-estructura-metalica

8/11/2019 -estructura-metalica

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Esta publicacin ofrece una gua til de diseo en construccin de acero destinada a la

edificacin comercial, enfocada a arquitectos y a otros profesionales del sector en las

primeras fases de planificacin del proyecto. Es la primera de una serie de tres guas que

recogen los conocimientos adquiridos en el proyecto de divulgacin Euro-Build in Steel

desarrollado dentro del Programa de Investigacin del Fondo de Investigacin del Carbn ydel Acero, Research Fund for the Coal and Steel (RFCS)(Proyecto n RFS2-CT-2007-00029).

El objetivo del proyecto es presentar una gua de diseo prctica para el sector de la

construccin en acero, y ofrecer una nueva visin para la edificacin comercial. Las otras

dos guas existentes dentro del proyecto recogen informacin prctica para un buen diseo

en edificacin industrial y residencial.

Los socios participantes en el proyecto Euro-Buildson los siguientes:

ArcelorMittal

Bouwen met Staal

Centre Technique Industriel de la Construction Mtallique (CTICM)

Forschungsvereinigung Stahlanwendung (FOSTA)

Labein - Tecnalia

SBI

The Steel Construction Institute (SCI)

Technische Universitt Dortmund

A pesar de haberse tomado todas las precauciones pertinentes para que los datos e informacin

de la gua sean exactos en el momento de su publicacin, ni los socios integrantes en el

proyecto Euro-Build, ni los revisores del mismo asumen ninguna responsabilidad por daos o

perjuicios derivados de posibles errores o malas interpretaciones de dichos datos, prdida o

deterioro causado relacionado con su uso.

ISBN 978-1-85942-158-1

2008. Labein - Tecnalia. Traduccin tcnica: S. Meno y J.A. Chica.

Este proyecto ha sido nanciado ntegramente por el Programa de Investigacin de la

Comisin Europea, Research Fund for the Coal and Steel (RFCS).

Fotografa en portada: Tower Place, Londres. Arquitectos: Foster & Partners.

LABEIN-Tecnalia es un Centro Tecnolgico de referencia en Europa,

con una importante implicacin empresarial en I+D+i y cuya misin es

ser un aliado natural de las empresas en sus mercados para el

desarrollo de su capacidad innovadora a travs de la tecnologa como herramienta de

competitividad. El cuanto a Acero en Construccin se reere, LABEIN-Tecnalia, gracias al

conocimiento desarrollado en proyectos de I+D+i de mbito europeo, proporciona la capacidadnecesaria a sus socios tecnolgicos para emprender proyectos relacionados con:

Sistemas y procesos constructivos para la edicacin industrializada.

Metodologas de anlisis y diseo estructural.

Normativa y divulgacin de sistemas y procesos constructivos para edicacin.

www.labein.es, http://edicacionindustrializada.com

ndice

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EURO-BUILD in Steeli

GUA DE DISEO PARA LA CONSTRUCCIN EN ACERO - EDIFICACIN COMERCIAL

Principales Criteriosde Diseo

Introduccin

Tipologas de Forjado

Sistemas Especialesde Forjado

Uniones Estructurales

Casos Prcticos


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01 IntroduccinEl diseo para edificacin comercial est fuertemente influenciado poraspectos tales como, la necesidad de proporcionar grandes lucesexentas de pilares, espacio suficiente para una circulacin fluida, laintegracin de servicios en el edificio y la influencia de las condicionesde acceso local y en obra durante el proceso de construccin.

Figura 1.1 Edicacin moderna de

estructura de acero, Londres

Para proyectos en zonas cntricas, lavelocidad en la construccin y el mnimoalmacenamiento de materiales en obrarequieren un alto nivel de prefabricacinque los sistemas de estructura de aceropueden proporcionar.

Un reciente estudio comparativo decostes muestran que la estructura deledicio solo es, generalmente, el 10% delcoste total de la construccin y que la

inuencia en la eleccin de la cimentacin,los servicios y reves-timientos en laestructura del edicio implican a menudoun ahorro signicativo en los costes

nales. Por lo tanto, el mejor diseoprctico es una sntesis de temasarquitectnicos, estructurales, de servicio,constructivos y logsticos. Cuando todosestos aspectos son tenidos en cuenta,son las soluciones de acero de grandesluces habilitadas para la integracin deservicios las que dominan el diseoestructural en edicacin comercial.

La Figura 1.1 ilustra una moderna

edicacin industrializada deacero que proporciona unambiente de trabajo con altacalidad, exible y eciente.

EURO-BUILD in Steel 1

01INTRODUCCIN


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El mercado enedificacin comercialNormalmente, los proyectos realizadosen centros urbanos son relativamenteextensos en supercie (8.000-20.000 m2)y de 4 a 10 pisos de altura. La mayorade los edicios requieren luces de forjadode ms de 12 m. y con una tendenciadenida de luces entre 15 y 18 m. libresde pilares. La altura mxima de losedicios es normalmente controlada porel planeamiento urbano. Esto conlleva

la necesidad de minimizar el cantodel forjado, por ejemplo, integrandoestructura y servicios en la mismarea horizontal.

Existe una gran demanda para lacreacin de ocinas con gran calidad,especialmente en el centro de la ciudad.Las sedes centrales de bancos y otrasgrandes compaas requieren que losedicios presenten altos niveles decalidad arquitectnica y medioambiental.El coste de inversin es el criterioprincipal en la decisin de la solucinarquitectnica de un edicio, suimplantacin y la estrategia de integracinde servicios. Asimismo, existen muchosedicios curvos o de formas arquitec-tnicas complejas con amplias fachadasacristaladas y grandes atrios.

Actualmente, existe una clara tendenciaa la construccin con usos mixtos, la cualinvolucra en un mismo proyecto oedicio, un diseo tanto residencial como

comercial. Por otro lado, la reciente

tendencia a construir en zonas deexpansin de las ciudades, en las queno ha habido construcciones previas(zonas verdes) o en zonas no cntricasde la ciudad como parques tecnolgicosy cientcos, ha ido disminuyendonotablemente, ya que se haincrementado la construccin enel centro de las ciudades.

Como puede observarse en la Figura 2.1,la construccin para usos mixtos ha

empezado a convertirse en un referenteen la edicacin. Esta tecnologaestructural proporciona tambinoportunidades en la integracin deservicios para construcciones en base agrandes luces. La instalacin y montajede servicios, ascensores, cuartoshmedos y habitaciones es tambin unfactor importante en los proyectos.

La exibilidad que proporcione eledicio a largo plazo es un aspectorelevante para el cliente y para lospromotores, mientras que la informacintecnolgica y los sistemas de gestin(Building Management Systems -BMS) representan un valor muyimportante en la planicacin, el diseoy funcionamiento.

Programa de construccinEl programa de construccin deber serconsiderado del mismo modo que laevaluacin de los costes de la estructura,servicios, revestimientos y acabados.

El proyecto estructural tiene una gran

El mercado enedificacin comercial

Programa deconstruccin

Aspectos constructivos

Aspectos de diseo

Proteccin anteincendio

Aislamiento trmico

Cargas

El diseo en edificacin comercial est directamente afectado pormuchos factores. La siguiente gua se presenta con el fin de identificarlos factores clave de diseo as como los beneficios que ofrecen laconstruccin de acero y construccin mixta, de acero y hormign.

EURO-BUILD in Steel2

GUA DE DISEO PARA LA CONSTRUCCIN EN ACERO - EDIFICACIN COMERCIAL02

Principales Criteriosde Diseo02


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02PRINCIPALES CRITERIOS DE DISEO

inuencia tanto en el programaconstructivo como en el coste nal.

Las soluciones estructurales, quepermitan fcil accesibilidad a posiblesmodicaciones futuras, son beneciosasen el rendimiento de la inversin de losclientes. La rapidez de construccin es elpunto fuerte a favor en el empleo del acero.

Aspectos constructivosCondiciones del solarLas estructuras se construyen cada vezms en terrenos de mala calidad o ensuelos anteriormente edicados. Obrassubterrneas y de infraestructuras como,por ejemplo, la construccin de tnelescasi siempre es la solucin adoptada enel centro de las ciudades.

La mala condicin del terreno tiende arequerir soluciones ligeras con menorcimentacin. Por tanto, frecuentementese necesitan mayores luces para lasestructuras. Una estructura de aceroes un 50% ms ligera que cualquierestructura de hormign.

Una supercie reducida puede propor-cionar restricciones a la hora de elegirel proyecto estructural, por ejemplo,referente al tamao de los elementosque se transportan y construyen.La construccin mixta es preferible

en este tipo de casos.

GrasLas estructuras de varios pisos sonnormalmente construidas utilizandogras torre. El nmero de gras a utilizaren obra est inuenciado por:

La supercie del solar. Pueden lasgras cubrir la obra de forma prctica,incluyendo la descarga de materiales?El tamao del proyecto. Pueden

utilizarse ecientemente varias gras?Decisiones comerciales en cuanto alprograma de gastos y benecios.

La rapidez en montaje depende de ladisponibilidad de tiempo de las gras.Un menor nmero de componentes amontar y el uso de mayor cantidad degras reducen notablemente el programade construccin. En terrenos reducidosen el centro de la ciudad, se utilizannicamente una gra torre debido a sugran envergadura.

Todas estas demandas contradictoriaspueden reducir la competitividad en laconstruccin de estructura de acero.En proyectos grandes, un requisitoimportante es facilitar a los diversosgremios de la construccin el comienzo desus tareas mientras avanza la instalacinde la estructura principal de acero.

Rapidez de instalacinComo referencia, se puede decirque el montaje promedio de 20 a 30componentes de acero por da esrazonable en la mayora de los proyectosde edicacin comercial.

En cuanto al peso medio de loselementos, esto equivaldra a 10-12toneladas de acero por da. Por lo tanto,es benecioso el empleo de mayoresluces, lo que reducira el nmero decomponentes hasta un 25%.

Figura 2.1 Los forjados mixtos proporcionan

una plataforma de trabajo segura

durante su construccin

Los benecios principales de un

proyecto construdo en acero son

una reduccin en el tiempo de

ejecucin y un retorno ms rpido

de la inversin para el cliente.


