PROCESO CONSTRUCTICO DE UNA COLUMNA

CLASIFICACIÓN

Una columna es una pieza arquitectónica vertical y de forma alargada que

sirve, en general, para sostener el peso de la estructura, aunque también

puede tener fines decorativos. De ordinario su sección es circular; cuando es

cuadrangular suele denominarse pilar o pilastra. 

Atendiendo a su disposición en relación con otros componentes de un edificio,

pueden distinguirse estos tipos de columnas:

* Columna aislada o exenta: La que se encuentra libre y separada de cualquier

cuerpo de la edificación.

* Columna adosada: La que está yuxtapuesta a un muro u otro elemento de la

edificación.

* Columna embebida: La que aparenta estar parcialmente incrustada en el

muro u otro cuerpo de la construcción.

Tipos de columna:

1. Por la geometría de su sección

a) Columna de cajón

b) Columna tubular

c) Columna en “I”

d) Columna rectangular

e) Columna circular

f) Y en general cualquier polígono

Por la disposición del material

a) Columna en celosía.

b) Columna alveolar

c) Columna maciza

Columnas por material de hechura:

Columnas de tabique.

Son aquellas que se construye a base de este material y las dimensiones de

las columnas se logran acomodando el tabique en diferentes formas. El

mortero es usado para asentar tabiques y generalmente es (cal, arena),

(cemento, arena); no serán mayores de 15 cm debiendo quedar alternado o

cuatrapiado, pudiendo ser unidos o a apaña o bien saliente.

Columnas de piedras.

Para la elaboración de estos elementos, la piedra debe ser fácil de labrar y en

trozos regulares que faciliten su colocación. Se utiliza por lo regular, en este

caso, mortero, arena, 1:4, de concreto 1:6 las juntas deberán ser cuatrapiadas

o no serán mayores de 3cm.

Columnas de acero.

Este tipo de columna puede ser siempre hueca, cuándo se rellena de concreto.

El empleo de cada una de ellas constructivo y del diseño estructural.

Columnas de concreto.

Cuando se trate de columnas de concreto armado se mojara y lavara

previamente la cimbra, sujetándola y aplomándola convenientemente por sus

cuatros lados; posteriormente deberá colocarse de una sola vez, cualquiera

que sea su altura. 

 

Una columna es un elemento axial sometido a compresión, lo bastante delgado

respecto su longitud, para que abajo la acción de una carga gradualmente

creciente se rompa por flexión lateral o pandeo ante una carga mucho menos

que la necesaria para romperlo por aplastamiento. Las columnas suelen

dividirse en dos grupos: “Largas e Intermedias”. A veces, los elementos cortos

a compresión se consideran como un tercer grupo de columnas. Las

diferencias entre los tres grupos vienen determinadas por su comportamiento.

Las columnas largas re rompen por pandeo o flexión lateral; las intermedias,

por combinación de esfuerzas, aplastamiento y pandeo, y los postes cortos, por

aplastamiento.

Una columna ideal es un elemento homogéneo, de sección recta constante,

inicialmente perp

endicular al eje, y sometido a compresión. Sin embargo, las columnas suelen

tener siempre pequeñas imperfecciones de material y de fabricación, así como

una inevitable excentricidad accidental en la aplicación de la carga. La

curvatura inicial de la columna, junto con la posición de la carga, dan lugar a

una excentricidad indeterminada, con respecto al centro de gravedad, en una

sección cualquiera. El estado de carga en esta sección es similar al de un

poste corto cargado excéntricamente, y el esfuerzo resultante está producido

por la superposición del esfuerzo directo de compresión y el esfuerzo de flexión

(o mejor dicho, por flexión).

Si la excentricidad es pequeña u el elemento es corto, la flexión lateral es

despreciable, y el esfuerzo de flexión es insignificante comparado con el

esfuerzo de compresión directo. Sin embargo, en un elemento largo, que es

mucho más flexible ya que las flexiones son proporcionales al cubo de la

longitud, con u valor relativamente pequeño de la carga P puede producirse un

esfuerzo de flexión grande, acompañado de un esfuerzo directo de compresión

despreciable. Así, pues, en las dos situaciones extremas, una columna corta

soporta fundamentalmente el esfuerzo directo de compresión, y una columna

larga está sometida principalmente al esfuerzo de flexión. Cuando aumenta la

longitud de una columna disminuye la importancia y efectos del esfuerzo

directo de compresión y aumenta correlativamente las del esfuerzo de flexión.

Por de

sgracia, en la zona intermedia no es posible determinar exactamente la forma

en que varían estos dos tipos de esfuerzos, o la proporción con la que cada

una contribuye al esfuerzo total. Es esta indeterminación la que da lugar a la

gran variedad de fórmulas para las columnas intermedias.

MATERIAL REQUERIDO

Materiales a utilizar:

* 1 bulto de cemento

* 5 1/2 botes de arena

* 6 1/2 botes de grava

* 2 1/2 botes de agua

* Alambre recocido no. 18 

* Varilla 

* Ladrillo rojo recocido, piedra, acero o concreto variando el material con el que

hagamos nuestra columna.

