicac1oi~~s
~e
11.1g.en1ena en
FORRO EXTl'.RIOR construcc1on e mdustna en donde s.:
. ,,
requieren todos los paneles tipo
exterior. El estructural 1 se hace
sol:unentc con nmderns del Grupo 1.
APA
l'L '\TORl\I APA B·BGrado de cimbra para concreto con
CLASE 1ó11(2) alto factor de re-uso. Lijada en ambos
lados. m:eit;1do de planta al menos que
se especifique ch: otni modo.
l>isponihle en HDO. Para la
inli.mnación de diseilu en este pand
de uso especial \"Cr: AP A
Dcsig.n/('unstrnction Guide: Concrete
Funninl!. Fomrn No. \'345. Dise1iar
usando ~·;1lores de esta especificación
darú por resultado un dise1io
Re\'erso
c
('
Interior
e
SUIUCTUIUL1
2"0 SlllJICM
Grado por
nivel de
esfüerzo
(Tabla 3)
Grnpo de
especie
Tabla de
propiedad de
sección
5116. 3/8.
15/32. 112.
19/32. 5/8.
23/32. 3/4
S-tl"I
Ver
..Clave para
la clasificación
de claro..
Tabla 1
(no lijada)
5116. 3/8.
15/32. 1/2.
19/32. 5/8.
23/32. 3/4
S-1 1" 1
Grupo 1
Tabla 2
(no lijada)
19/32. 5/8.
23/32, 3(4
S-2
1/2, 19/32.
518. 23/32.
314
S-2
Como se
especifica
Tabla 1
(lijado al tacto)
Clase 1 uso
Grupo 1:
Clase 11 uso
Grupo 3
Tabla 1 (lijada)
IXPOSIJ".11
~~"~
('
Cl.ASIFIC'AC:ION Para combinación de base para piso en
donde pueden presentarse
APA PISO
condiciones severas de humedad. así
STURD-1
EXTERIOR'" como en cubienas de balcones.
Contiene resistencia :1 1.:arg:1s
conccntrndas y cargas de imp:1cto
durante h1 constrm:ción y ocup;1ción.
l .ijado al 1:1ct11 (.t ). Disponible con
extremos nwchi-hembrados.'~'
SlJBC.-\1'/\ .·\J> ..\ La suh1.:<>pa parn piso en donde
EXTERIOR y
pueden e\istir severas condiciones de
C'ONE(T:\DA ('.('humedad. Tambit!n para cua11os de
EXTERIOR
atmósti:rn contrnlada y muclrns otras
;1plicaciones industri;1les. Toque de
lija. Disponible con bordes machih~mbrados.'~'
Cara
Espesores
comunes
('
('
conectado
APA
conectado
Ver
Tabla 1
..Clave para (lijado al tacto)
la clasificación
de claro ..
C.CPlUCCE:D
CROUPZ
(ll[AIOR
--~--
8
8
c
19/32. 5/8.
23/32. 3/4
S-2
A
A
B
Ó
l8
ó
8
1/4. 3/8.
1/2. 5/8.
3/4
Cara A y
reverso usar
S-1.
Cara 8 ó
reverso usar
S-2
8
c
ó
ó
mejor
mejor
1/4, 11/32.
3/8, 15/32, 112.
19/32.
518. 23/32.
Cara A ó C
y reverso
usar
S-1(16).
APA
PUFOAM
B·B CLAUI
UU:RIOR
--~--
conservador.'~'
APA MARINO
EXTERIOR
Triplay superior tipo exterior hecho
solamente con Doud:1s-Fir o con
Wcstern-Lmch. C'o~stnu.:ción especial
de 11i1dc11 sólido Disponible con carn
i\llJO o 1IDO. Ideal para construcción
de c;1s..:os de bar..:o
GRADOS DE
üen..:ralmentc se ;1plic;m en donde se
APARIENC'IA requiere superficie ele ;1lta calidad.
APA EXTERIOR Incluye APA. A·A. A·B. A·C. 8-8.
13-C:. HDO. y MDO EXTERIOR. (5)
!MARINE ·A·A·EXT{
i'APA. OOO·PS 1·95
A-e-·
~
--::!,--
314
Cara 8
o reverso
usar S2
Grnpo2
(lijada)
Conio se
especifica
Tabla 1
(lijada)
, ( 1) Cuando el pegamento exterior es espe1.:ilicado. por ejemplo Exposición 1. debe usarse plyfonn y el nivel de esfuerzo 2 (S-2).
(2) lnfonnarse con pro\'eedores locales sobre la disponibilidad antes de especificar Cimbra de Triplay Clase 11, ya que raramente se fabrica.
{J) Las propiedades y esfuerzos aplican solamente a CLASIFICACION APA PISO-STURD-1, y FORRADO CLASIFICADO APA. fabricado totalmente con chapas.
H l EL PISO-STURD·I C'LASIFIC' ADO APA 2.4.1. puede ser producido sin lijado.
(5) Puede existir 1.:01110 Estructural l. Para rnl designación usar esfüerzos Grupo 1, y propiedades de sección de Tabla 2.
(ú) Cara(' y re\'erso deben ser natural sin reparar: si son reparadas. usar nivel de esfuerzo 2 (S-2)
Awad S. Hanna
55
fJ
1mcyc
Capítulo]
Tabla 3.12 Propiedades de la sección_efectiva para tri play
CARAS DE TRIPLA Y DE GRUPOS DIFERENTES ESPECIES DESDE LA PARTE INTERIOR
cmcLUYETODOSLOSGRADOSDEPRODUCTOSESTANDAREXCEPTOAQUELLOSANOTADOS
EN LA TABLA 2)
Esfuerzo aplicado paralelo
al grano de cara
Espesor
nominal
(pulg.)
¡$
Espesor
efectivo para
Peso
A
cortante
aproximado
Area
2
{pulg.}
{lb/pie )
{pulg. 2/pie)
I
Momento
de inercia
{pulg.~/pie)
Esfuerzo aplicado perpendicular
a la fibra de cara
KS
lb/Q
Módulo Constante de
efectivo
cortante
A
de sección
rodante
Area
2
{pulg.'lpie) {pulg. /pie} {pulg. 2/pie)
I
Momento
de inercia
(pulg.~/pie}
KS
lb/Q
Constante
Módulo
efectivo de de cortante
sección
rodante
(pulg:'/pie) (pulg. 2/pie)
Paneles no lijados
5/16-U
3/8-U
15/32- y 1/2-U
19/32- y 5/8-U
23/32- y 3/4-U
7/8-U
1-U
1-1/8-U
1.0
l. 1
1.5
1.8
2.2
2.6
3.0
3.3
0.268
0.278
0.298
0.319
0.445
0.607
0.842
0.859
1.491
1.866
2.292
2.330
3.247
3.509
3.916
4.725
0.022
0.039
0.067
0.121
0.234
0.340
0.493
0.676
0.112
0.152
0.213
0.379
0.496
0.678
0.859
1.047
2.569
3.110
3.921
5.004
6.455
7.175
9.244
9.960
0.660
0.799
1.007
1.285
1.563
1.950
3.145
3.079
0.001
0.023
4.497
0.002
0.004
0.036
0.112
0.210
0.288
0.033
0.056
0.091
0.232
0.397
0.660
0.768
5.444
2.450
3.106
3.613
4.791
6.533
7.931
o.oto
Paneles lijados
1/4-S
0.8
0.267
0.996
0.008
0.059
2.0IO
0.348
0.001
0.009
2.019
11/32-S
3/8-S
15/32-S
1.0
1.1
1.4
0.284
0.996
2.765
3.088
4.113
0.417
0.626
1.204
0.001
0.002
0.006
2.589
1.307
1.947
0.093
0.125
0.214
0.016
0.288
0.421
0.019
0.027
0.066
0.023
0.067
3.510
2.434
1/2-S
1.5
1.7
1.8
2.1
2.2
2.6
3.0
3.3
0.425
1.947
4.466
1.240
0.009
0.087
2.752
2.423
0.077
0.115
0.236
0.546
0.315
5.471
1.389
0.021
0.137
2.861
0.550
2.475
0.129
0.339
5.824
1.528
0.027
0.164
3.119
1.737
0.050
0.231
2.081
0.063
0.285
3.818
4.079
19/32-S
5/8-S
23/32-S
3/4-S
7/8-S
1-S
1-1/8-S
0.563
2.822
0.179
0.389
0.568
2.884
0.197
0.412
6.581
6.762
0.586
2.942
0.278
0.515
8.050
2.651
0.104
0.394
5.078
0.817
3.721
3.854
0.423
0.548
0.664
3.163
0.185
0.591
7.031
0.820
8.882
9.883
3.180
0.271
0.744
8.428
2.698
2.354
0.083
0.123
0.271
0.327
4.252
5:346
1.159
1.555
0.006
0.016
0.061
0.135
2.746
3.220
0.836
Paneles con lijado al tacto
112-T
19/32- y 5/8-T
1.5
1.8
0.342
0.408
23/32-y 3/4-T
2.2
0.439
2.715
0.193
0.398
6.589
1.622
0.032
0.219
3.635
1-1/8-T
3.3
0.839
4.548
0.633
0.977
11.258
4.067
0.272
0.743
8.535
De las Especificaciones de Diseño para Triplay de la Asociación Americana de Triplay 1997.
en donde
56
wb =
carga uniforme por flexión, lb/pie
F'b
=
esfuerzo de flexión permisible ajustado, lb/pulg2
KS
=
módulo de sección efectivo, pulg3/pie
Sistemas de Cimbras
'.il.
1mcyc
Disd'ao de cimbra para losas
Tabla 3.13 Propiedades de la sección efectiva de tri play (Estructural 1 y Marino)
Esfuerzo aplicado perpendicula~
a la fibra de cara
Esfuerzo aplicado paralelo
a la fibra de cara
t.
KS
lb/Q
KS
lb/O
Módulo de Constante
Módulo de Constante
Espesor
Peso
A
Momento
sección de cortante
A
Momento
sección de cortante
efectivo
aproximado
Area
de inercia efectiva
rodante
Area
de inercia efectiva
rodante
para
2
2
4
3
3
(lb/pie 2 )
(pulg.
/pie)
(pulg.
/pie)
(pulg.
/pie)
(pulg.
2/pie)
(pulg.
/pie)
(pulg:'lpie)
(pulg.
/pie)
(pulg.
2/pie)
cortante
(pulg.)
I
Espesor
nominal
(pulg.)
Paneles no lijados
5/16-U
3/8-U
15/32- y 1/2-U
19/32- y 5/8-U
23/32- y 3/4-U
7/8-U
1-U
1-118-U
1.0
1.1
1.5
1.8
2.2
2.6
3.0
3.3
0.356
0.371
0.535
0.707
0.739
0.776
1.088
1.118
1.619
2.226
2.719
3.464
4.219
4.388
5.200
6.654
0.022
0.041
0.074
0.154
0.236
0.346
0.529
0.751
0.126
0.195
0.279
0.437
0.549
0.690
0.922
1.164
2.567
3.107
4.157
5.685
6.148
6.948
8.512
9.061
1.188
1.438
2.175
2.742
2.813
3.510
5.661
5.542
0.002
0.003
0.012
0.045
0.064
0.131
0.270
0.408
0.029
0.043
0.116
0.240
0.299
0.457
0.781
0.999
6.037
7.307
2.408
3.072
3.540
4.722
6.435
7.833
0.342
0.365
0.373
0.537
0.545
0.709
0.717
0.741
0.748
0.778
1.091
1.121
1.280
1.280
1.680
1.947
1.947
3.018
3.112
3.735
3.848
3.952
5.215
5.593
0.012
0.026
0.038
0.067
0.078
0.116
0.131
0.183
0.202
0.288
0.479
0.623
0.083
0.133
0.'177
0:246
0.271
0.338
0.361
0.439
0.464
0.569
0.827
0.955
2.009
2.764
3.086
4.107
4.457
5.566
5.934
6.109
6.189
7.539
7.978
8.841
0.626
0.751
1.126
2.168
2.232
2.501
2.751
3.126
3.745
4.772
5.693
5.724
0.001
0.001
0.002
0.009
0.014
0.034
0.045
0.085
0.108
0.179
0.321
0.474
0.013
0.023
0.033
0.093
0.123
0.199
0.238
0.338
0.418
0.579
0.870
1.098
2.723
3.397
4.927
2.405
2.725
2.811
3.073
3.780
4.047
5.046
6.981
8.377
0.543
0.707
0.739
2.698
3.127
4.059
0.084
0.124
0.201
0.282
0.349
0.469
4.511
5.500
6.592
2.486
2.799
3.625
0.020
0.050
0.078
0.162
0.259
0.350
2.720
3.183
3.596
Paneles lijados
1/4-S
11/32-S
0.8
1.0
318-S
1.1
15/32-S
1/2-S
19/32-S
1.4
1.5
1.7
1.8
2.1
2.2
2.6
3.0
3.3
518-S
23/32-S
314-S
7/8-S
1-S
1-1/8-S
Paneles con lijado al tacto
1.5
1.8
1/2-T
19/32- & 518-T
23/32- & 314-T
2.2
De las especificaciones de Diseño de Triplay de la Asociación Americana de Triplay 1997.
/ 1
=claro centro a centro de apoyos, pulg.
2. Diseño por cortante:
a. Para un claro simple
24F,(Ib!Q)
1'1',
/:?
b. Para dos claros:
lV,
=
19.2F, (lb/ Q)
c. Par tres o más claros
Awad S. Hanna
57
<,1
1mcyc
Capítulo 3
20F, (lb/ Q)
/2
en donde
W5
= carga uniforme por cortante, lb/pie
F' s = Esfuer~o cortante permisible ajustado, lb/pulg2
lb/Q = constante de cortante, pulg2/pie
/2
= claro libre, pulg. (claro centro a centro menos ancho del apoyo)
3. Diseño para satisfacer los requisitos de detlexión:
a. deflexión por flexión
i. Para claro simple:
wl;
921.6El
----
/).
h -
ii Para dos claros:
wl;
D.h =-22-2-0E-l
iii Para tres o más claros
wl;
1743E/
/). = - h
en donde
D. b = deflexión por flexión, pulg.
w =carga uniforme por flexión, lb/pie 2
E = módulo de elasticidad, lb/pulg2
1 = momento de inercia efectivo pulg. 4/pie
/3
=claro libre+ SW (factor de ancho de apoyo)
SW = 0.25 pulg. para elemento nominal de 2 pulg., y
= 0.625 pulg para elemento nominal de 4 pulg.
b. Detlexión por cortante. La detlexión por cortante puede aproximarse para todas las condiciones de claro por la fórmula
siguiente:
wCt 2
t;
A.
Ll
---
·'
1270E/
en donde
D. s = detlexión por cortante, pulg.
w = carga uniforme, lb/pie 2
C = constante, igual a 120 para paneles con fibra paralela a los soportes y 60 para paneles con fibra perpendicular a soportes.
58
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Disc.:1io de.: cimhra para losas
Tabla 3. 14 Esfuerzos permisibles para tri play ( lb/pulg:")*
ESFUEZOS PERMISIBLES PARA TRIPLA Y (lb/pulg2 ) en conformidad con los Estándares Voluntarios de Producto PS 1-95
para Triplay de Construcción e Industrial. Los esfuerzos se basan en duración normal de carga, y en aplicaciones comunes
estructurales en donde los paneles son de 24 pulg. ó mayores de ancho. Para otras condiciones de uso. ver la Sección 3.3
para mod iticaciones.
Nivel de grado de esfuerzo 1 ¡
S-1
Grupo de
especies de
capa de
Tipo de esfuerzo
S-2
S-3
cara~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-
Húmedo
Seco
Húmedo
Seco
Seco
solamente
1430
2000
1190
1650
1650
2. 3
980
1400
820
1200
1200
4
940
1330
780
1110
1110
970
730
610
610
155
120
110
1640
1200
1060
1000
190
140
130
900
680
580
580
155
120
110
1540
1100
990
950
190
140
130
1540
1100
990
950
160
120
115
Marino y
estn1ct11rnl 1
63
75
63
75
Todos los
otros
44
53
44
53
48
70.000
60.000
50.000
90.000
75.000
60.000
70.000
60.000
50.000
90.000
75.000
60.000
82.000
68.000
55.000
45.000
210
135
105
1.500.000
1.300.000
1.100.000
900.000
50.000
340
210
160
1.800.000
1.500.000
1.200.000
1.000.000
45.000
210
135
50.000
340
210
45.000
340
210
105
1.500.000
1.300.000
1.100.000
900,000
160
1.800.000
1.500.000
1.200.000
1.100.000
160
1.800.000
1.500.000
1,200.000
1.100.000
ESFUERZO EN FIBRA EXTREMA EN FLEXION (F¡J
TENSION EN EL PLANO DE TRIPLA Y fF,)
Fibra a -15° de la fibra de cara usar 116 F1
y
F,
COMPRESION EN PLANO DE CAPAS
Paralelo a perpendicular a la fibra de cara
(A 45º a la fibra de cara usar 1/3 F,.)
F,
2
3
4
]
3
CORTANTE A TRAVES DEL GROSOR < >
Paralelo o perpendicular a la fibra de cara
(/\ 45'' a la libra de cara usar 2 F,)
2.3
4
CORTANTE RODANTE (EN EL PLANO DE LAS CAPAS)
Paralelo o perpendicular a la fibra de cara
(A 45° de la fibm de cara usar 1-1/3 Fs)
MODULO DE RIGIDEZ
(0 MODULO DE CORTANTE)
Cortante en plano perpendicular a las capas
(a través del espesor)
(A 45º de la fibra de cara usar 4G)
APLASTAMIENTO (EN CARA)
Perpendicular al plano de capas
2
(j
3
4
F.1
MODULO DE ELASTICIDAD EN FLEXION
EN EL PLANO DE LAS CAPAS
E
2.3
4
1
2
3
4
Para fibra paralela o perpendicular al claro
111
Ver las páginas ( J 2 y 13) para Guía.
Para calificar para nivel de esfuerzo S-1, las líneas de pegamento deben ser exteriores y los grados de chapa N.A. y C (natural. no
reparadas) son permitidos en cara o reverso.
Para niveles de esfuerzo S-2, las líneas de pegamento deben ser exteriores y la chapa grado B. C. Conectada y D son permitidas en
la cara o reverso. El nivel de esfuerzo S-3 incluye todos los paneles con líneas de pegamento interiores o intermedias ( IMG)
2
< > Reducir los esfuerzos en 25% para paneles de 3 capas (4 ó 5 chapas) de más de 5/8 de pulg. de espesor.
Tales acomodos son posibles bajo el PS 1-95 para FORRO CLASIFICADO APA. PISQ CLASIFICADO APA STURD-1. SlfBCAPA.
grados conectado C-C y C-D de más de 5/8 de pulg. a 3/4 de pulg. de espesor.
· .:
.
º'Esfuerzos de cortante-a-tra,·és-de-espesor para grados MARINO y EXTERIOR ESPECIAL pueden incrementarse en 33%.
Ver la sección 3.8. I para las condiciones en que los esfuerzos para otros grados pueden ser incrementados.
* Los esfuerzos están basados en duración normal de carga, y en aplicaciones estructurales comunes en donde los pandes son
de 24 pulg. ó mayores en ancho.
Tomado de las Especificaciones de Diseño de Triplay de la Asociación Americana de Triplay 1997.
Awad S. Harma
59
:'I
1mcyc
Capítulo 3 .
t = espesor nominal de panel, pulg.
E = módulo de elasticidad, lb/pulg2
l = momento de inercia efectivo, pulg4/pie
Para casos en que la deflexión por cortante es calculada separadamente y sumada a la deflexión por flexión
para obtener la deflexión total, E para estas ecuaciones de deflexión por flexión debe ser incrementada en 1Opor
ciento. En este caso la deflexión total será 11=11b+115
3.5 Diseño de cimbra para losas
3.5.1 Componentes de cimbra para losas
Como se mencionó en los dos primeros capítulos, los elementos básicos para un cimbrado elevado de losa son
forro, viguetas, largueros, puntales, cuñas y arrastres. Las viguetas y los largueros son diseñados como un
sistema de vigas principales y secundarias, ya que las viguetas se apoyan en largueros. El diseño comienza
generalmente por seleccionar primeramente una sección transversal de los elementos y después calcular el claro
correspondiente. Un valor modular es generalmente seleccionado para el espaciamiento.
3.5.2 Cargas de diseño
La cimbra debe ser diseñada para soportar adecuadamente todas las cargas aplicadas sin fallas o deflexión excesiva. El Comité ACI 347-94 es considerado la guía en el cálculo de cargas mínimas y máximas aplicadas al cimbrado. Lo que sigue es un resumen de los diferentes tipos de cargas y valores.
Cargas verticales
La carga vertical consiste en la carga muerta y la carga viva. El peso del cimbrado más el peso del concreto recientemente colocado es la carga muerta. La carga viva incluye el peso de los trabajadores, el equipo, el material, el
almacenaje, el impacto, etc.
1.
Peso propio de la cimbra. El peso propio de la cimbra es supuesto generalmente como 5 lb/pie 2 . El peso propio no puede ser
determinado hasta que la cimbra es realmente diseñada. Después de elaborar el diseño, el supuesto de 5 lb/pie 2 necesita
ser revisado. Si el valor supuesto está lejos del valor correcto, el diseño debe repetirse. Este proceso es continuado hasta que se
llega a una diferencia razonable entre los dos valores. En la mayoría de los claros pequeños y medianos, el supuesto de 5
lb/pie 2 se ajusta bien.
2.
Peso del concreto. El peso del concreto ordinario se supone de 150 lb/pie 3• Por lo tanto la carga de la losa de concreto en un
pie cuadrado de cubierta será:
150 XI
p=--=125 XI
12
en donde t es el espesor de la losa en pulgadas.
3.
Carga viva. El Instituto Americano del Concreto (ACI 347), especifica que los diferentes elementos que se utilizan para
sostener cargas verticales deben diseñarse para una carga viva mínima de 50 lb/pie 2 en la proyección horizontal. Cuando
vehículos motorizados están presentes, la carga viva mínima debe ser 75'lb/pie 2 •
La carga mínima de diseño para carga combinada muerta y viva debe ser 100 ó 125 lb/pie 2 si están presentes
vehículos motorizados.
60
/
/
-
Sistemas.de Cimbras
f[)
1mcyc
Dise11o de cimbra para losas
Carga horizontal
El contraventeo y los puntales deben ser diseñados para resistir todas las cargas horizontales posibles tales como
sísmicas, de viento, de apoyos inclinados, arranque y frenado de equipo, y otras cargas similares.
3.6 Secuencia del diseño
Los pasos en el diseño de cimbras para soportar losas de concreto incluyen lo siguiente:
1. Determinar la carga unitaria total en la cimbra, incluyendo el efecto de impacto, si lo hay.
2. Seleccionar el tipo de forro, junto con su espesor neto.
3. Determinar el espaciamiento seguro de viguetas, con base en la resistencia o detlexión permisible del forro.
4. Seleccionar las viguetas de piso, tomando en cuenta la carga, tipo, dimensión, y longitud de las viguetas.
5. Seleccionar el tipo, dimensión, y longitudes de los largueros si se requieren, para soportar las viguetas.
6. Seleccionar el tipo, dimensión, longitud, y espaciamiento seguro de los puntales, tomando en cuenta la carga, la resistencia de
los largueros, y la capacidad segura de los puntales.
Generalmente el diseño más económico de cimbras resulta cuando las viguetas son espaciadas para el claro
máximo seguro del forro. Igualmente, viguetas razonablemente grandes, que permiten claros largos, requiriendo
así menos largueros. serán económicas en el costo de material y en el costo de mano de obra para erigir y retirar
las cimbras.
El uso de largueros razonablemente grandes permitirá espaciar mas los puntales, sujetándose a la capacidad
segura de los puntales, requiriendo así menos puntales y reduciendo el costo de mano de obra de colocarlos y removerlos.
3.6.1
Dimensión, longitud, y espaciamiento de viguetas
La selección del tamaño. longitud, y espaciamiento de las viguetas involucra alguna de las siguientes condiciones:
1. Dada la carga total sobre el forro, el espaciamiento de las viguetas, y la dimensión y grado de las mismas, determinar el claro
máximo para las viguetas.
2. Dada la carga total sobre el forro, la dimensión y grado de las viguetas, determinar el espaciamiento máximo de las viguetas.
3. Dada la carga total sobre el forro, y la dimensión y su claro, determinar el tamaño mínimo de las viguetas requeridas.
Para propósitos prácticos, el claro seleccionado es redondeado al valor entero inferior siguiente o valor modular.
3.6.2 Largueros y puntales
El claro de viguetas seleccionado debe basarse en el espaciamiento de los largueros. Podemos seguir el mismo
procedimiento que se usa para analizar viguetas. De nuevo, un entero o valor modular es seleccionado para espaciamiento de largueros.
Awad S. Hanna
61
'
1mcyc
Capitulo 3
Después de calcular el espaciamiento de largueros, el claro del larguero es revisado contra la capacidad del
puntal. La carga en cada puntal es igual al espaciamiento de puntales multiplicado por la carga por unidad de longitud del larguero. El espaciamiento máximo de puntales será el menor de estos dos valores (con base en carga
sobre \'iguetas o espaciamiento de puntales).
Al calcular la carga de diseño de largueros, no consideramos el efecto de las viguetas en los largueros. En su
lugar. como una buena aproximación, calculamos la carga transmitida directamente desde el forro a los largueros. Por lo tanto. es necesario revisar el aplastamiento en el punto en que las viguetas descansan sobre los largueros. finalmente. los puntales son diseñados como columnas (miembros en compresión). Al revisar la capacidad
de los diferentes elementos de la cimbra, usamos las mismas ecuaciones que se usarán en el análisis del diseño de
cimbra para muro. Estas ecuaciones se muestran en las Tablas 3.15 y 3.16.
Tabla 3.15 Ecuaciones de diseño para diferentes condiciones de apoyo
Tipo
Momento de flexión
( Pulg.- lb.)
Un claro
Dos claros
= wt1
M= -
}vf
96
wl
V=24
Cortante (lb)
Deflexión ( pulg.)
~ = 5w/.J
4608EI
w/'1
w/'1
96
M=120
5wl
96
V= wl
V= -
ñ=
Tres claros
wl.J
2220EI
20
w/4
L1=---
1740E/
Explicación:
1 = longitud del claro (pulg.)
w = carga uniforme por pie (lb/pie)
E = módulo de elasticidad (psi)
1 = momento de inercia (pulg:')
Fuente: Reproducido de la edición 1998 de Construction Methods and Management by S. W. Nunnally, con el permiso
del editor, Prentice Hall. Tabla 12-3, págs. 340-34 J.
E.JEMPLO
Diseñar una cimbra para soportar una la losa plana de piso de 8 pulg. de espesor y concreto de densidad conYencional. El forro será de triplay que tiene las siguientes características:
•
Tipo: APA 8-8 clase 1 plyform con grupo de especie de capa de cara = 2
•
Condiciones. secas
•
Espesor 1 118 pulg.
SOLUCION
Cargas de diseño:
•
Carga muerta = peso del concreto + peso del cimbrado.
=
62
8/12 pulg. de concreto x 150 + 5.0 (supuesto)
Sistemas de Cimbras
-~,
1mcyc
Disc11o de cimbra para losas
Tabla 3.16 Ecuaciones* para momento de flexión, cortante, y flexión ..
Condiciones de apoyo
Condidón 1.k disd'lo
Un claro
Dos claros
Tres o más claros
=4.0d( F~b r
I
/=9.8(F;r
I = 10.95(
Fh:xión
Madera
I
1 = 9.s(F;.s)·'~
w
Triplay
I=
9.8( F.~Sr
I
=9.8( F,,~S r
=4.46d( F;b) •,
lV
I
~tn
1
l
=10.95( F.:Sr
Cortante
Mad\.!ra
!'ripia~
Ddkxión
Si u=-'180
I = 16 F,. A + 2d
I = 128F,.A + 2d
1=24F.,lb!Q+2d
ll'
I = 5.51( E/6.)·l•
w
I= 1.n(Et)·''
ll'
I
Si !'!!.=-2-Hl
I = 1.57( El)',
I
Si .~ = ---360
I = 1.37( El)-"
11'
U'
I = 19.2 F,.lbl Q + 2d
w
I
=ti86( E~~ r
** Para un miembro rectangular: A= bel, S = bd:/6, I = bdJ /12
Awad S !huma
lV
I = 20 F.lb I Q + 2d
lV
I
=ti46( E/11 r
w
23{ ~:r
I
/=2l~E/r
w
I
/=1.83( E/r
w
I
I=
NotacMn:
l
= longitud de claro, centro a centro de soportes (pulg.)
F,,
= esfuerzo unitario pennisible en flexión (lb/pulg2)
F,,Ks
=capacidad de la sección de triplay en doblado (lb x pulg./pie)
F..
= esfuerzo unitario pennisible en compresión paralela a la fibra (lb/pulg2)
F..
= esfuerzo unitario pennisible en compresión perpendicular a la fibra (lb/pulg2)
F,lb!Q = capacidad de la sección de triplay en cortante rodante (lb/pie)
(,.
= esfuerzo unitario pennisible en cortante horizontal (lb/pulg2)
fe
= csfuer¿o unitario real en compresión paralela a la fibra (lb/pulg2 )
(,.l.