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Forjados mixtosLos forjados mixtos se basan en chapasperladas de acero, las cuales sonizadas hasta la estructura de aceroen paquetes y por lo general, instaladosmanualmente por los operarios.Se instala inmediatamente un sistemaanticada despus del montaje de laestructura principal y antes de que laschapas perladas sean colocadas.Habitualmente, las chapas se colocanjusto despus de que la estructura deacero haya sido levantada.

Cuando se colocan las chapasperladas, el forjado puede utilizarsecomo plataforma de trabajo segura parala instalacin posterior de la estructura

de acero, vase la Figura 2.1. Por estarazn, el forjado superior en cualquiergrupo de forjados, montados simultnea-mente, generalmente 3 plantas, es amenudo hormigonado en primer lugar.

Placas prefabricadas de hormignLa colocacin de las placas prefabri-cadas de hormign resulta difcil si estastienen que colocarse a travs de laestructura metlica. Resulta mejoropcin, posicionar directamente las

placas prefabricadas de hormign en elmomento que se levanta la estructuraprincipal de cada planta. En este caso,el suministro e instalacin del hormignpueden ser parte del servicio que nosofrece el contratista de la construccin.

Aspectos de diseoVida tilCuando se analiza cualquier proyectoestructural, se admite que la estructuraprincipal tiene una vida til mayorque otros elementos constructivos.Por ejemplo, los servicios presentan unavida til de aproximadamente 15 aosfrente a los 60 aos que presenta laestructura. Los cerramientos exteriorespara el caso de ocinas tienen habitual-mente una vida til de 30 a 60 aos.

De igual modo, debe considerarsetambin la exibilidad que proporcionala estructura en su interior, ya que losproyectos que permiten mayor exibilidaden el diseo son preferibles. Para pro-

porcionar exibilidad y accesibilidad enfuturas modicaciones, la estructura deacero puede ser diseada con:

Grandes luces para conseguirmenor nmero de pilares.Techos de mayor altura.Mayor libertad en la distribucinde servicios.

Integracin de serviciosA pesar del gran progreso con respecto ala eciencia energtica en los edicios ytambin, cuando es posible, en lautilizacin de una ventilacin natural, lamayora de los grandes edicioscomerciales continan requiriendoservicios de ventilacin forzada y aireacondicionado. La previsin de esossistemas es de suma importancia ya queafecta en la implantacin y al tipo deelementos que conforman la estructura.

La decisin de integrar los servicios en elforjado o de suspender stos bajo laestructura afecta a la eleccin de laestructura principal, al sistema deproteccin de incendios, a los detalles decerramiento y a la altura total del edicio.

Los sistemas comnmente utilizados sonel sistema de volumen de aire variable(VAV) y el sistema de ventilador FanCoil (FCU). Los sistemas VAV son

frecuentemente utilizados en edicios depropietario nico por el menor gasto defuncionamiento. El sistema FCU seutiliza, en cambio, en la edicacin

Figura 2.2 Vigas con aberturas alargadas

y con rigidizadores horizontales

Figura 2.3 Distribucin de servicios bajo el

forjado de vigas integradas

Figura 2.4 Chapa de acero inoxidable

utilizada en la Cmara de

Comercio de LuxemburgoVasconi Arquitectos




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comercial pensada para el alquiler deespacios, puesto que en este casopresenta un bajo coste econmico.

Generalmente, un canto de forjado de450 mm. permite colocar los serviciosbajo la estructura del forjado.Normalmente, se permite un cantoadicional de 150 200 mm. adicionales

para los sistemas de proteccin contraincendios, el falso techo, la iluminacin yechas nominales entorno a los 25 mm.Los sistemas de ventilacin (FCU y VAV)se situarn entre las vigas de acerocuando exista espacio disponible.Algunos sistemas proporcionan aireacondicionado a travs de forjadocon suelo tcnico.

Ciertos servicios pueden integrarse atravs de las aberturas en las vigas deacero, las cuales pueden ser aberturasindividuales en vigas de acero laminadoo aberturas mltiples distribuidasregularmente o de forma irregular envigas armadas.

Las vigas alveolares que presentanaberturas circulares regulares en el almase crean soldando dos partes de un perlde acero laminado, ganando as canto enla viga respecto del perl inicial. La partesuperior e inferior del perl de acero inicialpueden cortarse en diferentes tamaos,

de diferentes tipos de vigas e inclusocombinar diferentes calidades del acero,secciones hbridas. Esto permite una

solucin eciente para la integracin deservicios a la vez que se incrementa laresistencia a exin y la rigidez. Tambinse pueden crear aberturas alargadas,como se muestra en la Figura 2.2.

Los sistemas de forjado integradopresentan un canto mnimo y danexibilidad en cuanto a la distribucin de

servicios, vase la Figura 2.3. An as, sesiguen desarrollando formas innovadorasde forjados integrados como puedeobservarse en la Figura 2.4. En estecaso, el acero inoxidable de la chapaest expuesto y acta para regular latemperatura interna mediante lacapacidad trmica de la losa. El sistemade aire acondicionado y de iluminacinquedan a su vez, integrados y visibles.

Vibraciones del forjadoLa respuesta del forjado estructuralpuede considerarse simplemente entrminos de frecuencia natural. Si estafrecuencia es mayor que 4 Hz, el forjadogeneralmente se considera satisfactorio.Aunque este criterio bsico es general-mente aceptable para las zonasconcurridas del edicio, no es apropiado

para aquellas zonas ms silenciosasdonde las vibraciones pueden serrazonablemente ms perceptibles.

Un planteamiento ms adecuado es elestudio basado en el nivel de la vibracinmedido en trminos de aceleracin.Aceleraciones elevadas indican unarespuesta dinmica, que resulta msperceptible para los usuarios.

Secondary

Beams

Primary

Beams

AFigura 2.5 Implantacin alternativa para

las vigas en construccin mixta

La construccin con perlesconformados en fro puede

concebirse para minimizar los efectos

de la vibracin mediante el empleo

de metodos de anlisis. Las vigas de

gran luz movilizan mayor masa ecaz

reduciendo las vibraciones.

Secondary

Beams

Primary

Beams

B


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En la prctica, la respuesta vibratoria esmenos notoria debido al aumento de lamasa que participa en el movimiento.En general, la utilizacin de vigas degran luz crea menos problemas dinmicoque luces menores debido a la mayormasa efectiva, cuya idea es contraria a labasada en la frecuencia natural.

La implantacin de las vigas es amenudo importante, ya que el empleo devigas mixtas continuas de gran luz, danlugar a menores factores de respuesta,debido a que participa mayor cantidad demasa en el movimiento. Como puedeobservarse, la Figura 2.5 muestra dosposibles disposiciones de vigas.La respuesta dinmica para ladisposicin B de la gura ser menos

perceptible que la disposicin A ya que lamasa involucrada en B aumenta.

La amortiguacin reduce la respuestadinmica del forjado. La respuesta delmismo se reduce a travs de particionesperpendiculares a los elementosprincipales de vibracin, normalmente,las vigas secundarias, aunque realmenteeste factor puede resultar poco able endiseo, debido a que es difcil de conseguirun resultado exacto. Particularmente

durante la construccin, cuando eledicio esta vaco, las vibraciones sonms notorias; debido a que cuando seinstalan equipos y el edicio estocupado la amortiguacin aumenta hasta3 veces aproximadamente.

Proteccin ante incendioLos diseadores deberan considerarsiempre la proteccin ante incendiocuando evalan o eligen unaconguracin estructural determinada ydeben abordar aspectos tales como:

Sistemas de evacuacin.Tamaos de los sectores de incendio.Accesos y servicios adecuados parael equipo de bomberos.Limitar la propagacin del fuego.Control y evacuacin de humos.Instalacin de rociadores paraprevenir y controlar el incendio.Estrategia de proteccin pasiva.

Resistencia al fuegoEl comportamiento estructural ante

incendio deber cumplir los requisitosestablecidos en las normascorrespondientes, normalmente

entendido como un periodo mnimode tiempo de resistencia al fuego.Como alternativa, puede emplearsela ingeniera de seguridad ante incendio,la cual garantiza la seguridad deledicio en su totalidad, considerandoel desarrollo natural del fuego, el usodel edicio y las medidas deproteccin activas para reducir la

severidad del incendio.

Normalmente la ingeniera estructuraldeber considerar:

Las oportunidades del acerosin proteccin ante el anlisisde seguridad ante incendio,considerando el desarrollo defuego natural y su severidad.Sistemas tales como pilaresparcialmente embebidos y vigasintegradas, que no requieranproteccin adicional ante incendio.La inuencia de la integracinde servicios en la eleccin delsistema de proteccin a fuego ysoluciones de posible ejecucinen taller, tales como el uso depintura intumescente.La inuencia de la proteccinaplicada en obra en el programade construccin.La apariencia nal de la estructuraexpuesta al fuego.Proyectos con menos vigas pero

ms pesadas pueden suponer unahorro considerable en la proteccinante incendio.

Aislamiento trmicoEl diseo del aislamiento trmico en eledicio es normalmente responsabilidaddel arquitecto, pero el ingenieroestructural tiene que participar en eldesarrollo de los detalles apropiadospara su correcto funcionamiento. Porejemplo, los sistemas de apoyo para loscerramientos y los componentes de

acero que rodean el aislamiento, talescomo los balcones deberan estudiarsedetalladamente para minimizar losefectos del puente trmico.

CargasEl Eurocdigo 1, EN1991: Acciones enestructuras, recoge el conocimientopara el tratamiento de las cargas en laestructura. Los valores recomendadospara las cargas impuestas se propor-cionan en la parte 1-1 (EN1991-1-1:Acciones generales. Pesos especcos,pesos propios y sobrecargas) y accionesen caso de incendio en la parte 1-2(EN1991-1-2: Acciones en estructurasexpuestas al fuego). Las cargas de nievese tratan en la parte 1-3 (EN1991-1-3),las acciones de viento en la parte 1-4(EN1991-1-4) y las acciones durante laejecucin en la parte 1-6 (EN1991-1-6).

