Home » BIM y Cálculo Estructural » Pilares prefabricados de hormigón armado: beneficios

Pilares prefabricados de hormigón armado: beneficios

¿Qué se entiende por pilares prefabricados de hormigón armado? ¿Cuáles son sus diferentes aplicaciones? Veamos juntos todo lo que necesitas saber sobre este elemento estructural

La construcción moderna ha presenciado una creciente adopción de soluciones innovadoras y eficientes para satisfacer las necesidades de diseño, construcción y durabilidad de las estructuras. Entre estas soluciones, los pilares prefabricados de hormigón armado representan un importante punto de inflexión en el sector de la ingeniería civil. Estos elementos estructurales, realizados en fábrica y transportados al sitio de construcción, ofrecen numerosas ventajas en comparación con los pilares tradicionales construidos in situ.

Vamos a explorar en detalle la definición, el proceso de producción, las aplicaciones, analizando también las conexiones y el montaje de este tipo de estructura.

Por último, puedes ver un video que te muestra cómo puedes utilizar un software de cálculo estructural para el diseño de este tipo de pilares.

Estructura prefabricada en construcción

Estructura prefabricada en construcción

Definición de pilares prefabricados de hormigón armado

Los pilares prefabricados de hormigón armado representan una solución estructural fundamental en el panorama de la construcción moderna. Básicamente, estos pilares son estructuras verticales diseñadas para soportar otros componentes del edificio, como vigas, losas y cubiertas. Lo que los distingue es el proceso de prefabricación, que los hace particularmente ventajosos en términos de precisión, tiempos de construcción y resistencia.

Las dimensiones de los pilares prefabricados pueden variar, según las especificaciones del proyecto, y pueden tener alturas variables. Esta flexibilidad permite a los diseñadores adaptar los pilares a las necesidades estructurales y arquitectónicas del edificio, garantizando una optimización del espacio y una distribución eficiente de las cargas.

Los pilares prefabricados de hormigón armado representan una solución versátil y confiable para las estructuras edilicias modernas. Combinan las ventajas intrínsecas del hormigón armado con los beneficios de la prefabricación, incluyendo la rapidez de montaje, el ahorro económico, la reducción del impacto ambiental y la versatilidad en el diseño. Estos pilares son esenciales para garantizar la estabilidad y seguridad de las construcciones, ofreciendo al mismo tiempo una alta eficiencia constructiva y una excelente durabilidad a lo largo del tiempo.

Proceso de producción de los pilares prefabricados de hormigón armado

El proceso de producción de los pilares prefabricados es un proceso articulado y metódico que se desarrolla a través de diferentes fases, desde la concepción del proyecto hasta la realización en fábrica y la instalación en el sitio de construcción. Estas fases son cruciales para garantizar la calidad, precisión y eficiencia de los pilares prefabricados.

Armazones estructurales en fábrica

El proceso comienza con el análisis cuidadoso del proyecto por parte del departamento técnico de la empresa. Este paso fundamental permite dividir la malla estructural en piezas manejables, manteniendo dimensiones que permitan un transporte fácil en la obra.

La fase de diseño representa un momento crucial en el que se definen las características y especificaciones del pilar prefabricado. La elección de los elementos y su disposición dentro de la estructura son determinantes para el correcto funcionamiento estático del edificio.

El departamento de calidad se asegura de que durante la producción se cumplan todos los requisitos normativos vigentes, garantizando la conformidad del producto final.

Preparación del sitio y realización en fábrica

Una vez completado el diseño, se procede a la preparación del sitio. Esto puede incluir la preparación del terreno, la instalación de equipos y maquinaria necesarios para la producción y manipulación de los pilares, así como la seguridad del área de trabajo.

Otra fase es la realización efectiva del pilar en fábrica. Este proceso se lleva a cabo con un análisis cuidadoso, pruebas y verificaciones para obtener un producto certificado acompañado de documentación técnica completa. El hormigón armado se vierte en moldes especialmente diseñados que le dan la forma deseada al pilar. Durante este proceso, es esencial controlar cuidadosamente la mezcla de hormigón y asegurarse de que se distribuya uniformemente dentro del módulo para garantizar la solidez y durabilidad del pilar.

