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Edificacin y prefabricacinEdificacin y prefabricaciny py p

PrefabricacinPrefabricacin

tema 2PRINCIPIOS DE DISEO

Prefabricacin. Tema 2: ppios de diseoICCP / 5 / Edif. y Pref. 2009-2010

NDICE1. INTRODUCCIN

2. SISTEMAS ESTRUCTURALES BSICOS:CAMPOS DE APLICACIN3. SISTEMAS ESTABILIZADORES FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES

3.1. Generalidades3.2. Sistemas de estabilizacin3 3 Integridad estructural3.3. Integridad estructural

4. CONEXIONES4.1. Requisitos que han de cumplir las conexiones4.2. Mecanismos de transmisin de esfuerzos4.3. Criterios de diseo de conexiones

5 JUNTAS5. JUNTAS5.1. Tipos de juntas segn el procedimiento de ejecucin5.2. Tipos de juntas segn su comportamiento estructural

C5.3. Criterios de diseo de juntas6. ETAPAS DEL DISEO DE UNA ESTRUCTURA DE EDIFICACIN

PREFABRICADA

2

ANEXO 1: ESTRUCTURAS PRETENSADAS DE ARMADURA PRETESAANEXO 2: DISEO DE PLACAS METLICAS DE APOYO


1. INTRODUCCIN Antes de abordar el diseo de una estructura prefabricada es

preciso conocer los prefabricados disponibles en el mercado. En Espaa lo habitual ha sido hasta la fecha la construccin

de edificios prefabricados de pocas plantas (aparcamientos, t i l fi i ) Si b tcentros comerciales, oficinas...). Sin embargo, en otros

pases se han construido edificios de estructura prefabricada de hasta 20 plantas (Elliott)de hasta 20 plantas (Elliott).

En Espaa es habitual el empleo de sistemas de prefabricacin en diversos subsistemas como forjados,prefabricacin en diversos subsistemas como forjados, fachadas,...

La labor del proyectista consiste en disear la estructura p yprefabricada de hormign estructural en colaboracin con el resto del equipo redactor del proyecto, a fin de que,

li d l i it t bl id l i d d l3

cumpliendo los requisitos establecidos por la propiedad y las normativas vigentes, esta sea capaz de resistir:


Las acciones verticales. Las acciones verticales.

Hay que proporcionar vas de Hay que proporcionar vas de transmisin de estas acciones al forjadovigaspilares o

i t imuroscimentacincomprobar la respuesta admisible del terreno (capacidad portante, e e o (capac dad po a e,asientos) verificar las hiptesis del modelo empleadoempleado.

En una estructura de En una estructura de edificacin es importante limitar la deformabilidad frente

4

a acciones verticales (E.L.S.).


Las acciones horizontales.

Hay que proporcionar vas de transmisin de estas acciones al f j d i ilforjadovigaspilares, pantallas y ncleos cimentacin comprobarcimentacin comprobar la respuesta admisible del terreno (capacidadterreno (capacidad portante) verificar las hiptesis del modelo

5

hiptesis del modelo empleado.


Criterios de diseo de estructuras prefabricadas de difi iedificacin: Coordinacin de las partes intervinientes en el proyecto. Rigor geomtrico (tolerancias) Rigor geomtrico (tolerancias). Diseo de prefabricados para garantizar durabilidad (vida til),

contemplando fabricacin, transporte y colocacin. Diseo de juntas y conexiones.

La prefabricacin es idnea en edificios de planta regular o casi regular (Fig 1) aunque se puede adaptar a cualquier proyecto enregular (Fig.1), aunque se puede adaptar a cualquier proyecto en principio.

6Fig. 1: Posibles esquemas en planta de edificios prefabricados (FIP)


Las principales ventajas de la aplicacin de la p p j pprefabricacin en edificacin son: Rapidez de construccin: Solape de etapas de

ejecucin rapidez en el montajeejecucin, rapidez en el montaje. Uso ptimo de los materiales: Hormign: control intenso Hormign: control intenso. Armaduras: optimizacin del armado. Pretensado. Reduccin de secciones transversales y consecucin Reduccin de secciones transversales y consecucin

de grandes luces. Transporte y montaje (hasta 150-300 km carretera,

1000 km tren/barco). Integracin de las instalaciones de los edificios en la

estructuraestructura. Elevada calidad. Programas de aseguramiento de la

calidad y certificacin de las instalaciones.

7

y Durabilidad. Excelentes acabados.


