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CAPÍTULO V

Propuesta y aplicación del sistema

Diseño del sistema de encofrado

Consideraciones de diseño

Características de los componentes

Funcionamiento y ensamble del sistema

Aplicación de la propues ta

En columnas y vigas

Juego de formaletas necesarias

Costos

Planos de fabricación y aplicación de encofrados

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DISEÑO DEL SISTEMA DE ENCOFRADO

Consideraciones de diseño

Para la elaboración del sistema de encofrados fueron tomados como

base la Norma COVENIN 2244-91 Encofrados. Requisitos de seguridad,

donde describen las exigencias mínimas para el diseño, a fin de garantizar el

correcto funcionamiento y protección de los trabajadores

La elección del material para el encofrado es metálico por las ventajas

que ofrece debido a las siguientes características:

- La versatilidad y durabilidad de los encofrados metálicos

- Rentabilidad al momento de realizar las obras, ya que representan menos

herramientas y equipos en el uso del sistemas y es de rápido montaje

- Número de viviendas a edificar y proyectos futuros en el cual servirán por la

durabilidad que estos presentan.

- El uso de encofrados metálicos da un mejor acabado por lo largo de su vida

útil, por lo contrario, el de madera va disminuyendo calidad de acabado y

genera imperfecciones.

- Un producto sencillo de fácil comprensión para los obreros que lo manipulen,

en donde cada vez que los usen les será más sencillo por ser un procesos

repetitivo.

Para la elaboración de las formaletas metálicas se utiliza una lámina

de hierro con espesor de 3mm, ancho de 1.20m y el largo es de 2.40 con un

peso de 48kg. En los planos se describe sus cortes de tal manera de que no

exista mayor desperdicio, por ello las dimensiones de la formaleta están

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condicionadas al tamaño de lámina previendo los dobleces y perforaciones

que serán necesarios para su anclaje. (Ver planos EM-1 y EM-2)

En tal sentido se proponen dos tipos de formaletas la T-30 y T-25, así

mismo complementos necesarios para a cubrir distancias faltantes tanto en

columnas como en vigas, designados C-30 y C-25.

Estas formaletas metálicas podrán ser utilizadas en cualquier

elemento en concreto que requiera de un encofrado resistente; teniendo

siempre en consideración las dimensiones que se proponen los módulos de

formaletas, junto con los complementos que son de fácil adaptación para así

garantizar la factibilidad de usos en distintos proyectos.

Características de los componentes del sistema

T-30

Formaleta con dimensiones de 2.00*0.30m con pletinas de refuerzo

dispuestas transversalmente cada 40cm para evitar la deformación del

molde, poseen un doblez perpendicular al molde de 5cm por todo el

perímetro a los cuales se les realiza perforaciones rectangulares para las

cuñas y así ensamblar varias piezas.

Los moldes que estarán en contacto directo con el concreto tendrán 2

perforaciones a lo largo del encofrado a la misma altura de los laterales, esto

servirá en caso de que se quiera reducir las distancias o ampliarlas, según

sea el caso, haciendo de este encofrado de fácil adaptación a las

dimensiones de los elementos. (Ver gráf. 28)

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Ancho alto

T-25 0,25 2,00 0,73 17,52

T-30 0,30 2,00 0,84 20,16

C-25 0,25 0,45 0,11 2,70

C-30 0,30 0,45 0,22 5,28

Angulo ¨L¨ 0,10 2,40 0,24 5,76

Peso (Kg)

Características del sistema

PiezaM2

molde + dobles

Dimensión (m)

T-25

Esta cuenta con similares características a los presentados en la T-30

pero con dimensiones de 2.00*0.25m, no cuenta con perforaciones en el

molde.