Después del vertido del hormigón, el pilar se deja endurecer y madurar. Este proceso, conocido como curado, puede llevar varios días dependiendo de las condiciones ambientales y las especificaciones del hormigón utilizado. Durante este período, es importante mantener el pilar húmedo y protegido de agentes atmosféricos externos para favorecer un correcto endurecimiento del hormigón y garantizar la máxima resistencia estructural.

Estos son dos pasos distintos y separados, que, de hecho, pueden desarrollarse en paralelo. Aquí radica una de las principales ventajas de este tipo de estructuras. Permite acelerar el trabajo y, por lo tanto, reducir los tiempos de construcción.

Transporte e instalación

Una vez que el pilar ha alcanzado la resistencia necesaria, se transporta al sitio de construcción y se instala según las indicaciones del proyecto. Este proceso requiere atención y precisión para garantizar que el pilar se coloque correctamente y se integre de manera efectiva con el resto de la estructura del edificio.

Transporte e instalación de pilar prefabricado de concreto armado

Transporte e instalación de pilar prefabricado de hormigón armado

Aplicaciones y usos

Los pilares de hormigón prefabricados pueden utilizarse para una amplia gama de aplicaciones en el ámbito de la construcción, ofreciendo numerosas ventajas en términos de eficiencia, resistencia y versatilidad en el diseño.

1. Construcción residencial

En proyectos residenciales, los pilares de hormigón prefabricados se utilizan para la construcción de condominios, complejos residenciales y viviendas unifamiliares. Su capacidad para soportar cargas elevadas y resistir condiciones atmosféricas adversas los hace ideales para la construcción de edificios residenciales de diversas dimensiones y tipologías.

2. Construcción comercial

En el sector comercial, los pilares prefabricados se utilizan ampliamente en la construcción de estructuras de alto estándar de calidad, como oficinas, centros comerciales, hoteles y complejos industriales. La posibilidad de personalizar las dimensiones y características de los pilares los hace adecuados para satisfacer las necesidades específicas de cada proyecto, garantizando al mismo tiempo resistencia estructural y durabilidad a lo largo del tiempo.

3. Infraestructuras públicas

Además de los edificios residenciales y comerciales, los pilares de hormigón prefabricados se utilizan también en la construcción de infraestructuras públicas, como hospitales, escuelas, estaciones de tren y aeropuertos. Su capacidad para soportar cargas pesadas y resistir solicitaciones dinámicas los hace ideales para proyectos infraestructurales de gran envergadura y complejidad.

4. Obras civiles

Por último, los pilares prefabricados se utilizan también en obras civiles como puentes, viaductos y túneles, permitiendo la construcción de estructuras de gran tamaño y larga durabilidad, garantizando al mismo tiempo una ejecución rápida de los trabajos y una reducción de los costes totales del proyecto.

Conexiones y apoyos

En el contexto de los pilares de hormigón prefabricados, las conexiones y los apoyos juegan un papel fundamental para garantizar la estabilidad estructural y la continuidad de las membranas.

Conexión en la cimentación: tipos y diseño

La conexión de los pilares a la cimentación se realiza mediante el uso de diferentes tipos de sistemas, incluyendo las «zapatas» prefabricadas. Estas «zapatas» están compuestas por insertos de acero marcados CE, comúnmente utilizados para la conexión de los pilares a las cimentaciones. Durante la fase de realización de las cimentaciones, se colocan tornillos de anclaje en la jaula de armadura, que permiten la fijación de los pilares con la ayuda de tuercas y arandelas.

Las «zapatas» prefabricadas ofrecen varios beneficios, como la facilidad de montaje, la precisión dimensional y la reducción de los tiempos de construcción. En caso de necesidad, el sistema puede integrarse con el uso de refuerzos adicionales, como las barras de llamada insertadas en los pilares, sin comprometer los beneficios ofrecidos por la prefabricación.