2. SISTEMAS ESTRUCTURALES BSICOS:CAMPOS DE APLICACINComo sabis, las estructuras de edificacin se pueden clasificar en: Estructuras traslacionales: aquellas en las que la

longitud de pandeo de los pilares es superior a la altura de una planta.E t t i t l i l ll l l Estructuras intraslacionales: aquellas en las que la longitud de pandeo de los pilares es inferior a la altura de una plantaaltura de una planta.

Cmo se consigue la intraslacionalidad de las estructuras de edificacin? Generalmente mediante laestructuras de edificacin? Generalmente mediante la disposicin de muros a cortante (shear walls) y/o de ncleos rigidizadores (a menudo en torno a los huecos

8

de ascensor y/o de escalera).


Sistemas estructurales con esqueleto. Estructura consistente en

entramado de vigas y pilares. Ventajas: gran flexibilidad en

distribucindistribucin. Dos subsistemas:

Estructuras con nudos Estructuras con nudos articulados.

Estructuras con nudos rgidos.g La conexin con la cimentacin

puede ser articulada o empotrada. La estabilidad frente a acciones

horizontales se puede lograr mediante el empleo de diversos

9

mediante el empleo de diversos sistemas de arriostramiento (vase la Fig. 2).

Fig. 2: Estabilizacin de estructuras no empotradas en cimentacin


Sistemas estructurales con muros de carga.g Base: construcciones tradicionales con muros de carga. Los muros se construyen mediante paneles individuales

interconectados. Limitacin en la distribucin interior.

Forjados (y cubiertas) de hormign estructural Forjados (y cubiertas) de hormign estructural. Los forjados se pueden clasificar en:

Forjados completamente prefabricados (p e losasForjados completamente prefabricados (p.e. losas alveolares, forjados TT).

Forjados semiprefabricados: implican la ejecucin de una capa

de compresin de hormign armado in situ. Segn la deformada que presentan se diferencian: Segn la deformada que presentan se diferencian:

Forjados unidireccionales. Deformada cilndrica (flexin fundamentalmente en una direccin).

10

) Forjados bidireccionales. Deformada de doble curvatura.

Es importante limitar la deformabilidad de los forjados.


FF

El forjado interviene en el mecanismo resistente frente a acciones horizontales: acta transmitiendo y

fdistribuyendo las fuerzas horizontales a los pilares.

Es importante que el forjado sea monoltico en su planosea monoltico en su plano.

11F/3 F/3 F/3


Un resumen de los principales tipos de forjados, y sus rangos de aplicacin aparece en la Tabla 1aplicacin aparece en la Tabla 1.

Tabla 1 (FIP)

12


Fachadas. Fachadas portantes. Son aquellas que transmiten

parte de las cargas verticales de los forjados a la i t i Ej l f h d t t f j dcimentacin. Ejemplo: fachadas portantes y forjado

alveolar de 16-18 m de luz para edificios sin pilares. Fachadas no portantes Resisten los esfuerzos Fachadas no portantes. Resisten los esfuerzos

horizontales locales (efecto panel) y los esfuerzos durante montaje. Transmiten las cargas j ghorizontales a la estructura resistente del edificio.

Las fachadas son la faz del edificio. La fachada es l dif i d difi i lun elemento diferenciador entre edificios, por lo que

a menudo se realiza un diseo exclusivo. Es especialmente importante que presente una buenaespecialmente importante que presente una buena apariencia esttica durante toda la vida til (atencin a temas de drenaje y de autolimpieza).

13

Prever operaciones mantenimiento y limpieza. Sistemas celulares. Ppio martes 8 de abril


Un resumen de los diferentes sistemas estructurales de edificacin

Tabla 2 (FIP)se refleja en la Tabla 2.

14


3. SISTEMAS ESTABILIZADORES FRENTE A ACCIONES HORIZONTALES

3.1. GeneralidadesPosibles acciones horizontales: Viento Esfuerzos originados por gradientes de temperatura Sismos Esfuerzos originados por las deformaciones diferidas del

hormign (retraccin y fluencia) o de las armaduras (relajacin)(relajacin)

Hay que garantizar el equilibrio frente a los esfuerzos horizontales, al menos segn las dos direcciones principales, , g p p ,en todas las plantas. Hay que limitar las deformaciones horizontales de la estructura, puesto que pueden introducir d f i tibl l l t id (

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deformaciones ncompatibles con los elementos rgidos (p.e. cerramientos, tabiquera,...).