= esfuerzo unitario real en compresión pereendicular a la fibra (lb/pulg2)
1,
= esfuerzo unitario real en tensión (lb/pulg·)
A
= área de sección (pulg~J * *
E
= módulo de elasticidad (lb/pulg2)
I
= momento de inercia (pulg")'
P
=fuerza aplicada (compresión o tensión) (lb)
S
= módulo de sección (pulg3) **
A
= detlexión (pulg)
b
= ancho del miembro (pulg)
d
= peralte del miembro (pulg)
w
=carga uniforme por pie de claro (lb/pie)
± Reimpreso con permiso de Prentice Hall
I =· 13.3 F,.A + 2d
w
lV
=213( E/r
ll'
=1.94( E/r
ll'
=1.69( E/r
ll'
/
.,
1mcyc
Capítulo 3
=
105 lb/pie 2
= 75 lb/pie 2 (de acuerdo con ACI 347).
•
Carga viga
•
Carga vertical total = 75 + 105 = 180 lb/pie 2
Forro:
•
Espesor = 1- 1/8 pulg. paneles lijados
De las Tablas 3.12 a 3.14, obtenemos las siguientes propiedades:
•
Nivel de esfuerzo S-2
A = 3.854 pulg. 2
(KS) = 0.820 pulg. 3/pie
1 = 0.548 pulg. 4
lb/Q = 9.833 pulg. 2/pie
Fb = 1200 lb/pie 2
Fv = 1401b/pie2
E = 1.2 x 10 6 lb/pie 2
•
Considerar una tira de 1 pie. soporta una carga de 180 x 1 = 180 lb/pie.
De la Tabla 3.15, usando 3 ó más claros:
Flexión:
120 F,, (KS)
w,, = - - - - /~
=
180
= 120 X 1200 X 0.82
¡2
1
obtener
/1
=25.612 pulg.
Cortante:
w =20F lb/Q
.\
,. /'1
= J 80 = 20 X 140 X 9.833 ~ f, = 153.736 pulg
/2
-
Deflexión:
wl:
~=--
1740E/
/J
<-
360
64
Sistemas de Cimbras
o
1mcyc
Disei'lo de cimbra para losa
1
_._l
360
=
r
180 x
3
6
1743 X 1.2 X 10
X 0.548
~ /3
=26.055 pulg
Rige la flexión. Claro permisible = 25.612 pulg. lo que es redondeado a 24 pulg. (2 pies). Por lo que el espaciamiento de viguetas
. = 2 pies.
Viguetas:
De las Tablas 3.6 a 3.8, podemos obtener los siguientes valores para Redwood (estructural-selecta):
•
F0 = 1350 lb/pulg 2
•
Fv = 80 lb/pulg2
•
FcJ. = 650 lb/pulg 2
•
E = 1.4 x 10 6 lb/pulg2
•
Factor de temperatura C, = 1.0
•
Factor de duración de carga Cd = 1.25
•
Factor de esfuerzo cortante CH = 2.0 (sin empalme)
Elegir Redwood de 2 x 6 que tiene las características siguientes:
1
2
•
A = 8.25 pulg
•
S = 7.563 pulg 3
•
1 = 20.8 pulg4
•
d = 5.5 pulg
•
Cr= 1.20
Carga/pie de vigueta
180 X 2 = 360 lb/pie
flexión:
F,: = Fh (C I )(C, )(C" )
= 1350 X J.3 X 1.0 X J.25 = 2193.75 lb/ pie
De la Tabla 3.16
I= 10.95 ( F;: S )"
1
2
=-10.95f 219 3. 75 X 7·563 ) =74.337 pulg = 6.195 pie
l
360
Cortante
Awad S. Hanna
65
'·
~'
1mcyc
Capitulo 3
F;.' = F;. (CH )(C, )(Cn ) = 80 x 2 x 1.0 x 1.25 = 200 lb/pulg2
I= 13.f': A)+Í x d
= J3.5 X 200 X 8.25 + 2 X 5.5 = 72875 pulg.
. 360
Deflexión:
E'= 1.4 x 1O" lb/pulg2
I
360
Ll<-
/=1.6,
~t
=1.69 l. 4 X IO6 X 20·8J113 = 73.089 pulo
360
(
b
Rige el cortante. Claro de viguetas = 72.875 pulg. _ 6 pies (OK)
Largueros:
Carga en un larguero = 180 x 6 = 1,080 lb/pie
Usar 2 x 8 (dos largueros)
•
b = 1.5 pulg.
•
d = 7.25 pulg
•
1 = 47.63 pulg
•
A = 10.87 pulg 2
•
S = 13.14 pulg:;
•
E = 1.4 X 10 6 lb/pulg:2
•
Cr = 1.2
4
Flexión:
F,: = 1350 x 1.2 x LO x 1.25 = 2025 psi
2
25
1=10.95 x J'2º -~~;~;¡-·x = 76.865 pulg.
Cortante:
/ = 13.3 X (
F,':
A) + 2x d
_ 13.3 x 200 x (10.87 x 2 ~2/argueros)
_
1
+ 2 x 75
. pu 1g. - 68045
.
pu g.
1080
66
Sistemas del '1111bras
i;I
1mcyc
Disd'lo di: cimbra para losas
Nótese que no multiplicamos el segundo término por 2 debido a que de acuerdo con las especificaciones NDS,
el rnrtante es revisado a d/2 desde la cara del soporte.
_l )
( ~< 360
Deflexión:
I = 1.69 X (1.4 X 10
3
6
X 47.63 X 2)·'
= 84.157 pulg.
1082
Rige el cortante. Claro máximo < 68.045 pulg. (5.67 pies). Tomar el espaciamiento de largueros = 5.5 pies.
Revisar el Aplastamiento (vigueta sobre larguero):
La fuerza transmitida desde la vigueta al larguero es igual a la carga de la vigueta/ pie multiplicada por el claro
de la vigueta. fuerza = 6 x 360 = 2160 lb.
El área a través de la cual esta fuerza es transmitida = 1.5 x 3 = 4.5 pulg. 2
El esfuerzo de aplastamiento = 2160/4.5 = 480 lb/pulg. 2
De la Tabla 6.a, obtenemos las siguientes propiedades:
•
Fc.L = 650 lb/pulg2
•
Factor de área de contacto = 1.25 (b = 1.5 pulg.)
•
Factor de temperatura = 1.0
F'c.!. = Fe- (Cb)(Ct) 650 x 1.25 = 812.5 lb/pulg2, puesto que 480 < 812.5 ~no hay aplastamiento.
Resistencia del puntal:
Espaciamiento requerido de puntales = (claro de larguero)
Resistencia de puntal = claro de larguero x carga de larguero
= 5.5 X 1080 = 5940 Jb
De manera que usamos puntales cuya resistencia es mayor de 6000 lb.
:\\\mi S. l limna
67
()
1mcyc
4 Sistemas de cimbra horizontal: sistemas
instalados con grúa
4.1 Sistema de cimbra voladora 71
4.2 5istemas de apuntalamiento montados en columnas 77
4.3 Sistema de cimbra túnel 81
Awad S. Hanna
69
':Íll
,:_.
1mcyc
Sistemas de cimbra horizontal
Los sistemas de cimbra instalados con grúa son construidos y ensamblados generalmente como una unidad
grande que puede ser movida horizontal o verticalmente de piso a piso por medio de grúas. Como resultado, se
reqllieren servicios adecuados de grúa para operar estos sistemas. Este capítulo presenta los siguientes sistemas
de cimbra instalados con grúa: cimbras voladoras, sistema de apuntalamiento montado en columnas, y cimbras
túnel. Estos sistemas se caracterizan por su alto costo inicial y su rápido ciclo de piso.
4.1 Sistema de cimbra voladora
La cimbra voladora es un sistema de cimbrado relativamente nuevo que fue desarrollado para reducir los costos de mano
de obra asociados con la instalación y desmantelamiento del cimbrado. El nombre "cimbra voladora" se utiliza debido a
que las cimbras son elevadas de piso a piso por medio de grúa. Los sistemas de cimbra volante se utilizan mejor para edificios muy altos y de muchos pisos como hoteles y edificios de departamentos, en donde se necesitan muchos re-usos.
4.1.1 Componentes de la cimbra voladora
La cimbra voladora existe en diferentes formas que se acomodan a las necesidades particulares de un proyecto.
Los siguientes componentes se encuentran en la mayoría de las cimbras voladoras existentes en Norteamérica y
Europa. La Figura 4.1 muestra un modelo de los componentes de un sistema de armadura volante.
Figura 4. 1 Componentes de una cimbra voladora.
Awad S. Hanna
71
------------------------------------
Capitulo 4
Paneles para forro
Las cimbras volantes generalmente consisten en grandes paneles que se hacen normalmente de tri play. El tri play
con dimensiones estándar de 4 x 8 pies (1.22 x 2.44 m) permite menos juntas y produce una alta calidad de concreto. El espesor del triplay que se utiliza es función del diseño. La Figura 4.2 muestra un sistema de cimbra voladora con un panel de forro en la parte superior.
Figura 4.2 Cimbra voladora con un panel de forro en la parte superior.
Viguetas de aluminio "clavables"
Los paneles del forro son soportados por viguetas de aluminio "tipo clavable" (Figura 2.6). Cada vigueta es una
viga estándar "Y" con un patín superior ancho que permite la inserción de una pieza clavable de madera para
proveer una superficie más ancha de clavado para los paneles de forro. Otros tipos de viguetas existentes son
diseñados simétricamente con patines superiores e inferiores anchos que reciben tiras clavables en cada lado de
la vigueta. Elementos clavables de aluminio también se muestran en la parte superior del sistema de cimbra voladora de la Figura 4.1.
Armaduras de aluminio
Los paneles de forro y las viguetas son soportados por armaduras de aluminio. Las armaduras de aluminio y las
viguetas siempre se utilizan debido a su peso ligero. Sin embargo, armaduras y viguetas de acero se utilizan para
claros mayores y para cargas más pesadas. Las armaduras de aluminio son unidas en pares a nivel de piso para
darles estabilidad lateral en la dirección perpendicular a las armaduras (Figura 4.3).
Patas de extensión telescópicas
Las patas de extensión telescópicas de ajuste vertical son una parte integral de las armaduras; se usan para
sostener a las armaduras de aluminio y para transferir la carga verticalmente al terreno o a pisos inferiores que ya
han sido colados. Las patas de extensión telescópicas se fabrican de secciones de acero hueco circulares o cuad72
Sistemas de Cimbras
·.1
1mcyc
Sistemas de cimbra horizontal
Figura 4.3 Armaduras de aluminio unidas en pares.
radas contra venteadas por riostras de acero tubular (Figura 4.4 ). Estas patas pueden ajustarse hacia arriba y hacia
abajo para alcanzar el nivel exacto de la cimbra. Las patas de extensión generalmente se apoyan en tablones de
madera que distribuyen las cargas a un área mayor y también evitan que las patas de extensión se resbalen, especialmente en la temporada de invierno.
Para el descimbrado, después que el concreto ha ganado suficiente resistencia, el sistema puede ser despegado
de la losa bajando los gatos. Las cimbras montadas en armaduras son entonces movidas por grúa desde una posición de colado a la siguiente.
Figura 4.4 Patas de extensión telescópicas.
Awad S. Harma
73
<I
1mcyc
Capítulo 4
4.1.2 Ciclo de la cimbra voladora
La cimbra voladora es ensamblada ya sea en la obra, o pre-ensamblada en·un terreno, y entregado en la obra. El ciclo
ae cimbra voladora puede comenzar desde el primer nivel, si existen losas de piso. El ciclo de cimbra voladora es
descrito a continuación. Sin embargo, algunos detalles técnicos menores son diferentes de un contratista a otro. La
Figura 4.5 muestra los cuatro pasos del ciclo de cimbra voladora.
Volando a una nueva posición
Las mesas voladoras son colocadas por grúa en una posición nueva en la crujia entre cuatro o más columnas adyacentes o muros (paso 1, Figura 4.5). La mesa volante es entonces descendida y colocada en soportes provisiónales (paso 2, Figura 4.5). Las patas ajustables son después extendidas para colocar las mesas en los niveles
deseados (paso 3, Figura 4.5). Se colocan rellenos en las columnas para tapar el espacio entre columnas y mesas
voladoras. También, acero de refuerzo, componentes eléctricos y mecánicos, y otros servicios son instalados.
Entonces el concreto es colado para las losas y partes de las columnas.
Triplay
7. Cimbra aterriza sobre
apoyos horizontales
6. Vuelo al siguiente nivel
5. Rodado de cimbra
fuera de edificio.
Cimbra de cubierta
4. Después de que
el concreto ha sido
curado, descenso
a rodillos
de cimbra
3. Instalada a nivel.
Gatos instalados.
Concreto colado
Cables de
equilibrio
2. En su lugar sobre
apoyos móviles
l. Volando al
siguiente nivel
[
Losa de concreto
0
Figura 4.5 Ciclo de la cimbra voladora.
74
Sistt:mas de Cimbras
I
1mcyc
Sistemas de cimhra horizontal
Descenso y descimbrado
Después que el concreto obtiene resistencia suficiente, comienza el proceso de desprendido de las mesas voladoras. El desprendido de la cimbra voladora es realizado descendiep.do las armaduras de aluminio y la cubierta
(paso 4. Figura 4.5). El descenso de las armaduras de aluminio puede llevarse a cabo por medio de varios gatos
hidráulicos. Los gatos hidráulicos son colocados y acomodados bajo la cuerda inferior de las armaduras de aluminio para sostener la mesa en su lugar mientras las patas de extensión son encogidas. Los gatos hidráulicos son
usados entonces para descender la mesa voladora sobre sus rodillos.
Rodado
Las mesas voladoras descendidas son colocadas en rodillos que van sobre la losa directamente bajo la armadura.
Algunos rodillos tienen patines con forma de cilindro para facilitar el acomodo de la cuerda inferior de la armadura. Otros rodillos se hacen en forma de silla que se ajusta a la cuerda inferior de la armadura.
La mesas voladora es entonces inclinada y rolada cuidadosamente por cuatro trabajadore? (paso 5, Figura 4 .5).
Volando a una nueva posición
La mesa es transportada por la grúa, que es sujetada a cuatro puntos de izaje predetermina. Para evitar cualquier
balanceo de la mesa voladora, un cable de seguridad es normalmente sujetado entre la cuerda inferior de la armadura de aluminio y la columna del concreto. La mesa es entonces elevada a su nueva posición y el ciclo se
repite (pasos 6 y 7. Figura 4.5). Debe hacerse notar que ocasionalmente sólo las armaduras son llevadas de piso a
piso y la mesa es ensamblada en cada piso o en varios pisos. Esto es debido a las limitaciones del sitio o debido a
que las dimensi~~1es de crujía y ubicación son diferentes de piso a piso. La Figura 4.6 muestra armaduras transportadas por grúa sin las hojas de forro.
Figura 4.6
Awad S. 1-lanna
Armaduras de aluminio siendo transportadas al nivel siguiente.
75
'
1mcyc
Capítulo 4
El tiempo total del ciclo para las secuencias descritas es de aproximadamente 20 a 30 minutos, dependiendo
de las condiciones de trabajo.
4.1.3 Uso y beneficios de la cimbra voladora
La cimbra voladora ha probado ser un sistema eficiente para realizar un ciclo más corto de construcción de fabricado
inicial, erección, descimbrado, y re-erección. Otros beneficios visibles de la cimbra voladora son los siguientes:
l.
El montaje del cimbrado volante normalmente es efectuado en el terreno, lo que da mayor productividad. El desprendimiento
del cimbrado volante como una unidad imegral reduce los costos de descimbrado en aproximadamente el 50 por ciento del
sistema de descimbrado a mano. El sistema de descimbrado a mano se lleva a cabo retirando pequeñas partes, lo que resulta en
costos mayores de mano de obra.
2.
Las cargas son transmitidas por patas de extensión telescópicas ubicadas bajo las armaduras de aluminio, dando así suficiente
espacio de trabajo bajo la cimbra para permitir la realización de otras actividades de construcción. En el sistema tradicional de
cimbrado, varias filas de puntales son necesarias para dar soporte a la losa. Estos puntales obstruyen completamente durante
varios días cualquier actividad de construcción bajo las losas recientemente coladas.
J.
Los costos de la cimbra voladora son menores que los de sistemas de cimbrado convencional horizontal cuando se dispone de
1Oó más re-usos. El alto costo inicial de ensamblado es compensado por el alto número de re-usos.
4.
Las armaduras y las viguetas de aluminio ligeras penniten que grúas de construcción de capacidad media transporten las mesas
voladoras. Igualmente, las viguetas de aluminio ligeras, pueden ser colocadas en armaduras de aluminio por un solo trabajador.
5.
Se puede lograr un ciclo de piso más corto con el uso del sistema de cimbra voladora. Un ciclo de construcción de cinco d_ías
puede lograrse para un edificio mediano de l 00,000 pie2 (9290 m2). La reducción del ciclo de piso puede reducir el tiempo total de construcción, logrando substanciales ahorros en los costos indirectos y financieros.
6.
Una mesa voladora de gran tamaño resulta en un número menor de juntas de cimbra, lo que produce un concreto liso de alta
calidad.
7.
La erección y descimbrado de la cimbra volante como una gran unidad reduce la frecuencia del trabajo de izamiento para la
grúa: esto permite a la grúa dedicar tiempo a otros trabajos de construcción.
8.
Moldes o casetones de fibra de vidrio o de acero usados para cimbrar losas reticulares pueden colocarse en las mesas voladoras
y formar una pa11e integral de ellas. Estas pueden ser erigidas y desprendidas como una sola unidad.
4.1.4 Limitaciones de la cimbra voladora
1.
En condiciones climáticas con vientos, los paneles grandes de cimbra voladora son difíciles de manejar. En condiciones de sitios remotos, la posibilidad de vientos fuertes puede ser un factor de importancia para hacer más lenta la operación de izaje.
2.
La cimbra voladora no debe usarse para losa plana con capiteles o abacos alrededor de columnas. Las técnicas tradicionales de
cimbrado deben utilizarse en este caso.
3.
El edificio debe tener una fachada abierta o libre a través de la cual puedan pasarse las mesas voladoras. Sin embargo métodos
innovadores de construcción han desarrollado mesas volantes colapsables que pueden pasar a través de aberturas restringidas
en la fachada del edificio.
4.1:5 Factores modulares y de diseño para seleccionar cimbra voladora
Hay muchos factores que influyen en la selección del sistema de cimbra voladora para un edificio de concreto.
Algunos de estos factores están relacionados con la economía, las condiciones del sitio, así como consideraciones arquitectónicas y estructurales. La siguiente sección se enfocará a algunas de las consideraciones dimen76
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Sistemas de cimbra horizontal
sionales para seleccionar la cimbra voladora. Los arquitectos y los ingenieros de diseño deben estar al tanto de
estas consideraciones para poder reducir los costos de la construcción.
1.
Existen mesas voladoras modulares estándar para ser compradas o rentadas por los contratistas. Las mesas voladoras varían en
ancho de 15 a 30 pies (4.6 a 9.1 m), siendo el ancho más económico 22 pies (6.7 m). Las armaduras de aluminio estándar varían
en altura de 4 a 6 pies ( 1.22 a 1.83 m). La altura total con las patas de extensión puede alcanzar 20 pies (6.1 Om). Como resultado, la cimbra voladora está limitada a alturas de piso de 20 pies (6.1 Om) como máximo. Debe también hacerse notar que las
mesas voladoras pequeñas no son económicas.
Las mesas voladoras grandes pueden alcanzar una longitud de hasta 120 pies (36.6 m) y un ancho de hasta 50 pies ( 15.2 m).
Para grandes claros, se pueden atornillar dos mesas voladoras. Para una dimensión ancha de crujía, se necesitan tres armaduras
de aluminio para sostener mesas más anchas. Sin embargo, dos armaduras son suficientes para mesas de hasta 30 pies (9.1 m).
Las mesas voladoras más largas de 120 pies (36.6 m) son difíciles de manejar con grúas de capacidad media.
2.
La dimensión y ubicación de la columna perpendicular a la mesa volante (o sea el ancho de la crujía) debe ser la misma de piso
a piso, para evitar el cambio de dimensión del cimbrado agregando paneles de relleno. Debe notarse que un sistema de cimbra
voladora no es una alternativa económica si los paneles de relleno entre mesas voladoras exceden el 20 por ciento del área total
cimbrada. El costo de mano de obra y el tiempo dedicado a agregar paneles de relleno abatirá los ahorros realizados al usar una
cimbra voladora.
3.
Las dimensiones de las trabes y su ubicación deben ser las mismas de piso a piso en una trama modular de construcción. Igualmente, el espesor de trabes de borde debe ser el mínimo y deben evitarse las trabes que crucen.
4.2 Sistemas de apuntalamiento montado en columnas
El sistema de apuntalamiento montado en columnas es el término que se usa para paneles de cimbra soportados
por un sistema de gato ajustable que sube y baja, adosado a los muros de carga o columnas ya colados. En contraste con los sistemas tradicionales, esta cimbra para losas es sostenido por varios niveles de puntales y reapuntalamientos o por el terreno.
En edificios de concreto de muchos pisos, el método convencional de construcción es el de armar la cimbra y
colocar el concreto para las columnas, descimbrar las columnas de concreto después de 12 a 24 horas. La erección
de la cimbra y la colocación del concreto para losas sigue después que las cimbras de columnas han sido retiradas.
Aunque las columnas recientemente coladas tienen suficiente resistencia para sostener las cargas de losa, tienen un
papel limitado en sostener a las losas de concreto recientemente coladas. La losa de concreto recientemente colada
es soportada generalmente por varios niveles de puntales y re-puntales. Esos niveles de puntales retrasan u obstruyen el progreso de cualesquiera otras actividades de construcción bajo esas losas de concreto. Como resultado, los
sistemas de apuntalamiento montado en columnas fueron desarrollados, para emplear a las columnas de concreto
en sostener al cimbrado de las losas de concreto y así eliminar cualquier necesidad de apuntalar y re-apuntalamiento
finalmente puede retrasar el programa total de construcción.
4.2.1 Componentes de los sistemas de apuntalamiento montado en columnas
El sistema consiste en dos co!_11ponentes principales, un panel de cubierta y un sistema de gato montado en muro o
columna. El panel de cubierta consiste en un forro de tri play sostenido por un sistema de viguetas de madera, y un
larguero de alma abierta tipo clavable que permite la inserción de una sección de madera de 2 x 4 pulg. (50.8 x
1O1.6 mm) en el alma abierta. Un sistema de armadura sostiene tanto a las viguetas como· a·los largueros. Para
claros menores. una sección de acero puede usarse en lugar del sistema de armadura. El sistema de armadura es
sostenido por vigas pesadas 1 de acero que corren en todos los lados del panel de cubierta. La viga 1 se apoya en
A wad S. Hanna
77
'
1mcyc
Capitulo 4
Cubierta de tri play
Relleno de
tri play
H
Relleno de
tripla\'
HH
Larguero
Relleno de
Viguetas clavables tri¡)la\'
H.
Gato de ménsula
..
·'
Figura 4.7 Componentes de sistemas de apuntalamiento montado en columna. (Cortesía de Formwork Exchange Ltd.')
los gatos montados en columna. sujetados con pernos en las columnas de concreto o en los muros de carga. La
Figura 4. 7 muestra un corte vertical del sistema de apuntalamiento montado en columna.
El segundo componente del sistema de apuntalamiento montado en columna es el sistema de gato de ménsula.
La función del sistema de gato es la de soportar el panel de cubierta. El peso del concreto recientemente colocado
y la carga muerta del panel de cubierta son transferidos desde la cubierta a través del sistema de gato a la columna
de concreto o muro; de manera que no se requieren puntales para sostener al panel de cubierta. El sistema de gato
de abrazadera tiene tres características principales:
1.
Un rodillo doble de acero en la parte superior del gato de ménsula en donde descansan las vigas 1 de cubierta, permitiendo al
panel de cubierta del cimbrado deslizarse hacia adentro y afuera con mínimo esfuerzo. La unidad de rodillo de acero puede ser
ajustada y extendida horizontalmente hasta aproximadamente 1O pulg. (254 mm) usando un tornill_p de ajuste.
2.
Un tornillo ajustable para sujetar el gato de ménsula y consecuentemente, el panel de cubierta verticalmente. El máximo
desplazamiento del tornillo es 36 pulg. ( 914.4 mm) y el desplazamiento estándar del tornillo es 18 pulg. (457.2 mm). Hay dos
propósitos para el ajuste vertical del sistema de gato (a) ajustar el panel de cubierta en su posición vertical exacta sin necesidad
de remover el sistema de ménsula, y (b) descender el panel de cubierta separándola de la losa durante el descimbrado.
3.
Una placa de acero en contacto con la columna de concreto o muro, y es sujetada a la columna o al muro por medio de dos o
cuatro pernos de 1 pulg. (25.4 mm).
La Figura 4.8 muestra los componentes principales del sistema de gato de abrazadera: Debe tomarse en cuenta
que el gato de abrazadera pesa aproximadamente de 40 a 50 libras ( 18 a 23 kg) y puede ser manejado por un trabajador durante su instalación y retiro.
4.2.2 Ciclo-del sistema de apuntalamiento montado en columna
Los sistemas de apuntalamiento montado en columna son ensamblados ya sea en el lugar de la obra o preensarnblados en un patio de maniobras local o regional y entregado al lugar de la obra. Los paneles de cubierta
son volados de piso a piso por una grúa de manera similar al sistema de armadura volante. Generalmente, el ciclo
del sistema de apuntalamiento montado en columna comienza en la planta baja, sea que exista o no losa de piso.
El ciclo del sistema de apuntalamiento montado en columna, es descrito a continuación. Sin embargo, algunos
detalles técnicos menores son diferentes de un fabricante a otro.
78
Sisti;:mas de Cimbras
,,
1mcyc
Sistemas dt: cimbra horizontal
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J
Figura 4.8 Componentes del sistema de gato de abrazadera. (Cortesía de Formwork Exchange Ltd.)
1.
Ensamble del panel de cubierta. El panel de cubierta puede ser ensamblado en el terreno del sitio de la obra o pre-ensamblado
en la fábrica. El ensamble del panel de cubierta en el sitio de la obra comienza atornillando las armaduras al patin de la viga l.
La primera armadura es primero atornillada con pernos a un extremo de la viga 1, después el centro de la armadura y finalmente
la arma,dura en el otro extremo de la viga l. Otras armaduras son después colocadas y atornilladas a intervalos regulares. En seguida viguetas de madera son colocadas y sujetadas a las armaduras.
El ensamble del panel de cubierta en la fábrica es realizado sujetando las armaduras solamente a una viga 1 por medio de un
perno, de manera que las armaduras perpendiculares puedan ser dobladas para su embarque. En el sitio de la obra, las armaduras son desdobladas y colocadas perpendicularmente a la viga 1, y la otra viga 1 es colocada y sujetada a las armaduras. Los
tornillos restantes son entonces ajustados y apretados.
2.
Posicionamiento del panel de cubierta. El posicionamiento comienza marcando la altura del panel de cubierta en la cara de la
columna o el muro. El panel de cubierta es entonces levantado por grúa y colocado en el sistema de gato de ménsula. El panel
de cubierta es descendido y ajustado a la altura previamente marcada y después apoyada en el sisterna de gato de ménsula. Los
ganchos de la grúa y cables de seguridad son entonces retirados. Después de que la cubierta es apoyada en el sistema de gato,
comienza la instalación de rellenos. Los rellenos son necesarios para llenar los huecos cerca de las columnas de concreto.
Igualmente, en casos en que las dimensiones de la columna de concreto son reducidas-en elevaciones superiores, se necesitan
Awad S. Hanna
79
'
1mcyc
Capítulo 4
rellenos más grandes para compensar este cambio en dimensiones de columna. En caso de que las columnas de concreto no
estén alineadas, una placa base es insertada entre el sistema de gato de ménsula y la columna o muro de concreto.
'
Descimbrado del panel de cubierta. Después que el concreto ha sido colado y ha obtenido suficiente resistencia para sostener
su propin peso y cualesquiera cargas adicionales, los paneles de cubierta son despegados de la losa. El proceso de descimbrado
comi1.·111a por descender los gatos aproximadamente 6 pulg. ( 152.4 mm) usando los tornillos ajustables. El panel de cubierta
L'lHnpkro es así rolado con el uso de un polipasto hasta que la ubicación del primer par de ganchos de grúa esté fuera de la línea
del edilicio (expuestos). Los aditamentos y cables de la grúa son así enganchados y el pane.1 de cubierta continúa secándose
hasta ql:1.· aparece el segundo par de ganchos de grúa. Los aditamentos y cables de la grúa son enganchados al segundo par de
ganchos y el panel de cubierta es así llevado por la grúa al siguiente piso.
E)1 cstruc~uras horizontales, los paneles de cubierta pueden ser rolados de una posición a la otra sobre los ro-
dillos en la parte superior del sistema de gato de ménsula.
4.2.3 Ventajas, uso, y limitaciones de los sistemas de apuntalamiento montado en columna.
1.