Debido a los 4 niveles de perforación con que cuenta el encofrado T-

30 existe la posibilidad de conexión por diferentes lados, así con la

combinación de ambas formaletas la T-30 y T-25, pueden llegar a cubrir más

de 12 secciones diferentes en componentes estructurales vigas o columnas,

haciendo así un sistema de encofrados bastante versátil capaz de adaptarse

a las necesidades de varios proyectos. (Ver gráf. 28)

C-30 y C-25

Son complementos que serán usados junto con las formaletas

correspondientes, estos tienen una dimensión de 0.30 * 0.45 para la C-30 y

de 0.25 * 0.45 para la C-25, permitiendo así variar longitudes para encofrar.

(Ver gráf. 29)

.

Tabla 20. Características del sistema. Fuente: elaboración propia

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Componentes de sistema

Gráfico 28. Formaleta de 0.25 y 0.30 * 2.00m. Fuente: elaboración propia

Gráfico 29. Formaleta de 0.20 y 0.30 * 0.45. Fuente: elaboración propia

Grafico 30. Ángulo “L”. Fuente: Gráfico 31. Conexión de formaletas y

complemento. Fuente: elaboración propia

Perforación para conexiones

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Conexiones

Las conexiones para el ensamblaje del sistema son de gran

importancia en el mejoramiento tanto del funcionamiento como del

rendimiento, estos permiten acelerar o disminuir el tiempo de montaje.

En ideas preliminares se tenían con un sistema de pernos por todos

los lados de la formaleta, lo cual garantiza rigidez luego de estar sujeta, pero

éste tiene algunas desventajas primordiales destacando tiempo de duración

en el armado y mantenimiento de piezas, ya que están expuestas al concreto

fresco.

Luego se decidió por una cuña de forma trapezoidal que garantizarán

los moldes en su lugar al momento de vaciado, en este sentido existen tres

formas de conexión entre las formaleta – ángulo, formaleta – formaleta, y

formaleta - complemento

Gráfico 32. Conexiones. Fuente: elaboración propia

Formaleta-formaleta

Formaleta-ángulo

Formaleta-complemento

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Corbatas de refuerzo en columnas

En caso de ser necesario el uso de corbatas para refuerzo en

columnas donde hay mayor presión del concreto, se diseño una corbata que

podrá ser ajustada según sea la modulación de las formaleta por medio de

perforaciones de 1/2“ con separación cada 5cm y en la otra pletina una

abertura lineal que dará el ajuste necesario para lograr la máxima adaptación

y estabilidad del encofrado.

Gráfico 33. Corbata en columna 0.30*0.30. Fuente: elaboración propia

Gráfico 34. Ajuste de corbata. Fuente: elaboración propia

Gráfico 35. Conexión de corbata. Fuente: elaboración propia

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Funcionamiento y ensamble de las formaletas

Este sistema está basado en la modulación de los elementos de

moldes para poder ser usado con diferentes secciones de columna o viga

por medio de conexión con cuñas y ángulos en “L”, además de la posibilidad

de unión lateral entre formaletas por los dobleces que tienen los moldes.

En columnas

Las sección que se puede cubrir va desde 0.25 * 0.25cm hasta el

número máximo que se quiera, teniendo siempre en cuenta el tamaño de las

formaletas, las T-30 van de múltiplos de 10cm; y con las formaletas T-25

ensamblada con la T-30 se obtienen distancias de 45, 55, 85cm entre otras.

Ejemplo de columna de 0.60*0.30 modo de ensamblaje:

En primer lugar se ubican los esquineros en la columna y conecta por

medio de las cuñas con los ángulos “L”

Gráfico 36. Columna 0.30 * 0.30 y conexión de formaleta- ángulo. Fuente: elaboración propia

Conexión

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Luego se va aumentando la sección con la adicción de otro panel T-30

de igual forma ajustando con la cuña.

Los complementos van sujetos en la cara superior de la formaletas este no tiene traviesas de refuerzo debido a que su dimensión es corta y es puesta en la parte superior donde la presión que ejerce el concreto fresco es poca.

Para el cambio de dimensiones se pueden utilizar tanto nuevas formaletas ya sean de 0.30 o de 0.25, como las existentes ya que cuentan con algunas perforaciones internas en el molde que permiten reducciones de 0.10cm.