EQUIPO NECESITADO

* Trompo o revolvedora (opcional)

* Cimbra para columna circular o sinotubo.

* Pinzas, cucharas, planchas, martillo, maseta, carretilla, etcétera. 

* Mesas de vaciado, muertos y anclajes. 

* Encofrado de madera o metálico. 

* Dosificadora y mezcladora de concreto (en caso de fabricar el concreto en

planta). 

* Equipo para depositar el concreto en el molde como chutes y mixers. 

* Zonas de retoque, resane y de almacenaje. 

* Gatas hidráulicas y bomba para el tensado de los cables. 

* Talleres y equipo para cortar y doblar varillas y accesorios metálicos. 

* Equipos para cortar los cables (cortadora o equipo de oxicorte). 

PROCESO DE ARMADO

1. Primero se revisan los planos estructurales generales del edificio y se

verifican los ejes. Con esta información se toman medidas y se trazan sobre la

placa

líneas guía como la cimbra, en el hilar rojo.

Inicialmente se dibuja el eje central del elemento y luego las dos líneas de

borde de la columna. Los procedimientos de dimensionamiento de columnas se

basan en el diseño de estructuras donde los resultados indican la capacidad de

carga axial que es predecible de una amplia gama de combinaciones de

resistencias de acero y concreto.

Este elemento de concreto armado transmite carga a la cimentación.

2. A su máxima capacidad la carga que se impone al refuerzo longitudinal de

una columna de concreto concéntricamente. Puede suponerse el área de acero

multiplicada por el límite elástico del acero.

La carga que se impone al concreto se considera la equivalente al área de

concreto que se trabaja.

La reducción del 15% de la máxima resistencia se debe en parte a la diferencia

en tamaño y al tiempo sobre la capacidad de carga de la columna. Por tanto la

capacidad de una columna concéntricamente.

3. Armado de refuerzos: la columna es un elemento que tiene continuidad en

los refuerzos de acero desde la placa inmediatamente inferior, hasta la placa

inmediatamente superior. Esto garantiza el trabajo conjunto de los diferentes

tramos de la columna.

4. Debido a esta continuidad existen algunas varillas empotradas en la parte

inferior que determinan el arranque de la columna. A partir de éstas varillas

existentes se insertan los estribos y ganchos entre las varillas.

5. En el plano se verifican las medidas entre

los estribos, el maestro corrobora el número de refuerzos en la construcción de

acuerdo con los planos de detalle. Y autoriza que los operarios empiecen a

insertar los estribos entre las varillas, y después los ganchos. Al llegar a la

altura máxima que permite armar refuerzos desde el piso, se ubican listones de

madera o planchones hasta arriba para poder continuar con el proceso. Se

verifican los plomos para que coincidan con la parte inicial que se hizo con la

cimbra. 

Así se comprueba la verticalidad del refuerzo. A fin de lograr la máxima

eficiencia es necesario que todos los estribos de columnas con este tipo de

esfuerzos estén desarrollados al máximo.

6. El reglamento ACL señala los claros mínimos y espaciamientos máximos de

los estribos. Cuando los materiales son de grado 40 no es necesario

incrementar carriles ni reducir espaciamientos, por lo tanto las especificaciones

mínimas de diseño para empalmes es de acero grado duro el 40.

El estribo cerrado ordinario, cuadrado o rectangular suele empalmarse

mediante el traslape del gancho estándar alrededor de una varilla longitudinal.

En los arreglos ordinarios los estribos se colocan de modo que los ganchos

esté escalonados de una posición a la siguiente haciéndolos girar de 90 a 180

grados.

7. La reducción en el número de estribos necesarios por jugo y aumento de

resistencia a la flexión de ambos ejes cuando las varillas se colocan formado

ases, los ases no deben contener más de cuatro

varillas de calibre no superior.

8. Por último se hacen los traslapos de varillas verticales, para continuar con la

columna en el piso siguiente.

9. Retiran los listones provisionales, se aplica soldadura en las uniones y se

continúa con el siguiente paso.

10. Primero se aplica masilla en el bocel de las formaletas, sí es que éstas las

tienen, para cubrir las irregularidades. Se unen dos piezas en “L” y se llevan al

sitio de trabajo, ahí se engrasan con ACPM. Después de haberse colocado las

formaletas se verifica el plomo de la columna con unos cilindros de concreto a

un metro de altura.

11. Después de esto se procede con el vaciado del concreto, mismo que al irse

vertiendo, en la parte de abajo un operario le va dando golpes con una maseta

a la formaleta. Al final un operario quita el aire del concreto con un vibrador.

12. Primero se retiran los form-clamps, que unen un lado con el otro de las

formaletas, después se le quitan los tornillos con los que se unen las mismas;

por último se enganchan las formaletas a la torre grúa y se desprenden.

13. A partir de este momento se realiza el curado y la protección del concreto

durante 28 días para garantizar su resistencia.

