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jueves, 24 de agosto de 2023

📜📜FORJADOS DE CHAPA COLABORANTE SIN ENCOFRADO 2023

Blog de AutoCAD y Diseño 3D

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Un forjado colaborante, también conocido como forjado de chapa colaborante, es un tipo especial de estructura que combina una chapa grecada de acero y una capa de hormigón. En este diseño, la chapa de acero no solo actúa como soporte temporal durante el proceso de construcción, (encofrado) sino que también contribuye a la resistencia estructural final de la construcción. Además, se agrega un mallazo de reparto en el hormigón para prevenir grietas debido a la contracción y cambios de temperatura. En conjunto, estos elementos trabajan en conjunto para crear una estructura sólida y duradera. Al objeto de que ambos materiales trabajen de una manera solidaria, la chapa debe estar específicamente diseñada para este cometido, para lo que suele disponer de resaltos o embuticiones que facilitan la transmisión de tensiones entre un material y otro y evita el deslizamiento relativo entre ambos.

Antecedentes

En 1950, en Estados Unidos, se obtiene la primera patente de este tipo de forjado. Para unir los dos materiales, se usan pletinas de acero colocadas de manera transversal y soldadas en la cresta de la chapa grecada. Más adelante, estas pletinas son reemplazadas por un mallazo que también se suelda en la parte superior de la chapa. A medida que se realizaron más investigaciones, se idearon nuevas técnicas para lograr una conexión aún más sólida entre los materiales, superando las fuerzas de corte. Esto se logró mediante la incorporación de hendiduras o indentaciones en los lados de la estructura.

En Europa, la adopción del forjado colaborante comenzó a finales de los años sesenta. Se llevaron a cabo investigaciones continuas para abordar el desafío principal de este tipo de forjado, que es el esfuerzo rasante. Hacia mediados de la década de los ochenta, la American Society of Civil Engineers publicó las "Especificaciones para el Diseño y la Construcción de Losas Compuestas", mientras que simultáneamente se lanzó la Norma Británica BS-5950-82. Ambas normas han servido y continúan siendo puntos de referencia fundamentales para la aplicación de este tipo de sistema.

Debido a que los forjados colaborantes son considerados como estructuras no convencionales, los investigadores franceses han abordado su estudio desde una perspectiva exhaustiva. En sus publicaciones de las directrices "Avis Techniques", han propuesto realizar análisis no solo para el colapso estructural, sino también para el comportamiento en condiciones de servicio. Estas directrices han sido un punto de partida esencial para el desarrollo de los actuales Eurocódigos, que continúan siendo revisados y actualizados en la actualidad para reflejar los avances y conocimientos más recientes.

Descripción del sistema

Un forjado mixto de chapa colaborante consiste en un perfil de chapa grecada de acero sobre el cual se aplica una capa de hormigón. La disposición de estos materiales se planifica de tal manera que, cuando el forjado está en uso, la chapa de acero en la parte inferior absorbe las fuerzas de tracción, mientras que la capa superior de hormigón maneja las fuerzas de compresión. Esta configuración permite una eficiente distribución de cargas. Es común complementar este sistema con un mallazo de acero corrugado que se integra en el hormigón para prevenir la formación de grietas o fisuración debido a la contracción del hormigón durante el proceso de fraguado.

Durante el proceso de montaje, el perfil de metal debe tener la capacidad de sostener por sí mismo el peso del hormigón recién colocado, así como la armadura metálica y la carga de los trabajadores que están sobre él. Cuando esto no es factible, se requiere el uso de soportes temporales, conocidos como puntales. Una vez que el hormigón ha alcanzado su resistencia, los dos materiales quedan unidos de manera que la conexión entre ellos es capaz de transmitir las fuerzas horizontales. En esta unión, las indentaciones o hendiduras en el perfil de metal desempeñan un rol crucial, ya que el hormigón solo puede adherirse de manera efectiva a superficies porosas y solo en cierta medida.

Desde una perspectiva estructural, un forjado colaborante se considera de naturaleza unidireccional debido a que los nervios de la chapa grecada están dispuestos en paralelo en una dirección específica. En consecuencia, este tipo de forjado debe ser soportado en sus dos bordes perpendiculares a estos nervios. Este sistema demuestra su eficacia en su máxima medida cuando se utiliza en vanos individuales, es decir, en áreas entre apoyos que no tienen continuidad más allá de esos puntos. Sin embargo, cuando se emplea en vanos consecutivos y se busca que trabajen de manera conjunta, pueden surgir tensiones de tracción en la superficie superior del forjado. Esto lleva a la necesidad de reforzar la estructura con barras de acero adicionales para contrarrestar estas tensiones y asegurar el comportamiento adecuado del forjado en esa configuración.

