Forjado colaborante MT-76
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Forjado colaborante MT-76 |
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Cuando en las modernas edificaciones industriales, así como en las de vivienda, son esenciales la economía en ahorro de tiempo en la ejecución y el ahorro en optimización de masas y estructuras, es entonces donde la tecnología aplicada de los forjados compuestos, también denominados colaborantes, juega un papel esencial por sus posibilidades de racionalización, planificación de trabajo y su ejecución, así como por otras prestaciones imprescindibles en la moderna arquitectura, cuales son la utilización de falsos techos, conducciones de servicios ofimáticos, etcétera.
En definitiva los forjados compuestos representan un avance tecnológico en la construcción, tanto por sus prestaciones funcionales como económicas.
El fundamento de los forjados compuestos radica en la tecnología que potencia la adherencia entre acero y hormigón, aportando unas notables mejoras por la sinergia entre ambos, de ahí la también denominación de colaborantes, referida a los elementos acero y hormigón.
Para ello el perfil de chapa conformada de acero galvanizado, lleva incorporadas en su diseño unas identaciones tanto en sus partes planas como en sus flancos inclinados, que permiten potenciar la adhesión entre acero y hormigón.
Una
vez instalado y fijado adecuadamente cumple las siguientes funciones:
Definido
por la altura del perfil incluyendo las colas de milano, está
especialmente aconsejado para edificios de
estructura metálica, donde la dimensión y espacio son
de cierta significación tales como:
Las características técnicas del MT-76 han sido elaboradas con la colaboración de David García Carrera, arquitecto, vicepresidente ejecutivo de ACE (Asociación de Consultores de Estructura), director del departamento de física y estructuras de la UIC (Universidad Internacional de Cataluña), precedidos por numerosos ensayo llevados a cabo por LGAI Tecnological Center (Laboratorio General de Ensayos e Investigaciones de la Generalitat de Cataluña).
Los valores de las tablas de resultados para el manual de uso del forjado MT-76, se han elaborado partiendo del manual de uso del Instituto de Tecnología de la Construcción de Cataluña y de acuerdo con las especificaciones establecidas por el Eurocódigo 4, parte 1-1, para proyectos de estructuras mixtas de hormigón y acero.
Los
datos que hay que requerir al proyectista son:
Los perfiles MT-76 cumplen las siguientes normativas:
Se entiende por apuntalamiento, la colocación de puntales, es decir, apoyos colocados provisionalmente para reducir temporalmente la distancia entre apoyos de los perfiles durante la fase de vertido y curado del hormigón. Una vez fijadas las chapas, y en los casos que sean necesarios, se colocarán los puntales a mitad de la luz de cada tramo, en el caso de 1 puntal, y a 1/3 y 2/3 de la luz de cada tramo, en el caso de 2 puntales. La colocación de los puntales deberá ser de acuerdo con la figura adjunta.
Es la armadura que se coloca en los nervios de la losa mixta para contribuir a soportar los esfuerzos de flexión cuando la acción del perfil MT-76 no es suficiente. En función de las necesidades de cada caso, se colocarán los redondos de acero que sean necesarios, en lo zona de los nervios del forjado. Cabe señalar que las tablas de cargas de servicio para el perfil MT-76 están calculadas considerando que el forjado no dispone de armadura adicional.
Si las losas están diseñadas como contínuas (tramo múltiple), se producen en los apoyos intermedios unos momentos flectores negativos que obligan a colocar esta armadura, la cual debe cubrir como mínimo el 30% de la longitud de cada uno de los vanos adyacentes, tal y como se muestra en el croquis. La separación entre barras ha de ser de 150 mm. y situarse a una profundidad de 25 mm. respecto a la cara superior de la losa. Los resultados de la sección requerida de armadura son los indicados en la siguiente tabla:
Este
tipo de armadura tiene como misión la distribución de
pequeñas cargas puntuales y de control de la
fisuración de la losa debida a la retracción. Se
coloca sobre la totalidad de la parte superior de la losa y a una
profundidad de 20 mm. respecto a su cara superior. La sección
mínima de esta armadura es, de acuerdo con el punto 7.6.2 del
EC4 1-1:
Cuando el forjado se pretende que trabaje en la zona de apoyo como una viga mixta, es decir, que la sección de hormigón está colaborando con la viga metálica, es necesario colocar soldados o atornillados unos conectores que hacen que ésta trabaje como viga mixta. La decisión de esta solución depende del proyectista y de sus consideraciones de cálculo. Los resultados de este catálogo hacen referencia al empleo del perfil MT-76 sin la utilización de conectores.
Las armaduras, cuando sean necesarias, estarán formadas por barras de acero corrugadas de alta adherencia de distintas secciones y de límite elástico 500 N/mm2. En función del tipo de refuerzo que se requiera, se colocará alguna de las armaduras que se indican a continuación, que cumplen en cada caso funciones distintas.