Sistemas Independientes de la Altura. El sistema puede cimbrar losas a grandes alturas ( 15 pies (4.57 m) y más. Los sistemas tradicionales de cimbra están limitados a alturas de piso entre 1Oy 12 pies (3 .05 y 3 .66 m). Edificios con alturas de piso mayores de
12 pies (3.66 m) requieren varios empalmes para los puntales; esto ~etrasa la erección de la cimbra. Además. los trabajadores de
construcción están en riesgo ya que están cimbrando losas a gran altura. Los sistemas de apuntalamiento montado en columnas
pueden colocarse a mayor altura sin necesidad de postes verticales. El hecho de que el sistema sea independiente de la altura es de
imp011ancia especial en los primeros pisos, en donde la altura del piso puede alcanzar 25 a 30 pies (7.6 a 9.1 m).
Debido a que el sistema no requiere apuntalamiento o re-apuntalamiento, otras actividades de construcción pueden continuar
simultú11eame11te con la construcción de losas de concreto. En la construcción convencional, los puntales que sostienen la
primera losa son generalmente sostenidos por arrastres que descansan en el terreno. Frecuentemente, las condiciones del
tl.'m:no son inclinadas. ásperas. y/o irregulares, causando la concentración de cargas en los arrastres que podrían causar una
t~tlla. También en las estaciones de otoño y primavera, las temperaturas del día y de la noche varían sustancialmente. Las temperaturas de la noche causan condiciones de congelamiento del terreno, mientras que las altas temperaturas del día, además del
exceso de agua de las actividades de construcción, hacen al terreno congelado lodoso, originando un asentamiento importante
de los arrastres. Esto puede causar un problema serio de seguridad. Debe tenerse en cuenta que los arrastres y lo las losas de
piso no son requeridos cuando se utilizan los sistemas de apuntalamiento montado en columna.
'
El costo del sistema es competitivo con los sistemas tradicionales si se pueden realizar 8 a 1O re-usos. El sistema requiere una
menor cantidad de personal. La Tabla 4.1 muestra las necesidades de mano de obra para sistemas tradicionales y sistemas de
apuntalamiento montado en columnas. El sistema además. puede ser ensamblado en la obra a nivel del terreno, esto incre·
menta la productividad de la mano de obra. Debe notarse que. en una obra de dimensión promedio, un grupo de cuatro trabajadures puede descimbrar, volar. y recolocar en aproximadamente 20 minutos.
Tabla 4.1
Necesidades de mano de obra para sistemas r.le cimbra tradicional y el sistema de apuntalamiento montado en columnas.
Cimbrado tradicional
1 sobrestante
4 carpinteros para losas + 2 carpinteros
para apuntalamiento
trabajador
Puede necesitarse un operador de grúa
4.
Xíl
Apuntalamiento montado
en columna
1 sobrestante
3 carpinteros
4 trabajadores
1 operador de grúa
El siste1m: req11iere gran inversión de capital (costo inicial). Sin embargo, si se pueden realizar suficientes re-usos. el costo final por pie cuadrado o metro cuadrado de área de contacto es competitivo con los sistemas de cimbra tradicional
Sistemas tk Cimbras
'
:.1
1mcyc
Sis11:111as di: 1:11nbra horizontal
5.
El sistema requiere servicio adecuado de grúa en términos de capacidad suficiente de traslado a radios máximo y mínimo, espacio adecuado alrededor del edificio que se está construyendo, y la no existencia de líneas de energía o cualesquiera otras
obstrucciones que podrían limitar el movimiento de la grúa y el balanceo del cable. Las dimensiones estándar del pánel de cubierta son 20 pies (6.1 m) de ancho por 40 pies (12.2 m) de largo y pesa aproximadamente de 10 a 25 lb/pie 2 (48.8 y 122.1
kgim\ El peso total del panel promedio es entre 10,000 y 12,000 lb (4540 y 5440 kg), lo que se encuentra dentro de la capacidad de la mayoría de las grúas de construcción. Paneles mayores pueden alcanzar 30 pies (9.1 m) de ancho, 75 pies (22.9 m) de
largo. y 25 lb/pie2 ( 122.1 kg m::!) en peso, por lo que requieren grúas especiales para su manejo.
6.
El panel de cubierta tiene un número indefinido de re-usos si el forro de triplay es de alta calidad, y el panel es manejado con
cuidado.
7.
Las conexiones eléctricas y de plomería pueden instalarse en el terreno sobre los paneles de cubierta. Esto da por resultado mejoría en la productividad debido a que no hay necesidad de usar andamios o de realizar trabajo en grandes alturas.
4.2.4 Factores modular y de diseño que influyen en la selección de los sistemas de
apuntalamiento montado en columna
Un criterio importante cuando se usa un sistema de cimbra modular, es la maximización del número de re-usos.
Como resultado. la modificación de los paneles de cubierta debe conservarse en el mínimo. Las modificaciones a
los paneles de cubierta son causados por cambios en el diseño del edificio de piso a piso. Las siguientes son algunas limitaciones modulares que deben tomarse en cuenta para lograr un beneficio máximo del sistema de apuntalamiento montado en columna.
1.
El tamafio óptimo de una cubierta para sistemas de apuntalamiento montado en columna es 16 a 20 pies (4.9 a 6.1 m) de ancho Y.
30 a 40 pies (9.1 a 12.2 m) de longitud. Las dimensiones máximas no deben exceder 30 pies (9.1 m) en ancho y 70 pies (21.3 m)
en longitud. Si la longitud de la crujía es mayor de 70 pies (21.3 m), se pueden atornillar dos paneles de cubierta.
1
Las dimensiones de la crujía no deben variar de piso a piso, de manera a evitar modificación de las cimbras. En edificios de gran
altura en donde los cambios en las dimensiones de la crujía son inevitables. los anchos de la crujía deben permanecer constantes en por lo menos 6 a 8 pisos.
3.
Las columnas y/o muros deben estar alineados para evitar el agregado de insertos de relleno. La adición de insertos de relleno
reduce la capacidad de soporte y aumenta el tiempo de instalación y retiro del sistema de gato de abrazadera.
4.
Las trabes peraltadas y vigas transversales entre columnas intermedias deben evitarse. Las trabes deben ser de 14 pulg. (355.6
mm) de peralte para uso económico de este sistema. Trabes de mayor peralte requieren apuntalamiento extra lo que incrementa
el costo del sistema y retarda el avance de mover cimbras de piso a piso. También, en el caso de losas planas, los capiteles alrededor de la columna deben evitarse.
4.3 Sistema de cimbra túnel
El uso de cimbras túnel en Norteamérica es un proceso relativamente nuevo, pero ya se ha visto en varias ciudades en Europa en los últimos años. La creciente popularidad de las cimbras túnel puede atribuirse a la alta productividad que resulta de construir edificios que tienen cuartos de concreto repetidos usando cimbras túnel. Con
muros y losas colados monolíticamente, las cimbras separadas vertical y horizontal no son necesarias.
Un sistema de cimbra túnel es un método ideal para construir edificios con elementos repetidos o habitaciones. Las cimbras de túnel pueden aplicarse tanto a edificios altos como bajos que requieren un diseño repetido de
cuartos. La cimbra túnel ha sido usada en los Estados Unidos para construir hoteles de turismo, condominios, departamentos. casas de retir~. edificios de oficinas. hospitales, casas de campo, y reclusorios. Una vez usadas en
un proyecto en particular. pueden ser re-usadas para una recuperación continµa de la inversión.
.\\\ad S l l:11111a
81
i'I
1mcyc
Capillllo4
4.3.1 Descripción del sistema
Las cimbras de túnel básicamente son de dos formas diferentes: túnel completo y medio túnel. Los sistemas de
túnel completo son cimbras todo de acero, y usados para cuartos que son de forma relativamente cuadrada. El medio túnel es un sistema de cimbra en forma de L todo en acero que es instalado por grúa, después otra cimbra de
medio túnel se coloca separadamente adyacente a la mitad previa (Figura 4.9).Las dos mitades se conectan para
formar una cimbra de túnel de forma de U invertida. El sistema de medio túnel permite mayor flexibilidad en dimensiones de cuarto por la simple adición o reemplazo de paneles centrales de relleno. Los medios túneles son
más simples, más ligeros, y más rápidos de utilizar que los túneles completos.
El sistema de cimbrado de túnel consiste en:
1.
Panel de cubierta. El forro grueso de acero usado para cimbrar el techo y piso de cada módulo
2.
Panel de muro. También hecho de forro grueso de acero, usado para cimbrar los muros entre dos módulos adyacentes.
Block precolado
de concreto
Cimbra túnel
Figura 4.9 Sistema de cimbra túnel. (Cortesía de Symons Corp.)
3.
Separadores. Paneles más rígidos de cubierta y de muro para minimizar ladeflexión debida a la presión lateral del concreto.
4.
Ensamble de puntales diagonales. Usadas para proporcionar soporte adicional para la losa de piso y conservar muros y pisos
perpendiculares.
5.
Tensor con cuña. El tensor de muro entre cimbras de dos túneles adyacentes conserva las cimbras en su lugar mientras el concreto está siendo colado.
6.
Ensamble del gato de ruedas. Permite a los trabajadores mover las cimbras de túnel en distancias cortas, y también permite que
las grúas saquen una cimbra colapsada después que el concreto se ha curado.
4.3.2 Ciclo típico de trabajo
Las cimbras de túnel permiten una erección rápida de un esqueleto de edificio. Cada día puede cimbrarse un
nuevo cuarto por túnel para cada cimbra disponible de túnel. Los siguientes pasos demuestran la secuencia de actividades que cubren el ciclo de vida comenzando desde el nivel de terreno.
82
Sistemas de Cimbras
Sistemas de cimbra horizontal
Losa y muro de inicio
La construcción usualmente comienza con el colado de la losa de piso en la configuración deseada del cuarto. En
la losa de piso se incluye un muro de iniciación de aproximadamente 3 a 6 pulg. (76.2 a 152.4 mm) de alto, proporcionando precisión dimensional cuando se fija el ancho de las cimbras (Figura 4.1 O).
Primer ciclo
Una vez que la losa y el muro de inició han obtenido suficiente resistencia, la colocación del acero de refuerzo y
las cimbras túnel pueden proceder.
~
Muro de inicio
Losa de inicio
Figura 4.1 O Losa y muro de inicio.
Colocación del acero de refuerzo
El acero de refuerzo puede ser colocado antes o después de que se coloquen las cimbras túnel. Cuando se coloca antes de las cimbras, el acero de refuerzo para los muros es erigido primero, seguido de la colocación de la cimbra de
túnel, y finalmente el refuerzo de losa. El segundo método utiliza secciones pre-ensambladas de acero de refuerzo
para los muros y losas. Una vez que las cimbras están colocadas, las secciones pre-ensambladas son descendidas a
su lugar. Huecos para puertas e instalaciones mecánicas y equipo eléctrico, pueden ser instalados en este momento.
Colocación de la cimbra
La colocación de las cimbras túnel sobre la losa se hace por medio de grúa. Una vez encima de la losa, las cimbras
son roladas hasta su lugar y sujetadas fuertemente contra el muro de inició. Gatos hidráulicos adosados a la cimbra
se utilizan para levantar las cimbras a su altura requerida, generalmente 2 a 4 pulg. (50.8a1O1.6 mm) por encima de
la losa. Una vez que éstas están en su lugar, un bloque de concreto precolado-es colocado entre las partes superiores
de las cimbras de muro para proporcionar el espesor adecuado del muro, establecer el espesor de la losa y sostener
las cimbras para el siguiente muro de inició. Tensores de cimbras son adosados en este momento junto con los hue'
cosen la losa para conexiones de plomería, duetos de aire acond~cionado,
y otros servicios del edificio (Figura4.1 O)
A\\ad S. Harma
83
,:,
1mcyc
Capítulo 4
Colado del concreto
Cuando las cimbras y tensores están en su lugar, y han sido inspeccionadas y aprobadas, el concreto puede ser vaciado y vibrado. Los cuartos pueden ser cubiertos con lonas, permitiendo a los calefactores acelerar el proceso de curado. Cuando se utiliza concreto de alta resistencia temprana, el proceso de curado generalmente toma una noche.
Descimbrado
Una vez que el concreto ha obtenido suficiente resistencia, las lonas y calefactores son retirados, permitiendo la
realización del descimbrado. Los gatos hidrá4licos que se usaron inicialmente para levantar las cimbras a su altura
correcta son invertidos, jalando las cimbras por abajo de la losa de concreto. Igualmente adosada a las cimbras de
túnel hay un sistema de puntales diagonales que permite el desprendimiento fácil de las cimbras de los muros y cubierta con un simple movimiento (ver la Figura 4.11 ). Las cimbras pueden ahora ser roladas y separadas de los muros y transportadas por grúa para ser limpiadas y aceitadas en prepan~ción para la siguiente ubicación.
Cimbra túnel
~de cuarto transportada
por grúa a la siguiente
ubicación
Figura 4.11 Elevación de la cimbra túnel.
Segundo ciclo
Cuando se ha completado el primer ciclo, las cimbras son transportadas por grúa de nuevo y llevadas ya sea al
siguiente nivel o a un cuarto adyacente al que se ha completado.
Un ciclo típico de dos días se muestra en la Figura 4.12. En el primer día, dos cuartos han sido colados mientras que el tercer cuarto ha terminado en una junta de construcción. Si el tercer cuarto es del mismo tamaño y dimensiones, una cimbra de túnel de espera es generalmente utilizada. En el segundo día, el colado es comenzado
en la junta de construcción en el tercer cuarto. El cuarto también es colado, mientras que el quinto cuarto se encuentra en donde se ubica ahora la junta de construcción.
Cuando se ha completado un piso, el ciclo es repetido para el siguiente nivel comenzando arriba del primer cuarto a
ser colado. Este tipo de ciclo utiliza una tercera cimbra de túnel que está siempre esperando para recibir el colado.
Otro tipo de ciclo de cimbra usa un muro túnel de "muro final" después del segundo cuarto. Este sistema también proporciona la ubicación para la junta de construcción, pero es utilizado cuando un corredor o un cuarto de
84
Sistemas de Cimbras
,,
1mcyc
Sistemas di: cimbra horizontal
espernn<lo
Día 2
2
Figura 4.12 Ciclo típico de dos días.
diferentes dimensiones ha de ser cimbrado a continuación. Como se ve en la Figura 4.13, un muro final ha sido
usado para terminar el colado del primer día y proporciona una junta de construcción en la ubicación necesaria.
En un proyecto típico de cimbra túnel se pueden requerir de 1Oa20 trabajadores para completar el ciclo de trabajo. El tamaño del proyecto generalmente determina el número de trabajadores. Generalmente se pueden completar cinco a seis cuartos cada día, empleando 1O a 20 trabajadores, con cinco a seis cimbras de túnel y una grúa.
4.3.3 Ventajas de la cimbra túnel
Día 2
2
Figura 4.13 Ciclo típico de dos días con un muro final.
Aunque es relativamente nuevo, el sistema de cimbra túnel está aumentando su popularidad debido a sus grandes
ventajas.
Awad S. Hanna
85
,,
1mcyc
Capítulo 4
Costo
El costo inicial de uh sistema de cimbra puede ser frustrante cuando uno controla el costo del proceso del cimbrado. El costo inicial para_comprar un conjunto de cinco o seis cimbras túnel es de aproximadamente del medio
millón a un millón de dólares. Aunque esto puede ser mucho mayor que el costo de cimbras convencionales, la
construcción de cimbra todo de acero permite que el número de re-usos sea de 500 a 1000. Esto permite al contratista re-usar las cimbras en proyectos similares, reduciendo así los costos por cada uso-de las cimbras. Una vez
que las cimbras comienzan a desgastarse y deteriorarse, la rehabilitación de los moldes puede lograrse a un costo
aproximadamente de $100,000. Esto incrementa la vida y número de re-usos de las· cimbras.
Tiempo de construcción
El sistema de cimbra túnel utiliza un método acelerado de curado del concreto. Generalmente, calefactores de
control automático son colocados dentro de la cimbra de túnel para acelerar el proceso de curado del concreto.
Después de 14 horas, el concreto alcanza una resistencia de compresión suficiente para que pueda ser retirada la
cimbra. Otros factores atribuidos a la disminución del tiempo de construcción incluyen:
• El uso de placas de forro de metal proporciona un acabado liso, eliminando así el apuntalamiento y el acabado de los muros y losas de concreto.
• Los pisos y muros son colados monolíticamente, reduciendo por lo tanto el tiempo y costo así como la necesidad de dos sistemas
de cimbra separados.
• Ciclo rápido de aprendizaje: Una vez que los trabajadores se familiarizan con el ciclo, el tiempo para cada ciclo será reducido.
Mano de obra
Un importante beneficio del sistema de cimbra túnel es que un supervisor experimentado puede convertir rápidamente la mano de obra relativamente inexperta en operadores experimentados de túnel. Esto permite emplear a
trabajadores menos costosos para otras actividades de construcción lo que reduce grandemente el costo sin sacrificar la calidad. Esto puede ser especialmente benéfico en regiones de mano de obra de alto costo. También,
como el transporte de cimbra es operado por grúa, los requisitos de personal son minimizados.
Puesto que las cimbras túnel son prefabricadas, la necesidad de ensamblar y desensamblar las cimbras entre
colados es eliminada. El desprendimiento de las cimbras se realiza por gatos hidráulicos, reduciendo así el
número de trabajadores necesarios para esta tarea. Los ciclos repetitivos permiten a los trabajadores familiarizarse con el sistema después de 3 ó 4 ciclos, incrementando así la productividad al avanzar la obra.
Flexibilidad
El sistema de cimbra túnel tiene muchas características que lo hacen flexible en el sitio de construcción.
• Las cimbras pueden ser diseñadas para diferentes dimensiones de cuartos. Para usar cimbra estándar de túnel, el muro debe ser
por lo menos 7.5 pies (2.29 m) de alto y no debe ser más alto de 1O pies (3.04 m).
• Las cimbras pre-ensambladas no requieren área de preparación.
• Las cimbras todo de acero con menos juntas y tensores, proporcionan un excelente acabado de concreto con poca detlexión.
• ·Las cimbras túnel pueden ser re-usadas de 500 a 1000 veces.
86
Sistemas de Cimbras
<I
1mcyc
Sistemas tk cimbra horizontal
• Las ventanas y puertas pueden ser fácilmente movidas de piso a piso. Sin embargo, para lograr productividad máxima, las dimensiones de aberturas y su ubicación deben ser las mismas de piso a piso.
Calidad
Debido a que las cimbras túnel son pre-ensambladas en planta, se elimina la incertidumbre que a menudo acompaña al equipo fabricado en la obra. En el lugar de fabricación generalmente se aplica un programa de control d~
calidad para protegerse de imperfecciones o defectos en la mano de obra y en los materiales. También, debido a
que la cimbra túnel es hecha de acero, la calidad de la superficie del concreto resultante es superior y puede no necesitar un acabado adicional.
Seguridad
Las cimbras túnel tienen varias de características de seguridad.
• Puesto que son pre-ensambladas en formas industrializada, el sistema puede tener una resistencia predecible y aseguramiento de
calidad.
• Las cimbras no son desmanteladas entre colados, y por lo tanto permanecen iguales a como se usaron primeramente.
• Se proveen barandales de protección en los bordes de las losas.
• La supervisión de las operaciones de grúa proporcionan seguridad en el área inferior.
• Los trabajadores que colocan o desprenden las cimbras por debajo están seguros debido al sistema de cimbra túnel rígido y todo de acero.
4.3.4 Consideración modular para la cimbra túnel
Antes de que comience el ciclo de trabajo, el diseñador de la cimbra debe seleccionar el tamaño apropiado y el
tipo de la cimbra de túnel. Las dimensiones totales de cualquier cimbra túnel pueden ser modificadas agregando
simplemente secciones ajustables (rellenos). Para incrementar la altura, se agregan secciones ajustables a la sección inferior de los muros, permitiendo que la altura varíe de 7.5 a 1Opies (2.29 a 3.04 m). El claro de la cimbra de
túnel también puede variar agregando una sección ajustable en el centro de la cubierta y permitiendo al claro
variar de 13 a 24 pies (3.96 a 7.32 m). En cuanto a la longitud, la dimensión estándar es 8 pies (2.44 m), pero los
túneles pueden ser acoplados para lograr longitudes variables.
La mayor parte de la reducción en los costos de construcción y en la dúración pueden atribuirse a la estandarización de los módulos de construcción. El diseño comienza seleccionando un tamaño de crujía que ser4 repetido
una y otra vez. Debido a que el diseño determinará si el método de cimbra túnel puede utilizarse, el proceso de
construcción debe ser analizado cuidadosamente, organizado, y coordinado de principio a fin. Esto asegurará
que la construcción pueda proceder con un mínimo de mano de obra, y en la más corta duración.
La consistencia y la simplicidad son los caminos más fáciles con los que un diseñador puede reducir substancialmente los costos de construcción. El mantener dimensiones constantes para los diferentes elementos estructurales unifica el proyecto y permite que los sistemas de cimbra túnel sean adaptados. El arreglo repetido de
cuartos asegura que los trabajadores incrementen la productividad co.n base en su aprendizaje.
Awad S. l lanna
87
'
1mcyc
Capituhi-1
4.3.5 Limitaciones
El uso de cimbra túúel está limitado por requisitos específicos de diseño. Durante la fase del diseño de un
proyecto. el tipo de cimbra ~debe ser determinado. Sin una temprana consideración y planeación de un disei1o
estándar repetido. los beneficios económicos de la cimbra túnel no pueden lograrse. Hay también limitaciones
adicionales que deben ser consideradas.
88
•
Alto costo inicial de preparación
•
Requiere tiempo largo de grúa
•
Requiere alto grado de supervisión de ingeniería
•
Toma a los trabajadores un par de ciclos para familiarizarse con el sistema
•
Se utiliza principalmente en edificios con cuartos repetitivos
•
Cuartos grandes y diferentes formas pueden ser difíciles
•
El sitio debe ser accesible ya que las cimbras son grandes
•
Para que los costos iniciales sean redituables, debe haber por lo menos 100 cuartos
•
Se puede usar solamente en cuartos con construcción de losa plana.
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
5 Criterios de selección para un sistema
de cimbra horizontal
5.1 Factores que influyen en la selección de cimbra horizontal 91
5 .2 Eligiendo el sistema adecuado de cimbra usando tablas 97
.-\"ad \ l lanna
'
1mcyc
Criterios d<.: sclci.:1.:ión para cimbra horizontal
Este capítulo proporciona un resumen de los factores que influyen en la selección adecuada de un sistema de
cimbra horizontal. Este capítulo también presenta un análisis tabular comparativo del uso y limitaciones de cada
uno de los sistemas de cimbra descritos en los Capítulos 3 y 4. Un ejemplo de problema de selección de cimbra
también se presenta para explicar cómo pueden usarse estas tablas para seleccionar correctamente el sistema óp-timo de cimbra para la obra.
\
5.1 Factores que influyen en la selección de cimbra horizontal
El seleccionar el sistema de cimbra para losas de concreto reforzado coladas en sitio es una decisión crítica que
puede afectar los costos. la seguridad, la calidad, y la rapidez de la construcción. Muchos factores put:den ser
considerados para la selección adecuada del sistema de cimbra. Entre estos se encuentran:
1. · Factores relacionados con el diseño arquitectónico y estructural del edificio, que incluyen el tipo de losa, la forma del cdi licio y
su tamaño.
Factores relacionados con las especificaciones del proyecto y el programa de trabajo que incluye el ritmo de la construcción.
3.
Factores relacionados con las condiciones locales, que incluyen las prácticas locales. las condiciones del clima, y las caracterís
ticas del sitio.
4.
Factores relacionados con las organizaciones de apoyo, que incluyen el capital disponible, el equipo de izado. el apoyo casaoficina, y Ja disponibilidad de facilidades de campo local o regional.
Un diagrama de todos los factores que influyen en la selección de los sistemas de cimbra se presenta en _l_a
Figura 5.1. Las secciones siguientes definen brevemente la terminología y explican cómo estos factores in1luyen ·
en la selección del sistema de cimbra horizontal.
5.1.1 Diseño del edificio: tipo de losa
El costo de la construcción de losas a menudo es más de la mitad del costo de los sistemas de marcos estructurales. con excepción de edificios extremadamente altos. Por lo tanto, la selección del sistema de cimbra de una
losa merece considerable atención para minimizar los costos.
La selección de un sistema de cimbra debe hacerse con base en el sistema de piso seleccionado que satisfaga
las condiciones estructurales de carga. Las losas de piso en edificios de concreto se clasifican en dos tipos básicos. de acuerdo con la distribución de la carga aplicada en la losa:
""ªd S. llanna
'·
91
'
1mcyc
Capitulo:'
Placa lana de dos sentidos
Losa lana de dos sentidos
Diseño del edificio
Sistema resistente
a cargas laterales
(altura del edificio)
Sistema de marco rígido
Muros de c011anh:
Muro de c011ante y marco
Marcos en tubo
Tubo-en-tubo
Forma del
edificio
lrre ular
Uniforme
Concreto colado con acabado común
Acabados del
Acabado de concreto expuesto
Acabado arquitectónico de concreto
Ciclo de liso
Ritmo de colocación
Secuencia de construcción
Calidad de mano de obra
Prácticas en
el área
Costo ele mano ele obra
Clima caliente
Condiciones locales
Condiciones
del clima
Clima frio
Caracte1ísticas
del sitio
anizaciones
de apoyo
Apoyo de
oficina central
Sin instalaciones
Instalaciones
decampo
Instalaciones locales de campo
Instalaciones re •ionales de campo
Figura 5.1 Factores que influyen en la selección de un sistema de cimbra.
1.
Losa en dos sentidos, en la que la relación de rectangularidad (longitud/ancho de la losa) es entre 1 y 2, y la carga de la losa es
transferida a las trabes de apoyo en dos direcciones. La construcción en dos sentidos incluye la placa plana, la losa plana, la
losa reticular, y las losas en dos direcciones apoyadas en capiteles.
2.
Losa en un sentido, en la que la relación de rectangularidad (longitud/ancho de losa) es mayor de 2, y la carga de la losa es
transferida a las trabes de apoyo en una dirección. La construcción en un sentido incluye generalmente losas sólidas sobre
trabes o muros, losas nervadas de un sentido apoyadas sobre trabes o muros de carga.
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Criterios de sdccción para cimbra horizontal
A. Placa plana
B. Losa plana
C. Losa reticular
D. Losa de dos sentidos
apoyada en trabes
Figura 5.2 Losas de dos sentidos.
Placa plana en dos direcciones
Un sistema de piso estructural de placa plana consiste en una losa de concreto de espesor constante en toda su superficie. sin trabes o capiteles en las columnas (ver la Figura 5.2a). Tales losas pueden estar en voladizo en el exterior
del edificio para permitir el uso de balcones.
Las columnas de apoyo para placas planas generalmente están igualmente espaciadas para facilitar el diseño y
la construcción de tales losas. Este sistema es económico para claros de hasta 23 pies (7.0 m) con refuerzo
moderado. Las placas planas pueden construirse en tiempo mínimo debido a que utilizan la cimbra más simple
posible. Las placas planas han sido usadas exitosamente en edificios de muchos pisos para moteles. hoteles. hospitales y edificios de departamentos.
Losa plana de dos sen ti dos
Un sistema estructural de losa plana consiste en una losa de concreto de espesor con·stante con capiteles refuerzo
en las ubicaciones de columnas (ver la Figura 5.2b ). En años pasados. los capiteles de columna se utilizaban junto
con abacos, pero debido al mayor costo del cimbrado, los capiteles de columna son menos favorecidos en la práctica actual de construcción. Las losas planas se utilizan para resistir cargas más pesadas y con claros más largos
que las placas planas. En general, el sistema es más adecuado para paneles .éuadrados o casi cuadrados.
t\ wad S. Hanna
93
'
1mcyc
Capítulo:'
Losa reticular
1.a construcción de una losa reticular se muestra en la Figura 5.2c. Consiste en filas de nervaduras de concreto en
úngulo recto con paneles sólidos en las columnas. Las losas reticulares pueden usarse para claros de hasta 50 pies
( l 5.2m). y se utilizan para obtener un plafón atractivo.
Losa en dos sentidos apoyada en trabes
Este sistema consiste en una losa sólida diseñada para extenderse en dos direcciones, ya sea hacia las trabes de
cmic.reto o hacia muros (ver la Fig. 5.2d). La ventaja principal del sistema es la de ahorrar acero de refuerzo y sección de la losa como resultado de ser capaz de aprovechar la acción en dos sentidos. El cimbrado para el sistema
en dos direcciones es complicado y generalmente sobrepasa las ventajas de costo asociadas con el ahorro de
acero de refuerzo y espesor de la losa.
Losa en un sentido, trabe, y vigueta
Este sistema consiste en una losa sólida. que se apoya en trabes de concreto que están espaciadas uniformemente.
l .as trabes. a su vez. se apoyan en viguetas en ángulos rectos a la trabe para transferir las cargas a las columnas
(ver la Figura 5.3a ). Este sistema proporciona generalmente la oportunidad de cubrir claros más largos que el
sistema de dos sentidos~ diseñando trabes y viguetas más peraltadas.
Losa de un sentido apoyada en trabes o en muros de carga
htc sistema es una modificación de la losa, del inciso anterior. Elimina las trabes secundarias (Ver la Fig. 5.3b ).
U acero de refuerzo es relativamente simple, y la existencia de huecos no es en general una preocupación crítica.