Apoyos de viga en pilar prefabricado con NUS: soluciones y evolución

El nudo estructural entre vigas y pilares es un punto crítico en el diseño de los pilares prefabricados. Existen diferentes soluciones para garantizar un adecuado apoyo de las vigas en los pilares, incluyendo el uso de ménsulas de hormigón armado.

Una de las soluciones más comunes implica el reducción de las armaduras del pilar en el nudo, permitiendo el apoyo directo de las vigas en el fuste. Este enfoque, aunque conlleva costes adicionales para la armadura y el ensamblaje, garantiza una mayor precisión y estabilidad estructural.

Otras soluciones incluyen el uso de ménsulas provisionales o definitivas, realizadas en hormigón armado o acero. Estas ménsulas permiten soportar las cargas de las vigas durante la fase de montaje y garantizar la continuidad estructural del nudo. Sin embargo, estas soluciones pueden implicar costes adicionales y requerir una mayor precisión en el diseño y la producción.

Apoyos de viga en pilar prefabricado

Apoyos de viga en pilar prefabricado

¿Cómo montar los pilares de hormigón prefabricados?

El montaje de los pilares de hormigón prefabricados se realiza a través de diferentes fases, dependiendo de la morfología y las conexiones utilizadas.

Fases de montaje en seco con morfología con «zapatas»

1. Preparación del asiento de colocación

Durante esta fase, se retira la plantilla de posicionamiento de los tornillos de anclaje, dejando las tuercas y arandelas inferiores para la colocación de las zapatas. Esta preparación es crucial para garantizar un correcto alineamiento del pilar.

2. Manipulación del elemento

  • Enganche – se realiza la inserción del perno y las abrazaderas de seguridad para garantizar la estabilidad durante el levantamiento.
  • Levantamiento y colocación – el pilar se levanta y se coloca sobre la capa inferior de las tuercas y arandelas de los tornillos de anclaje. Durante el descenso, es guiado por los operadores para garantizar una colocación precisa.
  • Alineación y nivelación – se asegura de que el pilar esté perfectamente vertical y a la altura deseada, ajustando las tuercas inferiores.
  • Bloqueo y fijación – se bloquean todas las regulaciones y se fijan definitivamente las tuercas superiores.

3. Preparación de la conexión a tierra:

Se procede con el encofrado de la zona de conexión mediante listones de madera y el sellado de los bordes con espuma de poliuretano para evitar la salida de mortero.

Fases de montaje en seco con morfología sin «zapatas»

1. Preparación del asiento de colocación

En esta fase, dentro de las llamadas preparadas previamente, se coloca una placa de acero, posicionada centralmente con respecto a la sección de contacto. Esto es fundamental para mantener elevado el pilar desde la cimentación.

2. Manipulación del elemento

  • Enganche – se inserta el perno y las abrazaderas de seguridad para garantizar la estabilidad.
  • Levantamiento y colocación – el pilar se levanta y se coloca sobre las placas, alineándolo con precisión respecto a las llamadas. Es esencial la precisión en la ejecución de las llamadas para garantizar la correcta colocación del pilar.
  • Nivelación – utilizando una regla equipada con un nivel de burbuja, se asegura la verticalidad del pilar.
  • Fijación de puntales de empuje – se fijan de forma estable puntales al pilar y a la cimentación para mantener la posición.

3. Preparación de la conexión a tierra

Se procede con el encofrado de la zona de conexión y el sellado de los bordes para evitar la salida de mortero.

En ambos casos, el montaje se completa con el apriete definitivo de los pernos de los tornillos de anclaje y, si es necesario, con el vertido del mortero de relleno entre la base del pilar y la cimentación. Los morteros utilizados deben garantizar resistencia, fluidez y adherencia sin fenómenos de retracción.

Video de un software de cálculo estructural

Ahora te pongo a disposición un video que te muestra cómo puedes aprovechar un software de cálculo estructural para diseñar estructuras con pilares prefabricados de hormigón armado.

Edilus

 

Edilus