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2011

FUNDACIÓN LABORAL CONSTRUCCIÓN

CÁLCULO JUSTIFICATIVO DE ENCOFRADO PARA LA OBRA DE UN NUEVO CENTRO DE FORMACIÓN DE LA FUNDACIÓN LABORAL DE LA CONSTRUCCIÓN ENCOFRADOS J. ALSINA, S.A Pol. Ind. Pla d’En Coll- Cami de la Font Freda,1 08110 Montcada i Reixac Barcelona Tel.: 935753000 Fax.: 935647059

Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC

ÍNDICE DOCUMENTACIÓN

A.

DOCUMENTO 1- MEMORIA DESCRIPTIVA

B.

DOCUMENTO 2- MEMORIA DE CÁLCULO

C.

DOCUMENTO 3- PLANOS

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A.

DOCUMENTO 1- MEMORIA DESCRIPTIVA

A1

CARACTERÍSTICAS DE LA OBRA A EJECUTAR

A2

PETICIONARIO DEL ESTUDIO

A3

EMPLAZAMIENTO Y SITUACION

A4

OBJETO DEL ESTUDIO

A5

SOLUCIÓN TÉCNICA Y DESCRIPCIÓN DEL ENCOFRADO

A6

PROCEDIMIENTO DE MONTAJE Y DESMONTAJE

A7

NORMATIVA APLICABLE

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A1. CARACTERÍSTICAS DE LA OBRA A EJECUTAR La obra a ejecutar es un nuevo Centro de Formación para la FUNDACIÓN LABORAL DE LA CONSTRUCCIÓN. El edificio está compuesto por 5 zonas distintas denominadas Módulo Nave Taller, Módulo de Aulas Teóricas, Módulo de Vestíbulo-Cafetería, Módulo de Salón de Actos y Aula Taller P-1. Los forjados que lo componen tienen diferentes tipologías estructurales, centrándonos en este estudio en los forjados aligerados con casetón recuperable que están ubicados a nivel de Planta -1 en el Módulo Nave Taller y en el Módulo Vestíbulo-Cafetería y a nivel de Planta 0 en el Módulo de Aulas Teóricas. Los forjados objeto de este estudio son por tanto de tipo reticular con casetón recuperable, con ancho de nervio de 16 cms y espesor total 40 cms (30 +10 cms). En altura se analiza la parte correspondiente de la Planta -1 y de la Planta 0, no coincidentes en altura. Para la realización del presente estudio se ha utilizado la información proporcionada por el cliente.

Esquema general edificio

A2. PETICIONARIO DEL ESTUDIO En esta obra el estudio se realiza para COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES.

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A3. EMPLAZAMIENTO Y SITUACIÓN La obra a ejecutar se encuentra en la c/ Rivas c/v Avenida del Parque, en el distrito VICÁLVARO de MADRID.

A4. OBJETO DEL ESTUDIO El objeto del presente estudio tiene como finalidad, la justificación de las estructuras auxiliares de soporte, para que tengan la capacidad suficiente de soportar las cargas que se van a transmitir durante las operaciones de ejecución de la estructura, a efectos de peso propio y sobrecargas de ejecución.

A5. SOLUCIÓN TECNICA Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ENCOFRADO PROPUESTO La estructura auxiliar propuesta por Alsina para la ejecución de dicha estructura de hormigón armado contiene como sistema estructural el producto ALUCUBETAS N16. Este sistema está compuesto por elementos de acero en la parte estructural actuando de portasopandas y sopandas y soportes. La superficie encofrante es mixta y está compuesta por tableros de madera y cubetas recuperables. Con el ancho de nervio de 16 cm la retícula de nervios que se obtiene es de dimensiones 84 x 84 cms. La disposición propuesta del sistema se puede ver en los planos que acompañan este estudio.

A6. PROCEDIMIENTO DE MONTAJE Y DESMONTAJE Se seguirán las indicaciones del correspondiente Dossier de Montaje y Seguridad del sistema. ENCOFRADOS HORIZONTALES Y DE PILARES T2- Versión 4. Para el nervio de 16 cms adjuntamos ficha con sus componentes específicos.