El hormigonado de las losas sobre las chapas grecadas que hacen de encofrado se realizará mediante los métodos tradicionales: bombas y tuberías o cubilote.
La fase de vertido del hormigón sobre forjados de chapa colaborante es especialmente importante para conseguir las propiedades finales del forjado especificadas en proyecto. Por ello es importante aplicar el máximo cuidado en esta fase, para evitar problemas como la deformación excesiva del forjado, segregación del árido o las pérdidas de lechada.
El hormigón se verterá en la medida de los posible sobre las vigas de apoyo del forjado y desde la mínima altura posible. Esta altura no será superior en ningún caso a 30 cm. Para ello es necesario que la tubería de salida del hormigón disponga de un asa que permita su fácil manejo a la citada altura.
Están prohibidas las acumulaciones de hormigón. Se ha de distribuir el hormigón longitudinalmente a los nervios del perfil y/o desde las vigas hacia los vanos. Se evitará que más de 3 operarios coincidan en la misma zona de la plancha. La circulación de carretillas se realizará sobre tablones de 30 mm. de grueso colocados sobre la malla.
No es necesario vibrar el hormigón. Debe ponerse especial atención en lograr una compactación satisfactoria alrededor de los conectadores, sobre el relieve de la chapa y alrededor de las armaduras.
En el caso de aparecer manchas en la parte inferior del perfil, debidas a pérdidas de lechada, se aconseja limpiarlo con un simple chorro de agua durante el hormigonado, antes de que seque.
A veces es necesario prever huecos de paso de instalaciones, bajantes, etc. en los forjados. Cuando esto sucede deben replantearse previamente al hormigonado utilizando bloques de poliestireno expandido o cualquier otro medio como encofrado.
Si
los huecos son superiores a una onda será necesario reforzar
la chapa y la losa. No se debe perforar la losa, una vez fraguada, con
equipos de percusión, ya que las vibraciones pueden
dañar la colaboración entre la chapa y el
hormigón reduciendo el esfuerzo rasante resistente.
Existen
tres tipos de remates de forjados con perfil MT-76:
Estos remates son perfiles metálicos que deben ser de acero galvanizado.
Sin
necesidad de realizar ninguna comprobación, y según
la clasificación europea de resistencia al fuego, la capacidad
portante en situación de incendio (R) de un forjado
colaborante que haya sido calculado de acuerdo al EC4 Parte 1-1 es de
30 minutos. Si el proyectista requiriese una resistencia al fuego mayor
existen diferentes soluciones:
Las uniones de los forjados con la estructura deben realizarse con clavos, tornillos o soldadura.
La fijación por disparo debe ser con Ø 4,5 mm.
La fijación con tornillo autorroscante se hará con Ø 6,3 mm ó 5,5 mm en función del espesor del ala del perfil y según los croquis que figuran más abajo, aunque no se recomienda su uso puesto que el espesor de la chapa no permite albergar el paso de rosca suficiente como para que el tornillo trabaje adecuadamente.
No obstante, es el proyectista responsable del proyecto del forjado quien debe decidir. La soldadura se realizará con botones de ø 20 mm en cada valle.
La soldadura deberá repicarse y protegerse con pintura antióxido.
En tramo simple debe fijarse en cada valle. En tramo contínuo en los apoyos intermedios puede colocarse la fijación de un valle si y uno no.
Se recomienda un cosido de solape lateral con una separación aproximada de 100 cm. en tramo contínuo y de 50 cm en tramo simple.
Los perfiles deben fijarse uno a uno a medida que se van colocando. No obstante es conveniente, al terminar la jornada, comprobar que no haya quedado ninguna chapa sin fijar, y asegurar las chapas que no hayan sido aún colocadas para evitar su eventual caída. Durante esta fase de colocación de las chapas no se realizarán trabajos en la planta superior ni inferior.
Generalmente, y en particular si se prevén fuerzas de arranque considerables, se usan placas metálicas embebidas en el soporte y sobre las cuales se fijan las chapas del forjado mediante disparo o soldadura. En caso que no se usaran dichas placas, las distancias de los puntos de fijación a los bordes del soporte deben ser suficientes para evitar el desprendimiento o rotura del mismo, teniendo en cuenta las características particulares de fragilidad del material soporte.
Con el fin de evitar la acción del viento, la humedad, la condensación y la lluvia, se recomienda estocar el material de acero galvanizado en zonas cubiertas y en una atmósfera lo más seca posible. En caso de estocaje a la intemperie, los paquetes se deberán aislar del suelo mediante tacos de altura diferente, con el fin de obtener una pendiente que favorezca la evacuación del agua.
