Tilt-up, losa basculante o muro basculante es un tipo de edificación y una técnica constructiva que utiliza hormigón . Aunque es una técnica rentable con un tiempo de finalización más corto, [1] el mal desempeño en terremotos ha exigido importantes requisitos de modernización sísmica en edificios más antiguos. [2]
Con el método de inclinación hacia arriba, los elementos de concreto (paredes, columnas, soportes estructurales, etc.) se forman horizontalmente sobre una losa de concreto ; Esto normalmente requiere el piso del edificio como forma de construcción, pero puede ser una superficie de hormigón temporal cerca de la huella del edificio. Una vez curado el hormigón, los elementos se "inclinan" a la posición vertical con una grúa y se sujetan en su posición hasta que los componentes estructurales restantes del edificio (techos, pisos intermedios y paredes) estén asegurados. [3] [4]
La construcción inclinada es un método de construcción común en toda América del Norte, varias naciones del Caribe, Australia y Nueva Zelanda . No se utiliza de manera significativa en Europa ni en los dos tercios del norte de Asia. Está ganando popularidad en el sur de Asia, Medio Oriente, partes de África y América Central y del Sur.
Los elementos de hormigón también se pueden formar en fábricas alejadas de la obra. [5] Tilt-up se diferencia de la prefabricación , o construcción en planta, en que todos los elementos se construyen en el lugar de trabajo. Esto elimina la limitación de tamaño impuesta por el transporte de elementos desde una fábrica hasta el sitio del proyecto.
La construcción Tilt-up requiere una gran organización y colaboración en la obra. Los pasos cronológicos que se deben seguir para un proyecto de Tilt-Up son: evaluación del sitio, ingeniería, zapatas y losas de piso, formación de paneles Tilt-Up, colocación de acero, empotramientos e inserciones, colocación de concreto, montaje de paneles y acabado de paneles. [1] [6] Una vez que la plataforma (superficie de vaciado o losa de piso) se ha curado, se construyen encofrados encima. Por lo general, se utiliza madera dimensional, madera contrachapada de alta calidad o tablero de fibra que tenga al menos una cara lisa, aunque también son comunes las formas de aluminio o acero. Los carpinteros trabajan a partir de planos de ingeniería diseñados para cada panel o elemento a construir en el sitio. Incorporan todas las aberturas de puertas y ventanas, así como características arquitectónicas y otras formas deseadas que se pueden moldear en el concreto. Los montantes , refuerzos y placas de fijación se encuentran dentro del encofrado para incrustarlos en el hormigón. Los encofrados generalmente se anclan a la superficie de fundición con clavos de mampostería o se adhieren de otra manera para evitar daños a la losa del piso. [7]
A continuación, se rocía un inhibidor de adherencia químicamente reactivo sobre las superficies del encofrado para evitar que el hormigón colado se adhiera a la losa. Esto permite que el elemento fundido se separe de la superficie de fundición una vez que se haya curado. Este es un paso crítico, ya que la selección o aplicación química inadecuada impedirá el levantamiento de los paneles y supondrá una costosa demolición y retrabajo.
Se construye una rejilla de barras de refuerzo dentro de los encofrados, después de aplicar el desmoldeante, se espacia la superficie de fundición la distancia deseada con "sillas" de plástico. El tamaño y el espaciado de las barras de refuerzo generalmente los especifica el ingeniero responsable. [8]
Luego se vierte el concreto, llenando el espesor deseado y rodeando todos los insertos de acero, elementos incrustados y barras de refuerzo. Luego, el hormigón se asienta mediante vibración para evitar huecos o efectos de panal. Los encofrados se retiran cuando se cura el hormigón; Se fija el aparejo y una grúa inclina el panel o levanta el elemento en su lugar. En circunstancias en las que el espacio es escaso, los elementos de hormigón se pueden colar uno encima del otro o apilarlos. Muy a menudo se vierte una plataforma de fundición separada para este propósito y se retira cuando se montan los paneles. [9]
Se utilizan grúas para inclinar los elementos de hormigón de la losa de hormigón a una posición vertical. Luego, las losas generalmente se colocan sobre una base y se aseguran con tirantes hasta que el acero estructural y el diafragma del techo estén en su lugar.