Las comprobaciones de diseo se hacentanto en Estado Lmite ltimo (ULS)como en Estado Lmite de Servicio (SLS).

Generalmente, las cargas de viento setranseren desde la fachada a travs

Figura 2.6 Vigas alveolares de gran luz con la proteccin al fuego proporcionada en taller

dan mayor libertad a la integracin de servicios


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Elementos constructivos Pesos propios

Losas para 6 m. de luz y diseadas para una sobrecarga de 5 kN/m2 3 a 4.5 kN/m2

Losa mixta de 130 mm. de canto y hormign normal 2.6 a 3.2 kN/m2

Losa mixta de 130 mm. de canto y hormign ligero 2.1 a 2.5 kN/m2

Servicios 0.25 kN/m2

Techos 0.1 kN/m2

Estructura de acero para 2-6 plantas 35 a 50 kg/m2(0.5 kN/m2)

Estructura de acero para 7-12 plantas 40 a 70 kg/m2(0.7 kN/m2)

Tabla 2.1 Pesos tpicos en elementos constructivos

de la losa de forjado hasta el ncleode hormign, lo que incluye escalerasy ascensores.

Los sistemas de arriostramiento enfachada o planos rgidizados puedenconsiderarse en edicios de hastaseis plantas.

Normalmente, las vigas mixtas de granluz requieren de contraecha con el nde compensar la echa en las vigasde acero bajo cargas de peso propio.Las sobrecargas de uso son resistidaspor la seccin rgida mixta. La echadenitiva es una combinacin entrela fase de construccin y la echaen servicio.

Peso propioEl peso propio de las construccionesdebera clasicarse como una accin

ja permanente. Tanto en el pesopropio del forjado como de laestructura en si, deber considerarseuna carga adicional de 0,7 kN/m2para suelos tcnicos, falsos techosy equipamientos para los serviciosdel edicio.

La Tabla 2.1. presenta los pesos propios

para diferentes elementos constructivosen edicios de varias plantas.

Sobrecargas de usoLas sobrecargas de uso son accionesvariables que se aplican a la estructura eincluye las cargas debidas a los ocupantes,equipos, mobiliario y tabiques mviles,tambin la carga de nieve de los tejados.

La magnitud de la sobrecarga varadirectamente segn el uso especcode la supercie, por ejemplo se aplican

diferentes valores para una habitacin ouna zona de almacenamiento.

El Eurocdigo EN-1991-1 seala lassobrecargas de uso mnimas paralos diferentes usos de los edicios.Por ejemplo, la sobrecarga de uso enocinas es normalmente de 3 kN/m2.Se puede aadir hasta una carga de

1 kN/m2

para particiones mviles.Para zonas de almacenamiento puedeutilizarse un valor mayor de 5 kN/m2.


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La estructura del forjado se compone de

vigas y losas de hormign. Las vigas estnunidas a los pilares, los cuales se sitan enlugares ptimos para conseguir un usoecaz del espacio. El espacio libre entrepilares se considera un importante requisitoen el diseo de edicacin comercialmoderna, logrando mayor exibilidad enuso. Muchos sistemas de vigas de grandesluces proporcionan hasta 18 m, lo queimplica que los pilares internos no sonnecesarios en la implantacin del edicio.

Adems de su funcin de transmitir lassobrecargas, los forjados suelen actuarcomo diafragmas horizontales, asegurn-dose que las fuerzas horizontales seantransferidas al arriostramiento vertical oncleos. Por otro lado, los componentesconstructivos del forjado, losas, chapas yvigas deben disearse de acuerdo con laresistencia al fuego requerida, que debeser seleccionada teniendo en cuenta laaltura del edicio y el uso del mismo.

Los servicios pueden ser integrados enla estructura o colocados bajo el forjado.Algunos forjados pueden contar con unsuelo tcnico para la distribucin de losservicios de electricidad y comunicacin.

Pueden presentarse diferentes sistemasde forjado:

Forjado de chapa colaborantecon vigas mixtas.Forjado con vigasasimtricas integradas.Forjado de chapa colaborante

con vigas alveolares mixtas.Vigas aligeradas mixtas degrandes luces.

Vigas mixtas con placas

prefabricadas de hormign.Vigas no mixtas con placasprefabricadas de hormign.

Construccin mixtaLa mayora de los sistemas constructivospara el sector de la edicacin comercialen acero estn basados en los principios deuna construccin mixta. Los conectadoresnormalmente presentan una cabeza circulary generalmente son soldados en obra atravs de la chapa colaborante a las vigas.

La chapa colaborante del forjado puedetener un perl en cola de milano otrapezoidal. La chapa de cola de milanorequiere el empleo de ms hormign enrelacin con las chapas trapezoidales,pero aumentan la resistencia a fuegopara un determinado canto de losa. Lachapa trapezoidal normalmente cubremayores luces que la chapa en cola demilano, pero la resistencia a cortante delos conectadores se reduce debido a lainuencia del mayor canto del perl.

Generalmente, se emplea hormign normal(NWC) aunque en algunos pases, el hor-mign ligero (LWAC) es eciente y estampliamente disponible. Su densidad es deentre 1,700-1,950 kg/m3en comparacincon los 2,400 kg/m3del hormign normal.

Las placas alveolares prefabricadas puedenemplearse con vigas no mixtas o con vigasmixtas, mediante el uso de conectadoressoldados a las vigas y de armaduras en las

placas prefabricadas. Para las placas pre-fabricadas macizas, la armadura se colocaen la capa de compresin del hormign.

Vigas mixtas

Vigas asimtricasintegradas

Vigas alveolaresmixtas

Vigas mixtas degrandes luces

Vigas mixtas conplacas prefabricadas

Vigas no mixtas conplacas prefabricadas

Este capitulo describe las principales tipologas de forjados empleadosen edificios de varias plantas. Se describen las caractersticas de cadaforjado junto con los aspectos de diseo ms relevantes en cada caso.

03 Tipologas de Forjado




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03TIPOLOGAS DE FORJADO

Forjado de chapa colaborante con vigas mixtas

Figura 3.1 Viga de borde en forjado mixto

Descripcin La construccin mixta consiste en vigas de acero de perl en I o en H, conconectadores soldados al ala superior de la viga para permitir que sta acte

conjuntamente con la losa mixta (chapa colaborante y hormign armado in situ),como puede observarse en la Figura 3.1. La losa mixta y la viga de acero actanunidas para incrementar la resistencia a exin y la rigidez del forjado.

Las losas mixtas se apoyan en las vigas secundarias, las cuales a su vez, sonsoportadas por las vigas principales. Las vigas principales y secundarias sondiseadas como vigas mixtas. Las vigas de borde pueden disearse como nomixtas, aunque los conectadores se utilicen por razones de integridad estructural ypara transferir las cargas de viento. Un ejemplo tipo en la implantacin del forjadose muestra en la Figura 3.2.

La losa de forjado comprende la chapa colaborante de poco canto, con el hormignarmado y una capa de compresin, las cuales actan conjuntamente en accin mixta.

En la capa de compresin se coloca una mallazo para reforzar la resistencia al fuegode la losa, distribuir la carga localizada, actuar como armadura transversal alrededordel conectador y reducir la suracin del hormign.

El forjado normalmente se disea sin empleo de apuntalamiento y soporta el peso delhormign fresco y la carga de construccin actuando como un elemento continuosobre, al menos, dos luces. La losa mixta se disea generalmente como simplementeapoyada entre las vigas.

Las pginas web indicadas a continuacin ofrecen softwares de prediseodisponibles gratuitamente: www.arcelormittal.com/sections, www.steel-sci.orgy www.corusconstruction.com.

Rango de luces tpicas en vigas Vigas secundarias: 6 - 15 m. de luz y de 2,5 - 4 m. de modulacinVigas principales: Entre 6 y 12 m.


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Principales consideraciones

de diseo para la implantacin

del forjado

Las vigas secundarias deben de colocarse a n de evitar el apuntalamiento delforjado durante la construccin. Por lo general, se preeren grandes luces para lasvigas secundarias.

En las vigas de poco canto, los servicios son instalados bajo las vigas, y porconsiguiente, afectan a todo el forjado. Para vigas de mayor canto, se puedenrealizar aberturas en el alma de la viga para la integracin de los servicios.

Las vigas de borde pueden requerir mayor canto que las vigas internas debido a loslmites de echas por el peso del cerramiento, en particular, por el acristalamiento.

Ventajas Las vigas son ms ligeras y tienen menos canto que en la construccin no-mixta,como consecuencia son ms econmicas.Amplia disponibilidad de perles de acero laminados en caliente.

Integracin de servicios Las unidades principales de calefaccin y ventilacin pueden colocarse en la zonadenida por el canto de la viga, como se muestra en la Figura 3.3, pero losconductos pasan bajo las vigas. Los servicios pueden ser introducidos a travs deaberturas locales en el alma, de hasta un 60% de canto de perl de la viga.

Planteamiento de diseo Las vigas secundarias tienen luces de 6 a 15 m. y 3 m. de modulacin.Las vigas principales pueden tener 2 o 3 veces ms luz que las vigassecundarias, por ejemplo de 6 a 9 m.

Eleccin del forjado y la losa, utilizando tablas de fabricantes o softwares.Se recomienda utilizar forjados que no requieran apuntalamiento durante laconstruccin. Debe aseguarse que el canto y la armadura de la losa empleadacubren los requisitos a fuego requeridos.La orientacin de las chapas perladas diere entre las viga principal y secun-daria. Los conectadores pueden estar separados 300 mm. en vigas secundarias,mientras que en las vigas principales, la separacin sera de 150 mm.

1.

2.

3.

Secciones El canto de la viga (perl de acero) normalmente L/24 (vigas secundarias)o L/18 (vigas principales).

Vigas secundarias: IPE300 para 7,5 m. de luz y 3,75 m. de modulacin.Vigas principales: IPE360 para 7,5 m. de luz y 7,5 m. de modulacin.

