Industria y Materiales
Los Forjados
DEFINICIÓN.
Los forjados constituyen elementos constructivos superficiales planos, resistentes (función estructural), y generalmente horizontales.
| Funciones |
Arquitectónicas | División el espacio en vertical | ||
| Estructurales | Sostén de cargas | |||
| Rigidez | ||||
| Monolitismo | ||||
| Encadenado | ||||
| Constructivas Habitabilidad | Aislamiento Térmico | |||
| Aislamiento Acústico | ||||
| Protección contra incendios | ||||
| Soporte de pavimento o de la cobertura | ||||
| Definir el techo o soportar el falso techo | ||||
| Albergar instalaciones |
FUNCIÓN ARQUITECTÓNICA.
Subdividir el espacio verticalmente generando diversos planos de utilización.
Ilustración 1. Estructura prefabricada de viviendas Dominó. Le Corbusier 1914.
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FUNCIÓN ESTRUCTURAL.
Resistir las CONCARGAS Y SOBRECARGAS correspondientes a su uso, con el adecuado coeficiente de seguridad
No sobrepasar determinadas DEFORMACIONES ni VIBRACIONES
TRANSMITIR LAS CARGAS VERTICALES a través de los pilares hasta la cimentación y el terreno
Constituir PANTALLAS para compatibilizar deformaciones horizontales
Constituir los DIAFRAGMAS DE RIGIDIZACIÓN HORIZONTAL de los elementos estructurales verticales, con la consiguiente reducción de la longitud de pandeo de pilares
Para cumplir todas estas funciones estructurales se deben satisfacer tres condiciones:
Rigidez a flexión
Monolitismo
Encadenado
FUNCIÓN ESTRUCTURAL. RIGIDEZ A FLEXIÓN
Un indicador de la rigidez a flexión, es la relación f/L, entre la flecha f, deflexión producida por la carga de cálculo q, y la luz L del forjado, distancia entre pilares. (Es decir a mayor rigidez menor f/L)
FLECHA TOTAL A PLAZO INFINITO, producida por la totalidad de las cargas actuantes.
FLECHA ACTIVA es la que afecta a un determinado elemento constructivo.
Limitaciones de flecha activa, según EH-91:
| Si el forjado sustenta, o descansa, en elementos no estructurales, LA FLECHA ACTIVA se limitará a: | ||
| Para forjados en general que sustentan tabiques y particiones con ladrillos cerámicos recibidos con morteros o pastas de yeso | L/400 y L/800 + 0,6 cm | |
| Si el forjado sustenta, o descansa, en otros elementos especialmente sensibles (tabiques muy rígidos, muros de cerramiento de fábrica, etc.) | L/500 y L/1.000 + 0,5 cm | |
| Si el forjado no sustenta, ni descansa, en elementos constructivos diferentes de los estructurales, LA FLECHA TOTAL A PLAZO INFINITO no superará: | L/250 ni L/500 + 1 cm |
En las expresiones anteriores L es la luz del tramo y, en el caso de voladizo, 1,6 veces el vuelo.
FUNCIÓN ESTRUCTURAL
| MONOLITISMO Aunque el forjado esté constituido por diversos componentes todos ellos se enlazan de forma monolítica constituyendo una única pieza que en general se consigue con la construcción de una losa de compresión de espesor suficiente (4cm). |
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| ENCADENADO Se garantiza la transmisión de esfuerzos horizontales entre los distintos tramos estructurales horizontales. Para ello, todo forjado deberá rematarse perimetralmente con zunchos o vigas de borde. |
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FUNCIÓN CONSTRUCTIVA. HABITABILIDAD
Como elemento constructivo deberá responder adecuadamente a las siguientes apartados:
Aislamiento térmico (NBE-CT-79)
Aislamiento acústico (NBE-CA-88)
Comportamiento ante el fuego (NBE-CPI-96)
Soporte de pavimento o de la cobertura (NTE-Q)
Definir el techo o soportar el falso techo (NTE-R)
Albergar instalaciones (NTE-I)
TÉRMICO (NBE-CT-79) AISLAMIENTO
Objetivos:
Lograr un ahorro energético
Garantizar el confort térmico de los usuarios
Mejorar la durabilidad del edificio
¿Como se cumplen?
COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN GLOBAL DEL EDIFICIO KG resultante de la media ponderada de los coeficientes de transmisión de todos los elementos de separación con el exterior (NTE-CT-79)
COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CADA UNO DE LOS DISTINTOS ELEMENTOS de separación con el exterior. La resistencia térmica R será el valor inverso de K.