Los muros inclinados de hormigón pueden ser muy pesados, a veces más de 300.000 libras (140 t). [10] La mayoría de los paneles de pared inclinables están diseñados para funcionar con la estructura del techo y/o las estructuras del piso para resistir todas las fuerzas; es decir, para funcionar como muros de carga. Las conexiones al techo y los pisos suelen ser placas de acero con montantes con cabeza que se aseguraron en los encofrados antes de la colocación del hormigón. Estos puntos de fijación están atornillados o soldados. Los puntos de fijación superiores se realizan a las cerchas del techo . Pueden estar presentes muros interiores para dar rigidez adicional a la estructura del edificio según sea necesario, conocidos como muros de corte.
El aislamiento se puede aplicar a cualquiera de los lados de los paneles o se puede moldear como parte integral del panel entre dos capas de concreto para crear paneles sándwich . El hormigón tiene la capacidad de absorber y almacenar energía y es de gran masa, lo que regula la temperatura interior ( masa térmica ) y proporciona insonorización y durabilidad. [1]
Como toda construcción de hormigón, los edificios inclinados son resistentes al fuego . Además, los paneles de pared se pueden diseñar para que se doblen hacia adentro cuando se dañan, lo que minimiza el colapso (esto también se puede hacer con paneles prefabricados ). [1]
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Tilt-up se utilizó por primera vez en Estados Unidos alrededor de 1905. En 1908, Robert Akin patentó el método de construcción de hormigón con losa basculante utilizado en la construcción de la Casa Schindler . [11] La construcción inicial se realizó utilizando mesas basculantes, pero el desarrollo de la grúa móvil y el camión hormigonera permitió que la construcción basculante creciera. El Tilt-up ganó gran popularidad durante el auge de la construcción posterior a la Segunda Guerra Mundial . [12] [13] La inclinación hacia arriba no se utilizó con éxito en Australia hasta 1969. [14] [15]
La mayoría de los primeros edificios inclinados eran almacenes . Hoy en día, el método se utiliza en casi todo tipo de edificios, desde escuelas hasta estructuras de oficinas, desde casas hasta hoteles. Van desde una sola planta hasta más de siete y pueden tener más de 29 metros (96 pies) de altura. [dieciséis]
Un ejemplo temprano de este método se encuentra en la innovadora Casa Schindler, construida en 1922 en West Hollywood, California . El arquitecto Rudolf Schindler afirmó que con la ayuda de una pequeña grúa manual solo se necesitaban dos trabajadores para levantar y fijar las paredes inclinadas. [ cita necesaria ]
La primera casa inclinada construida en Ontario, Canadá, se construyó en 2017. [17]
La primera arquitectura inclinada era muy minimalista y cuadrada. Las técnicas recientes han ampliado la gama de apariencia y forma.
Hay muchas opciones de acabado disponibles para el contratista de inclinación, desde pinturas y tintes hasta concreto pigmentado, elementos moldeados como ladrillo y piedra hasta acabados de erosión agresivos como chorro de arena y grabado ácido. Las formas también son una característica que se ha vuelto dominante en el mercado de los inclinados, con muchos paneles configurados con aberturas circulares o elípticas, partes superiores de los paneles con frontones o curvas, fachadas curvas o segmentadas y con áreas importantes de acristalamiento u otros materiales. .
La Tilt-Up Concrete Association (TCA) es la asociación comercial internacional para la construcción con hormigón inclinado. TCA es una asociación basada en miembros, con casi 500 miembros en todo el mundo. [18] Los miembros de la TCA pueden ser contratistas (contratistas generales o subcontratistas inclinados), ingenieros, arquitectos, desarrolladores, consultores, proveedores, empresas comerciales especializadas, educadores y estudiantes.