14. Los costados de los encofrados de columnas están formados por tablas de

1" o de 1.1/2" de espesor y de anchos variables de acuerdo a las secciones de

las columnas. También, especialmente para encofrados de columnas de

concreto expuesto, se emplea paneles de "tr

iplay".

15. Para las abrazaderas se utiliza barrotes de 2" x 4", 3" x 3" o de 3" x 4", en

largos que dependen de las dimensiones de la sección de las columnas y el

sistema de sujeción de abrazaderas que se adopte.

16. Los sistemas de montaje de las abrazaderas son diversos, algunos muy

simples que utilizan como templadores alambre negro N°8. Otros más

elaborados se valen de fierros redondos, provistos de platinas en uno de los

extremos mientras el extremo opuesto es roscado para posibilitar, mediante

tuerca y platina interpuesta, el ajuste requerido. El diámetro de los fierros

generalmente es de 1/2" o 5/8" y las platinas son de 3" x 3" y 1/4" de espesor.

17. Las figuras indican las separaciones o espaciamientos máximos

recomendables entre abrazaderas de encofrados de columnas. Obsérvese que

en los tramos inferiores las separaciones son más reducidas, lo cual es

concordante con la variación de la presión del concreto fresco, según lo

expuesto en el acápite siguiente: 

18. El uso de la máxima resistencia del concreto necesario para sostener las

cargas de diseño con la mínima área permisible de acero conduce a los costos

más bajos. El tamaño mínimo de una columna se calcula a partir de la máxima

resistencia del concreto.

19. Por otra parte, considerando los significativos valores que alcanza la

presión del concreto fresco, particularmente cuando la altura y la sección de las

columnas exceden las convencionales, se suele complementar los

encofrados con varales verticales para evitar la rotura de los barrotes de las

abrazaderas o, en todo caso, su deformación 

20. El uso de mismo tamaño y forma seccional en todas las columnas de cada

entrepiso y la cimentación de cada estructura permite una producción en serie

y el uso repetido de encofrado, lo que resulta más rentable en altura máxima en

edificios de 60 pisos o 180 m de altura la mayor rapidez de construcción.

21. En las columnas de confinamiento de poca dimensión, como las que se

emplean en los muros con aparejo de soga, es recomendable emplear estribos

con ¾ de vuelta adicional, ya que los estribos convencionales con ganchos a

135º podrían estorbar el paso de las piedras del concreto formando

cangrejeras. Para estos casos, otra alternativa de solución es el empleo de

zunchos, que permiten confinar en mayor grado al núcleo de las columnas.

De ninguna manera deberá emplearse estribos abiertos con ganchos a 90º,

porque no confinan al concreto ante las cargas axiales que se desarrollan en

las columnas durante los terremotos. Estas cargas generan una expansión

lateral en el concreto que debe ser controlada por los estribos.

22. Los objetivos del curado son por consiguiente:

1.- Prevenir (o reaprovisionar) la pérdida de humedad del concreto.

2.- Mantener una temperatura favorable en el concreto durante un período

definido.

23. Mediante el empleo de rociadores aspersores

Con este método se consiguen buenos resul

tados y es fácil de ejecutar. Tiene el inconveniente de que la intermitencia o la

aplicación ocasional, pueden conducir a un curado deficiente.

El agua para curado del concreto debe estar libre de contaminantes y

materiales deletéreos. En general se puede usar agua potable y en general

agua que cumpla la norma de agua de amasado para concreto (ASTMC-59. El

agua de curado no debe estar a una temperatura tal que cree al aplicarla un

choque térmico al concreto, pues puede figurarlo. Se recomienda que el agua

no esté a una temperatura inferior en 11oC a la temperatura de la masa del

concreto.

En caso de que se usen equipos para producir una niebla húmeda, como

curado inicial.

24. Empleo de tejidos de fique o de otros materiales absorbentes

Estos tejidos mantienen la humedad en superficies tanto verticales como

horizontales, pero deben ser humedecidos periódicamente, con el riesgo de

que si no se mantiene el nivel de humedad el curado es deficiente.

Además, presentan el problema de absorber, eventualmente, el agua útil del

concreto. Deben traslaparse adecuadamente y con holgura y se debe colocar

sobre sus extremos arena o bolsas con tierra u otro material pesado que impida

que el viento los desarregle y descobije porciones del elemento de concreto.

25. Existen diversos métodos de curado: curado con agua, con materiales

sellantes  y curado al vapor. El primero puede ser de cuatro tipos: por

inmersión, haciendo uso de rociadores, utilizando coberturas

húmedas como yute y utilizando tierra, arena o aserrín sobre el concreto recién

vaciado. 

26. Durante el fraguado y primer periodo de endurecimiento del hormigón,

deberá asegurarse el mantenimiento de la humedad del mismo mediante un

adecuado curado, que podrá realizarse mediante riego directo que no produzca

deslavado.

En general se recomienda un periodo mínimo de 3 días en invierno y 5 días en

verano