Proyecto básico: Forjado mixto para edificios de varias plantas para uso comercial y residencial

Transcripción

1 Proyecto básico: Forjado mixto para edificios de varias plantas para uso comercial y Describe los diferentes tipos de losas mixtas en edificios de varias plantas, resume sus ventajas, describe los temas claves en el diseño y presenta información para el diseño inicial. Índice 1. Tipos de construcción 2 2. Ventajas del uso de losas mixtas 4 3. Consideraciones de diseño 4 Página 1

2 1. Tipos de construcción Las losas mixtas son forjados de canto relativamente reducido, que utilizan chapas nervadas de acero, tanto como apoyo temporal del hormigón vertido sobre ellos, así como elemento mixto diseñado para resistir las sobrecargas. La losa se apoya directamente sobre las vigas, muros de fábrica o de hormigón. En general, existen dos tipos de losas mixtas: Losas de poco canto, con cantos entre 100 y 180 mm por lo general Losa de gran canto, con cantos entre 280 y 350 mm por lo general El canto de la chapa de acero varía entre 35 a 80 mm para chapas delgadas, y entre 200 a 225 mm para chapas de mayor canto. En la Figura 1.1 se muestran secciones transversales típicas de losas mixtas. Se pueden utilizar tanto la chapa trapezoidal como la chapa en cola de milano, la chapa en cola de milano está disponible ampliamente en toda Europa. Para mejorar la acción compuesta con el hormigón vertido in-situ, se hacen relieves en la chapa. La gama de usos de losas mixtas se presenta en la Tabla 1.1. Las losas mixtas se pueden diseñar para actuar como parte de un sistema de vigas mixtas usando conectores. En la Figura 1.2 se muestra una viga de borde utilizada en construcción mixta. Se utilizan losas de un mayor canto como parte de un sistema de forjado de canto reducido, tal como se ilustra en la Figura 1.3. Canto del perfil Canto de la losa (a) (b) (c) Clave: (a) Perfiles en cola de milano (b) Perfiles trapezoidales (c) Perfiles de gran canto Figura 1.1 Tipos de losas mixtas. (Obsérvese que no todos los productos están actualmente disponibles en toda Europa) Página 2

3 Tabla 1.1 Campo de aplicación de losas mixtas. Forma de chapa Canto del perfil Canto de la losa Longitud del vano (m) 1. Perfiles en cola de milano ,5 2. Perfiles trapezoidales ,5 4,5 3. Perfiles de gran canto ,5 8,5 Figura 1.2 Partes de una construcción mixta Figura 1.3 Construcción de forjados de canto reducido utilizando chapas de gran canto Página 3

4 2. Ventajas del uso de losas mixtas Las ventajas del uso de losas mixtas en construcción, se pueden resumir como sigue: Rapidez de construcción No se requiere apuntalamiento temporal para las longitudes de vano usualmente utilizadas - ver la Tabla 3.1 Peso reducido 2,0 a 3,5 kn/m 2 (40-60% del peso de una losa plana de hormigón armado) Transmisión de fuerzas horizontales La chapa de acero trabaja como una plataforma segura de trabajo Resiste cargas de viento, tanto para condiciones temporales como permanentes Rápida instalación de la chapa de acero Resistencia al fuego Resistencia de R30 a R120, dependiendo del canto de la losa y su refuerzo Aislamiento acústico Reducción de 56 a 60 db del ruido, lo cual se logra con una capa superficial resiliente y un techo 3. Consideraciones de diseño El diseño de una losa mixta para condiciones temporales depende del peso propio de ésta y de las cargas temporales durante la construcción, que pueden variar entre 0,75 y 1,5 kn/m 2, las cuales representan las cargas aplicadas durante el vertido de hormigón. La acción compuesta depende de la resistencia al corte de la unión o adherencia entre el hormigón y el perfil de acero, el cual proporciona la resistencia a las sobrecargas posteriores. Normalmente la acción compuesta es suficientemente buena, por lo tanto, son las condiciones de construcción las que gobiernan el diseño de la losa. La resistencia al fuego se puede lograr utilizando diferentes tamaños de la malla de refuerzo. La Tabla 3.1 presenta las luces típicas en la utilización de losas mixtas en varios vanos. Chapas de 50 a 60 mm de canto requieren vigas secundarias a espaciamientos determinados para adecuarse a la distribución estructural. Estas son utilizadas normalmente sin apuntalamiento (sin apuntalamiento temporal), tanto por rapidez como por simplicidad de construcción, en cuyo caso el espesor típico de la chapa de acero está entre 0,9 y 1,2 mm. Para construcciones apuntaladas, se pueden utilizar chapas de poco espesor (tan bajo como 0,7 mm). Con el uso de chapas de mayor canto se puede evitar el uso de vigas secundarias, especialmente cuando se apuntalan durante la etapa de construcción. Los diferentes fabricantes suministran una amplia variedad de tablas de diseño para sus productos. Los requisitos para resistencia al fuego, en términos de un mínimo canto de losa y tamaño del refuerzo se presentan en la Tabla 3.2, los cuales están basados en resultados obtenidos en ensayos de resistencia al fuego. La cantidad de refuerzo depende de las normativas nacionales, mientras que el canto mínimo de la losa se obtiene de la EN Para longitudes o cantos de losa que estén fuera de estos rangos, se puede utilizar el método de ingeniería de seguridad ante incendio señalado en la EN Página 4

5 Tabla 3.1 Longitudes típicas para losa mixta Longitud máxima (m) Tipo de losa Canto del perfil Canto de la losa Sin apuntalamiento t = 0,9 mm t = 1,2 mm Con apuntala miento 100 3,5 3, ,9 4, ,7 3,0 4, ,8 3,6 4,0 4, ,5 5,0 7,0 8,0 t = espesor del acero (grade S350) Sobrecarga = 3kN/m 2 más 1kNm 2 para tabiquerías, etc. Tabla 3.2 Requisitos típicos de resistencia al fuego para losas mixtas. Tipo de losa Resistencia al fuego Mínimo canto de losa Refuerzo mínimo R A142 R A193 R A252 R A142 R A193 R A252 R barra de 16 mm R barra de 25 mm R barra de 32 mm Todos los datos son para longitudes máximas para construcción sin puntales Los requerimientos de refuerzo dependen de las normas nacionales A142 = 142mm 2 /m de refuerzo en la losa Sobrecargas = 3 kn/m 2 más 1 kn/m 2 para tabiquería, etc. Página 5

6 Registro de calidad TÍTULO DEL RECURSO Proyecto básico: Forjado mixto para edificios de varias plantas para uso comercial y Referencia(s) DOCUMENTO ORIGINAL Nombre Compañía Fecha Creado por R.M. Lawson SCI Enero 05 Contenido técnico revisado por G.W. Owens SCI Mayo 05 Contenido editorial revisado por D.C. Iles SCI Mayo 05 Contenido técnico respaldado por los siguientes socios de STEEL: 1. Reino Unido G.W. Owens SCI 26/5/05 2. Francia A. Bureau CTICM 26/05/05 3. Suecia A. Olsson SBI 26/05/05 4. Alemania C. Mueller RWTH 11/5/05 5. España J. Chica Labein 20/5/05 6. Luxemburgo M. Haller PARE 26/05/05 Recurso aprobado por el Coordinador técnico G.W. Owens SCI 09/05/06 DOCUMENTO TRADUCIDO Traducción realizada y revisada por: eteams International Ltd. Recurso de traducción aprobado por: Labein 20/09/05 Página 6