TCA ofrece principalmente beneficios educativos, de networking y de exposición a sus miembros. TCA también ofrece un programa anual de Premios a los Logros, que reconoce los mejores ejemplos de construcción inclinada en una variedad de usos finales. [19]
A raíz del tornado de Joplin de 2011, en el que siete personas murieron en un Home Depot cuando las paredes de paneles de 100.000 libras (45 t) colapsaron después de que la tienda fuera golpeada por un tornado EF5 , los ingenieros en un artículo publicado en The Kansas City Star criticó la práctica. Dijeron que una vez que una pared cae, se crea un efecto dominó . Sobrevivieron veintiocho personas que se encontraban en una sala de entrenamiento no reforzada en la parte trasera del edificio. Según un estudio del colapso, el tornado golpeó la esquina sur de la tienda y levantó el techo, provocando que las paredes occidentales colapsaran dentro de la tienda. Los muros del lado este (donde la gente sobrevivió) se derrumbaron. Sólo dos paredes quedaron en pie. Los ingenieros dijeron que conexiones más fuertes entre el techo y la pared podrían haber atenuado el colapso. Otras dos grandes tiendas en la esquina que tenían construcción de bloques de concreto (una Academy Sports + Outdoors y Walmart ) perdieron sus techos, pero las paredes permanecieron intactas. Esos edificios no fueron afectados directamente por el tornado, pero el edificio de Home Depot sufrió un impacto directo. Tres personas murieron en el Walmart, pero 200 sobrevivieron. Los ingenieros dijeron al Star que cuando los bloques de hormigón fallan, generalmente se rompen y no se desmoronan en enormes losas. Home Depot, que tiene cientos de tiendas construidas con inclinación hacia arriba, dijo que no estaba de acuerdo con el hallazgo y que usaría inclinación hacia arriba cuando reconstruyera la tienda de Joplin. [20]
Poco después de la publicación del artículo del Kansas City Star, el comité técnico de la Tilt-Up Concrete Association (TCA) formó un grupo de trabajo para investigar las afirmaciones presentadas en el artículo. Con la cooperación de Home Depot, el grupo de trabajo realizó cálculos de ingeniería detallados, investigaciones e investigaciones de los reclamos planteados en el artículo. Este grupo de trabajo estaba formado por un grupo nacional de ingenieros estructurales en ejercicio con una amplia gama de experiencia en construcción inclinada y edificios " grandes ". El informe final se publicó el 12 de enero de 2012. "La información proporcionada en estos hallazgos ayudará a los esfuerzos de la Asociación para promover los beneficios de la construcción Tilt-Up en el sitio y disputará muchas de las afirmaciones presentadas en el artículo del Kansas City Star". [21]
"Las conclusiones del Grupo de Trabajo hasta la fecha incluyen:
- La falla comenzó en el acero estructural, las vigas de acero y el sistema de techo de plataforma de nervaduras anchas. Este sistema de techo es uno de los sistemas más utilizados en edificios comerciales, incluidos aquellos con paredes de mampostería, paredes de hormigón prefabricado y casi todas las formas de construcción de paredes.
- Los paneles de hormigón Tilt-Up funcionaron muy bien y sobrevivieron a las cargas extremas del evento EF-5 sólo para colapsar después de que el techo fallara debido a la falta de un mecanismo de refuerzo.
- Los métodos de construcción Tilt-Up no influyeron en el fracaso.
- La percepción de que la tienda Wal-Mart cercana funcionó mejor porque era de mampostería de concreto es falsa. Wal-Mart recibió un golpe indirecto de la tormenta y Home Depot recibió un golpe directo." [22]
Una de las conclusiones del informe del Grupo de Trabajo fue "Recomendar a ICC y dirigir a los propietarios de edificios el uso de refugios contra tormentas en lugar de diseñar edificios para vientos fuertes. La TCA debería desarrollar diseños específicos de refugios contra tormentas basados en Tilt-Up para vientos de hasta 200 MPH que competiría con diseños alternativos de mampostería, prefabricados o moldeados en el lugar, el diseño de refugios contra tormentas se aborda en 2009 IBC, sección 423 e ICC-500. [22]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace ), CON/STEEL, El proceso de construcción Tilt-Up, 2010