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Además de las recomendaciones del manual de Montaje, deberán observarse las normas de Seguridad y Salud, en especial la LPRL 31/1995 y el RD 1627/1997. Primeramente y antes de iniciar cualquier tipo de actuación, se procederá a limpiar y a retirar todos aquellos obstáculos que puedan influir en el correcto replanteo de la estructura. Una vez realizada la operación anterior, se comprobarán que las dimensiones de la estructura a encofrar corresponde a las indicadas en los planos aportados a obra para que se puedan replantear correctamente, en el caso de que los hubiere. Si las dimensiones variasen se debe consultar con el encargado de montaje, el cual deberá de decidir los pasos a seguir. Comprobadas las dimensiones se procederá a replantear el sistema de encofrado propuesto con las distancias y dimensiones correctas, marcándose el nivel de altura de colocación del encofrado. Respecto de la colocación de los componentes del sistema, es imprescindible colocar todos y cada uno de ellos, con todos sus accesorios, correctamente ensamblados y comprobando especialmente la colocación y apoyo de tableros y cubetas. Es importante colocar puntales en las bocas de los pilares y no dejar falsos huecos encofrados sin puntales. En la sucesiva colocación de los elementos se ha de procurar su máxima estabilidad, sobre todo al inicio del montaje, utilizando trípodes, cruces de San Andrés. A los pilares, importante arriostrar la primera línea de portasopandas y colocarles collarines clavados a los primeros tableros. Todas las sopandas y separadores llevarán todos sus puntales, incluso cuando coincidan sus pivotes con las portasopandas. Éstas llevarán como mínimo apoyo en una línea de portasopandas, excepto en el arranque que llevarán dos. Los puntales deberán colocarse bien aplomados en vertical con su placa base bien apoyada sobre el suelo, sin que ningún resto de material pueda hacer inestable el apoyo. Si coinciden con un agujero del suelo, se buscará en cada caso la mejor solución para garantizar su estabilidad y resistencia. Cuando el apoyo sea sobre un forjado, si puede existir riesgo de punzonamiento, es conveniente colocar durmientes de madera para repartir cargas. Si lo hacemos sobre terreno natural, nunca lo haremos directamente sobre él, sino sobre tablones, asegurando que el suelo esté bien compactado, sin presencia de agua que pueda alterar sus propiedades y comprobando que tenga la resistencia suficiente para soportar la carga que se le transmite. Para evitar la caída de puntales sobre los operarios en las operaciones de elevación, carga y descarga, se recomienda la utilización de bateas o contenedores de transporte. Alternativamente se pueden elevar utilizando eslingas, vigas de reparto, balancines,etc... en paquetes flejados por los dos extremos evitando su desplazamiento horizontal.

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC Una vez colocado todo el encofrado se comprueba su nivelación final horizontal y se ajustan todos los puntales en altura, antes de proceder al hormigonado de la planta. Los acopios de materiales se colocarán siempre cerca de los pilares, evitando su ubicación en los centros de vanos que pueden ser las zonas más deformables. No se dejarán tablones ni piezas de madera en falso, ni elementos sueltos o inestables. Los materiales de acopio y herramientas de trabajo se colocarán o almacenarán de modo que se evite su desplome, caída o vuelco. Los operarios utilizarán los medios de protección individual requeridos en cada fase: casco, guantes y botas.

A7. NORMATIVA APLICABLE A continuación se acompaña el listado de normativas tenidas en cuenta para la realización del presente estudio:   

INSTRUCCIÓN DEL HORMIGÓN ESTRUCTURAL EHE-08. LEY 31/1995 del 8 de noviembre de Prevención de Riesgos Laborales. REAL DECRETO 1627/1997 por el que se establecen las Disposiciones Mínimas de la Seguridad y Salud en Obras de Construcción.

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B.

