Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción. Funciones (I) Clasificación tipológica (I) Normativa de referencia.

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1 Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcción _Visita Jueves 10 de noviembre de 005_ GENERALIDADES Forjados de edificación En estructuras convencionales, representan aproximadamente un 50% del coste de la misma Deficiencias: Riesgo para la integridad de las personas Daños en elementos no estructurales como tabiques (responsabilidad civil. Costes elevados) Reparación de elevado coste económico. Medidas preventivas Conferenciante: Luis Vega Catalán _ arquitecto GENERALIDADES GENERALIDADES Clasificación tipológica (I) Por el sistema de transmisión de cargas Unidireccionales Bidireccionales Por el sistema de fabricación y/o ejecución In situ Prefabricados (parcial o totalmente) Por su constitución: Losa (maciza o aligerada) Nervado,... Por los materiales empleados en su fabricación: Hormigón (armado o pretensado) Metálico Madera Mixto,... Funciones (I) Función resistente Transmisión de las cargas verticales (peso propio + cargas permanentes + cargas variables) hasta cimentación (a través de vigas y soportes) Transmisión de esfuerzos horizontales a la estructura vertical (pórticos o pantallas). Efecto diafragma Rigidez transversal a las vigas (torsión de equilibrio - torsión de compatibilidad) Evitar el pandeo lateral de las vigas (est. metálica) GENERALIDADES GENERALIDADES Funciones (II) Función separadora Aislamiento acústico (ruido aéreo, impacto) Aislamiento térmico Función separadora en caso de incendio Durabilidad Comportamiento frente al fuego Normativa de referencia Instrucción de hormigón estructural EHE (Ministerio de Fomento: Diciembre 1998) Instrucción para el proyecto y ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados EFHE (Ministerio de Fomento). Especifica para forjados prefabricados (parcial o totalmente) R.D. 1630/80, de 18 de Julio, sobre fabricación y empleo de elementos resistentes para pisos y cubiertas. O.M. 9/11/89, sobre los modelos de fichas técnicas 1

2 INSTRUCCIÓN DE FORJADOS MATERIAS PRIMAS Campo de aplicación Recepción y almacenamiento de materias primas Forjados de viguetas Canto total 0,5 m Forjado de viguetas armadas Forjado de viguetas pretensadas Luz de tramo 10 m Separación entre viguetas 1 m Forjados de losas alveolares pretensadas Canto total de la losa 0,5 m Luz de tramo 0 m Anchura 1,40 m (losas sin armadura de reparto) Excluye expresamente a forjados ejecutados en obra, como a los constituidos por otros elementos prefabricados, (p.e.: placas pi,...) MATERIAS PRIMAS PRETENSADO Características mecánicas de los materiales Tendido de alambres y anclaje PRETENSADO PRETENSADO Tesado de armaduras Anclaje

3 Instalaciones Instalaciones Máquinas ponedoras Máquinas estrusoras CURADO CURADO Curado por temperatura Curado por temperatura 3

4 Control no destructivo Durabilidad: Recubrimientos mínimos Recubrimiento mínimo, en mm Clase de exposición Elementos prefabricados Elementos hormigonados en obra f ck <40 N/mm² f ck 40 N/mm² f ck <40 N/mm² f ck 40 N/mm² I IIa IIb IIIa En el caso de viguetas o losas alveolares con f ck 40N/mm², que estén en posesión de un distintivo oficialmente reconocido año que garantice una constante de carbonatación inferior a 1,6 mm /, podrá reducirse en 5 mm el recubrimiento mínimo especificado para las clases II a y II b. Control no destructivo Control destructivo Control destructivo Control destructivo 4

