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ESTRUCTURAS III -CATEDRA DIMN ESTRUCTURAS PREFABRICADAS Arq. Hugo A. Larotonda ANTECEDENTES En el año 1516, Leonardo Da Vinci trazo para el rey de Francia, Francisco I, planos de nuevas ciudades en la región del Loire. Proyecto un tipo básico de vivienda y propuso fabricar en talleres las partes componentes de estas, ejecutando en el terreno únicamente las fundaciones. La madera era el único material que antaño ofrecía la tipificación industrializada. La historia reciente de la prefabricación toma auge a principio del siglo XX con el empleo de los materiales de uso moderno como son el acero, el hormigón y el vidrio. 1.- ALCANCE A lo largo del presente curso hemos vistos distintos sistemas estructurales en donde el denominador común lo constituye el colado del hormigón “in situ” y la producción de los elementos de forma unitaria casi sin repetición en serie. Es decir que la manufactura de las mismas se realiza directamente en obra, vertiendo la masa en moldes llamados encofrados los cuales son a su vez armados y montados a pie de obra. El presente apunte se refiere a la industrialización de los elementos componentes de las estructuras; de forma repetitiva, ordenada, planificada y controlada dentro de una factoría. En el se detallan de forma somera los distintos elementos que conforman estos sistema. 2.- DEFINICIÓN DE PREFABRICACIÓN La prefabricación es un proceso de producción industrial, en el que elementos repetitivos se manufacturan en gran escala. Proceso este que se toma de los métodos de producción en masa de la fabricación llevado a la construcción. Esta metodología permite acabar con el nivel de incertidumbre asociados al hormigón in situ, al introducir al proceso de fabricación y colado mas control de calidad y de precisión propio de la fabricación controlada industrial, que hacen que el producto final tenga condiciones y características mejoradas con los obtenidos en obra. Este producto fabricado por moldeo y capaz de adoptar cualquier forma ( el limite lo establecemos nosotros al determinar la forma de amortización de los moldes), nos permite crear elementos desde estructurales a ornamentales en gran escala. El limite es nuestra imaginación. Se llaman prefabricados a los elementos que son colocados en obra, combinados entre si, una vez moldeados y endurecidos previamente. Al proceso de producción y ejecución con estas características se lo llama construcción industrializada prefabricada o premoldeada. La construcción se realiza en dos etapas:

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la primera de producción ya sea esta en fabricas ( fijas o móviles) propiamente dichas o bien a pie de obra la segunda de montaje en obra, pudiendo ser con grandes grúas o de forma manual según las características de los elementos preconformados. 3.- CLASIFICACION Según peso y dimensiones los elementos prefabricados se pueden clasificar: LIVIANOS : son los pequeños elementos prefabricados o ligeros, de peso inferior a los 30 kg destinados a ser colocados por un solo hombre SEMIPESADOS: de peso inferior a los 500 kg los cuales para su colocación se utilizan medios mecánicos simples a base de poleas, malacates y barretas . PESADOS: de peso superior a 500 kg necesitándose para su colocación grúas de gran porte. Según su forma se pueden clasificar en: BLOQUES: elementos prefabricados de muros. Son auto estables sin necesidad de apoyo auxiliar para su colocación. Ejemplo Bloques de hormigón/ ladrillo hueco / Retak etc

PANELES: constituyen placas donde la relación espesor /superficie lateral es significativa. Ejemplos muro de cierre, antepechos, placas de fachadas losas de entrepisos, etc.

ELEMENTOS LINEALES: son esbelto su sección transversal es reducida respecto a su longitud. Ejemplos vigas, columnas

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Las estructuras prefabricadas se pueden ejecutar con cualquier material estructural, como por ejemplo: • • • • • • • •

Hormigón armado Hormigón pretensado Hormigón postensado Acero Aluminio Madera Plástico la combinación entre ellos