Losa en un sentido con nervaduras
Las losas nervadas de un sentido son una combinación monolítica de viguetas uniformemente espaciadas o ner,·aduras. y una losa delgada colada en la obra para formár una unidad integral. Cuando las viguetas son paralelas,
se le denomina construcción de viguetas de un sentido. (Ver la Figura 5.3c). Las viguetas son agradables en el aspeL·to arquitectónico y para los sistemas de apoyo mecánico.
5.1.2 Forma del edificio
Edificios especiales. tales como edificios industriales y plantas de energía, tienen generalmente numerosos requisitos eléctricos y mecánicos que no se adaptan a ningún sistema sofisticado de cimbra. Como resultado, el cimbrado debe construirse utilizando el método tradicional de cimbra.
Algunos de los factores que capacitan al contratista para decidir si usa un sistema de cimbrado sofisticado o un
método tradicional de cimbra son:
l.
Variación de la ubicación de columnas y muros
Variación del peralte de la trabe y su localización
3.
Variación de la altura de entrepiso
4.
Existencia de obstrucciones ?huecos para ventanas y puertas
Sistt:mas tk Cimbrits
J
'
1mcyc
Criti:rios di: si:li:cciún para cimbra horizontal
A. Losa de un sentido, trabe y vigueta
B. Losa de un sentido, apoyada en trabes o en muros
C. Losa de un sentido nervada
Figura 5.3 Losas de un sentido.
5.
Numerosos requisitos del sistema de aire acondicionado
5.1.3 Especificaciones de la obra
Rapidez de la construcción
La ventaja más importante de usar un sistema de cimbra es la rapidez en la construcción. La rapidez de la construcción influye en los costos porque determina el tiempo en que el edificio estará disponible para su uso y también disminuye los costos financieros. El factor más importante que determina la velocidad de la construcción es
el tiempo de ciclo por piso. En años recientes, se ha logrado colar dos pisos por semana en edificios de gran altura,
especialmente en áreas metropolitanas. Este ciclo rápido de piso solo puede lograrse usando técnicas sofisticadas
de cimbra tales como cimbra volante y cimbra túnel, con las que se puede cimbrar un piso cada dos días.
A\\'ad S. Hanna
95
'
1mcyc
l'apitulo5
5.1.4 Condiciones locales
La naturaleza de la obra. incluyendo las condiciones locales. es uno de los factores principales en la selección de
cimbra. Algunos de los fact9res que deben tomarse en cuenta se exponen a continuación.
Mano de obra local
En zonas geográficas en donde la mano de obra es costosa y no calificada. el uso de "sistemas" de cimbra. puede
reducir substancialmente los costos. En áreas en donde la mano de obra es económica y calificada. un sistema de
cimbra convencional es una alternativa económica aún si las características del edificio son compatibles con un
sistema sofisticado de cimbra. Como resultado, algunas zonas geográficas utilizan sistemas pre-ensamblados de
cimbra debido a la falta de mano de obra calificada y económica.
Características del sitio
El sitio de la obra por si mismo puede influir en la selección de un sistema adecuado de cimbra. debido a las limitaciones del sitio y a la accesibilidad para las operaciones de construcción. La factibilidad de utilizar cimbras volantes por ejemplo, es influida por las características del sitio, que incluyen:
l.
Accesibilidad al sitio.
...,
Disponibilidad de una área para fabricación
3.
Restricciones del área circundante tal co.mo límites de propiedad. edificios adyace.ntes. líneas de energía y calles muy tran
sitadas. En sitios suburbanos abiertos y sin restricciones. todos los sistemas de cimbra son prácticos y deben evaluarse algu
nas otras consideraciones para determinar el sistema más eficiente y más efectivo económicamente. En sitios de centros ur
banos restringidos, el único sistema posible puede ser el de cimbras agrupadas que pueden sertrasladados de piso a piso.
5.1.5 Organización de apoyo
La mayoría de los sistemas de cimbra con colocación con grúa (como el de cimbra volante. sistema de apuntalamiento montado en columnas. y el de túnel). requieren una alta inversión inicial e intensivo uso de grúa. Los
principales requerimientos de recursos que deben ser evaluados cuidadosamente para decidir sobre un sistem.a de
cimbra se analizan a continuación.
Capital disponible (costos)
El costo de la cimbra para concreto es influido por tres factores:
l.
Costo inicial o costo de fabricación. que incluye el costo de transporte. materiales. ensamble y erección.
Re-uso potencial. lo que disminuye el costo total final por pie cuadrado (o por metro cuadrado) del área de contacto. Los da
tos de la tabla 5.1 indican que la economía máxima puede lograrse maximizando el número de re-usos.
3.
Costo de descimbrado. que también incluye el costo de limpieza y reparación. Esta partida tiende a permanecer constante
para cada re-uso hasta cierto punto, en el cual el costo total de reparación y limpieza comienza a incrementar rápidamente.
Al decidir utilizar un sistema específico de cimbrado. el costo inicial debe evaluarse versus el capital disponible asignado al costo de cimbra. Algunos sistemas de cimbra tienden a tener un alto costo iniciaL pero a través del
re-uso repetido. resultan económicos. Por ejemplo, las cimbras voladora tienen un alto costo inicial, pero el reuso promedio potencial (generalmente de más de 100), reduce el costo final por pie cuadrado (o por metro
Sish:mas di! Cimbras
,,
1mcyc
( ·n11.:n11:-. tk st:k((1t.111 para rimbra hnrizontal
Tabla 5.1 Efecto del re-uso en el costo de cimbra de concreto basado en un uso igual a 1.00
Número de usos
lJno
Dos
Tres
Cuatro
Cinco
Seis
Siete
l>d10
Nue\'C
Dil'Z
Costo por pie
cuadrado de área
de contacto
1.00
0.62
0.5
0.44
0.4
0.37
036
0.35
0.33
0.32
Costo por metro
cuadrado de área
de contacto
10.76
6.67
5.38
4.74
4.31
3.98
3.88
3.77
3.55
3.44
cuadrado) de área de contacto de esta alternativa. En el caso de sistemas de cimbra rentados, el período de tiempo
en el que la cimbra está en uso tiene un gran efecto en el costo de la cimbra.
Equipo de izamiento (grúas)
Algunos sistemas de cimbra requieren técnicas especiales de manejo, que pueden incluir un buen servicio de
grúas. El sistema de armadura volante es un buen ejemplo del efecto de la grúa en el sistema elegido. El tamaño
de los módulos puede limitarse por la capacidad de carga de la grúa y sus rangos de levantamiento máximo y
mínimo.
Instalaciones de espacio para maniobras
La factibilidad de usar cimbras prefabricadas tales como la cimbra voladora es afectada grandemente por la disponibilidad de un patio local o central (regional) de maniobras. Cuando se dispone de un patio local o central, los
elementos estándar de cimbra pueden ser manufacturados y ensamblados en condiciones eficientes de trabajo.
Sin embargo. el costo del transporte de las secciones de la cimbra al sitio pueden influir en la economía del
sistema seleccionado.
5.2 Elección del sistema adecuado de cimbra utilizando tablas
La Tabla 5.2 muestra la relación entre los factores que influyen en la selección de los sistemas de cimbra y los distintos sistemas de cimbra disponibles para colado de concreto horizontal y vertical. El usuario debe primero
hacer una lista de todos los principales componentes conocidos de su proyecto y después compararlos con las
características indicadas en la tabla bajo cada sistema de cimbra. El mejor sistema de cimbra puede entonces ser
identificado cuando las características del proyecto concuerdan con la mayoría de las características de un
sistema en particular. El siguiente ejemplo muestra cómo puede usarse la Tabla ~.. 2 para identificar el mejor
sistema de cimbra para colado de concreto horizontal.
:\\\ad S.! huma
;{;I
1mcyc
Capítulo5
Tabla 5.2 Factores que influyen en la selección de sistemas de cimbra horizontal.
·~
Sistema convencional
de madera
Sistema convencional
de metal
Sistema de armadura
voladora
a
~
Cimbra tímcl
Sistema de
apuntalamiento
montado en columna
Todos los sistemas de losa
Más adecuados para losa de dos sentidos
apoyada en trabes o losa de un sentido, trabe,
vigueta
Dos sentidos: placa plana y losa plana
Un sentido: losa apoyada en trabes o muros y
losa nervada (estándar o nervadura-salteada)
Losa de un sentido apoyada
en muros
Espesor menor ele 12 pulg
(30cm)
Compatibilidad Compatible con todos los sistema resistentes a
"g i con
el sistema de carga lateral
Generalmente no adecuado para marco en
tubo enmarcado y tubo-en-tubo debido a la
corta distancia entre columnas que caracteriza
a los sistemas de tubo
Muro de carg:1
Las trabes deben ser del
mismo tamaño y ubicación
Los balcones en vol:1dizo
deben ser del mismo
t:unafio y ubicación
,g
u
"d
Tipo de losa
o
c.
f.:;
..
~ : apoyo de carga
-~ .!
ci::
lateral
Horizontal
uniformidad/
irregularidad
Puede manejar variaciones en tamaño y
ubicación de trabe
Puede manejar variaciones en forma, tamaño y
ubicación de voladizo
Evitar trabes cruzadas
Las trabes deben ser del mismo tamaño y
ubicación o dentro del 20'Y,, de diferencia de
piso a piso
El voladizo debe ser del mismo tmn:1ño y
ubicación o dentro del 20% de diferencia ele
piso :1 piso
Vertical
uniformidad/
regularidad
Puede manejar variaciones de tamaño y
ubicación de columna/muro
Puede manejar variaciones en altura de
entrepiso dentro de un piso o de piso a piso
Columna/muro deben ser del mismo rnmaño
y ubicación o dentro del 20% de diferencia de
piso a piso
Puede manejar variación limitada (20%) en la
altura del entrepiso
Los muros deben ser del
mismo tamaño y ubicación,
y altura de piso a piso
Pisos altos
[mayores de 14
pies (4.25 m))
No adecuado para
pisos altos
Limitado por el
peralte de la
armadura [hasta 20
Sistema de :1ltura limitada
[entre 7.5 y 10 pies
(2.28 a 3 m))
o
"ü
«.::
~
u
ü
"d
o
•C
~
¡:¡
o
"ü
«.::
~
u
ü
..
"'O
eo
Más adecuado para
pisos altos
(alum. ligero.
El sistema puede manejar variaciones en tamaño
de claro y ubicación
Las pendientes y
El sistema debe ser
Pendientes y combas se pueden
diseñado para
combas
acomodar pendientes y
acomodar a costo
combas
adicional
Aberturas
u.
"'
...e~ HVAC
ü
~
:E Limitacione
s de
dimensión
Puede acomodar
HVAC extensivo
No puede acomodar
HVAC extensivo
Usado para edificios
de tamaño pequeño
[menos de 100,000
pie 2(9,250 m2))
Usado para edilficios
de tamaño medio
[entre 100,000 y
200,000 piel (9,250 y
8,500 m 2))
Sistema
independiente de la
altura
Puede manejar vmiación limitmla (20%) en t:11n:1ño y ubicación ele abcrtur:is
Las pendientes y combas deben ser idéntic:1s de piso a piso
El HVAC debe ser mínimo e idéntico de piso a piso
Usado para edificios de gran tamaño [más de 200,000 piel (18,500 m 1))
5.2.1 Proyecto de ejemplo
Un edificio de concreto de 14 pisos hade ser ubicado en laAvenidaPennsylvaniaNo. 1601, Washington, D.C.
2
2
El tamaño del edificio es de aproximadamente 22.500 pie (2090 m ) por piso. Las losas de piso son losas planas de 8 pulg (203.2 mm) con capiteles en cada columna. Los tamaños de columna y las ubicaciones varían debido a la existencia de una entrante con altura de tres pisos, libre de columnas. Los peraltes de piso varían de 14.5
pulg. (368.3 mm) en los tres primeros pisos, a 10.5 pulg. (266. 7 mm) para los restantes once pisos. No hay balcones en voladizo, y la losa de piso no estará colada antes del inicio de las operaciones de cimbrado. El edificio
estará ubicado en un área restringida del centro urbano.
98
Sistemas de Cimbras
-tj
1mcyc
Crih.:rios de sekcción para cimbra horizontal
Tabla 5.2 Continuación
l~ia de cimbrn
!Factor de
.,"
-e
"'5
Q.
Ritmo d.:
colocación
Ucnernlmente. no es un factor principal en tral.rnjo horizontal de concreto, ritmo promedio entre 25-30 ciclos/horas
Secuencia d.:
construcción
Colado de columnas. después trabes y losas
La los:1 de cimentnción no es necesario que esté
colocada pero el costo puede reducirse si la losa
de cimentación esta colocada
Colado de columnas,
~~sp~~~sJ~abes y losas
cimentación
debe estar colocada
para que la <;imbra.se
use en el onmer mso
El trnbi1.io es mejor en
iíreas de mano de obra
de alta calidi1d y bajo
costo, menos costos si
El trabajo es mejor en
áreas de mano de obra
de alta calidad y bajo
costo
Generalmente, trabajo en áreas de alto costo. y baja calidad de mano de
obra
Requiere área minima
de almacenaje y
preparación
Área peq1!e1ia de .
preparacron necesaria
si el sistema es a base
de paneles
El sitio debe tener úrea adecund:1 de
almacennje y de preparación
-e
·a.
(}_
c;:p ..t:c-nnna .. la. n ...-.,,.
..\n::1
disponible
para
almac.:naj.: v
pr.:par ación
~
"'
~
Acc.:so
.n!
~
·:s.
~
.,
.,
.¡
:~
.g-
º -e-~...
~'
6
o
6-
lJ.J
no es necesario que
esté colocada
El sistema es preensamblado
Se requiere área
mínima de almacenaje
El sitio de la obra debe ser accesible a
v.randes unidades de cimbra
·ruede no ser un factor si las cimbras son
ensamblndas en la obra
El sitio de la obra debe
ser accesible para
v.randes cimbras de
acero pre-ensambladas
El costo promedio varín de $1 a $3 por pie
cuadrado de área de contncto
El costo promedio varía de $1 O a $15 por pie
cuadrado de área de contacto
El costo promedio
varía de $20 a $50 por
pie cuadrado de área
de contacto
Mínimo deben estar
disponibles de 12-15
re-usos
Mínimo deben estar
disponibles de 50 reusos
Hasta 20 re-usos
Hasta 15 re-usos
Costo de
descimbrado
Alto costo de descimbrado (aproximadamente un
tercio del costo de preparaciones)
Bajo costo de descimbrado (aproxinrndamente
la mitad de los sistemas montados 11 mano)
Bajo costo de
descimbrado
Producti,·idad
promedio de
mano de obra
12 pie2 por área de
contacto
18 pie2 por área de
contacto
36 pie 2 por área de
contacto
50 pie 2 por área de
contacto
Disponibilidad
de grira y
tiempo
d.: grira
Puede ser am1ado a
mano
l\-lenos costos si se
dispone de grúa
Puede ser armado a
mano
La grúa es necesaria si
se hace con paneles
Debe haber disponible equipo adecuado de izamiento
Tránsito
adyacente en
el edilicio y
otras
obstrncciones
Generalmente no es
un factor
Generalmente no es un
factor
Puede ser un factor si el
sistema es con paneles
Un factor impo11ante. debe haber espacio abie1to por lo menos 1.5 veces
la longitud de un panel grande desde la fachada del edilicio
..\d1111111s1rac1011
de segundad
Mínimo deben
estar disponibles de
15-20 re-usos
45 pie 2 por área de
contacto
Generalmente no es un factor
La grúa debe tener capacidad de carga adecuada de transpo11ación en
radios mínimo y máximo
Se requieren precauciones nonnales de seguridad
Seguridad especial en cuanto a la operación de la grúa
........
1--~~~~--+-~~~~~~~~~-.-~~~~~~~-+-~~~~~~~~~~~~~~~~
8 Experienci:1
" en solución
Jl ~~ 1~·oblemas
~
Colado de losas y
muros
simultáneamente, muro
inicial de 3 pulg
(7.5cm) es necesario
E;sr~~sJ~ª~;~Ji:~¿i3&1
Re-uso
potencial
Capacidad
adecuada de
carga de la
grúa
r.
Colado de columnas,
Generalmente no es un factor para sistemas
nnnndos a mano
Slllll
Costo inicial
de
1>n:1>arnciones
¡:;
Un píso cada 1 - ? días
1--~~~~-t-~~~~~~~~-'-~~~~~~~~-+-~~~~~~~~~~~~~~~~-+-~~~~~~~~~
~
g.
Un piso cada 3 - 4 días
-e
"'
Prácticas de In
zona
-::;
Cimbra túnel
8
~
W'.l
o
>.
o
Sistema de
apuntalamiento
montado en columna
Píso típico cada 5 días de trabajo
Un ciclo más rápído puede realizarse a costo
adicional (número creciente de pisos a ser
apuntalados y re-apuntalados)
N
·~
Sistema de
mmadura voladora
Ciclo de piso
(ní1111ero de
pisos/día)
8 .,
t.;:
Sistema convencional
de metal
·o
*8
ce
.5o
infl~
Sistema convencional
de madera
Supervisión minima
de ingenie1ia
supervisión
-e
Requiere personal
calificado
Requiere
SUJlervisión
moderada
Requiere alta supt:r\"isión del ingeniero
Requiere te1Teno
local si se hace con
paneles
Requiere suliciente h:rreno de maniobras local
o regional
~~~~~~~~~
Requiere alto grado
de supervisión del
ingeniero
~1--~~~~-+~~~~~~~~~-1-~d~e~i1~•2~e~n~ie~l"Í~a~~__,1--~~~~~~~~~~~~~~~~+-~~~~~~~--1
Q.
~
-\wad S. Hanna
lnst¡1laciones
de ;1poyo
Se requiere terreno de
maniobras mínimo
El sistema debe
esiar disponible
cerca del úrea
No se rc:quiere terreno
99
,.,
\
1mcyc
Capítulo5
Edificios existentes y el tránsito limitan el movimiento del equipo en todos los lados del edificio. La zona
cuenta con una mano.de obra altamente calificada y altos costos de mano de obra por hora.
5.2.2 Análisis comparativo tabular del uso de cimbra
El hecho de que una cimbra de túnel sea usada para solo losas en un sentido apoyadas en muros. hace a este
sistema (cimbra de túnel) una selección inapropiada. Por lo tanto debe ser eliminada. igualmente. el número potencial de re-usos ( 14 ), no puede justificar el uso de cimbras de túnel que requieren al menos cincuenta re-usos.
Los sistemas de armadura volante y de apuntalamiento montado en columna también son eliminados debido a
que el sitio es de características restringidas en el centro de Washington D.C. (Avenida Pennsylvania). El
movimiento de grúa está limitado aunque hay disponible servicio adecuado de grúa. Igualmente, el espaciamiento irregular de columnas sugiere fuertemente la eliminación de estos sistemas. Como resultado. la selección
se orienta a los sistemas convencionales de madera o de aluminio. Una revisión de la Tabla 5.2 revela que un
sistema convencional de aluminio es una selección más apropiada que la del sistema convencional de madera por
las siguientes razones:
1.
El tamaño del edificio es 315,000 pie 2 (29,300 m2), lo que es más apropiado para el sistema de aluminio (ver en forma del
edificio "limitaciones de dimensión").
2.
La altura de piso en los tres primeros pisos es de 14.5 pies (4.42 m) (ver en altura de pisos).
3.
La zona se caracteriza por tener mano de obra calificada y cara (ver prácticas de la zona)
Debe notarse que puede usarse el sistema convencional de madera, pero el sistema convencional de aluminio
es más apropiado.
100
Sistemas de Cimbras
<1
1mcyc
6 Sistemas de cimbra vertical: sistemas
dependientes de grúa
6. 1 Introducción a sistemas de cimbra vertical 103
6.2 Sistemas convencionales de cimbra para muro/columnas 103
6.3 Sistemas de cimbra agrupada 107
6.4 Cimbra trepadora 109
:\\\ad S.l lanna
101
-~~'
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
6.1 Introducción a sistemas de cimbra vertical
El desarrollo de la cimbra ha sido paralelo al incremento de la construcción de concreto a lo largo del siglo veinte.
Al avanzar el uso del concreto en los años y habiéndosele asignado tareas estructurales de mayor importancia, los
fabricantes de cimbras han tenido que seguir ese paso. Los diseñadores de cimbras y los constructores se percatan cada vez más de la necesidad de seguir adelante con los avances tecnológicos en otros campos de materiales,
con el fin de desarrollar innovaciones creativas que se requieren para mantener calidad y economía frente a los
nuevos retos del cimbrado.
La cimbra fue en un tiempo armada en el lugar, usada una vez, y posteriormente desechada. La tendencia actual sin embargo. es hacia una prefabricación creciente, ensamblado en grandes unidades, erección por medios
mecánicos, y el re-uso continuo de las cimbras. Estos desarrollos mantienen la mecanización creciente de la producción en otros campos.
Los sistemas de cimbra vertical son aquellos usados para cimbrar los elementos verticales de apoyo de la estructura: columnas, muros de núcleo y muros de cortante. Las funciones de los sistemas verticales de apoyo son
las de transferir las cargas del piso a la cimentación y de resistir el viento lateral y las cargas por sismos. En consecuencia. la construcción de elementos estructurales verticales precede al trabajo plano horizontal. Los sistemas
clásicos de cimbra vertical utilizados en la construcción incluyen la cimbra convencional, las cimbras agrupadas,
las cimbras trepadoras. las cimbras deslizantes, y las cimbras auto-elevables.
Los sistemas de cimbra para trabajo vertical de concreto pueden ser clasificados en dos categorías principales:
sistemas dependientes de grúa, y sistemas independientes de grúa. La cimbra agrupada y la cimbra trepadora
están clasificadas como sistemas dependientes de grúa. Por otra parte, la cimbra deslizante y la cimbra autoelevable son clasificados como sistemas independientes de grúa en los que los paneles de cimbra se mueven verticalmente por medio de otros mecanismos verticales de transporte. Este capítulo se enfoca principalmente a los
sistemas de cimbrado dependientes de grúa y sus aplicaciones y limitaciones.
El sistema de muro convencional es el único sistema colocado a mano. Los otros cuatro sistemas de cimbra se
elaboran con paneles modulares prefabricados antes de ser transportados por grúa o por cualquier otro sistema
vertical de transporte.
6.2 Sistemas convencionales de cimbra para muros/columnas
Este sistema de cimbra todo en madera consiste en forros hechos de triplay o de tablas que retiene al concreto
hasta que se endurece o alcanza resistencia adecuada. Este sistema también es conocido como sistema de madera
hecho en obra. El forro es apoyado en postes verticales de madera. Los postes SOQ._sostenidos por travesaños horiA\\ad S.Hanna
103
'
1mcyc
Capitulo 6
zontales que también alinean las cimbras. Se utilizan travesaños horizontales sencillos o dobles para sostener a
los postes (Figura 6.1-).-Sin embargo, se prefieren los travesaños dobles para evitar el taladrar a través de travesaños sencillos, lo que reduce su capacidad de transferencia de carga. Se perforan tensores a través de los travesaños (travesaño simple) os-e insertan entre ellos (doble travesaño), para resistir la presión lateral del concreto
plástico (fresco). Un sistema de apoyos inclinados se utiliza para resistir las cargas de construcción y de viento a
que el cimbrado está sujeto.
Figura 6.1 Sistemas convencionales todo en madera para cimbra de muro.
6.2.1 Componentes del sistema y secuencia de construcción
Los componentes del sistema convencional de muro son similares a los componentes del sistema convencional
de madera para losas, pero tienen nombres diferentes. Las madrinas se convierten en puntale~ y los largueros se
vuelven travesaños. Igualmente, los dos sistemas son similares en que se construyen en el sitio y son retirados
pieza por pieza.
La secuencia de erección para un sistema convencional todo en madera es como sigue:
1.
La erección de la cimbra de muro comienza sujetando el primer lado de triplay al desplante de madera para el concreto (za
pata) por medio de anclas o clavos endurecidos. El triplay es erigido con su dirección más larga paralela a la longitud del
muro.
2. Entonces los postes son erigidos y sostenidos temporalmente [por contraventeo de madera (generalmente de 1 x 6 pulg.
(25.4 x 152.4 mm)]. El acero de refuerzo, cajas para huecos, y otros sistemas eléctricos o mecánicos se instalan antes
104
Sistemas de Cimbras
1
Sistemas tk cimbra vertical
de que se monte el segundo lado del muro. Entonces el triplay es clavado a los postes y el otro lado del muro (triplay) es entonces erigido.
3.
Se perforan los agujeros para los tensores en ambos lados del muro en ubicaciones adecuadas.
4.
Se colocan los travesaños y se sujetan al exterior de los postes por medio de clavos. En sistemas de doble travesaño, cada
travesaño debe ser ubicado arriba y abajo de la ubicación del tensor.
5.
Se instalan los contravientos para resistir las cargas horizontales resultantes de fuerzas del viento y vibración del concreto.
6.
Para facilitar la colocación del concreto y el acabado, se montan andamios y se sujetan a la parte superior del muro.
6.2.2 Cimbra para columnas
La cimbra convencional para columnas se hace de un forro de tablas clavadas para formar lados rígidos. Típicamente. la cimbra para columnas de concreto tiene cuatro lados. Los lados de la cimbra de columna se sostienen
juntos por medio de yugos o abrazadoras (ver Figura 6.2). Otra función de estos yugos es la de evitar el pandeo
del forro resultante de la presión lateral horizontal cuando es colocado el concreto fresco.
La presión lateral del concreto es mayor cerca de la base de la cimbra. Como resultado, los yugos se colocan a
intervalos menores cerca de la base que cerca de la parte superior de la cimbra. Los lados de la cimbra de la co1umna también son sujetados por abrazaderas o ángulos de acero. Con el fin de evitar que se rompan las esquinas
o los bordes, es práctica común agregar una tira triangular a la cimbra a lo largo de los bordes de las columnas.
Esta práctica también facilita el retirado de las cimbras de la columna.
Las columnas pueden tener varias formas: redonda, rectangular, en forma de L, o de varias otras formas irregulares de sección. Las formas irregulares se cimbran frecuentemente adosando insertos especiales dentro de
cimbras cuadradas o rectangulares.
6.2.3 Erección de cimbras para columna
La erección comienza marcando una plantilla en la losa de piso o zapata para ubicar exactamente la base de la columna. La secuencia de la erección es de algún modo similar a la de las cimbras de muro, sin embargo, los métodos varían dependiendo del equipo disponible de izamiento y de si las jaulas de refuerzo y las cimbras se
construyen en la obra o no.
6.2.4 Tensores
La función de los tensores es la de resistir a las fuerzas de tensión que resultan de la presión del concreto fresco y
de sostener los dos lados de la cimbra de muro (forro) en el espesor correcto. Espaciadores de madera o de metal
pueden usarse también para conservar el espesor constante del muro. Los tensores pueden cortarse o desatornillarse y permanecer como parte integral del muro de concreto. Otros tipos de tensores pueden retirarse para reutilizarse. lo que dejaría agujeros visibles. Los agujeros pueden dejarse visibles o rellenarse con mortero o con tapones ya elaborados. La Figura 6.3 muestra varios tipos de tensores usados en el cimbrado de columnas y muros
de concreto. La capacidad de carga de los tensores varía de 1,000 a 70,000 lb (450 a 31, 75_0 kg).
Awad S.l lanna
105
<"I
1mcyc
Capítulo 6
Forro de
tablas
Cuña
Figura 6.2 Cimbra para columnas
6.2.5 Prácticas de construcción
106
l.
Una buena práctica es minimizar el corte de material de cimbrado para acomodarlo al tamaño del muro. El triplay, los
postes, y los travesaños pueden extenderse más allá del tamaño del muro y detener el colado del concreto en el tamaño
apropiado. Por ejemplo, los planos pueden indicar un muro de 11 pies (3.35 m) de alto. El triplay y los postes pueden exten
derse a 12 pies (3.66 m) de alto y el concreto puede detenerse cuando llegue a los 11 pies (3.35 m) de alto.
2.
En postes largos o travesaños en donde se necesita más de una pieza, las viguetas entre diferentes piezas deben ser repartidas
para evitar la crt!ación de un plano de debilidad.
3.
Cuando se coloca concreto para columnas altas, es recomendable tener huecos o ventanas a media altura o en otros interva
los para facilitar la colocación y el vibrado del concreto.
Sistemas de Cimbras
,{,
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
Figura 6.3 Tensores de cimbra de muro.
6.2.6 Economía de la cimbra convencional de muro
Los sistemas de cimbra convencional de muros son económicos cuando se espera un número limitado de re-usos y
la configuración del muro o columna no son repetitivos. El número esperado de re-usos para cimbras convencionales construidas en la obra es de tres o cuatro veces, dependiendo de la calidad de la madera, el herraje de conexión,
y el manejo de la madera durante la erección y el descimbrado.
Las limitaciones en el uso de los sistemas convencionales de madera para muros de concreto son similares a las
de las cimbras convencionales para losas, como los altos costos de mano de obra y el desperdicio de materiales ..
6.3 Sistemas de cimbra agrupada
Las cimbras agrupadas son grandes unidades de cimbra de muro que se elaboran con paneles unidos con herraje
especial y contraventeados con marcos de soporte o con marcos especiales de acero o de aluminio. Las cimbras
agrupadas pueden elaborarse en el sitio de la obra, rentarse, o comprarse a fabricantes de cimbras. Las ventajas de
las cimbras fabricadas sobre las hechas en la obra es que son más precisas en dimensiones y pueden ser re-usadas
un mayor número de veces.