Calidad del acero Vigas secundarias y viga de borde: Generalmente acero S235 [1]o S275.Vigas principales: acero S355.

Forjado Generalmente la zona de forjado total es de 1.000 - 1.200 mm. para una modulacinde 9 m, asumiendo 150 mm. para el suelo tcnico y, adems, los conductos de aireacondicionado bajo las vigas.

Hormign Se puede utilizar hormign normal (NWC) de densidad tpica 2.400 kg/m3u hormignligero (LWAC) de densidad 1.850 kg/m3. El NWC asla mejor el sonido, por lo cual seutiliza en hospitales, edicios residenciales, etc. El LWAC favorece la relacin peso dela estructura frente al diseo de la cimentacin, es ms competitivo para mayoresluces y proporciona mejor aislamiento contra el fuego, permitiendo que se puedanemplear losas de forjado de menor canto (10 mm. menos que con el hormign normal).

En cambio, el hormign ligero no est disponible en todas las zonas de Europa.

[1] En Espaa, el uso de aceros estructurales de tipo S235 no es habitual, se recomienda adoptaren proyecto el S275, de empleo muy extendido a nivel nacional y de fcil disponibilidad.


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Figura 3.2 Viga mixta tipo y ejemplo

del forjado en planta para

un edicio de 4 pisos con

distribucin rectangular

PART PLAN

6.0m 6.0m

3.0m 3.0m 3.0m 3.0m

7.5m

6.0m

Side bracing

Side bracing

Stairs Lif ts &

Toilets

Void

Wallbracing

Slab

Slab

IPE A 360 S235

IPE 220

IPE 220

IPE A 330 S235

IPE O 360 S235 P1 P2IPE A 360 S235

IPE 300 S235 IPE 300 S235

IPE

270

S235

IPE

270

S235

IPE

270

S235

IPE

270

S235

IPE

270

S235

Gable

End

IPE

450

S235

IPE

400

S235

IPE

400

S235

IPE

300

S235

IPE

300

S235

HEA

220

(50

)(1&2

)

HEA

220

(50

) (3&4)

S355

HEA

240

(60) (1&2

)

HEA

220

(50

)(3&4)

S355

HEA

240

(60) (1&2

)

HEA

220

(50

) (3&4)

S355

HEA

240

(60) (

1&2)

HEA

220

(50

) (3&

4)

S355

HEB

220

(71

) (1&2

)

HEA

240

(60) (3&4

)

S355

HEA

220

(71

) (1&2

)

HEA

240

(60) (3&4

)

S355

HEA

220

(50

)(1&2

)

HEA

220

(50

) (3&4)

S355

HEA

240

(60) (1&2

)

HEA

220

(50

)(3&4)

S355

HEA

240

(60) (1&2

)

HEA

220

(50

) (3&4)

S355

A

A

Zona funcional de forjado

= 150 mm suelo tcnico

+ 130 mm losa+ 352 mm viga

+ 150 mm falso techo y alumbrado

= 782 mm 800 mm

SECTION A-A

NWC slab

2 No. 19 dia. x 100 lg.

studs @ 300 ctrs.

Decking 0.9 mm thick

A142 mesh

IPE A 360

Transverse bars T12 @ 300 ctrs. 13060

352


14/62



100-150

120

360

50

5050

400

1130-1180mm

Raised floor

Fan coil unit

Ducting + insulation

LightingCeiling

Figura 3.3 Forjado mixto con los servicios

integrados bajo el mismo

Clase de hormign Utilizar hormign C25/30 como mnimo. Utilizar C35/45 para superciesexpuestas a abrasin.

Proteccin ante incendio Vigas: Pintura intumescente con 1,5 mm. de espesor para 90 minutos de resistenciaal fuego (R90), o placas de 15 a 25 mm. de espesor para 90 minutos deresistencia al fuego (R90).

Pilares: Placas de 15 mm. de espesor para resistencia al fuego de 60 minutos (R60)y 25 mm. de espesor para R90.

Uniones Uniones articuladas: casquillos de doble angular atornillados al alma, chapas deborde de canto total o chapas atornilladas al alma para uniones a vigas principalesy secundarias.


15/62



Forjado con vigas asimtricas integradas

Figura 3.4 Forjado integrado con vigas

asimtricas y placas de

hormign prefabricado

Descripcin Las vigas de forjado integradas proporcionan sistemas de forjado de poco canto queconstan de vigas asimtricas en la que apoyan las prelosas de hormign, tales comolas alveolares. El sistema IFB est construido cortando un perl IPE o HE en dos

secciones en forma de T y soldndolos a una platabanda perpendicular al alma.En el sistema SBF, la platabanda se suelda debajo del ala inferior de un perl IPEo HE, vase Figura 3.4. Esta placa se prolonga al menos 100 mm. a cada lado delala de la viga para servir de apoyo de las unidades de hormign prefabricado.Se recomienda una capa de comprensin estructural de hormign para unir lasplacas prefabricadas a n de que acten como un diafragma. Si no se prev apuntala-miento, la armadura debe ser colocada a travs del alma de la viga para unir elforjado a ambos lados, a n de satisfacer la necesidad de solidez y accin del diafragma.

Hay dos opciones para el diseo de vigas:Secciones no mixtas.Secciones mixtas Si la losa tiene el suciente canto sobre las vigas parapermitir la altura de los conectadores.

Las disposiciones de las vigas comprende luces comprendidas entre 5 - 7,5 m. conun canto de forjado entre 200 - 350 mm. (vase la Figura 3.5). Para las vigas deforjado integrado, la luz de la losa es generalmente ms larga que la luz de la viga.Los perles de las vigas pueden tener entre 200 y 350 mm. de canto y sobre susalas se construye la capa de compresin del forjado (el ala superior tambin puede ala misma cota que el acabado de la losa.)

Las vigas de borde pueden ser perles IFB/SBF con geometra modicada o bienperles alveolares rectangulares o vigas de seccin rectangular (RHS), con unaplatabanda inferior soldada actuando como ala. Las vigas de borde son a menudoconcebidas como no mixtas y los conectadores a cortante son empleados slo paragarantizar la accin diafragma del forjado.

Como alternativa a las placas alveolares prefabricadas se puede emplear la chapacolaborante de gran canto en el forjado.

SFBIFB


16/62



2 4 6 8 10 122

4

6

8

10

12

Span of the IFB-Beam (m)

Spanoftheconcreteslab(m)

Standard grid

combinations

Possible grid

combination for

adjustments

Limite en

flecha y

frecuencia

Luces lmite

para placasprefabricadas

de hormign

Figura 3.5 Rango de aplicacin para

vigas IFB integradas

Descripcin (continuacin) Esta aplicacin es denominada Slimdeky se presenta en el siguiente captulo.

El software de esta solucin esta disponible gratuitamente en:www.arcelormittal.com/sections. El software del forjado de acero de cantoreducido, Slimdek, est disponible en: www.corusconstruction.com.

Rango de luces tpicas en vigas Entre 5 m. y 7,5 m. aunque se puede lograr una luz ms grande utilizando vigas de

gran canto y losas prefabricadas de hormign. Las diferentes disposiciones deaplicacin son las presentadas anteriormente.



del forjado

Los efectos de torsin deberan estar considerados en las vigas integradas quesoportan las placas prefabricadas de hormign. Estos efectos tambin se dandurante la fase de construccin. Las vigas cargadas en un solo lado sonrelativamente pesadas porque se combinan las solicitaciones de exin y de torsin,que deberan ser consideradas en el diseo de la viga. Una viga central que soporteplacas prefabricadas apoyadas, en el extremo opuesto, en vigas de bordedescolgadas, normalmente es la solucin ms econmica, aunque las vigas deborde RHS o IFB/SFB tambin puedan ser utilizadas para conseguir un canto deforjado ms reducido y esttico en caso de grandes fachadas acristaladas.

El canto del forjado est inuenciado por el recubrimiento de hormign para lasplacas prefabricadas (principalmente para proporcionar la resistencia al fuegorequerida), cubre las vigas IFB/SFB y las vigas de borde. Se coloca un mallazo en lacapa de hormign sobre el perl de acero, o s el ala superior del IFB/SFB estanivelado con la supercie del hormign, las losas de cada lado de IFB/SFB deberanunirse para cumplir el requisito de robustez. Generalmente, esto se logra con unaarmadura (normalmente barras de dimetro 12 cada 600 mm.) que atraviesan elalma del perl IFB/SFB. Generalmente, las vigas IFB/SFB son no mixtas, aunque lasmixtas pueden lograrse mediante el uso de conectadores soldados.

Para el diseo mixto de las vigas de borde, deben emplearse armaduras conextremos en U alrededor de los conectadores, para as garantizar la unin de lasplacas prefabricadas y la capa de comprensin del forjado.

Deben estudiarse las uniones al pilar debido a que las alas de las vigas IFB/SFB sonms anchas que el pilar y deben ajustarse adecuadamente.


17/62



6.0m

3.0m 3.0m

6.0m

6.0m

7.5m

HEA220(50)

(1&2)

HEA22

0(50)

(3&4)

S355

HEA24

0(60)

(1&2)

HEA22

0(50)

(1&2)

S355

HEA24

0(60)

(1&2)

HEA22

0(50)

(3&4)

S355

HEB

220(71)

(1&2)

HEA240(60)

(3&4)

S355

HEA24

0(60)

(1&2)

HEA220(50)

(3&4)

S355

HEB

220(71)

(1&2)

HEA24

0(60)

(3&4)

S355

HEA24

0(60)

(1&2)

HEA22

0(50)

(3&4)

S355

HEA22

0(50)

(1&2)

HEA22

0(50)

(3&4)

S355

HEA24

0(60)(

1&2)

HEA22

0(50)

(3&4)

S355

IPE 400 S235

IPE

A

450S235

IPE

400S235

IPE

400S235

IPE

240S235

IPE

240S235

IPE

240S235

IPE

O3

00S235

IPE 400 S235

IPE A 400 S235

Slimflor beam

HEB 260/460 x 15

IPE A 400 S235

Slimflor beam

HEB 260/460 x 15

IPE 220 S235

IPE 220 S235

Side bracing

Precast concrete units

+60mm

NWC topping

Side bracing

Wallbracing

Stairs Lifts &

Toilets

A

A

PART PLAN

Figura 3.6 Disposicin en planta de vigas

integradas y placas prefabricadas

para un edicio de 4 plantas de


SECTION A-A

NWC topping

T12 x 1200 long tie bars @600ctrs through holes in web

A142 mesh60

200

P.C. unit

460 x 15 plate

HEB 260

Zona funcional de forjado

= 150mm suelo tcnico

+ 260mm losa y capa de compresin

+ 150mm falso techo y alumbrado= 560mm 600mm


18/62



Ventajas Normalmente las vigas no requieren proteccin contra el fuego mayor de 60minutos de resistencia al fuego.La zona del forjado de canto reducido obtenida proporciona a su vez unareduccin en la altura total del edicio y del coste de la envolvente.El forjado permite una instalacin de servicios sencilla y ofrece exibilidad en lasparticiones interiores. La cara inferior puede quedar vista.Las vigas de forjado integradas pueden ser empleadas como un sistema seco deconstruccin, con un alto nivel de prefabricado y rapidez de montaje.