DOCUMENTO 2- MEMORIA DE CÁLCULO

B1

OBJETO DE LA MEMORIA

B2

DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

B3

ACCIONES A CONSIDERAR

B4

CÁLCULOS: 4.1. Justificación de apuntalamiento con equipo completo. 4.2. Justificación de apuntalamiento con equipo apuntalado. 4.3. Justificación de desencofrado parcial. . CONCLUSIONES FINALES

B5

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B1- OBJETO DE LA MEMORIA El presente documento tiene como objeto la comprobación resistente de los elementos de apeo que forman parte del sistema ALUCUBETAS N16.

B2- DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES La retícula del forjado tiene nervios perpendiculares entre sí , que para un ancho de 16 cms representa un intereje de 84 cms. El sistema de encofrado dispone en una de las direcciones todas las sopandas, combinando para este tipo de nervio, sopandas N-16 con basculantes y sopandas de alas N-16 actuando como intermedias. En la dirección perpendicular se colocan unos soportes N-16 de 10x80 cm, para conseguir la anchura de nervio requerida. La superficie encofrante es mixta y está compuesta por tableros de madera y/o cubetas recuperables, apoyada sobre los basculantes y las sopandas con alas. A continuación adjuntamos un listado en el que se indican todos los componentes estructurales del sistema: TABLEROS ALISAN. Son tableros reforzados de dimensiones 80x40x3,5 cms que constituyen la superficie encofrante para los forjados, confeccionándose con tablas seleccionadas de madera de conífera seca, unidas entre sí con uniones dentadas y encoladas. Los extremos se protegen con perfiles de hacer en forma de T embutidos e interiormente se refuerza con 2 varillas de acero roscadas. La clase resistente de la madera es superior a C18 de la norma UNE-EN 338. La humedad de la madera resistente está entre el 12% y el 18%; madera seca según norma UNE 56544.

CUBETAS ALISAN. Son piezas recuperables con una base de dimensiones 80x74x2,6 cms que complementan junto con los tableros la superficie encofrante para los forjados. Por encima de la base su altura puede ser de 20, 25, 30, 35 o 40 cms. Para ajustar las dimensiones de los macizados se disponen también de piezas de media cubeta longitudinales y transversales, estas últimas apoyadas sobre marcos de media cubeta. Son de polipropileno inyectado de tipo PP 83MF 90, de color blanco.

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC SOPANDAS N-16. Elementos resistentes de longitudes 2,3 y 4 metros que soportan el encofrado y a su vez están diseñados para alojar el basculante, elemento que permite desencofrar el sistema. Consiste de un tubo de 80 x 40 x 2 mm de acero de alta resistencia de calidades S460MC según norma UNE-EN 10149-2.

SOPANDAS CON ALAS N-16. Elementos resistentes de longitudes 2, 3 y 4 metros que actúan como sopandas intermedias y a su vez diseñadas para incorporar el apoyo de la superficie encofrante. Están formadas por un tubo de 80 x 40 x 1.75 mm con dos alas laterales, de acero de alta resistencia de calidades S460MC según norma UNE-EN 10149-2.

SOPORTE N-16. Elementos específicos del sistema para formalizar los nervios en dirección perpendicular a las sopandas. Son piezas de acero compuestas por un perfil rectangular de 10x80 cms.

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC PORTASOPANDAS. Elementos no estructurales, cuya función es la de replantear y nivelar las sopandas, dando la separación necesaria entre ellas. Consiste en un tubo de acero de sección rectangular 80 x 50 x 2 mm soldado para su fabricación, de calidad mínima S275JR, según norma EN 10025.

B3- ACCIONES A CONSIDERAR Las acciones que se tienen en cuenta siguen la normativa vigente incluida en la norma UNE-EN 12812: Peso propio del hormigón fresco de la losa. La densidad del hormigón la consideramos de 2500 kg/m3. Sobrecarga de trabajo mínima complementaria de 0.75 kN/m² para áreas de trabajo. Sobrecarga de hormigonado la carga adicional será igual al 10% del peso propio del hormigón. En ningún caso será menor de 0.75 kN/m² ni mayor de 1.75 kN/m² . Para esta estructura de nervio 16 y canto 40 cm (30+10), el valor de la carga a considerar será: CARGAS (Qc) de construcción: peso propio sobrecarga de trabajo sobrecarga de hormigonado minima TOTAL CARGA