6.3.1 Tamaños y materiales
Los tamaños de cimbras agrupadas varían sustancialmente desde pequeñas unidades que se operan manualmente, a unidades mucho mayores que se manejan y elevan por medio de grúas. Las cimbras agrupadas menores
son generalmente de 2 x 8 pies (0.61x2.44 m), y 4 x 8 pies (l.22 x 2.44 m), y pesan entre 50 y 100 lb (23 y 45 kg.).
Las cimbras agrupadas mayores están limitadas por la capacidad de traslado de la grúa y pueden alcanzar hasta
30 x 50 pies (9.1 x 15.2 m). Algunas publicaciones se refieren a las unidades más pequeñas de cimbras agrupadas
como "cimbras modulares", y a las unidades más grandes como "cimbras agrupadas".
1\\\ad S.l lanna
107
'·
'
1mcyc
Capítulo 6
Las cimbras agrupadas pueden hacerse de aluminio (todo de aluminio), con cara de triplay y marco de aluminio, cara de triplay y marco de acero, y todo de acero. Las cimbras todo de aluminio consisten en forro de aluminio sostenido por un marco de aluminio con rigidizadores intermedios. El forro de aluminio puede ser simple o
tener la forma de un patrón de ladrillo para tener un acabado arquitectónico. El forro de aluminio no es popular
debido a su costo relativamente alto y a la tendencia del concreto a reaccionar químicamente con el aluminio. Un
módulo común para cimbra agrupada todo de aluminio es en paneles de 3 x 8 pies (O. 91 x 2.44 m).
Una alternativa popular y ampliamente usada para las cimbras agrupadas todo de aluminio, es la de marco de
aluminio con tri play. Este sistema es más ligero y menos costoso que la cimbra agrupada todo de aluminio. El triplay es sujetado al marco de aluminio por medio de remaches de aluminio.
Otro método para sujetar el triplay a las vigas de aluminio es el de usar viguetas tipo clavable en el ensamble
de la cimbra agrupada. El tripay es sujetado a la viga tipo clavable con clavos normales. Un módulo común para
este sistema es en paneles de 2 x 8 pies (0.61 x 2.44 m). La Figura 6.4 muestra una cimbra agrupada con marco de
aluminio y cara de tri play.
El tercer tipo de cimbras agrupadas consiste en una cara de triplay soportada por travesaños de acero. Los
travesaños son hechos generalmente de canales dobles para permitir a los tensores ser insertados entre los canales y para reducir la flexión de la cimbra agrupada. La ventaja de este sistema sobre los otros sistemas mencionados anteriormente es su capacidad de soportar mayores cargas a mayores distancias entre travesaños. Un
módulo común para este sistema es en paneles de 4 x 8 pies ( 1.22 x 2.44 m).
La cimbra agrupada todo de acero se hace con forro de acero y postes y travesaños de acero. Este sistema se
usa para sostener concreto fresco en colados altos, gruesos y múltiples niveles. Este sistema tiene un número
ilimitado de re-usos siempre que se mantengan prácticas de buen almacenamiento. Un módulo común para este
sistema es en paneles de 2 x 8 pies (0.61 x 2.44 m) debido a su gran peso.
Figura 6.4 Cimbra agrupada con marco de aluminio.
108
Sistemas de Cimbras
;81
1mcyc
Sistemas de cimhra vertical
6.3.2 Ensamble de cimbras agrupadas
Las ciml?ras agrupadas se ensamblan en el suelo, se levantan para colocarlas en su lugar, y se descimbran como
una unidad. El ensamble de cimbras agrupadas comienza colocando los travesaños sobre bloques de madera en
un terreno plano y nivelado. Para un ensamble más rápido y eficiente, se puede usar una mesa de ensamble en
lugar de ensamblar las cimbras en el suelo. Ya así se nivelan los travesaños, se alinean y se aseguran en su posición correcta. Las vigas tipo clavable se colocan después, en forma perpendicular a los travesaños. Las vigas tipo
clavable se sujetan a los travesaños por medio de clips. Dos piezas con extremo de madera se colocan después y
se sujetan a los travesaños. Después el tri play se coloca y se sujeta con tornillos. Los agujeros para tensores pueden hacerse en el suelo. sin embargo, una buena práctica es perforar los agujeros e insertar los tensores cuando las
cimbras agrupadas son erigidas, para asegurar que los agujeros en ambos lados del triplay coinciden.
6.3.3 Economía y ventajas de la cimbra agrupada
l.
La productividad de cimbras agrupadas es mayor que la de cimbras tradicionales porque son ensambladas en el suelo y des
cimbradas como una sola unidad.
Las cimbras agrupadas producen un concreto liso de alta calidad con pocas juntas. Igualmente, se pueden adosar recu
brimientos al triplay para obtener un concreto arquitectónico.
3.
Las cimbras agrupadas tienen un mayor valor de re-uso que los sistemas de cimbrado tradicional todo en madera. Así
mismo, el triplay puede ser sustituido sin necesidad de sustituir el marco de soporte.
6.3.4 Limitaciones de la cimbra agrupada
1.
La mayor limitación del cimbrado agrupado es que antes de mover vertical u horizontalmente las cimbras agrupadas a la
siguiente posición del colado, tienen que ser bajadas al suelo para limpieza y aceitado. Este procedimiento incrementa sus
tancialmente el tiempo del ciclo entre dos colados.
1
Las cimbras agrupadas no son adecuadas para muros pequeños o muros interrumpidos por pilastras o contrafuertes.
3.
Debido a su gran tamaño, la seguridad es una preocupación de importancia cuando se trasladan cimbras agrupadas.
6.4 Cimbra trepadora
Los sistemas de cimbra trepadora se utilizan cuando no hay piso disponible para apoyar el cimbrado de muros, o
cuando el muro y la columna se crecen sin apoyarse en un piso. La cimbra trepadora consisten en un panel enmarcado, adosado a dos o más marcos de soporte. Pueden ser de un piso de altura, apoyadas en insertos colocados en
el colado inferior, o también pueden usarse dos unidades, cada una de un piso de altura que saltan alternativamente una sobre otra (Figura 6.5).
6.4.1 Componentes de la cimbra trepadora
La cimbra trepadora consiste en dos partes: un panel superior enmarcado con su sistema de soporte y plataforma
de trabajo, y una estructura de soporte que se adosa al muro de concreto bajo el muro-que se está colocando. La
función del panel superior enmarcado es la de sostener al concreto recientemente colad_o. La.estructura de apoyo
es sujetada a un muro rígido de concreto. Su función es la de sostener al panel de la cimbra enmarcada superior.
Los componentes de la cimbra trepadora se muestran en la Figura 6.6.
Awad S.Hanna
109
'
1mcyc
Capítulo 6
l
Figura 6.5 Cimbra trepadora
La parte superior consiste en tres elementos principales: ( 1) panel enmarcado de cimbra, (2) contra venteo de
soporte. y (3) plataformas de trabajo. El panel enmarcado de cimbra consiste en una cara de tri play sostenida por
dos o más marcos de soporte El panel enmarcado de cimbra y los marcos de soporte son sostenidos por un contraventeo ajustable de tubo. El contraventeo se utiliza para el plomado y el descimbrado del marco de panel de cimbra. Las vigas del marco de soporte y el contraventeo de tubo descansan y son conectados a una viga horizontal
que se ancla a la parte superior del muro de concreto bajo el muro que se está colando. Los marcos de soporte. el
contra venteo, y la viga horizontal están formando un sistema de armadura que sostiene al concreto recientemente
colado. Otra función de la viga horizontal es la de sostener el pasillo bajo la plataforma inferior de trabajo.
Después de que el concreto obtiene resistencia suficiente para sostener su propio peso, el panel enmarcado de
cimbra es retirado del muro de concreto para permitir la colocación de ménsulas de apoyo para la siguiente posición de colado y para terminar el parchado del concreto. El panel enmarcado de cimbra es retirado ya sea inclinándolo o moviéndolo horizontalmente por medio de rodillos hacia afuera del muro de concreto.
Hay dos plataformas de trabajo en el panel enmarcado superior. La plataforma superior de trabajo se utiliza
para colocar y vibrar el concreto y para sujetar la ménsula de apoyo (zapata trepadora). La plataforma inferior de
110
Sistemas de Cimbras
\\)
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
tvlurn de concreto
Panel enmarcado de cimbra
Ropisa do atorriz.1jo \
(zapnta de salto) \
\
Contrnventeo ajustable
Platafonna inforior
de trabajo
Platafonna de asillo
Fig. 6.6 Componentes de la cimbra trepadora (Cortesía de SYMONS Corp.)
trabajo tiene dos funciones ( 1) permitir a los trabajadores de la construcción retirar los tensores de cimbra y pernos de anclaje, y (2) limpiar y re-aceitar los paneles de cimbra.
La estructura de apoyo
La estructura de apoyo básicamente es un mecanismo de soporte para el panel enmarcado de cimbra y sus plataformas de trabajo. La parte inferior de la estructura de apoyo se utiliza como pasillo para trabajos de reparación
de concreto. Se puede utilizar una escalera y extenderla entre el pasillo y la viga horizontal para trabajos de
reparación en toda la altura del muro.
6.4.2 Ciclo típico de trabajo-primer colado
La Figura 6. 7 muestra un primer colado típico a nivel, usando el sistema de cimbra trepadora en la misma forma
que un cimbrado agrupado. La cimbra para el primer colado está formada por el panel enmarcado de cimbra con
su marco de soporte y el diagonal de compresión. En este caso, las diagonales del muro pueden ser anclados directamente al piso o losa para alineamiento de la cimbra. Hay que tener en cuenta que una losa de piso o cimentación deben existir para comenzar la colocación de las cimbras trepadoras desde el nivel del suelo.
Awad S.Hanna
111
.,
1mcyc
Capitulo 6
Fig. 6.7 Primer colado con cimbra trepadora (Cortesía de Patent Scaffolding Co.)
Segundo colado
Después de colocar el concreto en el primer colado, los tensores son liberados y la cimbra es levantada a la siguiente
posición de colado. El segundo colado comienza colocando la zapata trepadora en el muro en la primera elevación
de "salto". El panel enmarcado de cimbra es sujetado a las cuerdas de la grúa y levantado a su posición arriba de las
zapatas trepadoras. La estructura inferior de soporte es entonces adosada sin el pasillo inferior colgante (Fig. 6.8).
Tercer colado: ensamble del pasillo
Se agrega un pasillo para acabado a la cimbra trepadora. La cimbra trepadora está así completa para todos los colados subsecuentes. El propósito del ensamble del pasillo es el de proporcionar al trabajador acceso a las zapatas
trepadoras, anclas de viento, y parchado y acabado del muro. Se recomienda que cuando este pasillo sea usado,
deberá adosarse después del colado en la primera posición trepadora, pero antes de levantar la cimbra a la tercera
posición (Figura 6. 9).
Descimbrado
El descimbrado comienza retirando todos los tensores de cimbra y los pernos de anclaje-posicionamiento. El panel
de cimbra con sus marcos de soporte es entonces desprendido del muro inclinándolo o rodándolo (Fig. 6.10). La inclinación se logra liberando la diagonal de muro, mientras que el rodado se realiza por medio de rodilos. Debe notarse que la diagonal de compresión se utiliza tanto para un ajuste preciso (plomado), de los elementos de la cimbra,
como para la remoción de la cimbra. El descimbrado permite la accesibilidad a los insertos desde el nivel superior
de la plataforma. Las zapatas trapdoras se colocan entonces y se sujetan para el siguiente colado.
Muros adicionales, o limpieza de la cimbra, aceitado, y reparación pueden llevarse a cabo desde el pasillo y la plataforma inferior de trabajo.
112
Sislt:mas de Cimbras
{)
1mcyc
Sistemas de.:: cimbra vertical
Fig. 6.8 Cimbra trepadora - Segundo colado (Cortesía de Patent
Scaffolding Co.)
l.111~1 ,(.:!!rila
Fig. 6.1 O Descimbrado de cimbra trepadora (Cortesía de Patent Scaffolding Co.)
Awad S.Hanna
Fig. 6.9 Cimbra trepadora - Tercer colado. (Cortesía de Patent
Scaffolding Co.)
l .incu J..: g.rúa
Fig. 6.11 Cimbra volante trepadora (Cortesía de Patent Scaffolding Co.)
113
:()
1mcyc
Capítulo 6
Volado
El ensamble total de la ·cimbra trepado se levanta después por medio de grúa a su posición, arriba de las zapatas
tre~adoras recientemente co_Iocados (Fig. 6.11 ). Los cables de la grúa se sujetan a los puntos de izaje de la cimbra
agrupada en la parte superior del panel de cimbra. El grupo está así listo para colocarse para el siguiente colado.
Recolocación
Después de que la grúa es liberada, se sujetan anclas de viento a cada ubicación de tensores o a los insertos de la
zapata trepadora, y el grupo es limpiado y aceitado en preparación para el siguiente colado. El panel de cimbra es
entonces movido hacia adelante, hasta que entra en contacto con la parte superior del colado previo. El grupo es
plomado utilizando la diagonal de muro, otro grupo es colocado en posición en el lado opuesto del muro, y se in~
stalan los tensores (Fig. 6.12).
Deberá notarse que hay dos escenarios diferentes para cimbrar y colar muros de concreto. Primero, el colado
de la losa sigue inmediatamente a cada muro, y por lo tanto proporciona los medios de soporte para el grupo en el
lado izquierdo como se indica. Segundo, no hay piso disponible para sostener la cimbra, o los muros y columnas
crecen lejos del piso. En este caso, se pueden usar dos conjuntos o equipos que saltan uno sobre el otro en una
forma alternada.
Fig. 6.12 Recolocando·cimbras trepadoras (Cortesía de Patent Scaffolding Co.)
114
Sistemas dt: Cimbras
{)
1mcyc
Sistemas de <.:imbra vertical
6.4.3 Ventajas de la cimbra trepadora - Reducción significativa en tiempo de grúa
La cimbra trepasdora puede reducir el costoso tiempo de grúa a menos de la mitad de lo que se requiere para un
cimbrado agrupado convencional usado para construcción de muros. Esto se logra simplemente eliminando
tiempo de grúa normalmente requerido para sostener grupos convencionales durante la remoción final de tensores, mantenimiento de cimbra, y colocación inicial en el siguiente colado.
Debe notarse que todas las operaciones de cimbrado tales como descimbrado y recolocación son independientes de la grúa; la grúa es necesaria solamente para levantar la cimbra trepadora hacia arriba.
Como se indica anteriormente, cuando las cimbras son descimbradas por rodado o inclinación, se necesita un
claro de 30 pulg. (762 mm) entre la cara de la cimbra y el muro. Esto proporciona suficiente espacio para realizar
tal trabajo como el descimbrado y la limpieza, colocación del refuerzo, y otro tipo de mantenimiento del muro en
preparación para el siguiente colado. Una plataforma de trabajo de 30 pulg. (762 mm) de ancho también permite
la remoción de la zapata trpadora y el parchado, el resanado, y aún las operaciones de postensado si se requieren.
Uso de recubrimientos de cimbra
Si las especificaciones indican concreto arquitectónico, la cimbra trepadora alto permiten el uso de recubrimien..:
tos de cimbra con numerosos patrones que ofrecen una variedad de acabados arquitectónicos.
Igualmente, si las especificaciones indican huecos, una caja es adosada al triplay para crear el hueco.
Flexibilidad
Los panales de cimbra y las plataformas de trabajo son ajustables para lograr cualquier ángulo inclinado que se
requiera, sea hacia adelante o hacia atrás. También se pueden acomodar muros con pendientes inclinando los
paneles de cimbra utilizando la diagonal de compresión.
Calidad
Un acabado de concreto estéticamente agradable es siempre de importancia primordial en la construcción de concreto arquitectónico, tal como en muros y columnas. La cimbra trepadora puede complementarse con un amplio
rango de recubrimientos de cimbra que proporcionan diferentes tipos de material y muchos acabados arquitectóni.:
cos distintos. Dependiendo del acabado deseado, estos recubrimientos de cimbra pueden utilizarse para producir
texturas difíciles, maximizar los re-usos, facilitar el descimbrado, usarse económicamente una sola vez, etc. etc.
Igualmente, debido a que una cimbra trepadora es un sistema industrializado, proporciona resistencias predecibles. minimizando así la incertidumbre que a menudo rodea al equipo elaborado en la obra.
Durabilidad
Cuando se anclan adecuadamente, las aplicaciones típicas de cimbras trepadoras están diseñadas para resistir las
condiciones de viento de hasta 90 mi ( 145 km) por hora, y sostener cargas de plataforma de hasta 50 lb/pie 2
(244.13 kg/m 2). Mientras que la plataforma no sea utilizada para almacenamiento de varilla qe refuerzo y otros
materiales de construcción, esta alta capacidad de carga tiene la ventaja de resistir la instalación del refuerzo y
otras actividades generales directamente desde la plataforma.
Awad S.Hanna
115
\,
Capitulo6
Seguridad
Las plataformas de trabajo con protección de 5 a 6 pies ( 1.52 a 183 m) de ancho proporcionan un área muy segura
de trabajo para el personal de construcción. Igualmente, no es necesario para los miembros del personal estar en
la cimbra durante la operación de la grúa para ayudar al procedimiento de levantado.
Productividad
El sistema de la cimbra trtepadora es muy productivo y permite a los contratistas completar un ciclo de piso cada
2 a 4 días, dependiendo del tamaño del piso y de la altura del muro. Igualmente, debido a que las cimbras
trepadoras son contraventeadas por el exterior, no se necesita contraventeo interior, eliminando así la interferencia con el apuntalamiento interior.
6.4.4 Limitaciones de la cimbra trepadora
Accesibilidad
El sitio de la obra debe ser suficientemente accesisble, ya que las cimbras pueden ser de hasta 16 pies (4.88 m) de
alto y de 44 pies (13.41 m) de largo.
Aberturas/insertos
Las cimbras trepado se acomodan mejor a diseños de edificios en que se presentan regularmente las aberturas de
piso a piso. La existencia de aberturas, huecos, e insertos hace más lenta la operación de la cimbra trepadora.
Espacios libres
Se requiere espacio libre entre las cimbras y un edificio adyacente, con el fin de avanzar de un piso al siguiente.
116
Sistemas de Cimbras
)~"
1mcyc.
7 Diseño de cimbra para muros
7.1 Componentes de la cimbra para muros 119
7.2 Cargas de diseño 11 9
7.3 Método de análisis 121
7.4 Cálculo de esfuerzos 122
7.5 Determinación de claro máximo permisible 122
7.6 Diseño de contraventeo lateral 123
Awad S.Hanna
117
0:1
1mcyc
Dist:iio de cimbra para muros
Este capítulo presenta un método de diseño de cimbras todo de madera para muro de concreto. Este procedimiento ha sido formulado para proporcionar un diseño de cimbra de muro seguro en todos sus componentes. La
metodología del diseño se basa en cargas recomendadas por el ACI-347-1994, y en los valores de esfuerzos recomendados por el NDS-1991 y la AP A 1997.
7.1 Componentes de la cimbra para muros
Una cimbra para muro generalmente se hace de forros, postes, travesaños, tensores, y contraventeo lateral como
se indica en la Figura 6.1. El concreto fresco provoca una presión lateral en el forro, lo que es resistido por los
postes. Los postes se comportan estructuralmente como una viga continua con muchos claros apoyada en travesaños. Los travesaños a su vez. se supone que actúan como una viga continua que se apoya en tensores. Los tensores finalmente transmiten la presión lateral del concreto al terreno.
7.2 Cargas de diseño
Las presiones ejercidas sobre las cimbras de muros durante la construcción necesitan ser evaluadas cuidadosamente en el diseño de un sistema de cimbra. Las cargas impuestas por el concreto fluido en los muros y columnas son diferentes de las cargas de gravedad producidas sobre las cimbras de losa. El concreto f~esco presenta
propiedades fluidas temporales hasta que el concreto se rigidiza suficientemente para sostenerse a sí mismo.
7.2.1 Presión lateral del concreto en cimbras para muros
La cimbra debe diseñarse para resistir las presiones laterales ejercidas por el concreto recientemente colocado en
las cimbras. Si el concreto es colocado rápidamente en cimbras de muros o columnas, la presión puede ser
equivalente a la presión total del líquido. Esto requiere que el ritmo de colocación exceda al tiempo inicial de fraguado de la mezcla de concreto. Una vibración excesiva y profunda puede licuar el fraguado inicial del concreto
dentro de la cobertura efectiva de las vibraciones. Aditivos retardadores o el clima frío pueden también retrasar el
fraguado inicial y dar por resultado una presión lateral mayor a la prevista. La fórmula para la presión en el muro
establecida por el Instituto Americano del Concreto (ACI-347) toma en consideración la temperatura de la
mezcla y el ritmo de colocación del concreto. El ritmo de colocación del concreto se expresa en pies por hora de
altura de llenado de concreto en las cimbras. La Tabla 7.1 muestra los valores de la presión para muros de concreto de diferentes temperaturas y ritmo de llenado.
L.
Para columnas y muros con un ritmo de colocación menor de 7 pies/h (2.1 m/h); _
Awad S.Hanna
119
<I
1mcyc
Capitulo 7
Tabla 7.1 Valores de presión para muros de concreto: relación entre el ritmo de llenado de las cimbras de muro, presión máxima, y temperatura (ACI).
·
Presión máxima del concreto, lb/pie 2
Ritmo de
llenado de las
cimbras,
pie/hora
1
2
3
4
5
6
Temperatura ºF
40
50
60
70
80
90
100
375
600
825
1050
1275
1500
1725
1793•
1865
1935
2185•i•
26351"
330
510
690
870
1050
1230
1410
1466
1522
1578
1858
2138t
300
450
600
750
900
1050
1200
1246
1293
1340
1573
1806
279
409
536
664
793
921
1050
1090
1130
1170
1370
1570
262
375
487
600
712
825
933
972
1007
1042
1217
1392
250
350
450
550
650
750
850
877
912
943
1099
1254
240
330
420
510
600
690
780
808
836
864
1004
1144
7
8
9
10
15
20
·¡· Estos valores están limitados a 2000 lb/pie 2
_1
9000R
p- 50 + - T
con un máximo de 3000 psf ( 1.47 kgf/cm 2) para columnas, 2000 psf (0.98 kgf/cm 2) para muros, y un mínimo de 600 psf
(0.29 kgf/cm 2), pero no mayor de 150h (0.24h 51 )
en donde,
p
R
presión lateral (lb/pie 2)
ritmo de colocación, pie/h
T
h
temperatura del concreto en la cimbra en ºF
altura de la cimbra, o la distancia entre juntas de construcción en pies
ó:
P1vt = 0.073 +
8
.oR·. , (equivalentes métricos)
+ 17.8
r..
en donde,
PM
R51
Te
h5,
2.
presión lateral, kgf/cm 2
ritmo del colocación, m/h
temperatura del concreto en las cimbras, en ºC
altura del concreto fresco arriba del punto considerado, en m
Para muros con un ritmo de colocación de 7 a 1O pies/h (2 a 3 m/h):
p = 150 + 43,400 + 2800R
T
T
120
Sistemas dl! Cimbras
;-_I
1mcyc
Disdili de cimbra para muros
ó:
p/11 =O. O73 +
11.78
+
2.49R
·'
I
T,.. + 17.8 T,.. + 17.8
•
1
. .
(equ1va entes metncos)
con un máximo de 2000 psf (0.98 kgf/cm 2), un mínimo de 600 psf (0.29 kgf/cm 2), pero no mayor de 150h (0.24h 51 )
3.
Para un ritmo de colocación> de 1O pies/h:
p= 150h
ó:
P:11 = 0.24h 51 (equivalentes métricos)
Las tres fórmulas anteriores pueden aplicarse solamente si el concreto satisface las condiciones siguientes:
•
No contiene aditivos
•
Tiene un revenimiento de 4 pulg. ( 100 mm) ó menos,
•
Utiliza vibrador interno normal a una profundidad de 4 pies ( 1.22 m) ó menos
Si el concreto es bombeado desde la base de la cimbra, la cimbra debe ser diseñada para resistir la presión hidrostática lateral del· concreto fresco más una tolerancia mínima de 25 por ciento para tomar en cuenta una
sobrepresión de la bomba. Debe tenerse cuidado cuando se usa vibrador externo o concreto hecho con compensación de contracción o con cementos expansivos, ya que se espera que ocurra una presión mayor a la presión hidrostática. Es buena práctica reducir los esfuerzos permisibles a la mitad de su valor original cuando se utilizan
vibradores externos.
7.2.2 Cargas Horizontales
Los contraventeos laterales deben ser diseñados para resistir todas las cargas horizontales posibles, tales como
fuerzas sísmicas, viento, tensión de cables, soportes inclinados, amontonamiento del concreto, etc.
Los contraventeos laterales de la cimbra de muro deben ser diseñados para cumplir con los requisitos mínimos
de cargas por viento del ANSI A58. l, ó del código de construcción local, cualquiera que sea más estricto. Para
muros expuestos, la carga mínima de diseño por viento debe ser no menor de 15 lb/pie 2 • Los contra vientos para
cimbras de muros deben ser diseñados para una carga horizontal de por lo menos 100 lb por pie lineal del muro,
aplicada en la parte superior.
7.3 Metodo de análisis
Paso 1: El procedimiento para aplicar las ecuaciones de las Tablas 3.15 y 3.16 en el diseño del forro es el de considerar una
franja de un pie de ancho (considerar el pie inferior del forro donde la presión lateral del concreto es máxima). Determi
nar el claro máximo permisible con base en los valores permisibles de esfuerzo de flexión, el esfuerzo cortante, y la de
flexión. El valor mas bajo determinará el espaciamiento máximo de los postes.
Paso 2: Con base en el espaciamiento de postes seleccionado, el poste mismo es analizado para determinar su espaciamiento
máximo permisible. Los postes están sujetos a presión uniforme resultante del concreto fresco. Esta presión es resistida
Awad S.Hmma
121
'
1mcyc
Capítulo 7
primero por el forro que a su vez transfiere las cargas a los postes. El claro seleccionado de poste será el espaciamiento
de los travesañ.os.
Paso 3: Con base en el espaciamiento seleccionado de postes, el espaciamiento máximo de travesaños (distancia entre soportes
horizontales o tensores) puede ser determinado utilizando el mismo procedimiento. Para simplicidad y economía del
diseño, este valor de claro máximo es generalmente redondeado al siguiente entero inferior o valor modular cuando se
selecciona el espaciamiento.
7.4 Cálculo de esfuerzos
Después de que se han calculado las cargas de diseño apropiadas, los forros, postes, y travesaños son analizados a su
vez, considerando cada elemento como una viga uniformemente cargada con una de las tres condiciones de apoyo
(claro simple, dos claros, o tres o más claros) para determinar los esfuerzos desarrollados en cada elemento. Los
soportes verticales y los contravientos laterales deben revisarse en cuanto a esfuerzos de compresión y tensión. Con
la excepción del forro, los esfuerzos de compresión deben ser revisados en los apoyos para asegurarse contra el pandeo. Usando los métodos de mecánica de ingeniería, los valores máximos del momento flexionante, cortante, y detlexión desarrollados en una viga cargada uniformemente de sección uniforme, se muestra en las tablas 3 .15 a 3 .17.
Los esfuerzos máximos de las fibras en flexión, cortante, y compresión, resultantes de una carga específica,
pueden ser determinados a partir de las ecuaciones siguientes:
Flexión:
Cortante:
l5V
.f: = ~ para elementos rectangulares de madera
V
lb/Q
Compresión:
o
p
f..J. =A"
Tensión:
En donde /,,, f;., f..l. , f~., y f, son como se definió anteriormente en las tablas NDS y,
A
área de la sección en pulg 2
M
momento máximo en lb/pulg.
P
carga concentrada, en lb.
S
módulo de sección en pulg 3
U
fuerza cortante máxima, en lb
lb/Q
constante de corte, en pulg 2/pie
7.5 Determinación de claro máximo permisible
El claro máximo correspondiente a flexión, cortante, y deflexión puede obtenerse directamente usando las ecuaciones de la Tabla 3.16. Como se menciona previamente el valor máximo permisible de diseño para el claro será
el más pequeño redondeado al entero inferior o valor modular.
122
Sistemas de Cimbras
,,
1mcyc
Diserlo de cimbra para muros
7.6 Diseño de contraventeo lateral
Para cimbras de muro, el contraventeo lateral se proporciona en forma de puntales rígidos inclinados. Los contraventeos son requeridos generalmente para resistir las cargas de viento y otras cargas horizontales. Puesto que la
carga por viento puede aplicarse en cualquier dirección, los contraventeos deben colocarse en ambos lados de las
cimbras. Cuando se usan puntales rígidos, pueden colocarse en un lado de la cimbra si están diseñados para resistir
tanto la tensión como la compresión. La Figura 7.1 muestra un ejemplo visual de contraventeo lateral de cimbra.
Figura 7.1 Contraventeo lateral de cimbra.
Cargas de diseño
La carga de diseño para contraventeo lateral puede calcularse usando las siguientes ecuaciones:
P' = Hhl
h' /'
en donde:
P'
=
carga de puntal por pie de la cimbra, lb/pie
H
=
carga lateral en la parte superior de la cimbra, lb/pie
h
= altura de la cimbra, en pies
h'
= altura de la parte superior del puntal, en pi·es
I'
=
longitud de puntal, en pies
=
distancia horizontal desde la base del puntal a la cimbra, en pies
Procedimiento de diseño
1.