Integracin de servicios Distribucin libre de servicios bajo el forjado.

Planteamientos de diseo Utilizacin de modulaciones de 6 m., 7,50 m 9 m. Las placas prefabricadasde hormign normalmente se orientan segn la mayor distancia en lamodulacin del forjado.Eleccin de las placas prefabricadas de hormign en funcin de los datosproporcionados por el fabricante. La relacin mxima recomendada entre luz ycanto es de 35 para lograr suciente resistencia a cortante en las losasprefabricadas. Se recomiendan apoyos mnimos en los extremos de 75 mm.para accin no mixta y 60 mm. para accin mixta. Los extremos de las placasprefabricadas suelen estar biselados para conseguir espacio sucientealrededor del perl de acero al verter el hormign.Diseo de las vigas IFB/SFB utilizando software. Las vigas pueden ser

diseadas como no mixtas o mixtas. Para las vigas no mixtas se debeproporcionar algn anclaje del forjado al alma de la viga. Para las mixtas serequiere al menos 15 mm. de recubrimiento sobre el conectador.Diseo de las vigas de borde como RHS, IFB/SFB cargadas en un lado, outilizar alternativamente las vigas descolgadas. Las vigas de borde mixtasrequieren armaduras con extremos en U para actuar como armadura transversal.

1.

2.

3.

4.

Secciones Luz viga Luz forjado (m)

6 m. 8 m.

5 m. HEA 240 HEB 260

6 m. HEB 260 HEB 280

8 m. HEB 300 HEB 320

Tabla 3.1 Secciones de vigas SFB (aadiendo los 15 mm. de espesor

de la platabanda inferior)

Luz viga Luz forjado (m)

6 m. 8 m.

5 m. 1/2 IPE 500 1/2 HEB 450

6 m. 1/2 HEA 450 1/2 HEA 500

8 m. 1/2 HEA 600 1/2 HEB 600

Tabla 3.2 Secciones de vigas IFB (aadiendo los 20 mm. de espesor

del platabanda inferior)


19/62



Figura 3.7 Vigas integradas de grandes

luces utilizadas en la Cmara

de Comercio de Luxemburgo

Secciones (continuacin) Las placas alveolares prefabricadas ms comunes son de 150 mm. de canto por 6 m.de luz; 200 mm. por 7,5 m. y 260 - 300 mm. por 9 m. Este diseo proporciona unaadecuada rigidez, as como una resistencia a exin y a cortante.

Existen varias alternativas en la eleccin de vigas integradas de gran luz, tal comopuede observarse en la Figura 3.7, empleando barras macizas o perles SHS queactan como tirantes bajo la viga. Con este tipo de construccin pueden lograrseluces de 9 m. a 12 m.

Calidad del acero Las vigas IFB/SFB estn disponibles en cualquier grado de acero desde S235 [2]a S460.

Forjado 600 mm. con servicios bsicos bajo las vigas, incluyendo suelo tcnico.1,000 mm. con la instalacin de aire acondicionado bajo las vigas,incluyendo suelo tcnico.

Proteccin ante incendio El revestimiento de hormign alrededor de la viga normalmente es suciente para

proporcionar 60 minutos de resistencia al fuego. Para 90 minutos de resistencia alfuego, se puede escoger una pintura intumescente o placa de proteccin para el alainferior. Es necesario, a n de satisfacer los requisitos de la integridad estructuralhacia el fuego, seleccionar con precaucin la armadura transversal en las placasalveolares y en el relleno de hormign que recubre a la viga.

Uniones Las vigas integradas requieren uniones de placa frontal, tpicamente, 6 a 8 tornillos,para resistir las cargas de torsin que actan en la viga. Las vigas de borde RHSgeneralmente utilizan uniones de placa frontal extendidas para proveerse deresistencia de torsin.



20/62



Forjado de chapa colaborante con vigas alveolares mixtas

Figura 3.8 Vigas alveolares secundarias

de grandes luces con

aberturas circulares

Descripcin Las vigas alveolares son vigas con aberturas circulares distribuidas regularmentea lo largo de la longitud del alma. Las vigas son armadas a partir de 3 platabandas,o cortando y soldando secciones en forma de T obtenidas de perles de acerolaminados en caliente. Las aberturas, o alvolos, son generalmente circularespero pueden ser alargadas, rectangulares o hexagonales. Las zonas con altassolicitaciones de cortante pueden ser fcilmente rellenadas o rgidizadas. Las vigasalveolares pueden ser colocadas para salvar luces mediante vigas secundarias quesoportan la losa de forjado directamente, o para salvar grandes luces a modo devigas principales, soportando otras vigas alveolares o perles I de vigas secundarias.

El software de prediseo est disponible en www.westok.co.uky en www.arcelormittal.com/sections.

Rango de luces tpicas en vigas 10 - 18 m. para vigas alveolares secundarias.9 - 12 m. para vigas alveolares principales.

Principales consideracionesde diseo para la implantacin

del forjado

Las vigas secundarias deberan separarse entre 2,5 m. a 4 m. a n de evitar elapuntalamiento del forjado durante el hormigonado. Grandes luces de vigasprincipales son menos usadas porque soportan altas solicitaciones de cortantey su diseo es por lo tanto ineciente, a no ser que el espesor del alma seaincrementada o el tamao de las aberturas sea reducido.

Grandes, alargadas o rectangulares aberturas se deberan localizar en reasde cortante reducido, por ejemplo, en el tercio medio de la luz para vigasuniformemente cargadas.

Ventajas Largas luces con uso eciente del acero.Vigas relativamente ligeras, comparadas con otros sistemas de grandes luces.Los servicios pueden integrarse en las vigas del forjado, reducindose

la altura total del edicio.La contraecha puede ser introducida durante la fabricacin para reducirechas apreciables.


21/62



15.0m

3.75m

7.5m

7.5m

3.0m

3.0m

4.5m

3.0m

1.5m

3.75m 3.75m 3.75m 3.75m 3.75m 3.75m 3.75m

15.0m

IPE 450 S355

HEB 320 S355

IPE O 400 S235

IPE A 360 S355

IPE O 400 S235

IPE A 360 S355

HEB 320 S355

HEB 300 S355

HEB 300 S355

IPE O 300 S235

IPE O 300 S235

IPE O 300 S235

HEB 450 S355 HEB 450 S355

IPE

O3

60

S235

IPE

O3

60

S235 I

PE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

A

450

/IPE

A

55

0

Cellularbeam6

70mmdee

p

S355

IPE

O3

60

S235 IP

E

220

S235

IPE

220

S235

IPE

220

S235

IPE

220

S235

IPE

O3

60S

235

IPE

A

360

S235

IPE

A

360S

235

HEB

300

S355

HEB

300S355

IPE 450 S355 IPE 450 S355 IPE 450 S355

76.1x3.2mmthick

CHSS275

76.1x3.2mmthick

CHSS275

76.1

x3.2mm

thic

k

CHS

S27

5

76.1

x3.2mm

thi

ck

CHS

S27

5

A

A

A A

A B B B B

BCC

D

B B

A

S l a b

WallB r a c i n g

Toile ts

S t a i r s

Void

Void

L i f t s Li f t s

PART PLAN

SIDE VIEW OF CELLULAR BEAM

Figura 3.9 Vigas alveolares (vigas

secundarias con grandes luces)y forjados mixtos. Disposicin

en planta de la estructura de

un edicio de 8 plantas con


A

B

C

D

HEB 300 (1 & 2)

HEA 300 (3, 4 & 5)

HEA 240 (6, 7 & 8)

(S355)

HD 360 x 162 (1 & 2)

HEA 360 x 134 (3, 4 & 5)

HEB 300 (6, 7 & 8)

(S355)

HD 360 x 179 (1 & 2)

HEA 360 x 162 (3, 4 & 5)

HEB 300 (6, 7 & 8)

(S355)

HEB 360 (1 & 2)

HEA 300 (3, 4 & 5)

HEA 240 (6, 7 & 8)

(S355)

Disposicin de pilares


22/62



Integracin de servicios Las aberturas regulares en el alma dejan pasar conducciones circulares a travs delas vigas, como se muestra la Figura 3.10. Se puede escoger dimetros varios,dependen de los requerimientos de los servicios. Las aberturas en el alma debenestar alineadas para todas las vigas empleadas en el edicio, a n de permitir lalibertad a la integracin de servicios.

Planteamientos de diseo Las vigas alveolares son utilizadas como vigas secundarias de grandes luces conentre 3 y 4 m. de separacin. Las vigas principales en una modulacin de pilaresrectangular, con una separacin de 2 3 veces mayor que la de las vigassecundarias. El forjado y la losa son elegidos utilizando el diseo recomendadopor el fabricante o software especco. El canto de la losa y la armadura suelenquedar determinados para una resistencia al fuego requerida.Diseo de las vigas alveolares con el software del fabricante.El dimetro de las aberturas debera estar entre un 60% y un 80% del cantode la viga. Las aberturas alargadas pueden requerir rigidizadores horizontales.Los tamaos adecuados y posiciones deberan ser contrastados con laingeniera de servicios.