5.40 KN/m² 0.75 KN/m² 0.75 KN/m² 6.90 KN/m²

B4- CÁLCULOS 4.1- JUSTIFICACION DE APUNTALAMIENTO CON EQUIPO COMPLETO DE ENCOFRADO Determina el apuntalamiento necesario en el encofrado en la fase de hormigonado bajo la acción del hormigón fresco. Para el nervio de 16 cm se apuntalarán todas y cada una de las sopandas que están colocadas a cada 0.84 m, distribuyendo el sistema un puntal de soporte cada metro lineal en toda su longitud. La repercusión final será de un puntal cada 0.84 m². Las cargas de trabajo serán: 6.90 KN/m² x 0.84 m² = 5.80 KN/ puntal (580 Kp/ puntal) CONCLUSIÓN Los puntales deberán ser capaces de soportar una carga de valor 5.80 KN/ puntal (580 Kp/ puntal)

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4.2- JUSTIFICACION DE APUNTALAMIENTO CON EQUIPO APUNTALADO DE ENCOFRADO Determina el apuntalamiento necesario en el encofrado después de haber realizado su desencofrado parcial. En la recuperación estándar del sistema se deja como apuntalamiento, una estructura resistente formada por una sopanda cada 1.68 metros, con sus respectivos puntales en la misma posición que tenían dentro del equipo completo. La repercusión final es de un puntal cada 1.68 m². Este equipo se quedará apuntalando hasta poder desencofrar totalmente el forjado. Esta operación de desencofrado parcial se ejecuta pasados tres días desde el hormigonado del forjado. A esa edad de hormigonado, en condiciones de endurecimiento normal, el hormigón ha adquirido una resistencia del 40% respecto de la resistencia característica de cálculo prevista en proyecto ( adjuntamos en el punto siguiente su justificación). Despreciando la capacidad resistente del hormigón a esa edad, en un equipo apuntalado estándar cada puntal recibiría la carga de 1.68 m² representando para el forjado 6.90 KN/m² x 1.68 m² = 11.60 KN/ puntal (1160 Kp/ puntal) CONCLUSIÓN Los puntales deberán ser capaces de soportar una carga de valor 11.60 KN/ puntal (1160 Kp/ puntal)

4.3. JUSTIFICACIÓN DE DESENCOFRADO PARCIAL ÍNDICE 1.

INTRODUCCIÓN

2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.

BASES DE CÁLCULO

4.

DETERMINACIÓN DE LOS ESFUERZOS DE CÁLCULO

5.

DETERMINACIÓN DE LA EVOLUCIÓN DE LOS MOMENTOS ÚLTIMOS

6.

CONCLUSIÓN

7.

ANEXO TABLA

1.

INTRODUCCIÓN

El presente documento estudia los plazos necesarios para el desencofrado de los forjados de la obra Nuevo Centro de Formación para la FLC, de forma que sean capaces de soportar su propio peso más las sobrecargas que actúen sobre el propio forjado. Para el presente estudio se ha empleado el programa “Clareado 01”, desarrollado para Encofrados J. Alsina, S.A. por el Departamento de Ingeniería de la Construcción de la Universidad Politécnica de Valencia.

2.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Se pretende determinar, para las condiciones de la obra, en qué momento pueden retirarse los fondos de encofrado y las sopandas intermedias del forjado.

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Se prevé emplear forjado reticular de casetón recuperable, con un canto total de 40 cm. (30+10), nervios de 16 cm. de ancho, capa de compresión de 10 cm. de canto.

Se pretende llevar a cabo el encofrado con nuestro sistema ALUCUBETAS. Éste se compone de una estructura resistente de puntales y sopandas de acero sobre las que apoyan los casetones de polipropileno inyectado.

En el proceso de desencofrado se da una situación provisional que consiste en la retirada de las sopandas y la parte proporcional de puntales, quedando el forjado apoyado en sopandas separadas 2 veces el intereje del forjado. En este momento el forjado apoya sobre sopandas cuyos ejes están separados 1.68 m. entre sí y sobre él actúan su peso

propio y las sobrecargas de construcción. El plazo mínimo necesario para poder llevar a cabo este desencofrado parcial depende de la evolución de la resistencia del hormigón.