Comenzar el diseño seleccionando un cierto tamaño de puntal que satisfaga
I
-
~50
d
en donde des la dimensión menor de la sección transversal del puntal seleccionado
2.
Calcular el esfuerzo crítico de pandeo de Euler para columna FcE como sigue:
Awad S.Hanna
123
{;')
1mcyc
Capítulo 7
F.= Kc:EE'
d:
(!,. / d)2.
en donde K c1:·= 0.3 para madera graduada visualmente (usado también en diseño de cimbra)
3.
Calcular el esfuerzo de compresión limitante en columna con relación de esbeltez cero de F,· de la ecuación:
en donde C0 , CM, Ci. CF, son tablas definidas (ver Tablas 3.4a,b, 3.7, y 3.8)
4.
Calcular el factor de estabilidad de columna Cp con la fórmula:
5.
El esfuerzo de compresión permisible F'c en el puntal es dado por
F'c = F,~ (Cp)
6.
Si F,'. < Fc:J:, esto significa que la sección elegida no es suficiente para resistir el pandeo. Así, debe incrementarse
el tamaño de la sección transversal y repetir los pasos 1 a 6 hasta obtener F,.¡; < F,'.
7.
La carga máxima que puede ser resistida por el puntal es el producto de F'c y el área real (nó la nominal) de la sección trans
versal del puntal seleccionado.
8.
El espaciamiento máximo de puntales en pies que puede soportar un puntal se obtiene dividiendo la carga máxima entre la
carga por puntal por pie.
Debe notarse que el puntal generalmente soporta fuerzas de compresión o de tensión dependiendo la dirección
de la carga horizontal aplicada a la cimbra. Esas dos fuerzas son iguales en magnitud pero difieren en signo. El
diseñar puntales como elementos de compresión generalmente garantiza que son seguros también en tensión
porque tomamos en consideración una precaución adicional contra el pandeo asociado con la compresión.
EJEMPLO 1
Diseñar una cimbra para un muro de concreto de 15 pies de alto, que será colado a un ritmo de 4 pies/h, vibrado internamente. La temperatura prevista del concreto al colarse es 68 ºF. El forro será de madera de 1 pulg. de espesor
(nominal), y se usarán tensores de 3000 lb. La madera de armazón se especifica como grado de construcción
Douglas Fir No. 2
Solución:
Carga de diseño
Presión lateral: P = 150 + (9000R)/T
p = 150 + (9000 X 4)/68
= 679.41 psf =680.0 lb/pie2
Suponer junta de construcción cada 5 pies:
150 X h = 150 X 5 = 750 lb/pie
124
2
Sistemas de Cimbras
{í
1mcyc
Disd\o de eimbra para muros
680 < 3000 y 680 < 150 X h (OK)
El valor de diseño para presión lateral es 680 lb/pie 2
Criterios de diseño
Se necesita encontrar el claro máximo práctico que el elemento de diseño puede resistir.
Espaciamiento de postes
Considerar l tira de 12 pulg.
Carga/ft' = 680 lb/pie 2
De las tablas de diseño podemos obtener:
• F11 = 875 lb/pulg:?
• Factor de uso en plano Cru = 1.2
• Factor de tamaño Cr = 1.2
• Fv = 95 psi (aquí no tenemos división)
• Factor de Temperatura = C, = 1.0
• Factor de duración de carga = CD = 1.25
(Duración de la carga = 7 días para la mayoría de cimbras a menos que se indique de otro modo).
Flexión
Esfuerzo permisible =
F,:
0: = Fb(Cru)(Ct)(Co)
875 X 1.2 X 1.0 X 0.9 X 1.25 = l 181.25 lb/pie 2
claro permisible
=
10.95(~ s
r
l0. 95 (118125 X l.055J)í
680
14.824 pulg.
Cortante
Esfuerzo permisible = F,.' = Fv(CH)(C 1)(CD)
F,.' = 95 X 2.0 X 1.0 X 1.25 = 237.5 lb/pulg 2
I = 13.3 (F.~ A ) + 2 X d
lV
De las tablas podemos obtener:
Awad S.Hanna
125
I
1mcyc
Capitulo 7
• d = 0.75 pulg.
• A = 8.438 pulg.
2
1 =133 x 2375 x 8.438 + 2 x 0.75 = 40 .7 pulg.
680
Deflexión
/=1.69(
~r
De las tablas podemos obtener:
• 1 = 0.396 pulg
4
• E = 1,600,000 lb/pulg2
E' = E (C,) = 1.6 x 106 x 1.0 = 1.6 x 106 lb/pulg 2
I = 1.69 ( 1.6 x 10<> x 0.396)1, = 16.507 pulg.
680
Por lo tanto el forro será soportados por postes, con un espaciamiento de 12 pulg. ( 1 pie).
Espaciamiento de travesaños
Carga/pie = w x (espaciamiento de poste x 1 pie de claro de travesaño)
=
680.0 X 1.0 X 1.0 = 680.0 lb/pie
Intentar con una pieza de ( 2 x 4 ) Douglas Fir:
De las tablas podemos obtener:
• 1 = 5.358 pulg°'
• S = 3.063 pulg:;
• d = 3.5 pulg.
• A = 5.25 pulg 2
Flexión
Factor de tamaño C / = 1.5
126
F¡'.
=
F'¡'.
= 675 X 1.Q X 1.25 X 1.5 = 1266.0 lb/pie2
esfuerzo permisible = Fb(postes) (C1)(Co)(C ¡)
Sistemas de Cimbras
·'
1mcyc
Diseiio dt: cimbra para muros
/ = 10.95 ( 1266.Ü X 3·063 J}í = 26.150 pulg.
680
Cortante
~'. =
Fv(C11)(C1)(Co)
F,'.
95.0 x 2.0 x 1.0 x 1.25 = 237.5 lb/pie 2
l
~'.A
- + 2d
1.),, ..)" -
I
w
-- } -'.-'
" " X
23 7
.5 X
525
680
" 5 = 31 . -'"87 pu1g.
+ 2 X -'.
Deflexión
Como anteriormente, E' = 1.6 x 106 lb/pie 2
1 = 1.69 ( 1.6 X lQc' X 5359
680
J = 39.336 pulg.
1/3
Rige la flexión; claro= 26.150 pulg. (tomar 2 pies). El espaciamiento final de postes es 2 pies.
Travesaños dobles
Intentar con dos piezas ( 2 x 4) Douglas Fir (las propiedades son las mismas que el anterior)
Cargalf' = 680 x (espaciamiento de poste) x 1 pie de travesaños = 1360 lb/pie
Flexión
F,; = esfuerzo permisible = Fb(postes) (C,)(Co)(Cr)
F,: = 875.0 X 1.0 X 1.25 X 1.5 = 164.0 psi
I
=
10.95( 1640.0x1x3.063) = 29.762 pulg.
1360
Cortante
F,'. = Fv(CH)(C1)(Co)
F,' = 95.0 x 2.0 x 1.0 x 1.25 = 237.5 lb/pulg
/ = 13.3 (
Awad S.Hanna
2
F~A J+ 2 x d
127
'
1mcyc
Capítulo 7
/ =1"'"'(
.J •.J
2375
x
525
680
..)
pu 1g.
"'5=31"'87
) + 2 X .J.
Deflexión
Como anteriormente, E' = 1.6 x 106 lb/pulg 2•
6
/ = 1.69 1.6 X 10 X 5359
(
680
)113 = 39.336 pulg.
Rige la flexión; el claro = 29. 762 pulg. (tomar 2.5 pies). Prácticamente redondeamos algunas veces este espaciamiento hasta 2.5 pies ya que 29.762 está muy cercano a 30.
Los travesaños serán soportados por contraventeos laterales, con un espaciamiento de 2 pies.
Espaciamiento de tensores
• Se usarán tensores de 3000 lb
• Fuerza/tensor = (presión lateral del concreto) x (espaciamiento de travesaños) x (espaciamiento de tensores), lo que no deberá
ser mayor de 3000 lb.
• 3000 = 680 x 2 x espaciamiento del tensor ~espaciamiento de tensor ~ 2.206 pies.
Tomar el espaciamiento de amarres = 2 pies.
Esfuerzo de compresión
1.
Postes en travesaños:
Area en compresión = b1ravesaiio X bposte X 2.0
(multiplicamos por 2 debido al doble travesaño)
Carga transmitida por compresión = intensidad de presión x espaciamiento de postes x espaciamiento de travesaños
680.0 X 1.0 X 2.0 = 1360.0 lb
De las tablas podemos obtener:
F,':.
•
Factor de área de compresión = C 8 = 1.25
•
Factor de temperatura = C1 = 1.0
•
Fd
=
=
625.0 psi
F,:. (Cs)(C,)
F,'. = 625 x 1.25 x 1.0 = 781.25 lb/pulg 2
El valor calculado del esfuerzo de compresión es:
Fd. tcalculado) =
128
1360.0
(1.5) 2 X 2
= 302.22 < 781.25 (seguro)
Sistemas de Cimbras
¿)
1mcyc
Discflo de cimbra para muros
2.
Placa del tensor
Carga del tensor = (intensidad de presión) x (espaciamiento de tensores) x (espaciamiento de travesaños) = 680 x 2 x 2 =
2720.0 lb
El esfuerzo permisible en compresión es 781.25 lb/pulg2
El área de compresión indicada en la figura= (ancho del travesaño) x (ancho requerido de la placa de tensor) x 2 (ya que
tenemos dos travesaños)
B. el ancho requerido de la placa de tensor puede obtenerse como sigue:
2 X 1.5 X B = 272 0.o
781.25
B ;;:: 1.161 pulg., tomamos B = 1.5 pulg.
Carga del puntal
Probar con 4 x 4 pulg.
H = 100 lb/pie
h = 15 pies
h' = 10 pies
l' = 1O pies
14.14pies
=
100 X 150 X IOfi.
HXhXl
=
= 2121.30 lb
h' X/'
10 X 10
P'
14.14 X 12
l
-= 48.48 < 50.0 (OK)
d
3.45
F'd:º en riostra
03E'
(11 d)
=
2
03 X 1.6 X 10
( 48.48)
2
6
204.228 lb/pulg 2
F,_~ = Fe x (todos los factores excepto Cp)
(
= Fc(CD)(CM)(Cc)(Ci:)
F,_* = 1300.0 X 1.25 X 1.0 X 1.0 X 1.5 = 2437.5 lb/pulg 2
Cp
Awad S.Hanna
factor de estabilidad de columna
129
{j
1mcyc
Capitulo 7
2
1 + 204228
24375
2* 0.8
1 + 204228 ]
24375
2*
0.8
[
204228
24375 = 0.0823
0.8
F; = ~~ (Cp) = 2437.5 x 0.0823 = 200.629 lb/pulg2 (inseguro)
Intentar una pieza de 5 x 5pulg. Siguiendo el mismo procedimiento, tenemos:
I
= 37.7067
d
-
FcE =
337.6014 lb/pulg
2
Cp = 0.03784 ~ F,~ = 922.2754 lb/pulg2
P permisible es 922.2754 x (4.5)2 = 18676.07 lb.
y el espaciamiento entre puntales= 18676.07/2121.30 = 8.8041 pies.
Tornar espaciamiento = 8 pies
EJEMPLO 2
Repetir el Ejemplo 1 con forro que tiene las características siguientes:
El triplay es Tipo: APA B-B PL YFORM CLASE 1 con grupo de especie de cara= 1.
•
Condición seca
•
Espesor: 7/8 pulg.
Solución:
De las Tablas 3.11 y 3.12 de las propiedades geométricas obtenemos:
• KS = 0.515 pulg.
• 1 = 0.278 pulg
4
• lb/Q = 8.05 pulg2
De la Tabla 3.14 de propiedades mecánicas, podemos obtener los valores de diseño siguientes:
• Fb = 1650.0 lb/pulg2
• Fv = 190.-0 lb/pulg2
•E
130
6
= 1.8 x l0 lb/pulg
2
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
D1scii11 de cimbra para muros
La presión del concreto es 680.0 lb/pulg 2 (ver el Ejemplo 1)
Espaciamiento de postes
Flexión
=
W¡,
680 = 120 X F1i X KS
/~
120 X 1650.0 X 0.515
680 = - - - - - /12
12.246 pulg.
/1
Cortante
Ws =
lb/Q
20 X F\' X - 1-:_
68
0.0 = 20.0 X 190.0 X 8.05
11
l. = 44.985 pulg.
Deflexión
Debida solamente a flexión
I
Li~-
360
wl¿
~=
.•
1743 El
680 X
360
ft
1743 X 1.8 X 1O'' X 0278
1, = 15.273 pulg.
Rige la flexión. Espaciamiento de postes = 12.246 pulg. redondeado hacia abajo a 12 pulg = 1 pie. El resto del
disefio es igual a lo anterior.
.\\\ad S l lanna
131
()
1mcyc
8 Sistemas de cimbra vertical: sistemas
independientes de grúa
8 .1 Cimbra deslizante 13 5
8.2 Sistema de cimbra auto-elevable 142
Awml S. Harma
133
t1
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
Como se menciona en el Capítulo 5, el cimbrado vertical puede clasificarse en dos categorías principales: sistemas dependientes de grúa, y sistemas independientes de grúa. La cimbra deslizante y la cimbra auto-elevable son
clasificados como sistemas independientes de grúa en los que los paneles de cimbra se mueven verticalmente por
otros mecanismos de transporte vertical.
8.1 Cimbra deslizante
8.1.1 Historia
La historia de la cimbra deslizante puede remontarse hasta la década de 1920 y aún antes. A finales de los 20s,
muchas estructuras de concreto fueron coladas usando un sistema de cimbra que se movía durante la colocación del
concreto. En ese tiempo, las cimbras eran levantadas por gatos mecánicos de tornillo y yugos de madera construidos en obra. Los trabajadores jalaban cuerdas que levantaban las cimbras. Las primeras aplicaciones de la cimbra
deslizante se limitaban a bunkers de almacenaje y silos con un espesor constante en toda la altura del muro.
Desde finales de los 50s, la construcción con cimbra deslizante ha recorrido un largo camino; la locomoción
es realizada por gatos que suben sobre barras lisas de acero o tubos anclados en la base de la estructura, y el
sistema ha sido empleado exitosa y económicamente en situaciones en que se requiere discontinuidad de sección.
Como resultado, la lista de aplicaciones recientes se ha extendido hasta incluir núcleos de torres, pilas de puentes,
torres de enfriamiento de plantas de energía, fustes de chimeneas, y patas de plataformas petroleras.
8.1.2 Prácticas de construcción
La mayoría de los contratistas que usan cimbras deslizantes no son propietarios del equipo de cimbra deslizante.
Un contratista general que encuentra factible el uso de cimbras deslizantes tiene tres opciones:
1.
Diseñar, construir, y operar el conjunto de la cimbra deslizante. Esto requiere la ayuda de consultores expertos que ayudarán
en cada paso del proyecto.
2.
Subcontratar el trabajo con un subcontratista especializado en cimbra deslizante.
3.
Comprar o rentar el sistema de cimbra totalmente diseñado y fabricado, listo para erigirse en el sitio y a ser operado por el
propio personal del contratista. El costo de rentar equipo de cimbra deslizante se basa en pies lineales (o metros) de desli
zado. la capacidad, y la calidad del equipo. Los gatos y las barras de gatos se utilizan en forma rentada, pero normalmente las
cimbras no están disponibles en renta.
Awad S. Hanna
135
;:1
1mcyc
Capítulo 8
8.1.3 Operación de la cimbra deslizante
La construcción de cimbra deslizante es un proceso de extrusión en el que la cimbra, de 3.5 a 6 pies (1.07 a 1.83
m) de alto, es el molde y est~ siendo elevada constantemente. El concreto fresco es colocado o bombeado dentro
de las cimbras. Después de dos o tres horas, el concreto alcanza el fraguado inicial y pierde su plasticidad y
comienza a sostener al nuevo concreto fresco colocado sobre él. El ritmo de movimiento de las cimbras es controlado y corresponde con el fraguado inicial del concreto de manera que las cimbras dejan al concreto después de
que está suficientemente fuerte para conservar su forma, al mismo tiempo que sostiene su propio peso. Las cimbras se mueven hacia arriba por medio de gatos que trepan sobre barras lisas de acero empotradas en el concreto
endurecido y ancladas a la base de cimentación del concreto. Estos gatos pueden ser hidráulicos, eléctricos, o
neumáticos y operan a velocidades de hasta 24 pulg./h (609.6 mm/h).
La Figura 8.1 muestra un sistema de cimbra deslizante sostenido por barras para gatos. Los yugos son marcos
que se utilizan para resistir las cargas laterales y transferir las cargas verticales a las barras del gato. Los trabajadores vibran continuamente el concreto para evitar cualquier formación de huecos. Una plataforma superior de
trabajo es adosada a la cimbra interior y se desliza hacia arriba con ella para proporcionar un lugar en que los trabajadores puedan colocar el concreto y fabricar el refuerzo de acero. Una plataforma inferior de trabajo es suspendida de la dmbra exterior para permitir a los trabajadores aplicar un compuesto de curado y reparar cualquier
formación de huecos que pueda aparecer.
Platafonna e:-..1erior de ménsula
Ménsula de acero
Travesaños de
cimbra
Cimbra----?.~-+1--1
Andamio colgante interior
Figura 8.1 Sistema de cimbra deslizante. (Cortesía de Gleibau Salzburg)
136
Sistemas de Cimbras
fl
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
La instalación de la cimbra deslizante comienza por la colocación de las barras del gato en la cimentación. Una
malla de viguetas de acero se construye y es sostenida por estas barras de gato. Desde esta malla de viguetas de acero,
son colocados y soportados el sistema de forros y cubiertas. Este proceso de instalación toma de 3 a 5 semanas.
8.1.4 Componentes de la cimbra deslizante
La mayoría de las operaciones de cimbra deslizante incluyen los componentes siguientes:
Gatos
Las cimbras se mueven hacia arriba por medio de gatos. Los gatos de cimbra deslizante tienen una variedad de
capacidades: 3 toneladas (2.7 Mg), 6 toneladas (5.4 Mg), 15 toneladas (13.6 Mg), 20 toneladas (18.1Mg),y22
toneladas (20.0 Mg). Los gatos se colocan de manera que reciban aproximadamente la misma carga, de manera
que no se desplomen las cimbras. El número de gatos que se utilizan es controlado por sus capacidades de carga.
Puede haber menos gatos de mayor capacidad, o más gatos de menor capacidad. Los gatos de menor capacidad
tienen la ventaja de distribuir la carga sobre más soportes, reduciendo así los requisitos de resistencia para las
cimbras y los yugos. Por otra parte, el menor intervalo entre gatos hace más difícil colocar la varilla de refuerzo,
los insertos, y las aberturas. Dependiendo del tamaño del gato y la carga de cubierta, los intervalos entre gatos
varían entre 4 pies ( 1.2 m) y 9 pies (2. 7 m). Si se usan gatos de alta capacidad y yugos especialmente diseñados, el
intervalo entre gatos puede incrementarse sustancialmente.
Los gatos tienen incorporado individualmente un dispositivo de auto-nivelado. En la mayoría de los casos,
conservar los gatos a nivel dentro de Yi pulg. (12.7 mm) es satisfactorio. Los gatos son neumáticos, eléctricos, o
hid . . áulicos. Los gatos hidráulicos son relativamente ligeros y compactos, fáciles de instalar, y muy confiables en
casi todas las condiciones. Los gatos neumáticos operan muy parecido a los gatos hidráulicos con excepción de
que usan aire en lugar de aceite. Son considerablemente más grandes en diámetro y tienen una tendencia a funcionar mal en clima frío. Los gatos eléctricos también tienen la ventaja de ser auto-nivelables automáticamente,
ya que son activados por un sistema de nivel de agua que corre a través de todos los gatos con el nivel de agua controlado desde un punto de control. Cada gato tiene su propio motor eléctrico que opera un brazo eléctrico adosado
al sistema de pinza. Los gatos eléctricos son mayores que los hidráulicos y requieren conexiones eléctricas y de
agua así como depósitos individuales de aceite.
Barras de gato
Las barras de gato que se usan en las operaciones de cimbra deslizante son generalmente tubos de% pulg. ( 19.05
mm), barras sólidas de 1 'l4 pulg. (31.75 mm), o tubo de 2 Yi pulg. (63.50 mm), dependiendo de la capacidad de
diseño. Estas barras son comúnmente de 1Oa20 pies (3.05 a 6. lm) de largo con sus extremos roscados para reci ..
bir una junta que conecta una barra de gato o tubo con el siguiente. Las barras de gato pueden dejarse en las cimbras y utilizarse como refuerzo. Las barras son colocadas dentro de las cimbras y. se evita que se pandeen
mediante el mismo concreto que ya se ha endurecido. Puesto que las barras de gato dependen del concreto para su
estabilidad, es necesario soportar las barras contra el pandeo cuando están fuera del concreto, como cuando las
barras pasan a través de una abertura de puerta o ventana. Como resultado, y siempre que sea posible, las barras
de gato deben colocarse evitando cualesquiera aberturas repetidas de muro. Awad S. Hanna
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<í
1mcyc
Capitulo 8
Forros
Las cimbras deslizantes- consisten en un forro (cimbra) interior y exterior, de 3.5 a 6 pies (1.07 a 1.83 m) de alto,
usando madera de 1 pulg. (25.4 mm) de espesor. Las cimbras_pueden ser fabricadas de madera o de acero. El forro no
se fija al piso; sino que es suspendido ya sea por varios dispositivos de levantamiento apoyados en barras metálicas, o
de otros miembros que descansan en la cimentación o en el concreto endurecido, por medio de yugos metálicos o de
madera (marcos). Una vez que la cimbra ha sido llenada con concreto fresco y ha comenzado el endurecimiento, la
cimbra es levantada graduallmente por los dispositivos de levantamiento de los que está suspendida.
Yugos
Los yugos son hechos generalmente de acero o de madera. La función de los yugos es la de transferir todas las
cargas de cubiertas y de andamios a los gatos y a las barras de gato.
Plataforma de la cimbra (Cubierta de trabajo)
Una cubierta de trabajo (plataforma de la cimbra) es adosada a la cimbra y se deliza hacia arriba junto con ella
para proporcionar un lugar desde el que los trabajadores puedan colocar concreto y armar el refuerzo de acero.
Otras funciones de la cubierta de trabajo incluye"n:
1.
Colocación y vibración del concreto
2.
Colocación de varilla de refuerzo horizontal y vertical
3.
Colocación de ranuras y anclas de dovela para losa (si se tienen) para conexión con el núcleo
Andamio de acabado
Un andamio colgante inferior es suspendido de la cimbra exterior para permitir a los trabajadores aplicar un compuesto de curado y reparar cualesquiera huecos que puedan aparecer. El andamio de acabado también puede
usarse para el desprendimiento de las cimbras para aberturas, ranuras, y dovelas.
8.1.5 Métodos y técnicas en la operación de la cimbra deslizante - Método de colocación
El concreto es comúnmente elevado por medio de grúas, plumas montadas en plataformas, o bombeado. Tolvas
receptoras en la plataforma toman el concreto, de donde es distribuido a las distintas ubicaciones en las cimbras
por medio de carretillas inanuales. Los patrones de tránsito deben ser planeados para permitir un acceso fácil del
concreto y para el almacenaje de varilla de refuerzo, insertos, y aberturas. El concreto es generalmente colocado
en capas de 2 a 12 pulg. (50.8 a 304.8 mm), siendo las capas de 12 pulg. (304.8 mm) las más deseables. El ritmo
lento de colocación de capas de 2 ó 3 pulg. (50.8 a 76.2 mm)'se utiliza cuando hay un retraso en el proceso y el
concreto no puede tener juntas frías (silos, depósitos, y torres de enfriamiento).
Vibración
La vibración del concreto es muy importante para la calidad del mismo. Se utilizan generalmente·vibradores de
una pulg. (25.4 mm) de diámetro a menos que el muro que se esté colando sea muy grueso, en cuyo caso pueden
usarse vibradores grandes de hasta 3 pulg. (76.2 mm) de diametro. La vibración del concreto debe penetrar solo la
capa superior. La vibración profunda del concreto podría causar una caída del concreto por abajo de la cimbra:
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Sistemas dt: Cimbras
;:I
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Sistt:mas de cimbra vt:rtical
Debe tenerse cuidado en vibrar cada sección del concreto. Los huecos de panal en el concreto son el resultado de
un esfuerzo fallido de vibración ..
Temperatura y mezclado del concreto
La temperatura del ambiente, la velocidad de levantamiento de la cimbra deslizante, y las condiciones en las cuales el concreto ha de ser colocado, se encuentran entre varios factores que deben tomarse en cuenta cuando se seleccione el tipo y proporción del cemento en la mezcla del concreto. El cemento Portland normal Tipo 1 es
recomendado en casi todas las instancias. El cemento modificado Tipo II se utiliza para trabajo bajo tierra y en
colados de concreto masivo. El cemento Tipo 111 de alta resistencia inicial debe usarse solamente en temperaturas
extremadamente frías. La resistencia de diseño para mezcla de concreto de cimbra deslizante debe ser entre 3000
2
2
y 4500 1b/pulg (2.11 a 3 .16 kg/mm ). El contenido de cemento debe ser entre 6 y 7 1/2 sacos por yarda cúbica (7.8
y 9.8 sacos por metro cúbico) de concreto en verano y entre 7 y 8 sacos por yarda cúbica (9.2 y 10.5 sacos por
metro cúbico) en construcciones durante el invierno. Abajo de estas proporciones, se favorecería rayado, huecos
de panal. y juntas frías debido a la rigidez de la mezcla. Un alto contenido de cemento puede generar calor excesivo. haciendo al concreto difícil de colocar, atrapando aire, e incrementando el esfuerzo por temperatura en el
concreto que esta fraguado. Para una buena colocación del concreto se recomienda que el revenimiento de la
mezcla sea de aproximadamente 4 pulg. ( 1O1.6 mm). La temperatura es probablemente el factor más importante
en una buena colocación de concreto y el menos enfatizado.
Otros factores que contribuyen a la calidad del concreto incluyen buena selección de la graduación del tamaño
del agregado y el uso de retardantes o acelerantes para controlar el ritmo del fraguado del concreto.
Velocidad de la operación
La velocidad promedio a la que será manejada la cimbra deslizante debe decidirse con base en ·la mezcla de concreto. en las mismas cimbras, en las capacidades de almacenaje, y en el equipo para elevar a los trabajadores y los
materiales. Esta consideración incluirá a menudo decisiones en cuanto al uso de aditivos para el concreto, calefacción. uso de hielo. sellado de las cimbras, confinamientos, etc. etc.
3
3
El concreto es generalmente bombeado a las cimbras a un ritmo de 18 a 20 yd /h ( 16.4 a 18.3 m /h). Las cimbras normalmente se elevan a un ritmo de 9 a 12 pulg/h (228 a 305 mm/h) y pueden alcanzar un ritmo de 20
pulg./h (508 mm/h). A este ritmo se está colando aproximadamente un piso por día.
Aditivos
Los aditivos pueden agregarse al concreto para acelerar o retardar el proceso de hidratación del concreto. Estos deben utilizarse solamente cuando así lo indican las especificaciones o por solicitud o aprobación del responsai !e o su
representante de campo. Se debe tener precisión en el agregado de aditivos porque si no se controlan cuidadosamente. los efectos laterales pueden ser signi~cativos al aumentar las dosis. Los ad.itivos no deben utilizarse en
lugar de controles de temperatura. El calentamiento o enfriamiento de los materiales es efectivo y no involucra ninguno de los riesgos asociados con control químico. Sustituir hielo por agua en la mezcla es el mejor método para enfriar el concreto y es altamente recomendable. El calentamiento del concreto se hace generalmente colocando tubos
de vapor cerca de las cimbras o colocando calefactores eléctricos o de gas cerca de las cimbras.
Awad S. Hanna
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1mcyc
Capitulo 8
No se recomienda usar ceniza volante en la mezcla de concreto debido a su tendencia de adherirse a las cimbras.
Curado/Acabado
El curado y el acabado son ideales después de que el concreto se aleja de la parte inferior de las cimbras. Normalmente, se aplica un acabado con llana y cepillo, pero otros medios de aplicar los acabados se están usando rápidamente. Rrincipalmente un acabado de tipo de rociado. El curado del concreto se hacía rociando al concreto
mecánicamente con agua, pero este proceso deja marcas, áreas sin mojar, y crea condiciones excesivas de agua
en la base de la estructura. El uso de membranas de curado o la aplicación de compuestos asperiados por un trabajador, es actualmente una forma más popular de curar el concreto.
Varillas de refuerzo
La colocación de varillas de refuerzo en la construcción con cimbras deslizantes es una tarea difícil y debe ser
planeada muy cuidadosamente. La necesidad de una planeación cuidadosa de la colocación de varilla de refuerzo
se debe la que las vigas de los yugos del gato se mueven hacia arriba, y el acero horizontal de refuerzo es estacionario; la varilla de refuerzo horizontal debe ensartarse a través de los yugos, y el tiempo entre colados del concreto
es corto. Como resultado, el refuerzo debe estar en la obra con buena anticipación al colado, ya que un retrazo en
la varilla de refuerzo y en consecuencia detener la cimbra deslizante podrían ser muy costosos.