Los forjados colaborantes se utilizan principalmente en combinación con estructuras metálicas. Sin embargo, también es posible emplearlos en estructuras de hormigón, madera o mampostería, siempre que se cumplan las condiciones adecuadas de fijación y solape. En el caso de utilizar vigas metálicas, existe la opción de conectar estas vigas al hormigón del forjado, lo que transforma la viga en un perfil mixto de mayor resistencia. Para lograr esto, se pueden utilizar varios tipos de piezas de unión o conectores. Estos elementos tienen la función de transferir las fuerzas horizontales en la superficie donde se unen ambos materiales y, al mismo tiempo, evitar el desprendimiento o separación entre el acero y el hormigón.

Beneficios de los Forjados de Acero

Beneficios de los Forjados de Acero

  • 🎗️Usualmente, la relación entre resistencia y peso es mayor que en un forjado convencional de hormigón, lo que reduce los costes de transporte y montaje.
  • 🎗️Los materiales empleados son ligeros y requieren menos espacio para acopio y almacenamiento en comparación con forjados de viguetas y bovedillas.
  • 🎗️En ciertas circunstancias, es posible prescindir del apuntalamiento provisional, lo que facilita el montaje y el uso de los pisos inferiores durante la construcción.
  • 🎗️El perfil de acero reemplaza al encofrado y sirve como plataforma de trabajo segura y continua para los operarios.
  • 🎗️El acero es inerte y no contamina otros materiales.
  • 🎗️Dependiendo del uso del edificio y los requisitos de resistencia al fuego, es posible dejar el acero a la vista, ya que su cara inferior está acabada y requiere poco mantenimiento.
  • 🎗️En caso de que se necesite resistencia al fuego, es necesario aplicar protección contra incendios para cubrir la chapa de acero resistente expuesta, ya que de otra manera ante un hipotético incendio la chapa quedaría expuesta

Normativa europea

  • ⏺️Eurocódigo 2: UNE-ENV 1992-1-1: 1993 - Proyecto de Estructuras de Hormigón. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para edificación.
  • ⏺️Eurocódigo 3: UNE-ENV 1993-1-3 - Diseño de estructuras de acero. Parte 1-3: Reglas generales para elementos conformados en frío.
  • ⏺️Eurocódigo 4: ENV 1994-1-1 - Proyecto de estructuras mixtas de hormigón y acero. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para la edificación.

Véase también

Forjado|Hormigón armado|Construcción en acero

Enlaces externos

European Convention for Constructional Steelwork| Tesis Forjado Colaborante

COMPONENTES E INSTALACIÓN

 Componentes del Forjado de Chapa Colaborante

El forjado colaborante esta compuesto de:
 
  • Perfil de chapa grecada de acero (chapa colaborante) cuyas identaciones permiten que la chapa se una de manera solidaria al hormigón. Perfiles colaborantes como INCO 70.4., INCO 100.3 o INCO 100.3 R
  • armadura de acero que evita la fisuración, se posiciona de manera similar que en los forjados de losa maciza, y su objetivo es evitar la fisuración por efectos de retracción y temperatura.
  • Armado de Negativos, se ubican en la parte superior de la losa, alineados en el centro de las áreas hundidas. Su principal función es asumir las fuerzas de estiramiento que surgen en los puntos de soporte de las losas que están conectadas entre sí.
  • Armado de fuego, se colocan siguiendo la misma disposición que las partes cóncavas, pero en la parte inferior de los espacios hundidos. Este armado adicional está diseñado para asegurar que el forjado cumpla con los requisitos de resistencia al fuego establecidos en el plan de construcción.
  • Hormigón, que se vierte directamente sobre la chapa colaborante.

Componentes del sistema de forjado colaborante de INCOPERFIL

            COMPONENTES DEL SISTEMA ACCESORIOS DEL SISTEMA
            1.-Perfil Grecado | INCO 70.4 Colaborante a.-Rematería | Perimetral en Voladizo
            2.-Armaduras | Antifisuración y de Negativosb.-Rematería | Perimetral
            3.-Estructura | Hormigónc.-Rematería | Tirante de Sujección
            d.- Estanqueidad | Junta Inferior
           

 

 Instalación del Forjado de Chapa Colaborante

Los paquetes de láminas deben ser ubicados sobre las vigas principales de la estructura. Una vez allí, cada lámina se colocará siguiendo el plano de diseño, asegurando que haya solapamientos, alineación precisa, espacios adecuados, entre otros aspectos. La forma más habitual de instalar el perfil es la siguiente: INCO 70.4 Colaborante es fijándolo directamente sobre la cabeza de las vigas, apoyándo el forjado sobre éstas.

forjado colaborante instalacion fijacion chapa

Otra alternativa, especialmente cuando se requiere disminuir la altura del conjunto formado por el forjado colaborante y la viga, es utilizar ángulos de soporte en la parte interna de las vigas. Además, se debe asegurar que tanto la armadura en las áreas cóncavas como el refuerzo en forma de malla para prevenir fisuras tengan el espacio necesario para pasar por encima de la viga, junto a la capa de hormigón compresivo. Esto garantiza que los recubrimientos adecuados para las armaduras sean mantenidos.

forjado colaborante instalacion vertido hormigon

 Video de la fase de ejecución

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