3 2 Sistemas de estabilizacin3.2. Sistemas de estabilizacin A continuacin vamos a tratar de forma somera los sistemas

estabilizadores frente a acciones horizontales (viento, sismos) ms habituales en edificacin prefabricada, segn la tipologa de la estructura.

Existen dos tipos de sistemas estructurales con esqueleto Existen dos tipos de sistemas estructurales con esqueleto (sistemas de pilares y vigas): Estructuras de pocas plantas con vigas articuladas. La

estabilidad se puede lograr mediante el efecto mnsula de pilares (pilares en bandera).

Estructuras de nudos rgidos (encarecimiento aumento Estructuras de nudos rgidos (encarecimiento, aumento plazos): la propia continuidad de la estructura proporciona estabilidad. Zonas ssmicas.

16


17


Los forjados contribuyen a la transmisin de cargas j y ghorizontales a la estructura de esqueleto mediante el efecto diafragma, que explicamos a continuacin.

Para favorecer el efecto diafragma es conveniente disponer una capa de hormign in situ (capa de compresin del forjado)forjado).

Cuando no sea suficiente la estabilidad proporcionada por la propia estructura de esqueleto, se pueden incluir p p q , parriostramientos mediante: Muros de carga (incluidos fachadas portantes). Ncleos y/o muros resistentes a cortante (Figs. 3 y 4).

Muros esbeltos: funcionamiento fund. a flexin, 3lh

h Muros poco esbeltos: funcionamiento fund. a cortante, l 2lh

18


19


Fig. 3: Muros a cortanteFig. 3: Muros a cortante

Fig. 4 (FIP)

20Fig. 3: Muros a cortante (FIP)


Los bloques enteros prefabricados: l l d h bit i j dclulas de habitacin, cajas de

escaleras, se emplean a menudo para conseguir la estabilidad horizontal.g

Sistemas de arriostramiento mediante celosas metlicas.

Ventajas de los sistemas de arriostramiento:

P it il b lt Permiten pilares ms esbeltos, y por, lo tanto aumentan la superficie til.

Conllevan una cimentacin msConllevan una cimentacin ms sencilla.

Esto repercute en una disminucin del coste.

Criterios de diseo: interesa disponer los elementos estabilizadores

Fig. 5 (FIP)

21

elementos estabilizadores simtricamente en planta, para evitar solicitaciones de torsin (Fig. 5).


Aun estando los sistemas estabilizadores centrados en la planta, la ti id t i id d l i h i t lnormativa considera una excentricidad en las acciones horizontales

(norma de acciones en la edificacin NBE AE-88, norma de construccin sismorresistente NCSE-02).)

Si se emplean ncleos, evitar que impongan coacciones a deformaciones impuestas (retraccin, fluencia, trmicas,...). Disposicin de juntas de dilatacin.

Es necesario estabilizar independientemente y al menos en las direcciones principales cada zona del edificio delimitada por lasdirecciones principales cada zona del edificio delimitada por las juntas.

Son de vital importancia las conexiones entre elementos pprefabricados para la transmisin de esfuerzos con deformaciones admisibles.

Tabla 3 (FIP). Combinaciones tpicas de elementos estabilizadores( ) p

22


3.3. Integridad estructuralEn el diseo de una estructura de edificacin prefabricada es necesario, obviamente, garantizar la resistencia estructural frente a las acciones de diseo Adems se ha de evitar el colapso de lalas acciones de diseo. Adems se ha de evitar el colapso de la estructura (aunque esta quede fuera de servicio) a causa de las acciones accidentales.Se entiende como acciones accidentales: Asientos Explosiones de gas Colisiones de vehculos o aviones

T d Tornados ExplosionesLas estructuras prefabricadas son ms sensibles a las cargasLas estructuras prefabricadas son ms sensibles a las cargas anormales por la existencia de juntas.La integridad estructural se persigue proporcionando un sistema de

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g p g p patado entre los diversos elementos en las tres direcciones, mediante zunchos de atado.

Prefabricacin. Tema 2: ppios de diseoICCP / 5 / Edif. y Pref. 2009-2010 El colapso progresivo se considera inaceptable: el fallo ha de

restringirse al fallo individual de elementos o partes limitadas derestringirse al fallo individual de elementos o partes limitadas de edificio.