Cimbrado de aberturas, proyecciones y remetimientos
Aberturas. pasos de puertas, y duetos se cimbran retirando secciones enteras del forro. De la misma manera.
ranuras. placas de anclaje, e insertos roscados tienen que colocarse en las cimbras mientras el concreto está siendo colado. La colocación vertical de estos elementos es medida por el uso de barras marcadoras. Estas barras
están separadas de las barras de gato y de las varillas de refuerzo, pero son colocadas en el concreto al inicio del
deslizado. Se utilizan para marcar el avance vertical de la ob.ra e indicar cuándo colocar algún tipo de insertos o
cajas huecas. La colocación horizontal de estas cajas huecas e insertos se indican en el forro interior de las mis..,
mas cimbras. Se utilizan cintas de diferentes colores para indicar el centro de los diferentes tipos de cajas huecas e
insertos. Estas cajas huecas e insertos son amarrado~ a la varilla de refuerzo con alambre No. 9 para evitar su
movimiento dentro de las cimbras. Cuando las cajas huecas han de colocarse donde se encuentran barras de gato,
las barras deben ser sujetadas adecuadamente contra pandeo. Las cajas huecas repetidas son un factor importante
de diseño en la colocación de las barras de gatos.
Reducción del espesor del muro
En estructuras altas, es necesario reducir el espesor del muro periódicamente para disminuir el peso de la estructura y
para aho1Tar en el volumen de concreto. Cuando quiera que se necesite una reducción en el espesor del muro, se coloca
un tablero en el interior de las cimbras reduciendo así el espesor del muro. Cuando la reducción es solamente en un
lado del muro. los gatos no estarán en el centro de las cimbras y la tracción sobre los yugos debe ser equilibrada.
Nivelado
Uno de los mayores problemas con la construcción de cimbra deslizante es el conservar las cimbras a plomo y a
nivel. La forma básica y a menudo olvidada de evitar el mal alineamiento es un contraventeo adecuado. Todas las
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Sistemas de Cimbras
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1mcyc
Sistemas dt: cimbra vertical
cimbras. plataformas. y equipo de gatos debe ser sujetado seguramente a la malla de izamiento. Igualmente. la
colocación de gatos es importante para asegurar que las cimbras sean elevadas de una manera uniforme.
Un sistema de provisión de agua con un depósito centralizado y tubos de extremo abierto en varios yugos en el
sistema. y con grandes plomadas suspendidas por alambre de piano. se usan comúnmente para revisar si el edificio está a plomo y a nivel. Más recientemente, se están utilizando lásers verticales colocados en dos o tres esquinas del edificio. Asimismo. se utilizan tránsitos o teodolitos para revisar el alineamiento. Si el edificio se sale de
plomo suficientemente como para requerir realineamiento, éste se logra elevando con gatos un lado de las cimbras hasta ponerlo a plomo.
Tolerancias
Las tolerancias deben ser las máximas que permitan los requisitos de diseño y de estética. Las tolerancias muy estrictas son costosas y deben especificarse solamente cuando sea necesario. Las tolerancias especificadas pueden ser
normalmente no menores a las siguientes:
•
Variación de plomo en cualquier dirección:
1 pulg. (25.4 mm) en cualesquiera 50 pies ( 15.2 m)
2 a 3 pulg. (50 . 8 a 76.2 mm) en la altura total del edificio
•
Variación de nivel:
1 pulg. (25.4 mm)
•
Variación en espesor de muro
-Y4 pulg. (-6.35 mm)
+ Y2 pulg. (+ 12.70 mm)
•
Relación de superficies críticas una con otra:
1 pulg. (25.4 mm)
•
Colocación vertical de cajas huecas, insertos, y placas:
2 pulg. (50.8 mm)
•
Colocación horizontal de cajas huecas, insertos, y placas:
Y!._J)ulg. (12.7 mm)
Descenso de la cimbra deslizante
El procedimiento para descender la cimbra deslizante una vez que se termina el colado toma de 2 a 4 semanas.
Las cimbras son usualmente atornilladas directamente a los muros, y después las cubiertas y el forro son retirados
y descendidos con grúa.
8.1.6 Consideraciones económicas en el uso de cimbra deslizante
Hay muchos factores que deben considerarse cuando se decide usar cimbras deslizantes. El ·edificio tiene que ser
diseñado para cimbras deslizantes, o para un sistema de cimbrado similar. como cimbra de salto. El núcleo debe
ser repetitivo en todos los pisos y simple en el diseño. La cimbra deslizante no es económica para edificios de meAwad S. Hanna
14!
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'
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Capítulo 8
nos de 250 a 300 pies (76.2 a 91.4 m) de altura de núcleo, porque el alto costo fijo inicial de instalación y descenso
no es comparable con el bajo costo de cimbrado para alturas relativamente pequeñas.
El costo de cimbra deslizante en el concreto es muy sensible a la sección transversal del edificio, altura, acero
p01 yarda o metro de concreto, empotramientos, cantidad de concreto por pie o metro de altura, políticas de mano
de obra. clima. etc. etc. Obviamente, el costo del cimbrado permanecerá igual independientemente de si la estructura deslizada es de 50 ó de 500 pies ( 15.2 ó 152.4 m) de alto o si los muros son de 6 o de 26 pulg. ( 152.4 o
660.4 mm) de espesor.
Las aberturas en el muro no sólo son costosas para cimbrar, sino que retrasan el deslizado. incrementando así
proporcionalmente el costo por volumen del concreto. Igualmente. una cuadrilla básica de aproximadamente 1O
trabajadores es requerido ya sea para 1Oó20 yardas cúbicas (7.6 ó 15.3 m 3 ) de concreto colocados por hora. Demasiado acero, además del alto costo de colocarlo, crea un ritmo reducido de deslizado y por lo tanto. un mayor
costo del concreto.
Si el clima es frío, el concreto fraguará más lentamente, el ritmo de deslizamiento disminuirá, y €1 costo por
yarda cúbica o metro cúbico de concreto también se incrementará. U na decisión con respecto a la economía de
usar cimbra deslizante en una estructura debe basarse no sólo en el costo por yarda o metro cúbico de concreto.
sino también en el ahorro de costos que puede obtenerse al disminuir el tiempo de construcción.
Hay muchos errores costosos que pueden retrasar el proceso·~~ deslizado, haciendo al sistema no económico.
El defecto de agujeros en forma de panal ocurre frecuentemente. Esto se debe en general a mala vibración del
concreto. La errónea colocación de insertos y placas, o si los muros están muy desplomados, puede llevar a regresar y destruir secciones de muro, o al rediseño del acero. Uno de los errores más costosos que pueden suceder es
cuando el concreto fragua y se pega en las cimbras, haciendo imposible mover las cimbras. Esto ocurre cuando la
mezcla de concreto no es la adecuada, o cuando el ritmo de izamiento de las cimbras es disminuido por alguna
razón. Si esto sucede, la obra total es detenida y el concreto fraguado es retirado de las cimbras. Muchas veces
todo el forro tiene que ser sustituido. Cuando esto ocurre en una obra, generalmente se retrasa el programa de trabajos de 4 a 6 semanas. haciendo al cimbrado deslizante una aventura desventajosa.
Igualmente, la naturaleza misma del cimbrado deslizante requiere personal y un superintendente más experimentados, ya que el proceso es más difícil de controlar. Debido al diseño complejo del núcleo de la cimbra deslizante. los cambios en diseño no son fácilmente perdonables. Una vez que se comienza el deslizado, si·se requiere
un cambio en el diseño, aún si el cambio es en la parte superior del edificio, el proceso de deslizado tiene que ser
detenido con el fin de tener tiempo para el re-diseño.
8.2 Sistema de cimbra auto-elevable
8.2.1 Cimbra auto-elevable
En la última década. las cimbras auto-elevables se han vuelto más populares en la construcción que involucra cimbra vertical repetitiva. Su popularidad puede atribuirse al hecho de que se elevan por si mismas. sin ayuda de grúa.
en secuencia con las operaciones de colado. Este sistema independiente de grúa es muy eficiente en sitios congestionados. Por lo tanto. los costos de grúa y el tiempo de construcción se reducen. Además, el acabado del concreto
resultante del uso de cimbras auto-elevables es de mayor calidad que el producido por las cimbras deslizantes.
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Sist<:mas de Cimbras
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Sistemas de cimbra vertical
Las cimbras auto-elevables no se han limitado a la construcción de muros exteriores de edificios. También se
han usado para construir columnas de edificios. fachadas de presas. contenedores de reactores nucleares, torres
de enfriamiento. pilares de puentes y núcleos de elevadores. Por medio de recubrimientos especiales adosados a
la cimbra. un amplio rango de diferentes acabados o texturas arquitectónicas pueden obtenerse.
8.2.2 Componentes de la cimbra auto-elcvable
Los componentes de la cimbra auto-elevable pucd 1~n adaptarse, para cumplir con las diferentes cargas y geometría de las diferentes estructuras. Independienkmente del sistema, existen similitudes básicas.
Las torres de elevación
Las torres de elevación o marcos son usualmente de dos o tres pisos de altura, en las que los soportes inferiores de la
torre son anclados al colado previo de concreto. Adosados a la torre de elevación se hallan gatos hidráulicos que trasladan el sistema de cimbra al siguiente nivel. levantando todas las cimbras y áreas de plataformas. (Ver la Figura 8.2) ..
Cimbras
Los paneles de cimbra. llamados a menudo paneles agrupados de cimbra. se hacen con marcos de aluminio y
grandes hojas de triplay para obtener un acabado liso. Los paneles de cimbra se anclan al concreto inferior previamente colado. Para un acabado arquitectór:ico. pueden usarse recubrimientos para cimbra. Debe notarse que
la ventaja de usar cimbras auto-elevables sobre las cimbras deslizantes es su capacidad de producir concreto arquitectónico usando recubrimientos.
Gatos
Los gatos de elevación son generalmente jalados hacia arriba ya sea por energía hidráulica, neumática o eléctrica.
Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas, dependiendo de las condiciones del sitio. cargas de diseño, y la preferencia del diseñador. El diseñador debe ubicar los gatos elevadores en puntos adecuados en la retícula de manera que
las cargas sean distribuidas adecuadamente en el sistema. Los gatos son capaces de soportar cargas pesadas; como
resultado. se necesitan relativamente pocos. Igualmente, cada gato es auto-contenido, permitiendo un control individual de cada elevación y también reduciendo la cantidad de mangueras hidráulicas o cables eléctricos necesarios.
Gatos de descimbrado
Los sistemas de cimbras auto-elevables tienen diferentes métodos de retirar las cimbras. El sistema indicado en
la Figura 8.2 usa un sistema de rodillo en el que la cimbra es montada en un carro que permite que sea desprendida. separada y después trasladada al nivel siguiente. Otro tipo de cimbra auto-elev~ble utiliza gatos de descimbrado para retirar las cimbras del concreto terminado y también para alejar el elevador de la cimbra del concreto,
permitiéndole moverse a la siguiente ubicación de anclaje por medio de los gatos de elevación. Los gatos de descimbrado son entonces puestos en reversa, llevando tanto a la cimbra como al elevador de cimbra a la ubicación
de anclaje. (Ver la Figura 8.2).
Awad S Hanna
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Capitulo 8
Uatos di! l!kvación --~
Figura 8.2 Componentes de la cimbra auto-elevable. (Cortesía de Patent Scaffolding Co.)
Plataforma de trabajo
Las plataformas de trabajo se ubican en todos los sistemas auto-elevables. Permiten a los trabajadores un espacio
confortable y eficiente para armar el acero y colocar el concreto, y para atornillar y desatornillar cimbras en diferentes alturas. La instalación de barandas de protección y topes de pie proporcionan mayor seguridad en grandes
alturas. lo que puede contribuir a la productividad del trabajador. Todas las plataformas viajan con las .cimbras.
eliminando así la necesidad de desmantelar y re-ensamblar la plataforma para cada ciclo de trabajo. (Ver una
ilustración de plataforma en la Figura 8.2).
Ménsulas de apoyo
Las ménsulas de apoyo son adosadas a la parte baja de la cimbra interior y a la parte baja del gato de elevación.
Después son ancladas a la estructura del concreto reforzado (ver Figura 8.2). Cuando se eleva ya sea la cimbra o
Sistemas de Cimbras
ti
1mcyc
Sistemas de cimbra vertical
la torre de elevación, las ménsulas de soporte son desprendidas de la estructura, permitiendo su traslado al siguiente nivel para ser anclado.
8.2.3 Ciclo típico de trabajo
Antes de que comience el ciclo de trabajo, el diseñador de la cimbra debe determinar las necesidades específicas
de la estructura. de manera que el diseño, los planos de trabajo, y otros requisitos convencionales del ~iseño de la
cimbra sean completados. A la entrega del sistema de cimbra, un grupo de trabajadores de seis a diez puede
comenzar el ciclo típico de trabajo.
Mu ro de inicio
Las cimbras auto-elevables pueden colocarse inicialmente sobre la losa de cimentación, pero el proceso funciona
mejor cuando se ha colado inicialmente un muro de inicio que toma la forma del muro. El muro de inicio debe set
de 6 pies ( 1.83 m) dé alto y tener todo el anclaje necesario en su lugar, listo para sostener las cimbras y gatos para
el siguiente nivel de colado.
Segundo colado
Antes de comenzar el segundo colado, las anclas necesarias deben estar en su lugar y el primer colado debe tener
suficiente resistencia. Las grúas de torre se usan para ensamblar y colocar el sistema de cimbra en el muro de inicio.
Colocación de la cimbra y del gato
La cimbra interior y los gatos de elevación son sujetados a las anclas cuando el primer colado ha obtenido resistencia suficiente. Una vez que la cimbra interior está en su lugar. la cimbra exterior es enrollada en el sistema de
trole. permitiendo la limpieza y aceitado de las cimbras, la instalación de plantillas de textura, el refuerzo de
acero. los empotramientos, y las cajas huecas. Las cimbras exteriores son entonces rodadas a su posición, permi-:
tiendo la instalación de amarres cónicos.
Colocación del concreto
Una vez que las cimbras y tensores han sido inspeccionados y aceitados, las cimbras están listas para recibir el
concreto. Se debe alcanzar una resistencia mínima del concreto, usualmente comprobable por medio de cilindros
para pruebas de resistencia, antes de que las cimbras puedan ser elevadas.
Descimbrado
Una vez que el concreto en el segundo colado ha alcanzado resistencia suficiente, los tensores y otros elementos
empotrados son retirados. Las cimbras exteriores son así rodadas en las poleas montadas. Las cimbras interiores
que son adosadas a la viga de la parrilla superior, permiten un pequeño movimiento y son liberadas en ese momento.
Los anclajes de soporte de la cimbra en la parte inferior también son liberados en este momento, dejando al
sistema apoyado en los gatos y los anclajes de soporte del gato.
Awad S. Hanna
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Capitulo 8
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Figura 8.3 Ciclo típico de trabajo.
Tercer colado
El sistema está listo para ser elevado al siguiente nivel una vez que el sistema es apoyado en el gato y las anclas de
soporte del gato. Un ciclo típico de trabajo puede verse en la Figura 8.3.
Levantamiento de la cimbra
Por medio de una consola central, la cimbra entera es elevada por los gatos hidráulicos a la siguiente elevación.
Se utilizan controles individuales de gato para realizar la graduación fina, nivelar la plataforma entera, y ajustar
el plomo del núcleo. El limpiado y aceitado de la cimbra interior se lleva a cabo en este momento.
Colocación de la cimbra
Los anclajes de apoyo de la cimbra son sujetados a las anclas instaladas en el concreto cerca de la parte superior
del colado anterior. Con las cimbras exteriores separadas, puede procederse a la instalación de la varilla de refuerzo, los empotramientos, y las cajas huecas. Una vez completado esto, las cimbras exteriores son empujadas a
su posición, y los tensores son instalados quedando todo listo para el siguiente colado. A menudo, el gato hidráulico permanece extendido y adosado al segundo colado inferior durante el colado del concr~to.
Colocación del gato
Una vez que el concreto ha sido colado, El anclaje de soporte del gato es desprendido de las anclas del primer colado. y el gato es retraído. Después de retraerlo, el gato es re-sujetado a las anclas del colado superior.
Descimbrado
Una vez que el concreto ha obtenido resistencia suficiente, el proceso de descimbrado se lleva a cabo de nuevo.
146
Sistemas de Cimbras
"'
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Sistemas d1.: cimbra vt:rtical
Descenso de la cimbra
El ciclo de trabajo se repite hasta que se alcanza la altura deseada. Cuando la cimbra llega a la parte superior del
edificio es generalmente desensamblada en unidades y descendida con grúa torre, comenzando con el andamio
de trabajo y las cimbras exteriores separadas. Los insertos de anclaje sostienen las cimbras interiores y los gatos,
mientras que las ~vigas superiores y las plataformas son desensambladas y descendidas. Finalmente, las cimbras
interiores y los gatos son desprendidos y descendidos.
8.2.4 Ventajas
Costos
El costo de cualquier sistema de cimbra es importante para controlar el costo del proyecto. El costo inicial de comprar o rentar un sistema de cimbra y el número de re-usos puede determinar el sistema a utilizar. Los costos iniciales
para las cimbras auto-elevables están generalmente dentro del rango de $1 a $2 millones por equipo. Un equipo de
cimbras es capaz de colar un piso entero cada dos o tres días. De este costo inicial, tres cuartas partes del mismo son
para la compra de las cimbr?S, mientras que la cuarta parte restante se utiliza para rentar el equipo de elevado. Para
hacer la compra y renta de estas cimbras factible, el proyecto debe tener un mínimo de 20 pisos. Generalmente un
equipo de cim~ras puede re-usarse en un mínimo de 55 pisos con poca rehabilitación de las cimbras. El equipo de
izamiento por otra parte puede usarse para tres o cuatro obras con solo el simple reemplazo de tornillos y tuercas antes de cada nuevo trabajo. Por lo tanto, con el número de re-usos tanto en las cimbras como en el equipo de
izamiento, las cimbras auto-elevables pueden usarse de obra en obra con ahorros incrementados.
Tiempo de construcción
La velocidad de la construcción ha obtenido una importancia creciente en la reducción del costo total de un
proyecto de construcción. El método rápido y eficiente de descimbrado, elevado, y colocación de cimbra con
cimbras auto-elevables ha incrementado el ritmo de construcción de núcleos de servicio y de elevadores. Las
técnicas tradicionales de cimbrado toman de cuatro a cinco días para completar 30,000 pie2 (2800 m2) de piso,
pero con cimbras auto-elevables sólo dos o tres días son necesarios para completar la misma superficie de piso. El
descimbrado y elevación de las cimbras de un piso al siguiente toma generalmente de 20 a 30 minutos. Este eficiente método de cimbrado tiene como resultado una reducción del costo directo y esto es debido a las reducciones en el tiempo de construcción.
Mano de obra
La mano de obra necesaria para el descimbrado, elevado, y colocación de las cimbras es reducida grandemente
en comparación con los sistemas tradicionales de cimbra. Generalmente se necesitan de 1Oa 12 trabajadores en
comparación con 20 ó más en cimbra convencional o cimbra trepadora. Las cuadrillas de trabajo se dividen en
grupos de dos a tres trabajadores, a quienes se les asigna una tarea particular. Los trabajadores generalmente trabajan en el sentido del reloj alrededor del edificio con un grupo trabajando adelante de.los otros. Las cimbras
auto-elevables son prefabricadas y permanecen conectadas hasta que la parte superior del edificio es alcanzada.
Esto reduce las necesidades de ensamblar y desensamblar las cimbras desp~és de cada colado.
:\\\ad S. l lanna
147
Capitulo 8
Con el uso de gatos hidráulicos integrados para levantar el sistema de cimbra, las necesidades de tiempo de
grúa y operadores de la grúa son reducidas grandemente. las operaciones de la grúa sólo son necesarias para colocar inicialmente el sistema de cimbra y para desensamblar el sistema una vez que la cimbra se ha completado.
Esto permite el uso de la grúa en otra parte del sitio de la obra, incrementando así la productividad en otra parte
puesto que la grúa raramente es necesaria con las cimbras auto-elevables.
Versatilidad
El sistema de cimbra auto-elevable tiene muchas características que lo hacen versátil en la industria de la
construcción.
•
Las cimbras pueden ser diseñadas para casi cualquier planta, forma y tamaño de estructura.
•
Las cimbras pueden ser fácilmente ajustadas durante la construcción para acomodar cambios en el espesor del muro.
•
La aplicación de recubrimientos de textura proporciona numerosos acabados arquitectónicos.
•
Las cimbras pueden ser re-utilizadas aproximadamente 50 veces ó más.
•
El sistema de cimbra es pre-ensamblado, por lo tanto no es necesaria un área de habilitado.
Calidad
La calidad de las cimbras auto-elevables puede.atribuirse al hecho de que son pre-ensambladas con un sistema
industrializado. Esto elimina la incertidumbre que a menudo acompaña al uso de equipo fabricado en la obra. Los
ajustes de fábrica permiten a la cimbra ser ensamblada antes de que se le necesite, permitiendo la implementación
de programas adecuados de control de calidad.
Seguridad
La seguridad en el sitio de la construcción juega un papel importante en la productividad del proyecto. Debe iniciarse con la planeación y administración de un proyecto, continuando con el equipo y los trabajadores. Las cimbras auto-elevables tienen un número de características de seguridad.
•
Las cimbras auto-elevables son pre-ensambladas en forma industrializada, lo que proporciona resistencias predecibles y aseguramiento de calidad en el sistema.
•
Las plataformas de trabajo en el sistema de cimbra incluyen barandas de protección y topes de pie, mejorando la seguridad y la
productividad en grandes alturas.
•
Un factor de seguridad de 3 se utiliza generalmente cuado se dis~ñan los gatos hidráulicos.
•
El no desmantelar cimbras entre colados resulta en menos accidentes al descimbrar.
•
La elevación de las cimbras es controlada completamente por los trabajadores en la cimbra, en lugar de por los operadores de
grúa e inspectores de grúa a distancia. Por lo tanto, las cimbras auto-elevables pueden detenerse casi inmediatamente en caso
de emergencia.
8.2.5 Limitaciones
Con el progreso de la tecnología en el campo de la construcción, las limitaciones de un sistema o técnica son reducidas a menudo. El resultado es una 1eficiencia incrementada en costo y tiempo, versatilidad, calidad, y seguri148
Sistemas <.k Cimbras
<I
1mcyc
dad. Cada sistema de cimbra, incluyendo las cimbras auto-elevables tienen sus limitaciones y rango de
utilización.
•
Miembros experimentados del personal de manufactura para operar las cimbras son necesarios durante varias semanas para
servicio en la obra y para capacitar a los trabajadores, lo que puede introducir costos adicionales.
•
El sitio de la obra debe ser muy accesible puesto que las cimbras son pre-ensambladas y pueden ser de gran tamaño.
•
Una forma precisa de muro debe construirse como muro de inicio, usando cimbra convencional de muro.
•
El costo inicial del sistema de cimbra auto-elevable es mucho mayor que el de otros sistemas de cimbra.
•
El sistema de cimbra es usado económicamente sólo para estructuras de 20 pisos de alto o mayores.
•
Los cambios en el tamaño del muro, y/o de localización durante la construcción son costosos y afectan el programa de obra.
:\wad S. 1-lanna
149
;'
1mcyc.
9 Criterios de selección para sistemas de
cimbra vertical
9 .1
Factores que influyen en la selección de un sistema de cimbra vertical 153
9 .2 Elección del sistema adecuado de cimbra utilizando tablas comparativas 159
Awad S. Hanna
151
{í
1mcyc
Criterios de selección
U na gran parte del costo de la estructura es el costo de cimbra para columnas y muros. Generalmente, la selección de un sistema de cimbra se hace por un miembro experto de la organización del contratista, o por un consultor de una compañía de cimbras. La decisión se basa fuertemente en la experiencia de ese individuo. Este capítulo
presenta los criterios para seleccionar un sistema de cimbrado vertical para edificios. El capítulo termina presentando, una tabla para ayudar al contratista a seleccionar el sistema apropiado de cimbrado vertical para muros y
columnas.
9.1 Factores que influyen en la selección de un sistema de cimbra vertical
Las estructuras de soporte vertical tales como los núcleos de edificios de mucha altura, torres, o silos, son comúnmente una actividad crítica que controla él ritmo de avance del proyecto.En consecuencia, cuando se selecciona
un sistema de cimbra para un núcleo, el tiempo es un factor crítico. Las duraciones que deben tomarse en cuenta
son:. el movimiento de la cimbra d~ piso a piso, el e~samble original, el tiempo para colocar varilla de refuerzo e
insertos ~entro de la cimbra, el tiempo de descimbrado, el tiempo de cerrado, y el desensamble final.
Otros factores a considerar en la selección de la cimbra son la cantidad de mano de obra requerida para retirar,
instalar, colar, y controlar el sistema; la cantidad de precisión necesaria en cuanto a tolerancias de plomado y de
esquinas, facilidad de izado, y la intención del diseñador al desarrollar el sistema estructural. Otros métodos sustituyen la mano de obra con valioso tiempo de grúa. La decisión entre mano de obra o tiempo de grúa necesita un
análisis financiero cuidadoso. Como se explicó en el capítulo 8, los sistemas independientes de grúa han sido desarrollados para no requerir tiempo de grúa y utilizan mano de obra considerablemente menor que otros sistemas.
Sin embargo, estos siste.t:nas son generalmente patentados y requieren una inversión importante.
Los requisitos de precisión hacen a algunos sistemas mejores que otros. En torres muy grandes. los núcleos
deben permanecer muy a plomo debido a los requisitos de tolerancia de los elevadores. El cimbrado debe tener un
método para permanecer a plomo y nivel.· Si la cimbra es movida pieza por pieza, cada pieza debe ser revisada
para que esté.a plomo.y a nivel, lo que lleva a una gran cantidad de ingeniería de campo. La mayoría de los sistemas se vuelven cada vez más difíciles para conservar el plomo y nivel, ya que la colocación y el desmontado aflojan las esquinas y la cimbra se deteriora en general. Igualmente, las cargas de viento a grandes alturas tienden a
deformar el sistema.
El arquitecto generalmente no diseña un edificio con un sistema de cimbra en particular en mente. En algunos
casos, tales como la cimbra deslizante, el diseño debe reflejar el método de cimbra. Sin embargo, generalmente
se supone que el edificio va a ser cimbrado en forma convencional.
Awad S. Hanna
153
'
1mcyc
Capítulo 9
Muchos otros factores que afectan la selección de sistemas de cimbra vertical para edificios son similares a
aquellos factores que afectan la selección de sistemas de cimbra horizontal. Sin embargo, hay algunos factores
que son particularmente importantes en la selección de sistemas de cimbra vertical. Entre ellos se encuentran:
1.
Factores relacionados con el diseño arquitectónico y estructural del edificio, incluyendo los sistemas resistentes a cargas laterales, forma del edificio, y tamaño,
2.
Factores relacionados con las especificaciones de la obra, incluyendo la apariencia del concreto y la velocidad de la con
strucción.
3.
Factores relacionados con las condiciones locales, incluyendo las prácticas locales, las condiciones del clima, y las características del sitio.
4.
Factores relacionados con las organizaciones de apoyo, incluyendo capital disponible, equipo de izado, apoyo obra-oficina,
y disponibilidad de terrenos o almacén local o regional.
Una perspectiva de todos los factores que afectan a la selección de sistemas de cimbra vertical se muestra en la
Figura 5.1, incluyendo los factores que son críticos para la selección de los sistemas de cimbra tanto horizontal
como vertical. Las siguientes secciones se enfocan a aquellos factores que están relacionados únicamente a la selección de sistemas de cimbra vertical.
9.1.1 Diseño del edificio: sistemas que soportan las cargas laterales
Los edificios son clasificados como altos cuando su altura está entre dos y tres veces su ancho. Por ej_emplo, un
edificio con una dimensión mínima de 50 pies ( 15.2 m) en planta, y una altura de 100 pies (30.5 m) o más, es considerado como un edificio alto.
Una de las mayores características del diseño de edificios altos es la necesidad de resistir las fuerzas laterales
debidas a vientos, sismos, y otras fuerzas horizontales. Como resultado, deben proveerse elementos estructurales
especiales para resistir las fuerzas laterales y evitar o minimizar el desplazamiento lateral del edificio. En las
siguientes secciones, y en la Figura 9 .1 y Tabla 9 .1, se presenta una breve descripción de los sistemas para resistir
cargas laterales, junto con sus correspondientes limitaciones de altura.
Estructura Tipo 1 (Sistema de marco rígido)
Los sistemas de marco rígido consisten en rectángulos de columnas verticales y trabes horizontales conectadas
en el mismo plano. Debe notarse que un muro de carga es un caso especial de un sistema de marco rígido.
Estructura Tipo 11 (Muros de cortante)
La formación de muro de cortante es una trabe delgada y esbelta verticalmente en voladizo para resistir fuerzas
laterales. Puede tomar la forma de un rectángulo o de un núcleo en forma de caja, que puede usarse para concentrar los sistemas de transporte vertical y distribución de energía (como escaleras, elevadores, sanitarios, duetos
mecánicos).