5 Acciones Las cargas derivadas del proceso de ejecución (p.e.: apuntalado y desapuntalado de plantas superiores) pueden producir las combinaciones de acciones más desfavorables Combinación de acciones: EHE Coeficientes parciales de seguridad; Momentos positivos: γ g = 1,35 γ q = 1,50 Momentos negativos: EHE según nivel de control Esfuerzos cortantes y rasante: Forjados de viguetas autorresistentes y de losas alveolares γ g = 1,35 γ q = 1,50 Forjados de viguetas en continuidad Disminución de 0,05 respecto a EHE (no inferiores a γ g =1,35 γ q =1,5) Acciones Para poder aplicar los coeficientes de seguridad deberá figurar específica y obligatoriamente en los partes o informes de inspección por lote correspondientes al nivel de control de ejecución de que se trate (uno para control reducido, dos para control normal y tres para control intenso) la revisión en obra de los siguientes aspectos: las condiciones de apoyo y entrega de las viguetas y de las losas alveolares pretensadas el canto total del forjado, tipo y geometría de la bovedilla y de la pieza resistente la separación entre sopandas y proceso de apuntalado la calidad, diámetro y posición de la armadura de negativos el estado de limpieza de la superficie de contacto a rasante el vertido, compactación y curado del hormigón ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS Condiciones de aplicación Tipología del forjado: Forjado de viguetas pretensadas Canto total 350 mm Espesor mínimo del alma de la vigueta 60 mm Ensayos de control: Para cada tipo de forjado, dos cantos (máximo y mínimo). Dos modelos por 150 mm 3,5 h 3,5 h 150 mm canto Figura extraída del libro Proyecto y cálculo de estructuras de J. Calavera Certificado de garantía del fabricante Control de recepción de elementos: Control documental (I) Antes de la recepción de los elementos se solicitarán del constructor las Autorizaciones de uso de los forjados se comprobará su vigencia y que las características físico-mecánicas del tipo elegido son iguales o superiores a las prescritas en el proyecto de ejecución En la recepción de cada suministro Marcado (elementos resistentes: identificación del fabricante, tipo de elemento, fecha de fabricación y longitud). Correspondencia con hoja de suministro Características geométricas y armado Correspondencia con Aut. Uso CONTROL DE RECEPCIÓN CONTROL DE RECEPCIÓN Control de recepción de elementos: Control documental (II) Elementos resistentes Justificación documental del control interno (o certificado de posesión de distintivo reconocido) Certificado de garantía del fabricante cuando los valores de cortante o rasante tengan base experimental Piezas de entrevigado certificación documental del fabricante basada en ensayos sobre el cumplimiento de carga de rotura a flexión. Si la pieza de entrevigado es cerámica, deberá figurar también la expansión por humedad (Norma UNE :99) Si la pieza de entrevigado no son cerámicas o de hormigón, garantía documental del fabricante, basada en ensayos, de que su comportamiento de reacción al fuego alcance al menos una clasificación M1, de acuerdo con UNE