Estrategias destinadas a evitar colapso progresivo: Reducir la probabilidad de agentes causantes: p e bolardos Reducir la probabilidad de agentes causantes: p.e. bolardos,

huecos de ventilacin para disipar presin de explosiones,... Permitir el fallo local, pero asegurando la consecucin de una

nueva estructura resistente (redistribucin de esfuerzos posible)nueva estructura resistente (redistribucin de esfuerzos posible). Atencin a las cargas generadas por los propios escombros (p.e. Torres gemelas).P i i lt ti d i l l Proporcionar caminos alternativos para conducir las cargas a la cimentacin (ductilidad, hiperestaticidad).

Resistencia y seguridad adicional de la estructura mediante i t d t d it i d di sistemas de atado y criterios de diseo.

24


Ejemplo: Sistema columna fuerte-viga dbil. Prever redistribucin d f l i di t t l l tide esfuerzos en las vigas mediante rtulas plsticas.

Seguridad frente a acciones accidentales (ejemplo en Fig. 6)

25Fig. 6 (FIP)


4. CONEXIONESF i d l i i l i t i d l Funcin de las conexiones: conseguir la interaccin de las diversas unidades prefabricadas.

Las conexiones debern estar diseadas para resistir las f d d d t l id tilfuerzas encomendadas durante la vida til: cargas, deformaciones volumtricas, inestabilidad,...

4.1. Requisitos que han de cumplir las conexiones Reglas de diseo de las conexiones:

Transmisin de esfuerzos Transmisin de esfuerzos. Funcionalidad: resistencia al fuego, impermeabilidad,

aislamiento acstico y trmico, durabilidad, esttica...C tibilid d d i i t l i t Compatibilidad de movimientos con los previstos

Economa Ductilidad Tolerancias Rapidez y sencillez de montaje Aspecto

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Aspecto Desmontabilidad Durabilidad


Dos filosofas: Permitir desplazamientos (flexibilidad). Be water

Ej.: brizna de hierba, viga isosttica frente a asientos.I di d l i t ( i id ) F t i ti Impedir desplazamientos (rigidez). Fuerzas restrictivas bastante considerables. Ejemplo: rbol, viga muy hiperesttica frente a asientos.hiperesttica frente a asientos.

Es conveniente asegurar la ductilidad de las conexiones: capacidad de sufrir deformacin plstica sin una prdida sustancial de la capacidad de transmisin de esfuerzos. Factor de ductilidad=

L d d f i l ti i d l d maxelastica

u

,

Las grandes deformaciones plsticas avisan del dao. Principio de diseo equilibrado: seleccionar el modo de fallo

de la conexinde la conexin. Garantizar funcionamiento frente a las situaciones transitorias

(transporte y montaje) y posibles acciones accidentales.

27 En conexiones existe una extensa gama de soluciones,

muchas de ellas sujetas a patentes.


4.2. Mecanismos de transmisin de esfuerzos

Transmisin de compresin Se trata de evitar concentraciones

de tensiones: asegurar la transmisin de tensiones detransmisin de tensiones de compresin que sean admisibles en ambos elementos. Fig. 7 (FIP)

Formas de transmitir compresiones entre elementos prefabricados:Contacto directo (Fig 7) c0 2fcd Contacto directo (Fig. 7) c0.2fcd Uniones con mortero

(fck0.8fck) c0.4fcd(fck 0.8fck) c0.4fcd Uniones a travs de apoyos

elastomricos 2-20 mm en

28

edificacin (Fig. 8) c0.5fcdFig. 8 (FIP)


Transmisin de tracciones Transmisin de tracciones Mediante barras ancladas por adherencia (longitud de

anclaje o solapo). Art. 66 EHE. lb50=longitud de anclaje necesaria para que

yds fyds f

yds fAF bmdl ldxxF b )(

ls=longitud de solapo necesaria para que

0

f ls=longitud de solapo necesaria para que

fA

yds f

29yds fAF yds fAF bsb lll 2 Fin de clase de 8 de abril de

2008


Trabajo de curso: 1. Analizar en la EHE-2008 el anclaje de barras aisladas y j ygrupos de barras, longitud de patillas de cercos, a compresin y a traccin. Estudiar el solapo de las barras. Hacer un resumen (chuleta) a mano en una o dos carillasHacer un resumen (chuleta) a mano en una o dos carillas, incluyendo croquis detallados.2. Estudiar los procedimientos de anclaje mediante barras p jtransversales soldadas, empalmes por soldadura y mecnicos en el manual de ferralla, de J. Calavera et al., y en el libro detalles constructivos en obras de hormigny en el libro detalles constructivos en obras de hormign armado, de J.Calavera. Hacer un breve resumen.