Estructura Tipo 111 (Sistemas de marcos con muros)
Este sistema consiste en una combinación de marcos que utilizan vigas y columnas con muros de cortante para resistir las cargas laterales.
154
Sistt:mas de Cimbras
'
1mcyc
Criterios de st:kcción
EEf 11 B
Sistema de marco rígido (a)
Muros cortantes (b)
Muro de cortante combinado con marcos ( c)
1
•
•
•
•
1
1
1 •••
1
1
1
•
1
1
1 •• 1
•
1
•
•
1
•
Marco de tubo estructural (d)
1
1 1
1
1 1 1
••
•
: l..._ __.I :•
•
1
1 1
1
1 1
1
1
§
Tubo-en-tubo (e)
Figura 9.1 Sistema estructural resistente a cargas laterales.
Estructura Tipo IV (Marco de tubo)
Este tubo es un sistema estructural en el que el perímetro del edificio, que consiste en soportes verticales cercanamente espaciados, conectados por vigas o elementos de contraventeo, actúa como un tubo gigante vertical internamente rigidizado.
Estructura tipo V (Sistemas de tubo-en-tubo)
Este sistema es una combinación del muro de cortante y marcos (estructura tipo III), que actúa como un tubo interior y la estructura de tubo (tipo IV) actúa como un tubo exterior estructura del piso liga a los tubos interior y exterior para permitirles actuar como una unidad para resistir cargas laterales.
Awad S. Hanna
155
11
1mcyc
Capitulo 9
Tabla 9.1 Sistemas estructurales y altura de edificio.
Sistema estructural
Altura óptima
Marco rígido
Muro cortante
Muros de cortante y marcos
Marco en tubo estructural
Tubo en tubo
Hasta 20 pisos
Hasta 35 pisos
Hasta 50 pisos
Hasta 55 pisos
Hasta 65 pisos
La Tabla 9.1 indica la altura óptima de cada sistema de soporte lateral. Debe hacerse notar que la Tabla 9.1
sirve solamente como una guía burda para determinar el sistema de soporte lateral adecuado para cada altura de
edificio. El juicio, la experiencia, y la preferencia personal del diseñador, son factores importantes para elegir el
sistema adecuado de soporte lateral.
9.1.2 Diseño del edificio: forma del edificio
El arreglo estructural de un edificio puede ser uniforme "modular" o irregular. El diseño uniforme "modular" se
caracteriza por el espaciamiento regular entre columnas y muros, alturas iguales de pisos, y espaciamiento regular de voladizos y aberturas. El diseño irregular se caracteriza.por posiciones irregulares de los diferentes elementos estructurales y líneas quebradas o curvas irregulares en las plantas arquitectónicas.
9.1.3 Especificaciones de la obra
Los documentos del contrato siempre incluyen información acerca de la calidad del acabado del concreto y del
tiempo necesario para terminar el proyecto. Una descripción de cómo puede afectar esta información la selección
del sistema de cimbra se presenta a continuación.
Acabado del concreto
La calidad de la superficie y la apariencia son siempre nombradas como el acabado del concreto. Las superficies
de concreto pueden ser clasificadas como acabado áspero (acabado común), liso expuesto, recubierto (con un
material de recubrimiento especial o pintado), o texturizado (con textura superficial arquitectónica y tratamiento).
El acabado común del concreto muestra generalmente alguna irregularidad en las superficies y puede contener algunos defectos en la superficie del concreto. Un acabado-común de concreto se encuentra generalmente en
edificios de concreto en donde la apariencia no es importante, tales como almacenes o silos.
El acabado expuesto de concreto se caracteriza por superficies lisas y uniformes de concret9,. y po~iciones
regulares de.tensores de la cimbra. Las superficies expuestas de co~creto se encuentran generalmente en columnas y en muros de carga.
El concreto arquitectónico se prefiere en elementos verticales de concreto (columnas y muros). Como resultado, el acabado del concreto debe ser considerado como uno de los factores principales en la selección de un
sistema de cimbra. El concreto arquitectónico requiere una selección cuidadosa del sistema de cimbra que in156
Sistemas de Cimbras
o
1mcyc
Critt:rios dt: sclt:cción
cluye recubrimientos de cimbra más rígidos, juntas más ajustadas, acabados más lisos, y más cuidado en la instalación de chaflanes y alineamientos.
Rapidez de la construcción
La ventaja más importante de usar un sistema sofisticado de cimbra ~s la rapidez de la construcción.La rapidez
de la construcción afecta los costos porque determina el tiempo en que el edificio estará disponible para su uso y
también reduce los cargos financieros. Los factores más importantes que determinan la rapidez de la construcción son:
Ciclo de piso. El ciclo de piso más rápido es siempre deseable para contratistas y propietarios. Para los contratistas, un ciclo más rápido de piso le permite terminar dentro del programa o antes, lo que reduce los costos indirectos. Para el propietario, el ciclo más rápido de piso reduce sus costos financieros de corto plazo y le permite la
utilización temprana de la construcción.
El uso de sistemas de cimbra vertical eficiente tales como la cimbra deslizante y la cimbra auto-elevable, permiten al contratista completar el colado de un piso cada dos o tres días. Igualmente, los sistemas de cimbra vertical controlan el ritmo de avance para el trabajo de concreto horizontal.
Ritmo de colado. La velocidad a la que el concreto es colocado en cimbra vertical tiene la mayor influencia en
la presión lateral que se impone sobre la cimbra. La presión lateral es incrementada por el aumento del ritmo de
colado, hasta un límite igual a la presión hidrostática total. Ritmos más altos de colocación influyen en la dimensión, material, y patrón de tensores del sistema seleccionado.
Secuencia de construcción. Los edificios altos generalmente tienen un núcleo interior para resistir las cargas
laterales. Una alternativa es construir completamente el núcleo interior con el fin de crear un área "cerrada" para
que comiencen otros frentes. Esta alternativa ha probado ser más rápida que construir y terminar piso por piso.
Esto puede ser logrado utilizando cimbras deslizantes o cimbras auto-elevables.
9.1.4 Condiciones locales
La naturaleza de la obra, !ncluyendo las condiciones locales, es uno de los factores primarios en la selección de
cimbra. Algunos de los factores que deben considerarse se explican a continuación.
Prácticas locales
Las prácticas locales tienen un importante impacto en el sistema seleccionado de cimbra. Esta influencia es evidente en las operaciones de-cimbra deslizante que son de mano de obra intensiva y generalmente sujeta a pagos
de incentivos. Las investigaciones indican que las cimbras deslizantes son las que más prevalecen en el noreste,
sureste, y en Hawai.
Condiciones del clima
Los sistemas de cimbra vertical son sensibles a las condiciones del clima. Generalmente,_en sistemas verticales
de cimbra, el concreto recientemente colado es soportado por el muro ya colado debajo de él. La se9ción inferior
del muro debe ganar suficiente resistencia para sostener al concreto nuevo e~cima de él, El ritmo de ganancia de
Awad S. Hanna
157
'
1mcyc
Capítulo 9
resistencia para el muro inferior es afectado por la temperatura ambiente, contenido de humedad, y ciclos de congelamiento y descongelamiento.
Otro factor que afecta la economía del sistema seleccionado es el efecto de detener el cimbrado y el colado del
concreto debido a condiciones extremas de temperatura. Por ejemplo, en cimbra deslizante, el trabajo es generalmente continuo las 24 horas. con un requisito mínimo de personal de 50 a 75 trabajadores para un muro de cortante
de mediana ditr.ensión. Si la cimbra deslizante se detiene debido a mal tiempo, el contratista debe pagar a los trabajadores por presentarse. más el costo de grúas inactivas y sus operadores. Como resultado. si se esperan condiciones
sevetas del clima. algunos sistemas verticales de cimbra, como el de cimbras deslizantes. deben ser evitados.
Características del sitio
Los sitios de construcción son clasificados generalmente en sitios restringidos en el área urbana, y sitios abiertos,
suburbanos o de condiciones no restringidas. La cimbra agrupada y trepadora requieren buen servicio de grúa.
Como resultado, es difícil usar estos sistemas de cimbra en sitios de condiciones restringidas. Por otra parte. las
cimbras deslizante y auto-elevable son sistemas independientes de grúa y pueden ser usados en lugares con condiciones restringidas.
9.1.5 Organización de apoyo
Como se indicó previamente en el Capítulo 5, la mayor parte de los sistemas de cimbra agrupado (como cimbra
de salto. cimbra deslizante, y cimbrado auto-elevable ), requieren una inversión inicial alta y uso intensivo de
grúí:~. Sin embargo. el re-uso altamente repetitivo puede hacer a estos sistemas económicamente competitivos. La
dis¡1onibilidad de capital de inversión es una necesidad para utilizar estos sistemas.
Equipo de izamiento (grúas)
Un factor importante que influye en la selección del sistema de cimbra es la disponibilidad de tiempo de grúa. El
tiempo de grúa es definido como el tiempo en el que la grúa está comprometida en elevar y descender materiales y
herramientas de construcción. En condiciones congestionadas del sitio en donde es difícil la instalación de más
de una grúa. el tiempo limitado disponible de grúa para la erección de cimbra y cumplir la fecha de terminación
del proyecto se convierte en un factor de importancia que puede llevar al diseñador de cimbra a elegir sistemas independientes de grúa. tales como las alternativas de cimbra auto-elevable o la cimbra deslizante (que no
requieren tiempo de grúa).
Experiencia personal
Cuando se decide usar una técnica de cimbra especial, el contratista tiene que evaluar su propia experiencia, que
incluye experiencia en solución de problemas, y manejo de seguridad. Por ejemplo, en sistemas de cimbra vertical tales como la cimbra deslizante y las cimbras auto-elevables, los expertos tienen que encarar problemas espelos gatos de elevación, conservar las cimbras a
ciales tales como fugas en el equipo hidráulico, el nivelado
plomo dentro de las tolerancias especificadas, y colocación de insertos y aberturas aun bajo el rápido ritmo de
colocación.
de
El manejo de seguridad es otra área de experiencia personal que debe disponerse para realizar una técnica de
cimbra específica. Por ejemplo, la disponibilidad de experiencia en protección contra incendio es necesaria en
158
Sistemas de Cimbras
'
1mcyc
Criterios de selección
cimbra deslizante para evitar un incendio a cientos de pies de altura, resultado del aceite flamable usado en los
gatos hidráulicos. La disponibilidad de tal experiencia puede ser un factor que determine si una técnica especial
de cimbra es o no usada.
9.2 Elección del sistema adecuado de cimbra usando tablas comparativas
La Tabla 9.2 se presenta para ayudar al diseñador de cimbra/seleccionador, a elegir el sistema adecuado de cimbra vertical. Estas tablas muestran la relación entre los factores que influyen en la selección de sistemas de cimbra y los distintos sistemas de cimbra existentes para trabajo vertical de concreto. El usuario debe primero hacer
una lista de todos los principales componentes conocidos del proyecto y después compararlos con las características indicadas en la tabla para cada sistema de cimbra. El mejor sistema de cimbrado puede así ser identificado
cuando las características del proyecto coinciden con la mayoría de las características de un sistema en particular. Estas tablas también pueden usarse por arquitectos para hacer algunos ajustes menores en sus diseños para
acomodar el uso de un sistema eficiente de cimbra.
9.2.1 Ejemplo de proyecto
2
2
El Centro Tabor es un edificio multi-usos de 1.3 millones de pie ( 120,000 m\ [20000 pies ( 1860 m 2) por piso],
en el centro de Denver. Consiste en dos torres gemelas de 32 y 40 pisos. La estructura de la torre está compuesta
de tres elementos: el muro exterior, el núcleo central, y el área de cubierta interior que liga a estos dos (tubo-entubo ). El núcleo es de acero estructural con un diafragma de concreto o muros diafragma hasta el piso 12 para resistir parte de la carga lateral. El área de cubierta también es de acero estructural con una lamina de metal y relleno de concreto. El muro exterior consiste en columnas espaciadas cercanamente (sistema de tubo). Un estudio
mostró que el tiempo de grúa no es adecuado para el izamiento de cimbra y se utilizará solamente para el manejo
de material y la colocación de concreto. Se requiere concreto arquitectónico para los muros exteriores.
,•
Sistema de selección por medio de tablas
La Tabla 9 .2 se utilizó para seleccionar el sistema de cimbra para el "muro" exterior. La selección fue una cimbra
auto-elevable por las siguientes razones:
1.
La cimbra auto-elevable es adecuada para edificios mayores de 25 pisos.
2.
Puede cumplir con los requisitos de concreto arquitectónico.
3.
La cimbra auto-elevable es un sistema independiente de grúa adecuado para condiciones restringidas del sitio.
Este caso de estudio fue extraído de un artículo titulado "Producción y calidad de la construcción en el concreto
arquitectónico". Todo el artículo fue dedicado al problema de seleccionar el sistema de cimbra. El autor es un
experto en seleccionar sistemas de cimbra y atribuyó su selección a las mismas razones indicadas anteriormente.
En su artículo. explicó que el rentar o comprar otra grúa era imposible debido a las condiciones del sitio en "el
centro de Denver". Tampoco era factible económicamente.
Awad S. Harma
159
<)
1mcyc
Capítulo 9
Tabla 9.2 Factores que influyen en la selección de sistemas de cimbra vertical.
·:::s:::
Cimbra convencional
columna/muro
a
Sistema de apoy<i Muy adecuado para
marcos y muros de
retención
u lateral
"'
]
]'!
"'o
>.
Cimbras agrupadas•
sistema de cargas
compartidas
Cimbra de salto
Muros de cortante.
Muros de cortante.
Muros de carga. Muros Marcos y muros de
de retención
cortante estructurados
Muros de cortante
Muros de cortante.
Sistemas de tubo.
Tubo en tubo
Hasta 350 pies
400 píes promedio.
Mínimo registrado
= 60 pies. Máximo
rel!Ístrado = 600 píes
Por lo menos 300 pies.
No máximo
Hasta 350 pies
Hasta 120 pies
Tamaño y
ubicación de
columna/muro
El sistema puede tener variación de dimensión y El sistema puede
ubicación de columnas/muros
tener variación
moderada de
dimensión y
ubicación de
columnas/muros
Los muros deben
tener la misma
ubicación, Puede
acomodar variación
de dimensión de
muros
El sistema puede
utilizar
razonablemente un
diseño modular
Aberturas/
insertos
El sistema puede tener
aberturas/insertos de
diferente dimensión y
ubicación
Puede acomodar
variación en dimensión
y ubicación de
aberturas a costo
adicional
Las aberturas/insertos
deben ocurrir
regularmente de piso a
piso
Debe ser lo mínimo,
Demasiadas
aberturas/insertos
hacen imprádico a
este sistema
El sistema puede
tener variación
moderada en
dimensión de
abertura v ubicación
Acabado de
concreto
Acabado de conacto
..común"
Produce acabado liso aparente de conaeto.
Patrón y número de amarres debe ser diseñado,
Recubrimientos de cimbra pueden usarse para
producir concreto arquitectónico
El sistema produce
acabado de conaeto
áspero, Sin amarres
Acabado liso de
concreto.
Pueden usarse
recubrimiento de
cimbra
Losas y muros son
colocados
concurrentemente
Losas y muros son
colocados
concurrentemente,
Muro's pueden ser
colocados antes que la
losa de piso
El sistema se usa
cuando no existe losa
de piso
Generalmente los
muros son colocados
enteramente o por lo
menos varios pisos
(niveles) antes que el
piso
Los muros son
addante dd piso.
Se usa otro método
para los primeros 2-3
pisos
1 piso /semana ,
1 piso cada 3-4 días
1 piso cada 2-3 días
1 piso cada día.
Ritmo de colocación =
8-20 pulg./hr.
1 piso cada 2-3 días
Más eficiente en áreas Mejor trabajo en
de mano de obra de alta mano de obra de alto
costo, baja calidad
calidad, y bajo costo
El sistema es fiícil de
aprender y adaptar,
Laasrvade
aprendizaje es muy
El sistema puede ser
aprendido en 2-3
semanas
El sistema requiere
supervisión de alta
calidad
Clima caliente o frío
afectan el ritmo de
fraguado del concreto
que disminuye el
ritmo de colocación
En clima frio las
cimbras deben
protegerse y d
concreto debe
calentarse
o
·¡:;
1:
ü
"O
o
~
o
o
Cimbra·auto-de\·able
Altura del
8.
< edificio
:.su
Cimbra deslizante
·¡:;
1:
:.su
"ii
"O
a:
r::
e
&
E
o
u
.g
"'u
g
;;;
e
u
"O
·2o.
"O
.D
"O
·¡:;
a:
1:
ül
·¡:;
2 Secuencia de
8
construcción
u
:f
·¡.
~
Tiempo del ciclo
Prácticas de la zona
~~ ... 4
Clima
Un factor importante, muros deben tener
IEn general no es un suficiente resistencia antes de descimbrarse lo
!factor importante
que es influido grandcmcnte por las
condiciones del clima, Vientos fuertes limitan
el movimiento de grúa
i1
g
i
8
:g
"5!
8
Acceso al sitio
:~
Generalmente no es un
factor para cimbras
sud tas
¡;
"O
::!
u
Puede ser un factor
importante si el
sistema es preensamblado en un
terreno
El sitio debe ser
accesible, las cimbras
pueden ser hasta de 16
pies de alto y 44 pies
de ancho
El sistema debe tener
Se requiere un acceso
un acceso limitado para mínimo al sitio para
entrega de material
colocación de conaeto
y entrega de varilla de
refuerzo
Puede ser un factor
importante si las
cimbras tienen que
ser construidas en el
sitio
No es un factor
importante, las cimbras
son pre-ensambladas y
descargadas
directamente
No es un factor importante, el sistema puede
usarse en sitios restringidos y pequeños
•t;
Dimensiones
1i
t;
a:
:e
u
160
del sito
No es un factor
Sistemas de Cimbras
Criterios de sch:cción
Tabla 9.2 Continuación.
:s::
Cimbra de salto
Descimbrado
Descimbrado a mano.
Alto costo de
descimbrado
La grúa es usada p•a
descimbrar el sistema.
Alto costo de
descimbrado
Las cimbras cstm
equipadas con
mecanismo para
descimbrado. Costo
mínimo de
descimbrado.
Las cimbras son
Las cimbras son
equipadas con
retiradas al final del
mecanismo de
proyecto. Costo
mlnimo de dcscimbrad<1 descimbrado.
Costo mínimo de
descimbrado
Re-uso
Menos de 10
Entre IS y 30
Entre SO y 100
(entre 200 y 400
pies de alto)
Por lo menos 30 reusos deben poderse
hacer verticalmente
Ubicación de
edificio
adyacente y
obstrucción
Generalmente no es un Un factor importante, el sistema debe tener un
factor
espacio libre para moverse de piso a piso
Espacio libre mínimo
debe existir para
movimiento de grúa
No un factor
importante, el sistema
puede usarse en áreas
restringidas urbanas
Tiempo de grúa
No es un factor, el
sistema puede ser
instalado a mano
Sistema dependiente de El sistema
grúa, es necesario
sustancialmente
suficiente tiempo de
reduce el tiempo de
grúa
grúa Tiempo
promedio de izado de
grúa•20min
La grúa es usada
solmnente para
entrega de materiales
y colocación de
concreto
Sistema
independiente
de grúa
Sistema de
operación
Sistema instalado a
mano, la grúa
incrementa la
eficiencia del sistema
y reduce costos
Sistema instalado por
grúa La grúa sirve
dos funciones:
izamiento y sostái de
cimbras
La grúa es usada sólo
para levantar
cimbras. La grúa no
es usada para
desmantelar cimbras
Locomoción es
provista por gatos de
ascenso eléctricos,
neumáticos o
hidráulicos sobre
barras lisas de acero
El sistema es izado
por elevadores
hidráulicos, electricos
o neumáticos
No se requieren
medidas especiales
de seguridad
Cuidado especial
para el manejo de
grandes unidades
agrupadas por grúa
Medidas de
Seguridad.
Platafonna protegida
Nadie debe estar en
la cimbra durante la
operación de grúa
Para sistemas hidráulicos, precauciones
especiales de seguridad deben tomarse para
evitar incendio varios cientos de pies sobre el
terreno
No es un factor
importante, pero el
sistema es más
eficiente si una
instalación de campo
existe
Un factor importante,
el sistema debe tener
área de reparaciones ,
o proveedor cercano
El sistema es rentado
o comprado
Entrega continua de
materiales es
necesaria.
Debe asegurarse
colocación de
concreto no
interrumpida
~
8
o
]
8: .,,u
IG
.,,
u
e
-o
·g
·e:
g
8.
·;
&[
IG
Cimbra auto-clevable
Cimbras agrupadas•
sistema de unión de
cargas
a
o
Cimbra deslizante
Cimbra convencional
colúmna/muro
11
.,,·e Seguridad
:s
!
.,,u
o
Entre 40 y SO. Re-usos
podriascr
horizontalmente o
verticalmente
'ü'
i
~
....
...~.
~
~
Awad S. Harma
Terreno•
proveedor o
reparaciones
El sistema es
pre-ensamblado.
área de preparaciones
no es un factor.
El proveedor local
debe estar disponible
161
o
1mcyc
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165
fj
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166
Sistemas de Cimbras
o
amcyc
Apéndice
Ecuaciones para momento flexionante,
cortante y deflexión (métricas)
Awad S. Harma
167
'
1mcyc
Ecuaciones para momento tlexionantc. cortante y detlexión (métricas)
Condiciones de apoyo
Condiciones de diseiio
Un claro
Dos claros
Tres o más claros
/ = 36.5 d(F,br
/ = 40.7 d( F,br
Flexión
;~
I = 36.5 d( F,,b) ·
1000
w
Madera
/ = 89.9 ( F;Sr
1000
w
1000
w
I = 89.9 ( F;Sr
1000
w
1000
lf
_ JOO
( 1-~S
1
--)''
1000\ w
, =2.83( F,,~sr
, =2.83( F.,~sr
Madera
1= 1.3 4 F..A + 2d
1000 w
I = LO? F..A + 2d
1000 w
I = _!:!_!_ F,.A + 2d
1000 w
Tri play
1=2.00F,lb/Q +2d
w
I = l.60F,Ibl Q + 2d
w
l = l.67F,Ibl Q + 2d
w
/ = 526 ( Ehl r
I = 655 (Elll r
I = 617 ( Elll r
/ =_l_<l_I_( Elr
1000 w
I= 93.0(EI)'
1000 w
Tri play
I = 3.16 (FKSr
_h_
w
Cortante
Detlexión
1000
w
1000
w
1000
w
1
Si .1 = - 180
i= 75.J ( E/r
I
. A
S1 u = -
I = 68.5 ( E/r
I= 91.7 (E/r
1000 w
_84.7
1
- ( -E/r
1000 w
1
I = 59.8 ( E/r
I= 79.9(E/r
1000
1000
_ 73.8
1
- ( -E/r
1000 w
240
Si .1 = - 360
Compresión
1000
1000
w
w
w
w
f,. ó f,.J. =~
p
Tensión
/,=-;¡
Notación:
l
= longitud de claro, centro a centro de soportes (mm)
=esfuerzo unitario pennisible en flexión (kPa)
= capacidad de la sección de triplay en flexión (Nmm/m)
Fe
= esfuerzo unitario pennisible en compresión paralela a la fibra (kPa)
Fe.
= esfuerzo unitario pennisible en compresión perpendicular a la fibra (kPa)
F,lb/Q = capacidad de la sección de triplay en cortante rodante (N/m)
j",.
= esfuerzo unitario pennisible en cortante horizontal (kPa)
fc
= esfuerzo unitario real en compresión paralela a la fibra (kPa)
j"..l.
= esfuerzo unitario real en compresión perpendicular a la fibra (kPa)
f,
=esfuerzo unitario real en tensión (kPa)
A
=área de sección (mm1J•
E
= módulo de elasticidad (kPa)
I
=momento de inercia (mmJJ•
El
=capacidad de rigidez del triplay (kPamm"'/m)
P
=fuerza aplicada (compresión o tensión) (N)
S
= módulo de sección (mml)*
.6.
= detlexión (mm)
b
= ancho del miembro (mm)
d
= peralte del miembro (mm)
w
=carga uniforme por pie de claro (kPa/m)
* Para un miembro rectangular: A= bd, S = bd2/6, I = bd 3/l2
F,,
F,,KS
l
Awad S. Hanna
169
~'
1mcyc
Indice
ACI
Cimbra para muros
fórmula. 120
carga de diseño, 119
recomendaciones de carga, 60,61,64,65, 119
componentes, 119
reporte del Coniité, 33
convencional, 103-105
Aluminio cimbras de, 26,28
material, 16
Cimbra de acero. 14, 17, 82, 85, 86-87
Cimbra deslizante
ba~-ras de gato, 13 7
consideración económica en, 141-142
forros, 138
gatos. 137
historia. 135
Cimbra trepadora, 109
descripción, 109- H 5
limitaciones, 116
ventajas, 115-116
Cimbra voladora
descripción, 71-76
limitaciones, 76
ventajas, 76
Cimbras para columnas, 105
cimbras rectangulares, 105
método y técnicas en, 13 8-141
cimbras ·cuadradas, 105
operación de, 136
forros, 105
plataforma de cimbra, 138
yugos. 138
Cimbra horizontal
clasificación, 21
factores de, 91-100
por análisis comparativo tabular, 100
por tablas de comparación 97-99
selección. 91-100
Awad S. Hanna
yugos de madera y pernos, 105
Cimbras para concreto arquitectónico, 160
Cimentación
cimbras para, 23-24
Compactación . 8
presión sobre la cimbra. 119-120
171
'
1mcyc
Indice
Concreto
Fallas de la cimbra, 5 (ver también Seguridad)
colocación, 8
peso deL 60
causa de, 5,80, 109
Losas de piso
ábacos o capiteles, 76,81,82,91, 92. 97
Contraventeo lateral. 123
diseño, 123-131
Cubiertas para losas de concreto, 21-22
carga de diseño, 60
cimbras para, 21-22
cargas, 60,61
diseño, 54, 60
diseño, 61
ejemplo, 62-67
fuerza lateral mínima, 61
viguetas, 21 -22
espaciamiento, 61-62
Diseño
de cimbra de losa (ver losas de piso)
Diseño de cimbra, esfuerzos permisibles
forros, 21
largueros, 22
de la madera, 40-48
losa plana, 93
del plyform. 5
secuencia para, 61-62
del tri play, 59
Madera para cimbra
miembros de compresión, 61 -62
dimensiones de, 36
ecuaciones para calcular esfuerzos de plyform
y triplay
eje neutral, 35
esfuerzo cortante. 54
esfuerzo de flexión, 54
humedad contenido (ver factor de servicio mojado)
módulo de sección , 35
momento de inercia, 33
flexión. 56-58
ecuación para calcular esfuerzos y flexión de la
madera. 54-60
Diseño de cimbras para muros de concreto, 124
ejemplos. 124
tensores de cimbra para muros, 128Economía en cimbras, 4, 25
Factor de
área de contacto, 52
duración de la carga, 51
tamaño. 47
.. .,
l ,_
simbología para secciones, 33-36
tiempo de carga (ver factor de duración de carga)
Materiales de cimbra, esfuerzos permisibles, 52
propiedades físicas de
madera, 13-14
plyform, 14
tri play, 14, 52-59
Propiedades de los materiales para cimbra, 33
madera aserrada, 3 6
Presión del concreto en cimbras
tt:rnperatura. 51
de columnas, 119-120
servicio mojado, 50
de muros, 120-121
Sistemas de Cimbras
,,
1mcyc
Indice
Plyform. 14
esfuerzos permisibles. 55
Remoción de cimbras, 9
descenso de cimbra deslizante, 141
1
ventajas, 109
Sistemas de cimbra, 3-4
sistema de apuntalamiento montado en columna, 77
sistema convencional de
aluminio, 25
Seguridad. 4. 5.33.75, 78-81, 87, 91, 116, 122, 158,
(ver también Falla de la cimbra)
cimbra agrupada, 107
cimbra trepadora, 109-11 O
1
cimbra voladora, 71
Sistema de apuntalamiento montado en columnas, 77
descripción de. 77.80
domo, 29
ventajas y limitación. 80.81
losa nervada, 29
madera, 21
Sistema de cimbra auto-elevable, 142
descripción. 142-146
metal, 25
Limitaciones, 149
muro/columnas, 103-104
ventajas, 148
Tensores para cimbras, 83,105,111,114,156
Sistema de cimbra túnel, 81-82
descripción. 81-86
Trabes
limitaciones. 88
cimbras para,7,23,25
ventajas, 85-87
curado del concreto, 8,9
Sistema de cimbra vertical
factores que influyen, 153-159
esfuerzo de flexión, 13 .14
Tri play
introducción. 103
esfuerzos permisibles (ver Cimbra diseño)
por tablas de comparación, 159-161
propiedades físicas (ver Cimbra diseño)
selección. 149-159
Sistema de cimbra en bloque, 107
Zapatas
cimbras para (ver Cimentación)
descripción. 106-109
limitaciones, 109
Awad S. Hanna
173
o
Insurgentes sur 1846, Col. FI
Delegación Álvaro Ob
C.P. 01030, Méxic
1mcyc®
INSTITUTO MEXICANO DEL
CEMENTO Y CONCRETO, A.C.
Tel: (01 55) 5322
Fax: (0155) 53n
imcyc@ma
www.imcy