Forjados

FORJADOS
L3
DEFINICIÓN.
Los
forjados
constituyen
elementos
constructivos
superficiales planos, resistentes (función estructural), y
generalmente horizontales.
FUNCIONES
ARQUITECTÓNICAS
ESTRUCTURALES
DIVISIÓN EL
ESPACIO EN
VERTICAL
SOPORTE 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
LEC03-1/33
FORJADOS
L3
FUNCIÓN ARQUITECTÓNICA.
Subdividir el espacio verticalmente generando diversos
planos de utilización.
Ilustración 1. Estructura prefabricada de viviendas Dominó. Le Corbusier 1914.
Ilustración 2. Estructura de hormigón prefabricado.
LEC03-2/33
FORJADOS
L3
FUNCIÓN ESTRUCTURAL.
a) Resistir
las
CONCARGAS
Y
SOBRECARGAS
correspondientes a su uso, con el adecuado coeficiente
de seguridad
b) No sobrepasar determinadas DEFORMACIONES ni
VIBRACIONES
c) TRANSMITIR LAS CARGAS VERTICALES a través de
los pilares hasta la cimentación y el terreno
d) Constituir
PANTALLAS
deformaciones horizontales
para
compatibilizar
e) 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:
A)
RIGIDEZ A FLEXIÓN
B)
MONOLITISMO
C)
ENCADENADO
LEC03-3/33
FORJADOS
L3
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. (A mayor rigidez
menor f/L)
a) FLECHA TOTAL A PLAZO INFINITO, producida por la
totalidad de las cargas actuantes.
b) FLECHA ACTIVA es la que afecta a un determinado
elemento constructivo y vale la FLECHA TOTAL menos la
que ya se ha producido en el instante en que se
construye el elemento.
Limitaciones de flecha activa, según EHE (Artº 50.1
Comentarios):
LA FLECHA TOTAL A PLAZO INFINITO (flecha
instantánea de todas las cargas mas la diferida de las
permanentes y cuasipermanentes) no superará:
L/250
Si el forjado sustenta, o descansa, en elementos no
estructurales (tabiquería), LA FLECHA ACTIVA se
limitará a:
L/400
1 cm
En las expresiones anteriores L es la luz del tramo y, para
voladizos, L, es 1.6 veces el vuelo.
LEC03-4/33
FORJADOS
L3
FUNCIÓN ESTRUCTURAL
MONOLITISMO
Aunque
el
constituido
forjado
por
esté
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).
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.
LEC03-5/33
FORJADOS
L3
FUNCIÓN CONSTRUCTIVA. HABITABILIDAD
Como
elemento
constructivo
deberá
adecuadamente a las siguientes apartados:
responder
a) Aislamiento térmico (NBE-CT-79)
b) Aislamiento acústico (NBE-CA-88)
c) Comportamiento ante el fuego (NBE-CPI-96)
d) Soporte de pavimento o de la cobertura (NTE-Q)
e) Definir el techo o soportar el falso techo (NTE-R)
f)
Albergar instalaciones (NTE-I)
LEC03-6/33
FORJADOS
L3
AISLAMIENTO TÉRMICO (NBE-CT-79)
Objetivos:
a)
Lograr un ahorro energético
b)
Garantizar el confort térmico de los usuarios
c)
Mejorar la durabilidad del edificio
¿Cómo se cumplen?
1)
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)
2)
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.
3)
ADECUADA COMPOSICIÓN CONSTRUCTIVA.
K =
1
1
=
L
1
1
RT
+
+∑ i
hi he
λi
Coeficiente de transmisión de calor.
LEC03-7/33
FORJADOS
L3
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:
a) AISLAMIENTO A RUIDO AÉREO R>= 45 dBA
b) NIVEL DE RUIDO DE IMPACTO Ln<= 80 dBA
E
LI
R = ( L I1 − LI 2 ) + 10 ⋅ log
Aislamiento acústico normalizado.
S
A
S
S α
LI
Sα
Sα
Sα
LEC03-8/33
FORJADOS
L3
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:
a) Materiales
b) Elementos constructivos
COMPORTAMIENTO
ANTE
MATERIALES. CLASES:
EL
FUEGO
DE
LOS
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
Si
M0
¿Inflamable?
No
Si
M1
Baja
M2
Media
M3
Alta
M4
LEC03-9/33
FORJADOS
L3
El Comportamiento ante el fuego de los ELEMENTOS
CONSTRUCTIVOS se caracteriza por el tiempo durante el
cual dicho elemento mantiene las condiciones siguientes:
a)
Estabilidad o capacidad portante
b)
Ausencia de emisión de gases en la cara no expuesta
c)
Estanqueidad al paso de llamas o gases calientes
d) 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
1. Cuando se exija ESTABILIDAD AL FUEGO (EF) será
aplicable la condición a),
2. En el caso de PARALLAMAS (PF) serán aplicables las
condiciones a), b), c)
3. 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.