Fecha tope de entrega: fecha de examen de la asignatura

30

Prefabricacin. Tema 2: ppios de diseoICCP / 5 / Edif. y Pref. 2009-2010 Mediante soldaduras (Fig. 9)

M di t t d (Fi 10) R d tili dFig. 9 (FIP)

lb Mediante conectores de acero (Fig. 10). Roscado muy utilizado.

lb

31 Mediante postesado con barras rectas (p.e. Dywidag, Macalloy)Fig. 10 (FIP)


Transmisin de esfuerzo cortante y rasante (EHE08, Art. 47)y ( , )1. Adhesin entre superficies planas (vid EHE-08, Eurocd.2,1-3)2. Rozamiento entre superficies planas (cuando exista compresin

entre ambas). Fig. 11

d siendo:

fi i t d i t

cd= coeficiente de rozamientocd = tensin normal de compresin

3 Cortante friccin: Efecto pasador de barras que se traccionan3. Cortante-friccin: Efecto pasador de barras que se traccionan cuando acta el cortante. Pasador se tracciona, hormign se comprime. Se genera friccin en la junta. Esto se denomina efecto de friccin a cortante. Conviene que el agotamiento de la conexin sea debido a la plastificacin del pasador (rtula plstica) Vase la Fig 11 (Art 47 EHE) Podis ampliar

32

plstica). Vase la Fig. 11 (Art. 47 EHE). Podis ampliar informacin con los apuntes de rasante de secciones compuestas de HAP2.


33Fig. 11


Pizarra: explicacin del efecto pasador

34


cddcdystctdckurst fsenfAffA 25,0cos2530,030,1;001,0 ,,,

cddcdyctdur spsp 25 ,,,

Equilibrio en armadura Equilibrio en junta entre hormigonesAst fy,d sen

T= Ast fy,d C=Ast fy dT senC sen

T Ast fy,d C=Ast fy,dT sen

CcosT cos Csen rozamientoadhesin

35

Rozamientoinducido

Componentehorizontal T


donde:donde:=0,5 solicitaciones de fatiga o efectos dinmicos=0 si existen tracciones normales a la superficie de contactodonde: =coeficiente experimental (consultar EHE-2008, Calavera, J. Proyecto y clculo de estructuras de hormign Intemac 2008)Proyecto y clculo de estructuras de hormign, Intemac, 2008). cd =valor de la eventual tensin de compresin de clculo normal al plano de la junta.fct,d =resistencia a traccin de clculo del hormign menos resistente. En caso de solicitacin dinmica considerar el 50% de este valor.este valor.Ast =armadura total, anclada, que cose la unin entre hormigones (ojo nmero de estribos) con ngulo .

fi i d t t id d d l it d N t d p =superficie de contacto por unidad de longitud. No se extender a zonas donde el ancho de paso sea inferior a 20 mm o al dimetro mximo de rido, o con un recubrimiento inferior a 30 mm.

36=coeficiente de rozamiento


37


4.Indentaciones entre superficies de contacto: llaves a cortante(Fig.12)

38Fig. 12


4 3 Criterios de diseo de las conexiones4.3. Criterios de diseo de las conexiones Tipo de elementos a unir (clase de esfuerzos y magnitud de

los mismos).D i d l i t d t bl i i l Duracin de la unin: permanente, desmontable o provisional

Espacio disponible y posibilidad de inspeccin y/o sustitucin durante la vida til de la estructura.

Disposicin de las armaduras Ambiente al que va a estar expuesta la unin.

S i d t j i id Secuencia de montaje exigida. Medios auxiliares necesarios. Rapidez de ejecucin.Rapidez de ejecucin. Economa.

39


Adems se ha de tener en cuenta: Conviene dibujar a gran escala los detalles de conexin. Evitar la perforacin de moldes: dificultad de fabricacin y elevado

coste de modificaciones en moldes. Colocacin idnea en parte psuperior del hormigonado (la no encofrada).

Minimizar piezas embebidas. Dificultad de replanteo. Facilidad cuando se colocan en fondo del molde y laterales.se colocan en fondo del molde y laterales.

Uso de detalles normalizados. Comprobar variedad de suministradores. Se evitan retrasos derivados de encargos.