Grafico 37. Conexión entre formaletas. Fuente: elaboración propia

Conexión

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Gráficos 38.Union Tipo H con formaletas T-30. Fuente: elaboración propia

Gráficos 39.conexion tipo H con formaletas T-30. Fuente: elaboración propia

Gráficos 40. Conexión de formaletas C-30 y C-25. Fuente: elaboración propia

Gráficos 41. Combinación de formaletas T-30 y T-25. Fuente: elaboración propia

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En Vigas

En el encofrado para viga funciona muy bien el uso de las mismas

formaletas T-30, T-25, C-30, C-25 y los ángulos en “L”, dependiendo de la

dimensiones de la viga se hará la selección y el acople de varias, según las

necesidades del proyectos.

Para vigas profundas son necesarias tres formaletas una de fondo y

dos laterales, el refuerzo que le dará estabilidad al momento del vaciado

serán de madera las tornapuntas y las guías, los puntales son metálicos.

Se escoge la madera como complementos para el refuerzo o

arriostramiento de la viga, considerando que el material no sufre desgaste

excesivo por no estar en contacto directo con el concreto; a tal efecto los

moldes metálicos están previstos de orificios y alas de funcionan para hacer

la conexión entre las madera y la formaleta.

Por las perforaciones que tienen los moldes se pueden colocar

codales por la parte superior o alambre internamente; en los lugares donde

las formaletas no cubran el elemento debido a la modulación serán

completados con tableros de madera con la dimensión requerida.

Por otra parte para hacer completamente el encofrado de viga

metálico requiere de otra serie de accesorios y ajustes necesarios para la

adicción de un soporte para los laterales, lo cual la formaleta perdería su

versatilidad para encofrar cualquier otro elemento distinto al de viga, además

del aumento del costo en el sistema que solo podrá ser usado para un

elemento.

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Gráfico 42. Encofrado en viga profunda isometría vista superior. Fuente: elaboración propia

Gráfico 43. Encofrado en viga profunda isometría vista superior. Fuente: elaboración propia

87

Para vigas planas se utilizan solo formaletas arriostradas entre sí por

medio de cuñas, en este caso particular se deja un ala de 15cm en las vigas

de carga para recibir el nervio prefabricado y el anime para proceder al

vaciado.

De igual manera a la anterior se utilizan guías de madera con puntales

metálicos.

Gráfico 44. Encofrado en viga plana isometría vista superior. Fuente: elaboración propia

Gráfico 45. Encofrado en viga plana isometría vista inferior. Fuente: elaboración propia

88

Para el caso en que las vigas necesiten solo el cierre por un lateral se

le colocara de manera similar al utilizado para la viga profunda, para el caso

particular de viga plana con y losa con nervios prefabricados de igual manera

se preverá el ala para el apoyo de los nervios.

Gráfico 46. Encofrado en viga plana con lateral isometría vista superior. Fuente: elaboración propia

Gráfico 47. Encofrado en viga plana con lateral isometría vista inferior. Fuente: elaboración propia

Gráfico 48. Encofrado en viga plana con lateral isometría vista superior. Fuente: elaboración propia

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columna m2 Cantidad m2 0,30*2,45 2,94 6 17,64

0,25*2,45 2,45 2 4,9

Total 22,54

M2 de columnas 1er Nivel

columna m2 Cantidad m2 0,30*2,90 3,48 6 20,88

0,25*2,90 2,9 2 5,8Total 26,68

Total Vivienda 49,22

M2 de columnas 2do Nivel

APLICACIÓN DE LA PROPUESTA

La propuesta de encofrados metálicos será aplicada al proyecto de

vivienda “Terrazas de la Castellana” descrita en el capítulo anterior. En este

caso se realizaran los cálculos para un solo juego de encofrados aplicado al

sistema estructural a porticado de una vivienda.