1.

2.3.

Secciones Canto de la viga alveolar, aproximadamente L/22, por ejemplo, un canto de 700 mm.para una luz de 15 m.

Calidad del acero El acero S355 es preferible en las vigas alveolares debido a las altas tensiones

locales alrededor de las aberturas.

Forjado De 1,000 a 2,000 mm. Por ejemplo, 1,050 mm. para 15 m. de luz, con vigasalveolares con aberturas regulares de 400 mm., como se muestra en la Figura 3.10.

Proteccin ante incendio Pintura intumescente con espesores de 1,5 a 2 mm. puede aplicarse en la obra perola aplicacin en taller tambin pueden ser econmica. Puede requerirse unaproteccin adicional ante el fuego ya que el factor de forma del perl alveolar esmayor que el perl laminado de acero equivalente.

150

140

600

100

50

1050

Raised floor

Ducting &

insulation

400 diameter

Lighting

Ceiling

Figura 3.10 Seccin transversal de

viga alveolar con la

integracin de servicios


23/62


24/62



Planteamientos de diseo Utilizar vigas secundarias de grandes luces, entre 3 y 4 m. de separacin,y vigas principales entre 6 - 9 m. O, como alternativa, vigas principalesde gran luz y vigas secundarias de luz 6 - 7,5 m.El forjado y las placas prefabricadas son diseadas utilizando bacoso softwares de diseo del propio fabricante, teniendo en cuenta laresistencia al fuego.Diseo de las vigas utilizando el software disponible. Seleccin de los tamaosy posiciones de las aberturas del alma, permitiendo aislamiento alrededor delos servicios.

1.

2.

3.

Secciones Canto de la viga desde L/15 a L/22 utilizando perles asimtricos.

Calidad del acero S275 para vigas, cuyo diseo quede gobernado por echa, S355 para vigas congran densidad de aberturas.

Forjado 1.000 mm. para 13,5 m de luz, con alveolos de 350 mm. de dimetro. 1.100 mm. para 15 m. de luz, con alveolos de 400 mm. de dimetro.

Proteccin ante incendio Placas o pinturas intumescentes. Las pinturas intumescentes pueden aplicarse entaller; con una nica capa de 1,8 mm. de espesor se puede conseguir unaresistencia al fuego de hasta 90 minutos (R90). [3]

[3] Las prestaciones de la pintura intumescente deben conrmarse con el fabricante, as como elprocedimiento de aplicacin necesario para garantizar la proteccin requerida del sistema.


25/62



PART PLAN

6.0m

7.5m

6.0m

3.0m 3.0m

6.0m

3.0m 3.0m

B

B

Side bracing

Side bracing

WallbracingStairs Slab

Lift

Slab Slab

IPE A 330 S235

IPE O 360 S235

IPE A 240 S235

IPE A 240 S235

IPE A 360 S235 IPE A 450 S235

IPE A 450 S235

IPEA

500S235

IPE

O4

00S235

IPE

O4

00S235

IPE

O2

70S235

IPE

O2

70S235

IPE

O2

70S235

IPE550S235

HE220

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355

HE240

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355

HE240

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355

HE220

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355 HE

280

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355

HE280

A(1&2)

HE240

A(3&4)

S355

HE280

A(1&2)

HE220

A(3&4)

S355 HE

280

A(1&2)

HE240

A(3&4)

S355

5.0m 6.75m 8.5m

140

450

250

3 holes reqd.

SECTION B-B

Figura 3.12 Vigas mixtas de grandes luces

con aberturas rectangulares

en el alma


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Vigas mixtas con placas prefabricadas de hormign

Figura 3.13 Construccin de forjado mixto

con placas alveolares y vigas

aligeradas

Descripcin Este sistema consta de vigas con conectadores soldados al ala superior.Las vigas soportan las placas prefabricadas incluyendo el relleno de hormign

en las losas y la capa de compresin sobre las mismas. Las placas prefabricadaspueden ser macizas con 40 - 100 mm. de canto, o alveolares con cantos de150 a 260 mm.normalmente.

Se requiere suciente ancho en el ala para proporcionar una longitud deapoyo segura para las placas y suciente canto para una accin ecaz delos conectadores.

Las placas de ms espesor son, o bien, achaanadas o dentadas en la carasuperior de sus extremos, para permitir un recubrimiento para alojar losconectadores. Las placas prefabricadas estn dotadas de unas acanaladuraspara permitir la correcta colocacin de la armadura transversal a travs de lasvigas y de forma que quede empotrada en la losa. Por esta razn el mnimo

ancho del ala superior es de 180 a 210 mm.

Estn disponibles gratuitamente softwares de prediseo en la webwww.arcelormittal.com/sections.

Rango de luces tpicas en vigas Vigas con luces de 10 - 18 m. y 3 - 9 m. de luz para las placas prefabricadas dehormign, dependiendo del canto y la forma. Las placas prefabricadas alveolarespresentan mayores luces que las placas prefabricadas macizas.


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del forjado

Las placas prefabricadas alveolares cubren normalmente luces de 6 a 9 m., tambinpueden emplearse prelosas para 3 - 4 m. de luz. Las vigas deben disponer desuciente ancho mnimo para apoyar las placas prefabricadas de hormign(200 mm. es un ancho prctico mnimo para la viga).

Las vigas de borde son normalmente diseadas como no mixtas y se unen al forjadopara cumplir el requerimiento de robustez. Para el diseo mixto, los conectadoresrequieren armaduras con extremos en U para mejora la adherencia en el interior delcanto de la losa.

Las vigas son diseadas para soportar cargas de torsin durante la construccin,cundo las placas slo estn colocadas a un lado de la viga. Esto dictar el tamaomnimo de la viga.

Un apuntalamiento temporal es requerido, para proporcionar un soporte lateral yreducir la longitud efectiva para el pandeo lateral torsional de la viga durante la etapade construccin, particularmente cundo la carga est a un solo lado.

Ventajas Menor requerimiento de vigas secundarias cuando se utilizan placasprefabricadas de gran luz.Los conectadores pueden ser soldados en taller, permitiendo mayores dimetrosde pernos y menos operaciones en obra.

Integracin de servicios Los conductos principales se posicionan debajo de la viga y los equipos de mayortamao, tales como las unidades de Fan Coil, se colocan en la zona denida por elcanto de la viga.

Planteamientos de diseo Utilizacin de modulaciones de 6, 7,5 9 m. para este sistema de forjado y vigascon luces de hasta 18 m.Las placas prefabricadas de hormign segn recomendacin del fabricante,incluyendo adecuacin para la resistencia al fuego.Seleccionar el canto de la viga basado en los requerimientos del apoyo en losextremos y el diseo mixto.

Mnimo ancho de ala en apoyo Mnimo ancho de viga

40 a 100 mm. canto de placamaciza

Viga interna - 180 mm.

Viga de borde - 210 mm.150 a 250 mm. canto de placaalveolar

Viga interna - 180 mm.

Viga de borde - 210 mm.

Viga no mixta Viga de borde - 120 mm. (mnimo)

Diseo de las vigas mixtas considerando el grado de conexin de losconectadores. Los detalles de la armadura pueden verse en la Figura 3.14.Diseo de las vigas de borde como no mixtas.

1.

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3.

4.

5.


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Secciones Vigas: La seccin del perl vara entre IPE 450 e IPE 800, utilizndose con placasprefabricadas de extremos achaanados y conectadores soldados. Tambin puedenutilizarse perles de seccin HE.

Canto placa alveolar (mm) Luz (m) Sobrecarga (kN/m)

150 mm. 6 3,5

200 mm. 7,5 3,5

250 mm. 9 5,0Tabla 3.3 Luces tpicas para placas alveolares prefabricadas

Calidad del acero Acero S235 a S460 dependiendo de la luz. [4]

Forjado 900 mm., incluyendo la viga y el canto de las placas prefabricadas, para 9 m. de luz;ms la zona requerida para los servicios a travs o bajo la viga.

Proteccin ante incendio Mortero proyectado, paneles o pintura intumescente para las vigas, incluyendo lasvigas parcialmente embebidas.

Para garantizar la integridad frente al fuego, las armaduras transversales deben serdetalladas y embedidas en las placas prefabricadas alvedares y extenderse almenos 600 mm, en cada placa (vase la Figura 3.14.). Para 90 120 minutos deresistencia al fuego se requiere una capa de compresin de hormign con un mnimo

de 50 mm.

Uniones Uniones con chapa frontal de canto total (soldadas a las alas de la viga) para queresistan la torsin.



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Vigas no mixtas con placas prefabricadas de hormign

Figura 3.15 Distancias requeridas para las

placas prefabricadas en el forjado

Descripcin Las placas pueden apoyarse en el ala superior de las vigas de acero o sobreangulares. Los angulares se atornillan o sueldan al alma de la viga, con un lado

sucientemente largo para facilitar el adecuado apoyo a la placa prefabricada ygarantizar la posicin de las piezas. Las placas pueden tener una capa de compresin(puede ser estructural) o puede tener un suelo tcnico. A su vez, pueden ser losasaligeradas, con ncleo alveolar, o macizas de 75 mm. a 100 mm. de canto.

El software de prediseo est disponible gratuitamente en la webwww.arcelormittal.com/sections .

Rango de luces tpicas en vigas Luces entre 6 m. y 7,5 m. son comunes para ambas, las vigas y las placas.No obstante, la luz de la placa ser mas corta.



del forjado

Las acciones durante la fase de construccin, especialmente para placasprefabricadas colocadas a un solo lado, deben ser consideradas.

Los arriostramientos laterales temporales son normalmente requeridos para limitarla longitud ecaz de pandeo de la viga durante la etapa de construccin cuandoest cargada en un solo lado.

Las vigas cargadas a un solo lado en condiciones permanentes deben evitarse oser diseadas para resistir adecuadamente el momento torsor.

Ventajas Esencialmente un sistema de construccin seco donde el canto de la vigano sea critico.