Uso de detalles repetitivos (sobredimensionar) Uso de detalles repetitivos (sobredimensionar). Permitir alternativas al prefabricador (con misma funcionalidad). Evitar conexiones pesadas: que una persona sola pueda realizar la

conexin. Disear conexiones que no dificulten almacenaje y transporte. Ejemplo:

insercin a rosca mejor que barras salientes. Perseguir la rapidez de conexin. Tolerancias suficientemente

holgadas. Conveniente conexin de las piezas en vertical

40

Conveniente conexin de las piezas en vertical.


Ejercicio propuesto: j p panaliza qu movimientos estn permitidos y coartados por las siguientes conexiones (Fi 13)(Fig. 13)

41

Fig. 13 (FIP)


5. JUNTAS5.1. Tipos de juntas segn el procedimiento de ejecucinLas juntas se pueden clasificar en: Juntas hmedas: aquellas en las que se emplea hormign o grout. Grout: mortero fluido con retraccin aurocompensada (cs=0), para relleno

y anclajes de precisin, con resistencias iniciales y a largo plazo elevadas, alta y j p , y g p ,adherencia y poder autonivelante (ACHE, E-10).

Ventajas: adaptabilidad a juntas holgadas, ductilidad, resistencia al fuego Inconvenientes: contrarias a la filosofa de la prefabricacinfuego. Inconvenientes: contrarias a la filosofa de la prefabricacin. Aumentan plazos, debido al necesario plazo de fraguado y endurecimiento. Necesaria buena programacin.Di i iDimensiones mnimas: 10-30 mm para juntas que se han de rellenar de mortero 30-50 mm para juntas que se han de rellenar de hormign fino30-50 mm para juntas que se han de rellenar de hormign fino

Juntas secas: no requieren el empleo de materiales con perodos largosde endurecimiento. Ejemplo: apoyos directos, soldaduras, resinas

i V t j id d j i I i t i d

42

epoxi,...Ventajas: rapidez de ejecucin. Inconvenientes: ausencia de ductilidad, menor resistencia al fuego.


5.2. Tipos de juntas segn su t i t t t lcomportamiento estructural

Conexiones articuladas (ejemplo Fig 14)Fig. 14)Son habituales en las uniones viga-pilar.Por definicin no transmiten momento flector.H d d t itiHan de ser capaces de transmitir esfuerzos horizontales (al menos un porcentaje del esfuerzo cortante yporcentaje del esfuerzo cortante y acciones accidentales), mediante pasadores (vanse Figs. 6 y 14) Fig. 14

Prestar atencin a esfuerzos de torsin generados durante el montaje (Fig 14)

43

(Fig. 14).


Conexiones resistentes a momentos flectoresSon habituales en la conexin entre pilares, y pilares a cimentacin.La transmisin de momentos se realiza mediante par de fuerzas.L ti id d d l d l di t itLa continuidad de las armaduras se logra mediante: manguitos,

empalmes por solapo, soldaduras (Fig. 15)

Fig. 15 (FIP)

4444


Son habituales en la conexin entre pilares, y pilares p , y pa cimentacin.La transmisin de momentos se realiza mediante par de fuerzas.La continuidad de las armaduras se logra mediante: manguitos, empalmes por solapo, soldaduras (Fig. 15)

Conexiones resistentes a momentos torsoresTi d f t d tibilid d dTipos de esfuerzo torsor: de compatibilidad, de equilibrio (Fig. 16)Torsin de compatibilidad en forjados apoyados enTorsin de compatibilidad en forjados apoyados en vigas (Fig. 16).Vense ejemplos en Fig 17

45

Vense ejemplos en Fig. 17.


46Fig. 16 (ACI)Fig. 17 (FIP)


Conexiones resistentes frente a esfuerzos de cuelgue y suspensin. Suelen darse en fachadas y cubiertas (Figs. 18 y 19)

Fig 18: efecto del viento sobre estructura (NBE AE 88)Fig. 18: efecto del viento sobre estructura (NBE AE-88)

47Fig. 19: conexin de panales de fachada a muro


Juntas de dilatacin en forjados: cada 40 m o 50 m, j ,dependiendo de regularidad en planta, condiciones climticas, tipo de edificio y cimentacin (consultar CTE

2 S libro 2 Seguridad estructural: bases de clculo y acciones en la edificacin, NBE-AE88 acciones en la edificacin y NCSE 02 normativa de construccin sismorresistente)NCSE-02 normativa de construccin sismorresistente).