6 DOCUMENTACIÓN DEL FORJADO Documentación del forjado para su ejecución (I) En la memoria las acciones consideradas en el cálculo, especificando al menos las sobrecargas previstas del forjado y la carga total; los coeficientes parciales de seguridad adoptados y los niveles de control establecidos; las características del hormigón vertido en obra y de las armaduras de acero; las solicitaciones más desfavorables en cada tipo de nervio del forjado; la indicación expresa, en su caso, de aquellos elementos componentes de un sistema de forjado que estén en posesión de un distintivo de calidad reconocido; en su caso, la necesidad de exigencia de los certificados de garantía de la capacidad a cortante o a rasante del forjado, firmados por persona física, y a los que se hace referencia en y 14.3., respectivamente. DOCUMENTACIÓN DEL FORJADO Documentación del forjado para su ejecución (II) En los planos (I) los planos de ejecución del forjado, firmados, o en su caso conformados, por el Director de obra. Si los planos del forjado son realizados por el Proyectista o por el Director de Obra, como proyectista, llevarán la firma correspondiente. Si el autor del proyecto, no fuera ninguno de los anteriores (consultor, prefabricador, etc.) los planos llevarán la firma de la persona física que los haya realizado y ostentarán el conforme del Director de Obra; el canto total del forjado y el espesor de la losa superior hormigonada en obra; las dimensiones y situación de los huecos para el paso de instalaciones si tienen trascendencia estructural, indicando la forma de resolverlos; DOCUMENTACIÓN DEL FORJADO Documentación del forjado para su ejecución (III) En los planos (II) el tipo de elemento que debe colocarse en cada zona, indicando, si procede, el espesor de la losa superior hormigonada en obra. En el caso de forjados de viguetas se indicará, además, las separaciones entre elementos, la forma, las dimensiones y el material de las piezas de entrevigado; la longitud, la posición y los diámetros de las armaduras que deben colocarse en obra; los apuntalados necesarios en cada crujía y, en su caso, la separación máxima entre sopandas; los detalles de los enlaces del forjado con la estructura principal y de las zonas macizadas. Documentación final de obra (I) DOCUMENTACIÓN DEL FORJADO La documentación final de obra incluirá un apartado referente al forjado con la información siguiente: Copia de las fichas de características técnicas del forjado utilizado, en las que figure el sellado de la Autorización de Uso concedida. Planos actualizados de los forjados realmente ejecutados, en los que se reflejen las modificaciones introducidas durante la ejecución, si las hubiere. Si las piezas de entrevigado son cerámicas, resultados del ensayo de dilatación potencial emitido como máximo seis meses antes de la fecha de empleo, en un laboratorio acreditado. Si las piezas de entrevigado son de poliestireno, certificado de su comportamiento de reacción al fuego. Documentación final de obra (II) DOCUMENTACIÓN DEL FORJADO Certificado acreditativo de estar en posesión de un distintivo reconocido o en su defecto justificación documental firmada por persona física del control interno de fabricación de los elementos resistentes del forjado, viguetas y/o losas, aportada por el fabricante y que contendrá como mínimo: Resultados del control interno del hormigón del último mes. Resultados del control interno del producto acabado (flexión y cortante) de los últimos seis meses Resultados del control de recepción. Resultados del control de ejecución del forjado realizado. Certificado, emitido por el fabricante y firmado por persona física, de los elementos constituyentes del forjado, indicando en su caso la conformidad de lo suministrado con la Autorización de Uso. Acciones (I) Las situaciones de proyecto que deben considerarse : situaciones permanentes, que corresponden a las condiciones de uso normal del forjado; En las solicitaciones de cálculo del forjado deben tenerse en cuenta los efectos provenientes de la acción horizontal sobre el edificio. situaciones transitorias, como son las que se producen durante la construcción o reparación del forjado; cargas derivadas del apuntalado y desapuntalado de las plantas superiores que, en ocasiones, pueden producir la combinación de acciones más desfavorable. situaciones accidentales, que corresponden a condiciones excepcionales aplicables al forjado. 6

7 Análisis de solicitaciones: Acciones horizontales En las solicitaciones de cálculo del forjado deben tenerse en cuenta los efectos provenientes de la acción horizontal sobre el edificio PESO PROPIO DEL ELEMENTO RESISTENTE BOVEDILLAS + H. IN SITU SECCIÓN RESISTENTE R. SOPANDAS C. PERMANENTES + SOBRECARGAS ESTADO LÍMITE DE FISURACIÓN Momento de comprobación Determinación simplificada Flexión positiva Forjados sin sopandas + L L0 M = α( g1 + g ) + ( g3 + q) 8 8 Forjados con sopandas + L L0 M = αg1 + ( α(1 K1) + K1) + g + g3 + q 8 Flexión negativa - M = K ' L 0 ( g + g3 + q) 8 [ ] 8 Momento de comprobación Caso K 1 K Sin sopandas 0 0 Unafilade sopandas 5 ( α 1 ) g ( ) 1,5 1, α g 1 + g + g 3 + q Dos filas de sopandas a 0,98 0,98 tercios de la luz Dos filas de sopandas a 0,4 0,06 1,06 L de cada apoyo Treso másfilasde 1 1 sopandas ESTADO LÍMITE DE DEFORMACIÓN ESTADO LÍMITE DE DEFORMACIÓN Relaciones de esbeltez recomendadas En los forjados de viguetas con luces menores que 7 m y en los forjados de losas alveolares pretensadas con luces menores que 1 m, y sobrecargas no mayores que 4 kn/m², no es preciso comprobar si la flecha cumple con las limitaciones establecidas, si el canto total h es mayor que el mínimo h min dado por: h min = δ 1 δ L / C ; δ 1 = (q/7) 1/ δ = (L/6) 1/4 Tabla de coeficientes C Tipo de forjado Tipo de carga Tipo de tramo Aislado Extremo Interior Con tabiques o muros Forjados de viguetas armadas Cubiertas Con tabiques o muros Forjados de viguetas pretensadas Cubiertas 6 9 Con tabiques o muros Losas alveolares pretensadas (*) Cubiertas Flecha activa: Flechas instantáneas debidas a: La tabiquería El solado La sobrecarga de uso Flechas diferidas debidas a: El forjado, producida a partir de la construcción de la tabiquería La tabiquería El solado Fracción de sobrecargas considerada de larga duración 7