Para conocer la cantidad de formaletas necesarias primeramente se

realizan los cómputos de áreas a ser encofradas.

M2 de superficies a ser encofrados columnas

Tabla 21. M2 en columnas nivel 1. Fuente: elaboración propia

Tabla 22. M2 en columnas nivel 2. Fuente: elaboración propia

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NIVEL / EJE A1 - A2 A2 - A3 A3 - A4 A4 - A4´ B1 - B2 C1 - C2 C2 - C3 C3 - C4 TOTAL ml TOTAL m2NIVEL 1 2,28 4,42 2,25 1,3 2,93 3,08 4,42 2,25 22,93 6,879NIVEL 2 2,28 4,42 2,25 1,3 2,93 3,08 4,42 2,25 22,93 6,879

45,86 13,758

Longitud de vigas de amarre (ancho de 0,30m)

NIVEL / EJE 1B - 1C 2A - 2C 3A - 3C 4A - 4C total mltotal 2A- 4C m2

total 1B- 1C m2

TOTAL m2

NIVEL 1 2,1 6,7 6,7 6,7 20,1 12,06 0,63 12,69NIVEL 2 2,1 6,7 6,7 6,7 20,1 12,06 0,63 12,69

25,38

Longitud vigas de carga (ancho 0,60m ejes 2, 3 y 4) - (ancho 0,20m eje 1)

NIVELTotal por

NIVEL

NIVEL 1 19,569NIVEL 2 19,569

TOTAL vigas 39,138

TOTAL VIGAS

M2 de superficies a ser encofradas vigas

Tabla 23. M2 en vigas de amarre. Fuente: elaboración propia

Tabla 24. M2 en vigas de carga. Fuente: elaboración propia

Tabla 25. M2 en vigas. Fuente: elaboración propia

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0,25*0,25 T-25 4 2 8

0,30*0,30 T-30 4 6 24

0,25*0,25 C-25 4 2 8

0,30*0,30 C-30 4 6 24

Formaletas 1er Nivel (Columna h=2,45)

Tipo de Columna formaleta Formaletas*columna Nº de columnas Total formaletas

0,25*0,25 T-25 4 2 8

0,30*0,30 T-30 4 6 24

0,25*0,25 C-25 8 2 16

0,30*0,30 C-30 8 6 48

Formaletas 2do Nivel (Columna h=2,90)

Tipo de Columna formaleta Formaletas*columna Nº de columnas Total formaletas

Formaletas necesarias

Las formaletas necesarias por nivel y tipo de elemento a encofrar para

conocer con precisión el momento tope en la utilización de tipos formaleta.

Piezas necesarias para el encofrado de columnas en el nivel inferior

Tabla 26. Piezas necesarias para el encofrado en columnas en el nivel inferior. Fuente: elaboración propia

Tabla 27. Piezas necesarias para el encofrado en columnas en el nivel superior. Fuente: elaboración propia

Gráfico 49. Aplicación de encofrados columnas. Fuente: elaboración

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0,60 T-30 9 3 27

0,30 T-30 varia 11 12

0,60 C-30 2 3 6

0,30 C-30 varia 11 13

Total T-30 39

Total C-30 19

Formaletas Vigas

formaleta Ancho viga Total formaletas Formaletas*Viga Nº de Vigas

Para los cierres de viga también se emplea la formaleta de manera

vertical y las tornapuntas que proporcionan estabilidad a los laterales son de

madera, el empleo de madera se hace ya que es variable la utilización de los

cierres y el desgaste que este obtiene es mínimo en tal sentido se hace

innecesario el uso de un componente metálico adicional para dicha función.

Tabla 28. Piezas necesarias para el encofrado en Vigas. Fuente: elaboración propia

Gráfico 50. Aplicación de encofrados en vigas. Fuente: elaboración propia

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T-30 39

C-30 48

T-25 8

C-25 16

Angulos "L" 32

Piezas Nº de Piezas

Juego de encofrados por

vivienda

Con el cálculo de formaletas necesarias para realizar el encofrado de

vigas y columnas en los dos niveles se estima el uso máximo en formaletas,

para determinar la cantidad de piezas necesarias que se utilizaran en obra

para agilizar el proceso siendo los mismos moldes de columnas como para

viga.