Ejercicio propuesto: busca la situacin de las juntas deEjercicio propuesto: busca la situacin de las juntas de dilatacin de este edificio, y haz un croquis. Cmo se resuelven las juntas?Se duplican pilares a ambos lados j p pde la junta?

48


5.3. Criterios de diseo de juntasN id d d d i d did it l Necesidad de adopcin de medidas que permitan los movimientos mximos previstos en las juntas (Fig. 20).

Asegurar comportamiento dctil en caso de agotamiento d l ide la conexin.

Considerar las situaciones transitorias, que pueden ser ms desfavorables que en servicio.

Proporcionar mecanismos de resistencia secundarios frente a acciones accidentales. Evitar colapso progresivo.p g

Asegurar la necesaria impermeabilidad al vapor, agua, aislamiento trmico y acstico, durabilidad.

Asegurar la durabilidad durante la vida til (corrosin Asegurar la durabilidad durante la vida til (corrosin, envejecimiento de materiales,...). En caso contrario, facilitar la inspeccin y sustitucin de elementos.

Asegurar la resistencia al fuego (CTE libro7 Seguridad Asegurar la resistencia al fuego (CTE libro7 Seguridad en caso de incendio). Se trata de confinar el incendio, evitando su rpida extensin

Cuidar la apariencia esttica

49

Cuidar la apariencia esttica.Fig. 20: efecto de resguardo insuficiente


6. ETAPAS DEL DISEO DE UNA ESTRUCTURA DE EDIFICACIN PREFABRICADAEDIFICACIN PREFABRICADA

Las principales figuras de un proyecto de una estructura deLas principales figuras de un proyecto de una estructura de edificacin prefabricada podran ser:La propiedad o, en su representacin los Directores de Obra (el cliente) Define las necesidades y el presupuesto Es quien tomacliente). Define las necesidades y el presupuesto. Es quien toma las decisiones. Los arquitectos autores del proyecto.

i d l ( ) Los proyectistas de la estructura (vosotros). Los proyectistas de instalaciones. El especialista en prefabricacin El especialista en prefabricacin.

A continuacin se resumen las distintas etapas de diseo de una

50

A continuacin se resumen las distintas etapas de diseo de una estructura de edificacin prefabricada:


I. Arquitectos, proyectistas y propiedad: Croquis general de la planta y circulacin vertical y horizontal Servicioscirculacin vertical y horizontal. Servicios.

II. Proyectistas y experto en prefabricacin: Seleccin del sistema estructural de hormign prefabricado. Atencin requisitos de diseo en zonas ssmicas.

III Eleccin de la malla de soportes y la luz del forjadoIII. Eleccin de la malla de soportes y la luz del forjado.IV. Normativa y propiedad: Definicin de acciones sobre la estructura. Acciones

durante el transporte y montaje.V Realizacin del estudio geotcnico (obligatorio)V. Realizacin del estudio geotcnico (obligatorio).VI. Eleccin y distribucin de los elementos estabilizadores frente a acciones

horizontales. P.e. mediante hueco del ascensor y muro resistente a esfuerzo cortante.

VII. Predimensionamiento de la estructura: forjados prefabricados (segn luces adoptadas)vigas pilares y/o muros de carga (y en su caso fachada portante)cimentacincomprobacin de la capacidad portante del t ( i t i i t )terreno (resistencia, asientos).

VIII. Dimensionamiento definitivo de la estructura.IX. Experto en prefabricacin y proyectistas: Conexiones y juntas.X. Propiedad, arquitectos, proyectistas, especialista en prefabricacin: Diseo

del revestimiento de fachada: esttica, durabilidad, autolimpieza, aislamiento,...E d f b i i t t i d d

51

XI. Empresa de prefabricacin, empresa constructora, propiedad y proyectistas: plan de obra, medios auxiliares, plan de seguridad y salud, plazos, presupuesto,,...


