Presión lateral del hormigón y separación de tirantes
> En resumen > - La presión lateral lo dirige todo; lo demás se deriva de ella. > - Hay dos regímenes y no se mezclan suavemente. > - Trabaje el cálculo en lugar de copiar una tabla de espaciamiento.
Los fallos de encofrado casi siempre se remontan a una presión lateral subestimada, y la separación de tirantes es donde esa estimación se vuelve herraje. El cálculo no es opcional y no es una constante.
Nuestros propios datos de producción y ensayo están disponibles bajo petición — consulte cómo funciona nuestra fábrica y contacte con el equipo técnico.
Presión lateral es la fuerza ejercida por el hormigón fresco sobre el encofrado, que determina el diseño del espaciamiento de los tirantes. Altura hidrostática se refiere a la profundidad a la que la presión alcanza su valor hidrostático completo, por debajo de la cual la presión aumenta linealmente con la profundidad. Área tributaria significa el área de encofrado soportada por cada tirante, utilizada para calcular la carga sobre tirantes individuales. Factor de colocación y vibración es un coeficiente multiplicador aplicado a la presión lateral calculada para tener en cuenta el método de colocación y compactación del hormigón.
Qué genera la presión lateral
El hormigón fresco se comporta como un fluido mientras se coloca y compacta, y luego empieza a fraguar. Las variables dominantes son el peso unitario (unos 24 kN/m³ para hormigón de peso normal), la velocidad de hormigonado en metros de altura por hora, la temperatura del hormigón, el tipo de cemento y los aditivos, y el método de vibrado.
Los vertidos más rápidos y el hormigón más frío producen mayor presión, porque la capa inferior no ha ganado resistencia antes de colocar más material encima. Los mezclas retrasadas se comportan igual.
Base normativa: EN 13670 — Ejecución de estructuras de hormigón
Los dos regímenes
POR DEBAJO DE UNA ALTURA HIDROSTÁTICA: la presión sube linealmente con la profundidad e iguala el valor hidrostático completo — el hormigón allí sigue siendo fluido.
POR ENCIMA: el hormigón inferior ha empezado a fraguar y soporta parte de la carga, por lo que la curva se aplana y la presión crece solo lentamente con mayor altura.
Los métodos estándar (ACI 347, DIN 18218 y equivalentes) expresan esto como presión frente a velocidad de hormigonado a una temperatura dada, normalmente con una gráfica más una fórmula. DIN 18218 se usa ampliamente a nivel internacional y da valores límite para el hormigón autocompactante, que se comporta cerca de lo hidrostático completo y es el caso más a menudo subestimado.
Una secuencia resuelta
Tome un muro de 4,5 m vertido a 2 m por hora a 15 °C, hormigón de peso normal, vibradores internos.
- Determine la altura hidrostática equivalente a partir de la gráfica del código — para este caso, comúnmente 2,0-2,5 m.
- Aplique el peso unitario: 24 kN/m³ × 2,2 m ≈ 53 kN/m² de presión lateral de diseño en la zona inferior.
- Aplique el factor de colocación y vibrado que exige el código (comúnmente 1,1-1,3).
- Convierta a carga de tirante: presión × área tributaria por tirante. Con tirantes a 0,8 m × 0,8 m, el área tributaria es 0,64 m², así que cada tirante soporta aproximadamente 34 kN antes del factor.
- Compárelo con la capacidad nominal de la barra y mantenga la carga de trabajo por debajo del coeficiente de seguridad del código. Para una barra DW15 clase 8.8 en el rango permitido de 90-150 kN, 34 kN es cómodo; el mismo tirante a separación de 0,5 m en un vertido rápido y frío sale de esa zona de confort rápidamente.
Reglas prácticas que evitan sorpresas
Separación más cerrada abajo, más abierta arriba: el perfil de presión no es uniforme, así que una separación uniforme desperdicia capacidad arriba y sobrecarga abajo.
Aumente el margen para: velocidades de hormigonado superiores a 2 m/h, hormigón por debajo de 10 °C, mezclas autocompactantes, vibrado con aguja larga y muros gruesos.
No reutilice la tasa del último proyecto. Un cambio de mezcla, una mañana más fría o una nueva cuadrilla de bombeo mueve las cifras.
Compruebe la capacidad del panel y del larguero, no solo del tirante. Un tirante con capacidad correcta sobre un larguero mal dimensionado sigue fallando en el larguero.
Trate el tirante como tensión y el larguero como una viga. La mayoría de los reventones reportados son fallos de larguero o panel que enmascaró la capacidad del tirante.
Base normativa: ACI 347 — Guía de encofrado para hormigón
Documentación
Conserve juntos el cálculo de presión, el plano de separación de tirantes, el certificado de capacidad de tirantes y el registro de velocidad de hormigonado. Cuando algo se mueve durante un vertido, la primera pregunta siempre es cuál de esos cuatro números estaba mal.
| Espaciado de los tirantes | Presión lateral de diseño (kN/m²) | Consecuencia para la integridad estructural |
|---|---|---|
| 0,8 m × 0,8 m | 53 kN/m² | Carga aceptable, dentro del coeficiente de seguridad |
| 0,5 m × 0,5 m | 53 kN/m² | Sobrecarga de los tirantes, riesgo de fallo |
| Variable (más estrecho en la parte inferior) | 53 kN/m² | Optimiza la distribución de cargas y evita la sobrecarga |
| Uniforme (igual en la parte superior e inferior) | 53 kN/m² | Desaprovecha capacidad en la zona superior y sobrecarga la inferior |
| Ajustado para vertido rápido | 53 kN/m² | Evita la sobrecarga y garantiza la seguridad |
| Ajustado para hormigón frío | 53 kN/m² | Evita la sobrecarga y garantiza la seguridad |
Referencias y normas.
- EN 13670 — Ejecución de estructuras de hormigón
- ACI 347 — Guía de encofrado para hormigón
- OSHA 1926.703 — Equipos y encofrado para hormigón
- OSHA — temas de seguridad y salud en el trabajo con hormigón
- EN 14399-1 — Conjuntos de elementos de fijación de alta resistencia para estructuras
- ISO 16047 — Tornillos de cabeza hexagonal y tuercas hexagonales
Sobre nosotros: Este artículo trata sobre el cálculo de la presión lateral del hormigón y su impacto en el espaciamiento de los tirantes. Nuestro equipo de ingeniería tiene amplia experiencia en el diseño y ensayo de encofrados. Nuestro página de contacto ofrece una línea directa a nuestro soporte técnico, y los página sobre nosotros documentan nuestros procesos de producción y ensayo. Este artículo fue revisado por el equipo de ingeniería de encofrados Qianheng.