Integracin de servicios Los conductos principales son situados bajo las vigas consiguiendo una importanteintegracin de servicios entre las mismas.


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(a) Precast units on shelf angles

(b) Precast units on top of downstand beam

Figura 3.16 Detalles de forjados con placas

prefabricadas de hormign con

accin no mixta

Planteamientos de diseo Modulacin entre 6 y 7 m. utilizando placas de 150 mm. de canto para luces de6 m. y un canto de 200 mm. para luces de 7,5 m.Eleccin de las placas prefabricadas de hormign por catlogo del fabricantepara conseguir la resistencia a fuego requerida.Diseo de las vigas de acero utilizando software o manualmente medianteclculos simples. Es recomendable un seguimiento de las solicitaciones de torsindurante el montaje.Comprobacin de la acciones durante la construccin y consideracin delarriostramiento temporal.

1.

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3.

4.

Secciones Canto de viga L/15.

Cuando las placas se apoyen en el ala superior, el ancho mnimo del ala requeridoes de 180 mm. para permitir un apoyo mnimo y 30 mm. de separacin entre lasplacas para colocar el hormign armado. La mnima seccin de viga ser IPE 400con las placas prefabricadas apoyadas en el ala superior.

Cuando se emplean apoyos en angulares, es requerido un espacio de 25 mm.entre el extremo de la placa y el ala de la viga, como se muestra en la Figura 3.17.Los angulares se deberan proyectar al menos 50 mm. bajo el ala superior de la viga.

Calidad del acero Acero S235 a S460 dependiendo de la luz. [5]



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Forjado Para una modulacin de 7,5 m., el forjado presenta un canto de 800 mm., incluyendoel falso techo.

Proteccin ante incendio La proteccin de las vigas contra el fuego puede ser proporcionada con morteroproyectado, placas o pintura intumescente. Las vigas con angulares puedenalcanzar una resistencia a fuego de 30 minutos, R30, posicionando el angular demanera que sus alas de los mismos queden acomodadas en las placas.

Uniones Se requieren chapas frontales de canto total, soldadas al ala de las vigas, debido aque las vigas resisten cargas de torsin en la fase de construccin.

180 min.

30 nominal

75 min.

50

50 min.

75 min.

25 min.

Figura 3.17 Distancias requeridas para las

placas prefabricadas en el forjado

EURO-BUILD en Acero30



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La denominacin comercial por la que seconocen estas tipologas de forjados seindica a continuacin:

Cofradal(propiedad de ArcelorMittal).Hoesch Additive Floor(propiedad deThyssenKrupp).Slimline(propiedad deSlimline Buildings).Slimdek(propiedad de Corus).

En el captulo 3 de esta gua de diseose ha desarrollado un breve manual

para diferentes tipologas de forjado enconstruccin mixta, as como para vigasintegradas en el forjado (Slim Floor).Son esencialmente productosgenricos disponibles a travs devarios fabricantes.

Para las tipologas de forjado que sepresentan en este capitulo, el proveedorpropietario del sistema puede propor-cionar ms informacin detallada deldiseo y del software especco de

diseo para sus productos.

Cofradal 200

Hoesch Additive Floor

Sistema Slimline

Slimdek

Este capitulo estudia el uso sistemas de forjados especiales, que sonexclusivos de un proveedor concreto, los cuales se han establecido endiversos pases europeos, logrando una importante implantacin en elmercado en varios sectores.

04 Sistemas especialesde forjado


04SISTEMAS ESPECIALES DE FORJADO


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Cofradal 200

1200mm

200

Figura 4.1 Vista isomtrica y seccin

transversal del forjado Cofradal

Descripcin Cofradal 200es un sistema innovador de losas prefabricadas de forjado adecuadopara edicios de ocinas, industria ligera y edicios residenciales. Las placas son de600 mm. de ancho y el forjado es el tpico de 200 mm. de canto. El sistema secompone de placas mixtas de acero y hormign prefabricadas en taller. La carainferior est compuesta por chapas de acero y una capa de compresin. Slo esnecesaria una pequea cantidad de hormign para ajustar el rea de la uninperimetral de apoyo y as colocar adicionalmente una capa de compresin dehormign ligero en el forjado. No se necesita apuntalamiento temporal en la obradurante la etapa de construccin.

Cofradal 200se compone de chapa de acero perlado galvanizado relleno de lanamineral. La lana mineral proporciona aislamiento trmico entre las plantas, si esnecesario, aislamiento acstico, y una resistencia al fuego hasta 120 minutos.

La chapa de acero perlado absorbe la solicitacin de traccin, como parte delsistema de forjado mixto. Un perl conformado especial es proporcionado en ambosbordes longitudinales para as permitir el ajuste y la unin a cortante entre dos placasadyacentes de forjado. La lana mineral de alta densidad proporciona un encofradoecaz para la capa de hormign superior. El mallazo est situado en la capa decompresin de hormign como se muestra en la Figura 4.1.


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de diseo

Una capa de compresin comn de hormign C25/30 se refuerza con armaduras

soldadas a la chapa de acero. Esto proporciona la unin entre el acero y el hormignpara una correcta accin mixta.

El canto del forjado es de 200 mm. y el peso es de 2 kN/m2. El ancho de la placaes de 600 mm., aunque anchos de 1,200 m tambin puede ser proporcionados.La placa tiene un peso que se sita entre la mitad y 1/3 del peso equivalente deuna placa maciza de hormign.

Tambin se pueden utilizar como solucin de exterior, ya que la circulacin del airees eciente y evita la humedad bajo la losa. El rendimiento de la placa es eladecuado para una sobrecarga de 3 kN/m2con una luz de 7,5 m. El factor dominantede diseo es la resistencia al fuego de la misma.

El aislamiento acstico del forjado es de:Rw (C, Ctr) = 58 dB, Ln, w = 78 dB por losa Cofradal y,Rw (C, Ctr) = 64 dB, Ln, w = 66 dB por losa con falso techo.

Ventajas Esencialmente tecnologa prefabricada para construccin en seco.Sistemas de grandes luces, lo que compite con las placas alveolares.Excelente aislamiento acstico.Sistema de construccin ligera en comparacin con el hormign armado.

Figura 4.2 Entrega de Cofradal 200 en obra


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Figura 4.3 Vista de placa Cofradal antes

de ser hormigonada

Figura 4.4 Vista inferior de la placa

Cofradal terminada. Instalacin

de falso techo para la

integracin de servicios


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Figura 4.5 Vista detallada de


Descripcin El Hoesch Additive Floores un sistema muy comn que se utiliza en los aparcamientosy recientemente en edicios residenciales. El forjado consta de una chapa de acero de200 mm. de canto con hormign armado.

La chapa se coloca entre las alas de las vigas, por lo que el canto del forjado quedasignicativamente reducido y se apoya mediante un sistema especial de perlessoldados al ala superior de la viga. La chapa se une a la viga mediante remachesejecutados in situ.

Cualquier tipo de construccin de vigas mixtas puede ser elegida, perles con seccinen I laminados en caliente, vigas alveolares, etc., utilizando vigas principales ysecundarias, o slo vigas principales. La capa de compresin del forjado es elegida enfuncin del canto requerido para la accin mixta de las placas.

La chapa de acero y el hormign no estn diseados para actuar como una losa mixta.En cambio, la viga puede disearse como mixta, en ese caso es necesario soldar

conectadoes al ala superior de la viga. como se muestra en la Figura 4.5. El forjadocubre la luz entre las vigas que proporciona la suciente exibilidad para la colocacinde los conectadores en el ala de la viga.



del forjado

El forjado tiene que apuntalarse para luces mayores de 5,5 m. que logran un mximode 5,8 m. de modulacin.

El canto del forjado est inuenciado por la capa de hormign, mnimo 80 mm.,dependiendo del canto requerido para una accin mixta con las vigas. La modulacines calculada en base a unos 750 mm., que es la luz entre los nervios del forjado.Para mayores luces la losa debera hormigonarse en dos fases en vez de en unanica vez, lo cual requerira apuntalamiento, incrementando la luz hasta 7 m.


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Z-profiles

Composite beam

(a) Sealing of upper flange during concreting

Custom shaped

plastic components

Composite beam

(b) Sealing of ribs during concretingFigura 4.6 Detalles de HoeschAdditive Floor

Ventajas Se consiguen luces de hasta 5,5 m. sin apuntalamiento en la fase de construccin.Comparativamente menor peso propio del forjado.La placa no afecta a la accin mixta de las vigas, los conectadores puedendisponerse cuando sea preciso.Reducido canto del forjado al colocar la chapa entre las vigas.La chapa proporciona arriostramiento para prevenir el pandeo lateral torsionaldurante la etapa de construccin.

Integracin de servicios Ilimitada distribucin de servicios situados bajo el suelo. Servicios menores pueden serpasados por los nervios del forjado y posteriormente, a travs del alma de las vigas.

Secciones Disear como una viga mixta, vase el captulo 3.

Calidad del acero El acero S235 o el S275 es preferible para las vigas.El S275 GD en la chapa colaborante. [6]

Forjado El canto del forjado de 205 mm. ms la capa de hormign en la viga, 80 mm.mnimo, dependiendo del canto requerido para garantizar una accin mixta de lasvigas. El total de la zona del forjado depende de los perles utilizados para las vigasy servicios integrados, funcional vanse los esquemas de las secciones anteriores.

Proteccin ante incendio 90 minutos de resistencia al fuego para la losa con una armadura adicional.

Se requiere proteccin adicional para las vigas de acero.



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Descripcin La compaa holandesa Slimline Buildings ha desarrollado un sistema de placaprefabricada mixta conocido como Slimlineque consta de una serie de vigas oviguetas de acero dispuestas de forma paralela, cuyas alas inferiores se hayanembebidas en una losa de hormign y una placa superior de cierre, practicable.La placa queda vista en su lado inferior. El objetivo consiste en separar los elementosestructurales de los servicios para ofrecer mayor exibilidad en el diseo y funciona-

miento del edicio con una reduccin en los costes de construcccin. La compaaacta de intermediaria con los fabricantes de las placas prefabricadas de hormign yproporciona las licencias de construccin para proyectos llave en mano.