En prefabricacin es it l f tvital efectuar:

Una conexin efectiva entre prefabricados:entre prefabricados: correcto anclaje y solapo de armadurasde armaduras

Una conexin efectivacon el hormign in situ: *E.l.u. rasante secc. comp.*E l t l l*E.l.u. rasante ala-alma

52


Prctica de anlisis de conexiones en edificacinPrctica de anlisis de conexiones en edificacinEn la Figura se representan dos conexiones entre elementos prefabricados realizadas mediante mortero de asiento (rallado enprefabricados, realizadas mediante mortero de asiento (rallado en la figura) y armaduras pasantes. La conexin de la izquierda (VV1) es la conexin entre dos pilares prefabricados, solicitados a flexin compuesta recta (agotamiento previsto dctil). La conexin de la derecha (VV2) corresponde a la unin de dos paneles de f h d tid f t t il d t ifachada, sometida a esfuerzos cortantes y a axiles de traccin.En cada caso, establecer las condiciones que se han de cumplir para garantizar elque se han de cumplir para garantizar el correcto funcionamiento de ambas conexiones, una vez que hayaconexiones, una vez que haya endurecido el mortero de inyeccin. Representar grf. las solicitaciones y la

53

respuesta en prerrotura de cada conexin para las solicitaciones crticas.


World trade center 1 & 2World trade center 1 & 2World trade center 1 & 2World trade center 1 & 2 http://www.metacafe.com/watch/291534/world_trade

center 1 2 unique design/_center_1_2_unique_design/ http://video.google.es/videoplay?docid=-

66335349085810138796633534908581013879 http://video.google.es/videoplay?docid=54145768195

2818075628180756 http://video.google.es/videoplay?docid=54145768195

28180756 http://video.google.es/videoplay?docid=58365170365p g g p y

00400411&q=empire+state+airplane+crush&total=2&start=0&num=10&so=0&type=search&plindex=0

54

yp p


ANEXO 1: ESTRUCTURAS PRETENSADAS DE ARMADURA PRETESAANEXO 1: ESTRUCTURAS PRETENSADAS DE ARMADURA PRETESAEcuacin diferencial de la adherenciaEcuacin diferencial de la adherencia

dxECUACIN DIFERENCIAL:

dxdxxxRxAxd pp )()(23

4)()(

55


ANEXO 1: ESTRUCTURAS PRETENSADAS DE ARMADURA PRETESAANEXO 1: ESTRUCTURAS PRETENSADAS DE ARMADURA PRETESA

pdtensinpretensado

LtLcpe

pd

Lt

distancia adistancia aextremo viga

longitud de anclaje

l. transmisin

56

TENSIONES RADIALES DE COMPRESIN EN EL HORMIGN TRAS LA TRANSFERENCIA

00 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

-5

0

Contacto

-15

-10ContactoMedioParamento

-20

-15

Paramento

Medio

Contacto

TENSIONES CIRCUNFERENCIALES DE TRACCIN EN EL HORMIGN

Contacto Media Paramento

15

20Contacto Media Paramento

10

15

0

5

Paramento

Medio

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Contacto


Efecto Hoyer

59



Efectos del enfundado parcial de cordones de pretensadoCon el fin de ajustar el trazado e(x) y la fuerza de pretensado P(x) a las leyes de momentos flectores de solicitacin, se suelen enfundar cordones de pretensado desde el extremo de a viga, durante una cierta distancia l0. En la zona enfundada, se impide la adherencia con el phormign, de modo que, de forma aproximada

t tPllxllxlP

lxP

000

0

)()(

0)(

t

tt

tPllxPl

0

00

)()(

)()(

dtp

pdtd

t

ppd lxllA

tPfll

llxA

tP

00 ,)()()()(

coeficiente de ma oracin de la longit d de anclaje para cordones

60

=coeficiente de mayoracin de la longitud de anclaje para cordones enfundados, en USA =2 (criticado por Ramrez y Russell por excesivamente conservador)



5.1. Limitaciones del enfundado de cordones de pretensado5.1. Limitaciones del enfundado de cordones de pretensadoSegn el Comprehensive design example for prestressed concrete (PSC) girder superstructure bridge with commentary, task order DTFH61-02-T-63032, preparado para la FHWA por Modjeski and Masters (noviembre de 2003):

El nmero de cordones de pretensado enfundados no debe superar el 25% del total de cordones.p

El nmero de cordones de pretensado enfundados en cada fila horizontal no debe exceder el 40% del total de cordones de esa fila.

61



62Cordones adherentes y enfundados


63


64


65


ANEXO 2: DISEO DE PLACAS METLICAS Y UNIONES

66Arroyo, J.C.; Nmeros gordos en el proyecto de estructuras, Cintra, 2001


ANEXO 2: DISEO DE PLACAS METLICAS Y UNIONES


Prefabricacin. Tema 2: ppios de diseoICCP / 5 / Edif. y Pref. 2009-2010ANEXO 2: DISEO DE PLACAS METLICAS Y UNIONES


0910edyprefprefabriciontema2ppiosdiseño

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