LEC03-10/33
FORJADOS
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS
UNIDIRECCIONAL
L3
DE
UN
FORJADO
1) VIGUETAS
2) PIEZAS DE ENTREVIGADO (Bovedillas)
a) Aligerar el peso del forjado
b) Servir de encofrado perdido a la losa de hormigón superior
c) Procurar un acodalamiento transversal de las viguetas
d) Favorecer el aislamiento térmico de los forjados actuando
como cámaras de aire.
e) Servir de elemento soporte para los revestimientos inferiores.
3) ARMADURA COLOCADA EN OBRA
4) HORMIGÓN
IN SITU PARA RELLENO DE NERVIOS Y
LOSA SUPERIOR (Capa de compresión).
LEC03-11/33
FORJADOS
L3
CONDICIONES
GENERALES DEL FORJADO.
CONDICIONES GEOMÉTRICAS
La sección transversal del forjado cumplirá: (art.4º EF-96)
Hormigón in situ
Losa superior
CONDICIONES GEOMETRICAS DEL FORJADO
1) 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
2) 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
3) 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.
LEC03-12/33
FORJADOS
L3
REPRESENTACIÓN DEL ESQUEMA DE CÁLCULO
VIGA( JÁCENA): Elemento recto lineal que forma
parte de los pórticos, que recibe cargas verticales y
que trabaja fundamentalmente a flexión.
ZUNCHO: Viga que completa al sistema de pórticos
en la definición y cierre perimetral, interior y
exterior, del edificio. Es un elemento del sistema de
encadenado del edificio. Se configura habitualmente
como viga simplemente apoyada ( sin continuidad)
cuando estáticamente es posible.
LEC03-13/33
FORJADOS
L3
REPRESENTACIÓN DEL PLANO DE OBRA.
BROCHAL: Unión entre vigas y/o zunchos ejecutada
fuera de ejes de pilares.
VIGA (JÁCENA): Elemento recto lineal que forma
parte de los pórticos, que recibe cargas verticales y
que trabaja fundamentalmente a flexión.
VIGUETA: Elemento lineal resistente prefabricado
de los forjados unidireccionales.
NERVIO: Elemento lineal resistente de un forjado
ejecutado in situ.
LEC03-14/33
FORJADOS
L3
BOVEDILLA CIEGA, BOVEDILLA REBAJADA,
LEC03-15/33
FORJADOS
L3
TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES DE FORJADOS
TIPO
FORJADOS
SUBTIPO
UNIDIRECCIONALES
COMPONENTES
ELEMENTO RESISTENTE.
VIGUETA/LOSA
ELEMENTOS
ACERO
HORMIGÓN
AUTORRESISTENTE
SEMIRRESISTENTE
PRETENSADO
LOSAS
PIEZA ENTREVIGADO
(BOVEDILLA)
CERÁMICO
HORMIGÓN
POLIESTIRENO
HUECO
LOSA SUPERIOR /
CAPA COMPRESIÓN
ARMADURA DE OBRA
≥ 4 CM
∅ > 4 MM
# MALLAZO < 35
CM
BIDIRECCIONALES
RETICULARES
LOSA COMPRESIÓN
NERVIOS
CAPITEL
ÁBACO
PIEZA ENTREVIGADO
(BOVEDILLAS)
PLACAS
RECUPERABLE
(CASETONES)
NO RECUPERABLE
UNIFORMES
NERVADAS
LEC03-16/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES.
VIGUETAS METÁLICAS.
VENTAJAS:
• Facilidad de adquisición y
utilización.
• Rapidez de montaje
• Permiten grandes luces y
cargas con una reducida
sección.
• No se trata de elementos
pesados teniendo en cuenta
la carga que admiten.
• No es necesario apuntalar, a
excepción
de
forjados
sometidos a grandes cargas
que
recibirán
un
apuntalamiento central.
INCONVENIENTES:
• Alto costo
• Mal comportamiento térmico
y
acústico,
fundamentalmente a través
de
vibraciones
que
transmiten
a
toda
la
estructura.
• Mal comportamiento ante el
fuego, debiéndose proteger
mediante
materiales
ignífugos.
• Peligro de oxidación, siendo
necesaria la protección con
pinturas antioxidantes.
LEC03-17/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES.
VIGUETAS DE HORMIGÓN.
Los forjados de viguetas de hormigón pueden ser de dos tipos
diferentes:
-Forjados de viguetas resistentes o autoresistentes.
-Forjados
de
semirresistentes.
viguetas A su vez cada uno de estos
tipos tienen dos subgrupos:
•
Viguetas
armado.
de
hormigón
Los
aceros
utilizados en estas viguetas
tienen un límite elástico de
4.000-5.000 kg/cm2
• Viguetas
de
hormigón
pretensado. Se utilizan en
este tipo de viguetas aceros
de
límite
elástico
entre
10.000 - 18.000 kg/cm2.
LEC03-18/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES.
VIGUETAS DE HORMIGÓN.