En esta situación constructiva se supone que el forjado se comporta como una viga continua sobre apoyos separados 1.68 m. entre sí y que los esfuerzos son resistidos únicamente por el hormigón, sin la contribución del acero del armado1. De esta forma, los momentos últimos de la sección para esta fase constructiva se determinarán considerando únicamente la resistencia a flexotracción del hormigón.

3.

BASES DE CÁLCULO Materiales y condiciones ambientales

Hormigón Se prevé emplear en la obra un hormigón de las siguientes características Peso específico del hormigón armado,

h

= 25 kN/m3

Tipo de cemento, Cemento de Endurecimiento Normal (CEM 32.5 R y CEM 42.5). Resistencia característica,

fck = 25 N/mm2

Temperatura media Se supone, en el estudio de evolución de la resistencia del hormigón, una temperatura media en la obra de 20ºC.

Acciones Sobre el forjado actuarán las siguientes acciones Peso propio

5.40 kN/m2

Sobrecarga de construcción

1.00 kN/m2

TOTAL

6.40 kN/ m2

Coeficientes de seguridad 1

Se pretende de esta forma evitar la fisuración del hormigón a edades jóvenes.

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC Por tratarse de una comprobación de fisuración, se adopta, con un criterio similar al del artículo 16.2 de la EFHE-2003, el siguiente coeficiente de seguridad: Coeficiente de minoración de la resistencia del hormigón,

c

= 1.00

Se supone un control de ejecución Normal. Para este nivel de control, considerando que se trata de una fase constructiva, se ha considerado el siguiente coeficiente de seguridad: Coeficiente de mayoración de acciones,

4.

f

= 1.35

DETERMINACIÓN DE LOS ESFUERZOS DE CÁLCULO

Se considera un modelo de cálculo unidimensional, consistente en una viga continua sobre apoyos separados 1.68 m. entre sí. Como sección de la viga se considera la de un nervio (intereje de 84.00 cm). Considerando este modelo, la alternancia de sobrecargas, las acciones y coeficientes de seguridad expresados en el apartado 3, se obtiene la siguiente ley envolvente de momentos flectores de cálculo sobre un nervio del forjado:

2.15 kN.m

1.74 kN.m

-

+

+ 1.67 kN.m

1.03 kN.m

De esta forma, los momentos de cálculo de un nervio del forjado serán los siguientes:

5.

Momento positivo de cálculo

M+d = 1.67 kN.m

Momento negativo de cálculo

M-d = 2.15 kN.m

DETERMINACIÓN DE LA EVOLUCIÓN DE LOS MOMENTOS ÚLTIMOS

Tal y como se comenta en apartados anteriores, se considera, en esta fase constructiva, que los momentos son resistidos únicamente por el hormigón, sin la contribución del acero de armado. Así, los momentos últimos de la sección para esta fase constructiva se determinarán considerando únicamente la resistencia a flexotracción del hormigón. De esta forma, el momento último de un nervio a una edad cualquiera, j, se determinará por la siguiente condición: t

M u, j

M M *z I W f ct, fl , j * W

f ct, fl , j

Para el cálculo de la evolución de la resistencia a flexotracción se ha empleado el concepto de madurez del hormigón, que se expone y desarrolla en el anexo 1 al presente informe. Con él se ha determinado la curva de evolución de resistencia a compresión para una temperatura media de la obra de 20ºC.

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC La resistencia a flexotracción del hormigón, fct,fl, para cada edad se ha calculado a partir de la resistencia a compresión, fc, mediante la formulación propuesta por la EHE en sus artículos 39.1 y 30.3. De esta forma se determinan las curvas de evolución de momentos últimos positivos y negativos que recoge la figura de la página siguiente. En ella se ha incluido los momentos de cálculo positivo y negativo calculados en el apartado 4 y los tiempos mínimos necesarios para resistir cada uno de ellos. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Temperatura media en obra