La cantidad de juegos del sistema dependerá del criterio profesional

de los constructores, no obstante entre mayor sea el número de encofrados

más rápido se culminara esa etapa; de igual manera dependerá de las

necesidades y recursos de los promotores.

Costos

Los costos son aproximados al monto de inversión que se hace en el

sistema tradicional y en el sistema propuesto.

Para el sistema tradicional de encofrados en madera se utilizara la

cantidad total de m2 necesarios a encofrar en el primer nivel, previendo el uso

del mismo material para el nivel superior. A diferencia del metálico que está

basado en el juego de encofrados descrito anteriormente.

Tabla 29. Piezas juego de encofrados. Fuente: elaboración propia

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N° UNIDAD CANTIDAD P.U Bs. TOTAL Bs,

3500,32

E-342.010.122

M2

25,52

19,56

DESCRIPCIÓN DE LA PARTIDA

PRESUPUESTO PARA ENCOFRADO EN MADERA

E-342.010.121

M2

TOTAL

2943,39

6443,71

137,16

150,48

ENCOFRADO DE MADERA TIPO RECTO, ACABADO OBRA LIMPIA EN COLMNAS

1

2 ENCOFRADO DE MADERA TIPO RECTO, ACABADO OBRA LIMPIA EN VIGAS DE CARGA

N° UNIDAD CANTIDAD P.U Bs. TOTAL Bs

40154,54

4

32,00 117,00

TOTAL

PZA

4327,20

48,00PZA 270,45

3 PZA 39,00 406,42Formaleta T-30 2,00*0,30m de lamina en hierro e=3mm y dobles con perforaciones

Complemento C-30 0,40*0,25m de lamina en hierro e=3mm y dobles con

perforaciones

15850,38

2 PZA 16,00 270,45

3744,00

12981,60

Complemento C-25 0,45*0,25m de lamina en hierro e=3mm y dobles con

perforaciones

Angulos ¨L¨ 2,00*0,10m de lamina en hierro e=3mm y dobles con perforaciones

5

PRESUPUESTO SISTEMA DE ENCOFRADO METÁLICO

DESCRIPCIÓN DE LA PARTIDA

1 PZA 8,00 406,42 3251,36Formaleta T-25 2,00*0,25m de lamina en hierro e=3mm y dobles con perforaciones

Tabla 30. Presupuesto encofrado en madera. Fuente: Visor 3.11

Tabla 31. Presupuesto formaletas de hierro. Fuente: Ing. Encargada en Metal-mecánica PEPPE C.A, (comunicación personal, 3 de septiembre, 2010)

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Tradicional Normalizado

Bs. 386.622,72 Bs. 186.476,75

Comparación en costos de los sistemas de encofrados

Como se puede observar el costo del encofrado en madera es mucho

menor que el de metálico pero esto será a futuro mayor beneficio debido a la

cantidad de usos que proporciona el metálico, debido a que la madera puede

ser reutilizada 4 veces y el metálico unas 400 veces o más; en base a estas

estimaciones y la cantidad de viviendas que se proyectaron es factible

debido a que son 119 viviendas a construir.

Como son agrupación de de 4 unidades de viviendas, se estima en el

mejor de los casos que por cada grupo de viviendas continuas el mismo

encofrado tradicional de madera sea usado para 2 viviendas, y el conjunto

tiene 30 grupos con las mismas características de viviendas, según la vida

útil del material tendrá que cambiarse un aproximado de 60 veces a lo largo

de la obra. Por lo contrario con el uso de formaletas metálicas no será

necesario remplazar el material excepto, algunos daños menores que

puedan sufrir las piezas o conectores, sin embargo el buen adiestramiento

del personal de obra en el correcto manejo de los encofrados garantizará el

buen estado de los mismos por mucho tiempo.