VIGUETA
AUTORRESISTENTE:
VIGUETA
SEMIRRESISTENTE:
Vigueta que no necesita apeo
en la fase de construcción
dado que es capaz de
aguantar el peso propio del
forjado (vigueta, bovedilla,
losa de hormigón y armadura)
sin deterioro mecánico y sin
excesiva
deformación
(< /1000≤
≤ 3mm).
(no
se
alcanzan los ELS y ELU)
Vigueta que requiere apeo
dado que no es capaz de
aguantar por sí sola el peso
propio del forjado en la fase
de construcción. Una vez
desapeada,
cuando
el
hormigón
in
situ
ha
endurecido y alcanzado la
resistencia
suficiente,
la
nueva sección mixta debe ser
capaz de aguantar el peso
propio,
permanentes
y
sobrecargas sin alcanzar
ningún ELU.
El concepto de SEMIVIGUETA es obsoleto, no está reflejado
en la normativa actual y hacía referencia a las viguetas
semirresistente.
Todas las viguetas son semirresistestes, una vez se ha
desarrollado la sección mixta (vigueta-hormigón in situ),
frente a las cargas que se apliquen a partir de ese momento.
LEC03-19/33
FORJADOS
L3
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.
Se entiende por LOSA ALVEOLAR a un elemento superficial
plano de hormigón pretensado, aligerado mediante alvéolos
longitudinales, con las juntas laterales especialmente
diseñadas para poder ser rellenadas y que puedan transmitir
esfuerzos cortantes a las placas colaterales ( EF-96)
LOSA NERVADA
LEC03-20/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES. PLACAS.
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).
PLACAS MACIZAS.
PLACAS ALIGERADAS
LEC03-21/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES. PLACAS.
ABACO: (EHE Artº 22.4.2). 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.
a) En placas macizas puede no existir, y si existe, puede ir
acompañado de capitel.
b) 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.
LEC03-22/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES.
PLACAS ALIGERADAS. RETICULARES.
Estos están armados
ortogonales (reticulares).
dos
direcciones,
generalmente
Parámetros básicos de un FORJADO RETICULAR:
• Separación o intereje entre ejes nervios, e ≤ 100 cm
(e ≈
80 cm). (EHE Artº 56.2)
• Espesor de los nervios (b ≈ 10 cm).
• Espesor de la capa superior (c≥ 5 cm). (EHE Artº 56.2). (losa
de compresión)
• Canto total de la placa (H = h+5).
• Altura del bloque aligerante (h).
LEC03-23/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES.
TIPOLOGÍAS DE FORJADOS RETICULARES.
a)
b)
Con bloque aligerante perdido.
Con bloque aligerante recuperable de plástico o
metal.
LEC03-24/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES.
RETICULARES. CASETON PERDIDO.
LEC03-25/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES.
RETICULARES. CASETON PERDIDO.
LEC03-26/33
FORJADOS
L3
FORJADOS BIDIRECCIONALES.
RETICULARES. CASETON RECUPERABLE.
LEC03-27/33
FORJADOS
L3
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:
a) Las armaduras necesarias para la absorción de
momentos negativos deben colocarse EN POSICIÓN
CORRECTA
b) Dichas armaduras deben prolongarse al menos el
máximo de DOS VECES EL INTEREJE (A) o EL VUELO
(V).
c)
Debe disponerse siempre un ZUNCHO DE BORDE.
d) Es recomendable MACIZAR DE HORMIGÓN para
absorber eficazmente las compresiones en la parte inferior.
e) Se debe cuidar con todo rigor la LIMITACIÓN DE LA
FLECHA, sobre todo si el muro de cerramiento va a cargar
en punta.
q
ZUNCHO DE
BORDE
LEC03-28/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES. DETALLES.
APOYOS INDIRECTOS EN VIGA PLANA.
LEC03-29/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES. DETALLES.
APOYOS DIRECTOS EN VIGA DESCOLGADA.
LEC03-30/33
FORJADOS
L3
FORJADOS UNIDIRECCIONALES. DETALLES.
APOYOS DIRECTOS EN MURO.
LEC03-31/33
FORJADOS
L3
ALGUNAS DEFINICIONES
VIGA( JÁCENA): Elemento recto lineal que forma
parte de los pórticos, que recibe cargas verticales y
que trabaja fundamentalmente a flexión.
ZUNCHO: Viga que completa al sistema de pórticos
en la definición y cierre perimetral, interior y
exterior, del edificio. Es un elemento del sistema de
encadenado del edificio. Se configura habitualmente
como viga simplemente apoyada ( sin continuidad)
cuando estáticamente es posible.
BROCHAL: Unión entre vigas y/o zunchos ejecutada
fuera de ejes de pilares.
VIGUETA: Elemento lineal resistente prefabricado
de los forjados unidireccionales.
NERVIO: Elemento lineal resistente de un forjado
ejecutado in situ.
LEC03-32/33
FORJADOS
L3
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
LEC03-33/33