8 / g CONTROL DE RECEPCIÓN Control de recepción de elementos: Control visual características Fisuras, coqueras u otros defectos superficiales que puedan afectar a su capacidad resistente; DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS Condiciones geométricas Losa superior hormigonada in situ50 mm sobre piezas de entrevigado en el caso de zonas con aceleración sísmica de cálculo mayor que 0,16 g. Sección transversal de la junta entre losas alveolares > 30 o/ > o - 0 m m > o / - 0 d > 30 > 30 > 35 > 35 > 30 > 30 > 5 > d g CONTROL DE RECEPCIÓN CONTROL DE RECEPCIÓN Compatibilidad entre elementos (I) Forjados de vigueta y bovedilla Compatibilidad entre elementos (II) Forjados de losas alveolares Transporte y almacenamiento Evitar esfuerzos no previstos en cálculo que puedan dañar el elemento Montaje Identificación Condiciones de elevación 8

9 Torsión en vigas Montaje Colocación de elementos Interejes Estado de las bovedillas Apuntalamiento Nivelación de sopandas Durmientes de reparto Longitud y arriostramiento de puntales Entablado completo Enlaces y apoyos en forjados de viguetas (I) Los apoyos pueden ser: Directos: cuando el forjado se enlaza a la cadena de atado de un muro o a una viga de canto netamente mayor que el del forjado Indirectos; cuando el forjado se enlaza a una viga plana, cabeza de viga mixta, brochal, etc., del mismo canto que el forjado Los enlaces pueden ser por: Entrega de la vigueta Penetración armadura saliente Solapo DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS Materialización de enlaces o apoyos (I) Dimensionar adecuadamente las uniones Transmisión de esfuerzos. Comportamiento - modelización l l' Vd l = lb 100 mm A f s yd Vd l' = 100 mm pτ rd Materialización de enlaces o apoyos (II) Nervios enfrentados perpendicularmente Materialización de enlaces o apoyos (III) Apoyos de elementos superficiales (losas alveolares pretensadas) Viguetas cortas o largas Md Vd 9

10 Enlaces y apoyos en forjados de losas alveolares (II) Los apoyos pueden ser : Directos DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS l 1 Materialización de enlaces o apoyos (IV) Coacciones no deseadas l 1 MORTERO APOYO ELASTOMÉTRICO Indirectos: con armaduras alojadas en las juntas o en los alveolos mediante corte local de la losa superior l 1 N sdt b Nsdf h d o Nsdb MORTERO JUNTA DE APOYO PROVISIONAL DURANTE EL A Tramo extremo B Coacción lateral al giro en un lateral C Viga muy deformable en un apoyo /3 a c a N sdb Efecto diafragma. Colapso progresivo sistema de atado Colocación de armaduras Distribución racional; Posicionamiento (sobretodo en los enlaces) Recubrimientos (separadores) Hormigonado y curado Especificación del hormigón (resistencia, tamaño máximo del árido, consistencia) Estado de la superficie de los elementos resistentes (limpieza, humectación,...) Compactación Desapuntalamiento Secuencia de desapuntalado Vanos interiores: del centro hacia los apoyos Voladizos: desde el extremo del mismo hacia el arranque Evitar impacto de sopandas y puntales contra el forjado 10