Como se muestra la comparación de la tabla anterior, el sistema

normalizado presenta un 51% de ahorro durante la obra. Indicando precio del

material, mano de obra y equipos utilizados.

Tabla 32.comparacion de costos. Fuente: elaboración propia

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Pasos que se deben seguir para la aplicación de sis tema

- Colocación del acero de refuerzo columna o viga

- Aplicación de aceite al molde que tendrá contacto con el concreto

- Colocación de formaletas T-25 ó T-30

- Conexión entre formaletas con ángulos “L”

- Insertar cuñas en perforaciones

- Ubicación de complementos C-25 ó C-30

- Conexión de tableros con complementos por medio de cuñas

- Refuerzos necesarios para la estabilidad del encofrado

- Al retirar el encofrado deberá sacar con cuidado y en dirección

perpendicular al elemento encofrado utilizando un martillo de goma

- Dejar formaletas necesarias en puntos estratégicos de la viga

esperando que alcance su resistencia máxima

- Limpiar el encofrado inmediatamente después de retirarlo.

Planos de construcción y aplicación del sistema de encofrados

modulares

A continuación se presenta los planos del sistema de encofrados con especificaciones técnicas para su elaboración y aprovechamiento de material, de igual manera se presenta la modulación en formaletas logrando las dimensiones que requiera el proyecto con isometrías y gráficos explicativos en conexiones de formaletas, ángulos y complementos.

Para la aplicación del sistema se presentan los planos índice

estructural de piso, describiendo modo de utilización y piezas necesarias, para su ensamblaje, tanto en vigas como en columnas.

120

CONCLUSIONES

El sistema de encofrado dentro de una obra juega un papel primordial

al momento del vaciado de concreto, ya que éstos representan la primera

estructura de la edificación, por lo cual es necesario que estos sean

diseñados en base a normas y según requerimientos del proyecto

estructural, capaces de soportar a las acciones que esté sometido.

El encofrado tradicional de madera representa un alto costo en la

construcción, siempre que tenga que ser remplazado varias veces durante el

proceso, en donde su uso no puede ser mayor a tres ó cuatro veces debido a

que el material se daña, y no se obtienen los mismos acabados finales en

concreto obra limpia, no obstante el encofrado normalizado presenta

mayores beneficios en tiempo y usos, pero a diferencia del tradicional este

representa un alto costo de inversión, por consiguiente, un producto bastante

acorde a necesidades actuales de sostenibilidad evitando el abuso en

madera como materia prima.

En tal sentido se desarrollo un sistema de encofrados modulares de

fácil adaptación a los componentes estructurales, con un material metálico

resistente, que garantizará un uso muy superior al tradicional. Estos

encofrados se traducen en ahorros en tiempo de ejecución y costos en los

procesos de obra, es decir obteniendo mayor rendimiento del producto. Con

la utilización de 4 formaletas, (T-30, T-25, C-30, C-25), ángulos y cuñas para

su ensamblaje, en consecuencia, da la posibilidad de flexibilidad en

adaptación a varias dimensiones que requieran el proyecto estructural con la

combinación de las formaletas.

121

RECOMENDACIONES

A la propuesta

• Calcular la carga que podrán resistir los encofrados al momento del

vaciado del concreto.

• Aplicar conexiones del sistema metálico con elementos de madera, de

igual manera la fijación del encofrado con la losa de piso manteniendo

la estabilidad.

A futuras trabajos relacionadas con el tema

• Realizar estudios comparativos entre la propuesta realizada y

sistemas con el mismo principio conceptual en el ámbito regional, para

poder tener una relación directa en cuanto a factibilidad de la

producción del encofrado.

A la empresa SSS Arquitectura y Urbanismo C.A

• Adaptar futuros proyectos arquitectónicos a la modulación de las

formaletas para el encofrado de estructuras tipo pórtico.