4.- VENTAJAS Y DESVENTAJAS ENTRE TRADICIONAL /PREFABRICADO 4.1 VENTAJAS •

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Buena calidad de los materiales La utilización de maquinarias en la producción permite una calidad constante de los materiales que pueden ser exactamente determinados, dosificados y controlados. Esto permite utilizar materiales de mayor resistencia ajustando métodos constructivos. También se logra la exactitud de las medidas de las piezas. Disminución de los tiempos de ejecución Los plazos de ejecución se logran mejorar dado que se eliminan los tiempos muertos entre las distintas tareas en obra. Todos los trabajos se efectúan en un orden concatenado. El ritmo de obra se ve mejorado por la producción industrial en serie. Disminución de equipos en obra Desaparecen los encofrados y los sistemas de andamios. Mejor aprovechamiento de las secciones resistentes El uso repetitivo de moldes amortiza el costo inicial de los mismos y permite definir secciones mas resistentes desde el punto de vista estructural. Permite jerarquizar la mano de obra Dado que es un trabajo especifico se debe instruir a los empleados especializarlos y darles mayor estabilidad laboral.

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Economico-Constructivo

Permite mejorar los tiempos de obra acortando los gastos fijos de la misma. Se controla eficientemente el consumo de horas/hombre

4.2 DESVENTAJAS

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Estructurales

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Movilidad y transporte

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Económico financiero

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De montaje

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De fabricacion

Presentan escasa o nula rigidez frente a esfuerzos horizontales, ( viento o sismo) por los problemas originados en las uniones. Se deben considerar para las distintas situaciones estados de cargas transitorios de transporte y colocación, izado y movimiento de ajuste que pueden llegar a definir desde el punto de vista resistente a la estructura. A su vez se deben respetar los galibos de transportes en rutas, siendo otra variable de diseño a tener en cuenta al dimensionar las piezas. También la forma de transportar incide en el diseño. Se requiere inversión inicial muy importante para poner el sistema en producción, justificable en obras importantes con plazos cortos de ejecución. Se debe disponer de equipos pesados para el montaje de los elementos estructurales, y disponer el espacio suficiente de maniobra para poder moverlos. Dado que el sistema debe resolver la totalidad de la obra al momento de la fabricación se debe disponer de la ingeniería de proyecto de todas las instalaciones al inicio de la obra. La coordinación de dichas instalaciones es fundamental para evitar trabajos posteriores en obra. La mala resolución de estos problemas puede hacer fracasar el sistema.

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5.- SOLUCIONES Y SISTEMAS EN HORMIGON PREFABRICADO Definiremos tres grupos : 1. 2. 3. 4.

Elementos Estructurales Elementos de Cubiertas Elementos de Fachadas Elementos Ornamentales

5.1- Elementos Estructurales Pilotes Zapatas aisladas Tablestacas

Unión con vinculo metálico Unión tintero o vinculo humedo

Unión a vigas Columnas

Unión a zapatas Unión entre columnas Vigas Principales de cubiertas

Vigas

Vigas Delta Otros tipos de vigas

Otros elementos

carrileras viga apoyo

Gradas

Viguetas Losas Huecas Prelosas Alivianadas Paneles Paneles Cerramiento Estructuras de paneles 5

5.2- Elementos de cubiertas ( combinación de los elementos descriptos) Vigas delta + losas huecas Vigas delta + Paneles

Vigas sección constante + losas huecas Vigas seccion constante + Paneles

Vigas seccion constante + Paneles 5.3- Elementos de Fachadas Paneles macizos Paneles sándwich Paneles bicapa

Paneles lisos Paneles rayados y/o nervados Paneles con relieve Paneles lavados

Paneles verticales Paneles horizontales

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5.4- Elementos Ornamentales Mobiliarios urbanos Piezas de terminación Rejas y rejillas Pantallas acústicas Tierra armada Pavimentos BIBLIOGRAFIA WALTER MEYER-BOHE - PREFABRICACION Manual de la construcción de piezas prefabricadas Editorial Blume – Barcelona (1967) BOHDAM LEWICKI – Edificios de viviendas prefabricadas con elementos de grandes dimensiones – Instituto Eduardo Torroja de la construcción y del cemento. – Madrid 1968 Ing. TIHAMER KONCZ. – Manual de la construccion prefabricada. Tomos I y II – Editorial Blume – Madrid Barcelona (1968) Revista TECTONICA Nº 5 PREFABRICADOS – Ing. JORGE MAIZTEGUI – Estructuras prefabricadas – Notas de clase – Materia Proyecto Estructural Facultad de Ingeniería de La Plata – ( 1994)

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