ADECUADA COMPOSICIÓN CONSTRUCTIVA.
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Coeficiente de transmisión de calor. |
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AISLAMIENTO ACÚSTICO (NBE-CA-88)
Objetivos:
Proteger a los usuarios de un recinto de niveles de ruido excesivos, ya procedan del exterior como de otros recintos del mismo edificio.
Según la NB-CA-88, el aislamiento acústico exigible a un forjado es doble:
Aislamiento a ruido aéreo R>= 45 dBA
Nivel de ruido de impacto Ln<= 80 dBA
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Aislamiento acústico normalizado. |
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COMPORTAMIENTO ANTE EL FUEGO (NBE-CPI-96).
El objetivo es confinar y controlar el fuego en sectores de incendio configurados por elementos constructivos para permitir la evacuación.
Se establece el comportamiento ante el fuego de:
Materiales
Elementos constructivos
Comportamiento ante el fuego de los materiales. Clases:
M0 Material no combustible ante la acción térmica.
M1 Material combustible pero no inflamable, lo que implica que su combustión no se mantiene cuando cesa la aportación de calor desde un foco exterior.
M2 Material combustible con inflamabilidad moderada.
M3 Material combustible con inflamabilidad media.
M4 Material combustible con inflamabilidad alta.
| <Combustible> | No | M0 | ||||||||
| Si | <Inflamable> | No | M1 | |||||||
| Si | Baja | M2 | ||||||||
| Media | M3 | |||||||||
| Alta | M4 |
El Comportamiento ante el fuego de los elementos constructivos se caracteriza por el tiempo durante el cual dicho elemento mantiene las condiciones siguientes:
Estabilidad o capacidad portante
Ausencia de emisión de gases en la cara no expuesta
Estanqueidad al paso de llamas o gases calientes
Resistencia térmica suficiente para impedir que se produzcan en la cara no expuesta temperaturas superiores a las que se establecen en la norma UNE 23.093
Cuando se exija ESTABILIDAD AL FUEGO (EF) será aplicable la condición a),
En el caso de PARALLAMAS (PF) serán aplicables las condiciones a), b), c)
En el caso de RESISTENCIA A FUEGO (RF) todas las condiciones.
La escala de tiempos es de 15, 30, 60, 90, 120, 180 y 240 minutos.
RF es exigible a los elementos constructivos, EF es exigible a la estructura. La estabilidad al fuego de un forjado es función del uso del recinto inferior del mismo y de la máxima altura de evacuación del edificio. Cuando el forjado separe sectores de incendio, su RF será al menos igual a la EF exigible.
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN FORJADO UNIDIRECCIONAL
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VIGUETAS
PIEZAS DE ENTREVIGADO (Bovedillas)
Aligerar el peso del forjado
Servir de encofrado perdido a la losa de hormigón superior
Procurar un acodalamiento transversal de las viguetas
Favorecer el aislamiento térmico de los forjados actuando como cámaras de aire.
Servir de elemento soporte para los revestimientos inferiores.
ARMADURA COLOCADA EN OBRA
HORMIGÓN IN SITU PARA RELLENO DE NERVIOS Y LOSA SUPERIOR (Capa de compresión).
CONDICIONES GENERALES DEL FORJADO. CONDICIONES GEOMÉTRICAS
La sección transversal del forjado cumplirá: (art.4º EF-96)
El espesor mínimo de la losa de hormigón será:
- 3 cm sobre viguetas
- 4 cm sobre piezas de entrevigado
- 5 cm en los demás casos
El perfil de la pieza de entrevigado será tal que, a cualquier distancia c de su eje vertical de simetría, h sea superior a:
c/8 en piezas de entrevigado resistente
c/6 en piezas de entrevigado aligerantes o si no existen
En el caso de viguetas sin armaduras transversales de conexión con el hormigón in situ, el perfil de la pieza de entrevigado dejará a ambos lados de la cara superior de la vigueta un paso al menos de 3 cm.
Representación del esquema de cálculo
Representación del plano de obra.
TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES DE FORJADOS
| TIPO | SUBTIPO | COMPONENTES | ELEMENTOS | |||||||
| Forjados | Unidireccionales | Elemento resistente. Vigueta/LOSA | Acero | |||||||
| Hormigón | Autorresistente | |||||||||
| Semirresistente | ||||||||||
| Pretensado | ||||||||||
| Losas | ||||||||||
| Pieza entrevigado (Bovedilla) | Cerámico | |||||||||
| Hormigón | ||||||||||
| Poliestireno | ||||||||||
| Hueco | ||||||||||
| Losa superior / capa compresión | "4 cm | |||||||||
| Armadura de obra | " > 4 mm | |||||||||
| # mallazo < 35 cm | ||||||||||
| Bidireccionales | Reticulares | Losa compresión | ||||||||
| Nervios | ||||||||||
| Capitel | ||||||||||
| Ábaco | ||||||||||
| Pieza entrevigado (Bovedillas) | Recuperable (Casetones) | |||||||||
| No recuperable | ||||||||||
| Placas | Uniformes | |||||||||
| Nervadas |
Forjados unidireccionales. VIGUETAS METÁLICAS.
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| VENTAJAS:
| INCONVENIENTES:
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Forjados unidireccionales. viguetas de hormigón.
Los forjados de viguetas de hormigón pueden ser de dos tipos diferentes:
| -Forjados de viguetas resistentes o autoresistentes.
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| -Forjados de viguetas semirresistentes.
| A su vez cada uno de estos tipos tienen dos subgrupos:
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Forjados unidireccionales. losas alveolares y nervadas.
Las LOSAS, como los forjados de viguetas, son desde el punto de vista resistente UNIDIRECCIONALES, es decir, se caracterizan por resistir a flexión en una sola dirección, dadas sus condiciones de apoyo y disposición de armaduras.
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Losa nervada. |
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Forjados bidireccionales. placas.
Las PLACAS son estructuras superficiales, planas, que trabajan a torsión y flexión en dos direcciones, y que por sus condiciones de apoyo y disposición de armadura trabajan en dos direcciones. (Las placas tienen flexión esférica).
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| PLACAS MACIZAS.
| PLACAS ALIGERADAS
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FORJADOS BIDIRECCIONALES. PLACAS.
ABACO: zona de una placa alrededor de un soporte o su capitel que se resalta, o si se trata de una placa aligerada se maciza sin o con resalto.
En placas macizas puede no existir, y si existe, puede ir acompañado de capitel.
En placas aligeradas (reticulares), su existencia es preceptiva, pudiendo ir acompañado o no de capitel.
Para alejar el riesgo de punzonamiento se suele ensanchar la cabeza del pilar constituyendo el CAPITEL.
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FORJADOS BIDIRECCIONALES. PLACAS aligeradas. reticulares.
Estos están armados dos direcciones, generalmente ortogonales (reticulares).
Parámetros básicos de un forjado reticular:
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Separación o intereje entre ejes de nervios (e " 80 cm).
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Espesor de los nervios (b " 10 cm).
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Canto total de la placa (H = h+3).
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Altura del bloque aligerante (h).
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Espesor de la placa de compresión (c " 3 cm).
FORJADOS BIDIRECCIONALES. Tipologías de forjados reticulares.
1. Con bloque aligerante perdido.
2. Con bloque aligerante recuperable de plástico o metal.
FORJADOS BIDIRECCIONALES. reticulares. CASETON PERDIDO.
FORJADOS BIDIRECCIONALES. reticulares. CASETON PERDIDO.
FORJADOS BIDIRECCIONALES. reticulares. CASETON RECUPERABLE.
ELEMENTOS SINGULARES: VOLADIZOS Y BROCHALES
Voladizos
Se denomina voladizo a la parte del forjado que sobresale de la cara exterior de la estructura, superando el plano de fachada.
Precauciones especiales:
Las armaduras necesarias para la absorción de momentos negativos deben colocarse EN POSICIÓN CORRECTA
Dichas armaduras deben prolongarse al menos el máximo de DOS VECES EL INTEREJE (A) o el vuelo (V).
Debe disponerse siempre un ZUNCHO DE BORDE.
Es recomendable MACIZAR DE HORMIGÓN para absorber eficazmente las compresiones en la parte inferior.
Se debe cuidar con todo rigor la LIMITACIÓN DE LA FLECHA, sobre todo si el muro de cerramiento va a cargar en punta.
Zuncho de borde y macizado.
Forjados unidireccionales. Detalles. apoyos indirectos en viga plana.
Forjados unidireccionales. Detalles. apoyos directos en viga descolgada.
Forjados unidireccionales. Detalles. apoyos directos en muro.
INTERRELACIONES
| Interrelaciones | Lineal | Apoyo simple | Muro | Fábrica | ||||
| H. Armado | ||||||||
| Viga | Metálica | |||||||
| H. Armado | ||||||||
| Apoyo doble | Muro | Fábrica | ||||||
| H. Armado | ||||||||
| Viga | Metálica | |||||||
| H. Armado | ||||||||
| Voladizo | ||||||||
| Puntual | Pilar |
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