T = 20ºC

Momento positivo de cálculo

M+d = 1.67 kN.m

Resistencia característica a compresión necesaria para resistir las cargas de construcción,

fck,j = 0.93 N/mm2

Resistencia característica a flexotracción necesaria para resistir las cargas de construcción,

fct,fl,j = 0.25 N/mm2

Estimación de Plazos Edad mínima, j1, para resistir M+d

3 días

Momento último positivo de la sección a 3 días,

M+u,3 = 9.06 kN.m

Resistencia característica a compresión estimada a 3 días,

fck,3 = 11.73 N/mm2

Resistencia característica a flexotracción estimada a 3 días,

fct,fl,3 = 1.36 N/mm2

Momento negativo de cálculo

M-d = 2.15 kN.m

Resistencia característica a compresión necesaria para resistir las cargas de construcción,

fck,j = 0.47 N/mm2

Resistencia característica a flexotracción necesaria para resistir las cargas de construcción,

fct,fl,j = 0.16 N/mm2

Estimación de Plazos Edad mínima, j2, para resistir M-d

3 días

Momento último positivo de la sección a 3 días,

M-u,3 = 18.81 kN.m

Resistencia característica a compresión estimada a 3 días,

fck,3 = 11.73 N/mm2

Resistencia característica a flexotracción estimada a 3 días,

fct,fl,3 = 1.36 N/mm2

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6.

CONCLUSIÓN

Para las condiciones expresadas en los apartados anteriores (geometría, materiales, acciones, coeficientes de seguridad, temperatura, etc.) se requiere en el peor de los casos una resistencia estimada a flexotracción mínima de 0.25 N/mm2

para el desencofrado parcial de sopandas intermedias y fondos de encofrado. Esta resistencia a

flexotracción se corresponde, según las expresiones de la EHE, con una resistencia característica estimada a compresión de 0.93 N/mm2. A 3 días el hormigón tiene una resistencia estimada a flexotracción de 1.36 N/mm2 que se corresponde, según las expresiones de la EHE, con una resistencia característica estimada a compresión de 11.73 N/mm2. De esta forma, se estima que el plazo mínimo de 3 días es seguro para el desencofrado parcial de sopandas intermedias y fondos de encofrado. Se recomienda, en cualquier caso, que se verifique, mediante ensayos en obra, que se alcanza la resistencia mínima requerida. 7.

ANEXO TABLA

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Cliente: COFER CONSTRUCCIONES Y ALQUILERES Obra: Nuevo Centro de Formación para la FLC B5- CONCLUSIONES FINALES La ejecución de la estructura se ejecutará con las siguientes fases y requerimientos: EJECUCIÓN FORJADO  PRIMERA FASE: MONTAJE ENCOFRADO Se coloca el sistema ALUCUBETAS para N-16, que en equipo completo tiene sopandas cada 0.84 m con un puntal de soporte cada metro lineal. Los puntales deberán soportar una carga de 580 kp/puntal. (Justificación de cargas en apartado B 4.1 de este estudio)



SEGUNDA FASE: HORMIGONADO DEL FORJADO En los vanos entre pilares se realizará el vertido hormigón empezando siempre desde los extremos de los vanos a poder ser en zonas donde el apeo esté fijado o arriostrado (bien sea un pilar o un muro), nunca desde el centro del vano. Se evitaran grandes acumulaciones de hormigón durante su vertido. Se puede realizar el vertido por capas uniformes siempre y cuando el espesor de ésta capa no sea inferior a 30 cm ni superior a 60 cm. El vertido del hormigón en caída libre, debe ser inferior a 2.00 m evitando así la disgregación del hormigón y el posible daño al encofrado.



TERCERA FASE: DESENCOFRADO PARCIAL DEL FORJADO A partir del tercer día de su hormigonado podemos proceder a su desencofrado parcial recuperando elementos que ya no tienen función resistente como: Basculantes con madera, portasopandas, sopandas intermedias y tableros (Justificación en apartado B 4.3 de este estudio) 2. Quedará un equipo apuntalado de 1 puntal cada 1.68 m . Los puntales deberán soportar una carga de 1160 kp/puntal. (Justificación de cargas en apartado B 4.2 de este estudio)

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C. DOCUMENTO 3- PLANOS

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