Este sistema proporciona una distribucin de servicios sencilla y notable que,en comparacin a los mtodos tradicionales de construccin, es ms competitiva.(Conforme a un estudio realizado por la Asociacin Alemana de Ingeniera).

El software de predimensionamiento estar disponible a nales de este ao enwww.slimlinebuildings.com.

Rango de luces tpicas en vigas Sistema Slimlineprefabricado, actuando como vigas secundarias: 4,5 a 9,6 m.Luz vigas principales: Entre 6 y 12 m., las cuales soportan las placas Slimline.

Canto tpico con respecto a una luz mxima: 275 mm. para 4,50 m., 295 mm.para 5,40 m., 355 mm. para 7,20 m. y 445 mm. para 9,60 m. de luz respectivamente.Placa prefabricada tipo, de 2.400 mm. de ancho mximo, debido al transporte.

Sistema Slimline

Figura 4.7 Detalles del sistema Slimline


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del forjado

Cada viga de acero es unida por una losa de hormign en su parte inferior.Peso propio tpico de 1,60 kN/m2(Excluyendo la parte superior que cubre la losa).Vibraciones. Las mediciones de edicios ya construidos dicen que el mnimo defrecuencia natural asciende a 7 Hz.Propiedades acsticas. El forjado Slimliney los materiales del forjado forman unaconstruccin de dos piezas que satisfacen los requisitos legales para laedicacin residencial y de ocinas.Capacidad trmica. El hormign proporciona la capacidad trmica para regular latemperatura interior, caso de carecer de un falso techo.Se puede usar como losa de forjado con aislamiento colocado en el interior,

generalmente 80 mm de espesor de poliestireno expandido (EPS), Rc = 2,52 m2K/W.Este valor incluye la resistencia trmica combinada de ambos elementos.

Ventajas Sistema de construccin seca en obra.Reduccin de altura entre plantas al no requerirse falso techo.Fcil mantenimiento e integracin de servicios.Posibilidad de lograr luces mayores que las posibles nicamente conforjados de hormign.La capacidad trmica puede variarse para regular las temperaturas interiores.

Integracin de servicios Las principales ventajas en este tipo de forjado es su exibilidad para el fcil accesoa los servicios desde el forjado superior.

Secciones Desde IPE 240 a IPE 360 para luces entre 5 - 8 m.

Calidad del acero Generalmente acero S235 [7], ya que el diseo est limitado por las echas.

Hormign Hormign normal C25/30.

Forjado Generalmente cantos de 300 - 500 mm., excluyendo las vigas principales en las queapoya el forjado Slimline.

Proteccin ante incendio El forjado Slimlinelogra una resistencia al fuego de 90 minutos (R90) de acuerdocon Bouwbesluit (normativa holandesa de construccin).

Uniones Las placas de Slimlineson colocadas directamente encima o sujetas al alma de lasvigas principales. En el ltimo caso, la losa se hormigona parcialmente in situ, en lazona adyacente de la viga de apoyo, para que la conexin se haga con el ala de la viga.



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Slimdek

Figura 4.8 Distribucin de servicios bajo el

forjado Slimdek

Descripcin Slimdekes un sistema de forjado compuesto de vigas asimtricas (ASB), en lasque apoyan losas mixtas de chapa colaborante de gran canto que fabrica Corus.Las ASBs son vigas laminadas en caliente con el ala inferior mas ancha que lasuperior. Adems, el perl tiene corrugas en el ala superior para facilitar la accinmixta con el hormign sin necesidad de conectadores adicionales. La chapacolaborante tiene su canto integrado entre las alas superior e inferior de las vigas ysoporta el peso de la losa y otras cargas durante la fase de construccin.

Los rangos de la luz estn calculados generalmente para una modulacin de 6 a9 m. con un canto de losa de 280 a 350 mm. La chapa de gran canto necesitaapuntalamiento durante la fase de construccin para luces mayores de 6 m.

La gama de perles de ASB esta disponible en dos series, de 280 y 300 mm decanto. Hay cinco perles ASB con almas relativamente delgadas y cinco ASB (FE)(para la seguridad ante incendios), con almas relativamente gruesas (igual a o msgruesas que las alas). Los perles ASB tienen una resistencia al fuego de 60 minutos(R60) sin proteccin adicional en esta forma de construccin, para una sobrecargatpica en edicio de ocinas.

Los servicios pueden ser integrados formando unas aberturas alargadas en elalma de las vigas y colocando los conductos entre los nervios de forjado como se

muestra en la Figura 4.9.Las vigas de borde pueden ser RHS (Rectangular Hollow Section) Slimoor paraforjado de canto reducido, que constan de un perl tubular de seccin rectangular(RHS) con una platabanda soldada al ala inferior, ASBs o vigas descolgadas. Para elarriostrado en el plano del forjado de los pilares, perpendicularmente a las vigas,generalmente se emplean unos perles de seccin en T embebidos en las losas.

Rango de luces tpicas en vigas Modulacin de 6 a 7,5 m. normalmente, aunque 99 m tambin puede ser posible.



del forjado

Para los edicios de planta rectangular la solucin ms econmica,generalmente, consiste en emplear una nica alineacin central de ASBs con elforjado apoyado, por el otro lado, en vigas de borde; ms que en series de

alineaciones de ASB. La torsin puede gobernar el diseo de las vigas al cambiarla direccin del forjado y de la viga de borde. Las vigas RHS Slimoor resisten lasolicitacin de torsin ecazmente.


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del forjado (continuado)

El forjado requiere de apuntalamiento para una luz mayor de 6 m. (apuntalardoblemente para una luz de 9 m.).El canto de la losa est inuenciado por la capa de compresin de hormign,(principalmente para resistencia al fuego), por el recubrimiento de la viga ASB(se requiere 30 mm como mnimo) y el de la viga de borde. Las vigas ASB sedisean como no mixtas, si el recubrimiento es menor de 30 mm.Los detalles de las uniones alrededor de los pilares deben considerarse.El ala ASB es ms ancha que el pilar y podra necesitar recortarse.

El forjado Slimdek puede disearse mediante softwares.Ms informacin disponible en www.steel-sci.org.

Ventajas El canto reducido del forjado lleva a una reduccin de la altura total del edicio ydel coste de la envolvente. La ejecucin del techo plano facilita las colocacin deinstalaciones y ofrece exibilidad en la colocacin de tabiques interiores.Resistencia inherente al fuego de 60 minutos sin proteccin adicional.Pueden disponerse aberturas alargadas entre los nervios de la chapa perladapara la integracin de servicios.

Integracin de servicios Distribucin ilimitada de los servicios bajo el forjado. Los servicios menores yconductos (hasta 160 mm de dimetro) pueden pasarse a travs de oricios en elalma de la viga y entre los nervios del forjado.

Planteamientos de diseo Las vigas tienen una modulacin tpica de 6 m, 7,5 m 9 m (la luz del forjado porencima de 6 m. requiere apuntalamiento durante la construccin, que podra afectaral programa de la obra).Elegida la chapa colaborante, tiene que ser diseada la losa. Asegrese que el cantode la losa y el armado cumplan la resistencia al fuego requerida.Diseo de la viga ASB utilizando el software especco. Si no se desea utilizar laproteccin adicional, escoja secciones ASB (FE) (diseados contra el fuego).

Asegrese de que el canto de la losa cubre la viga ASB al menos 30 mm. o elijaun canto de losa que est nivelado con el ala de ASB, empleando armaduraspasantes a travs del alma de la viga.

1.

2.

3.

Figura 4.9 Integracin de servicios dentro

del forjado Slimdek


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PART PLAN

P P

6.0m 6.0m

3.0m

7.5m

6.0m

3.0m

Slab

Side bracing

Side bracing

Wallbracing

Lift

Stairs

HE

220 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE

240 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE

240 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE

220 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE

240 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE

240 A

(1&2)

HE

220 A

(3&4)

S355

HE 24

0 A

(1&2)

HE22

0 A

(3&4)

S355

HE

220 A

(1&2)

HE

240 A

(3&4)

S355

HE

220 A

(1&2)

HE

240 A

(3&4)

S355

IPE 400 S235 IPE 400 S235

IPE A 240 S235

IPE A 400 S235

280 ASB 74 S355 1/2 IPE O 550 + 420 x 15 plate

@110.7 kg/m S355

IPE O 400 S235 IPE O 400 S235

IPE4

00

S235

IPEO

300

S235

280

ASB1

00

S355

280

ASB1

00

S355

280

ASB1

36

S355

IPE4

00

S235

IPE4

00

S235

Figura 4.10 (Arriba) Distribucin del forjado

Slimdek para un edicio de

planta rectangular de 4 alturas

con vigas ASB principales y

vigas de borde descolgadas

P se requiere

apuntalamiento

durante la construccon

en este vano

=

150

300

50 1000mm

400

5050

Raised Floor

Fan Coil Unit

Ducting

Lighting

Ceiling

Figura 4.11 (Derecha) Tpica seccin

transversal de Slimdek

con la instalacin del aire

acondicionado bajo el forjado


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Figura 4.12 Tpica seccin transversal

de Slimdek con el sistema de

aire acondicionado integrado

en el forjado

Planteamientos de diseo

(continuacin)

4. Disee las vigas de borde utilizando vigas RHS Slimooro vigas descolgadas,donde los detalles de la envolvente lo permitan. Asegrese de que el canto de laviga de borde sea compatible con el canto de la losa.

Secciones Tabla 4.1 Dimensiones comunes en vigas ASB [8]

Luz de la vigaLuz del forjado

6 7,5* 9*

6 m. 280 ASB100 280 ASB136 300 ASB153

7,5 m. 280 ASB136 300 ASB153 300 ASB185

9 m. 300 ASB153 300 ASB185 300 ASB249*requiere apuntalamiento de la chapa colaborante

Calidad del acero Las vigas ASB solo estn disponibles en acero S355. Las vigas RHS Slimoorestndisponibles en acero S275 y S355.

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