Forjados unidireccionales de vigueta y bovedilla

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Forjado unidireccional de vigueta y bovedilla
Forjado unidireccional de vigueta y bovedilla antes de ser hormigonados los nervios y la capa de compresión

Las viguetas y bovedillas, junto con la losa superior de hormigón vertido en obra y las armaduras, forman el sistema de forjados nervados unidireccionales.

Las viguetas son los componentes resistentes del sistema.

El forjado unidireccional de viguetas y bovedillas presenta buenos rendimientos en luces menores de 6 metros, como es habitual en los forjados de edificación. Para luces mayores, pueden emplearse losas alveolares.

En España, los forjados de viguetas prefabricadas de hormigón se rigen por la  Instrucción  de Hormigón Estructural (EHE-08), que sustituye a la derogada EFHE. El Anejo 12 de la EHE suministra unas reglas complementarias acerca de aspectos constructivos y de cálculo específicos de forjados unidireccionales de hormigón con viguetas y losas alveolares prefabricadas.

Forjado unidireccionial de hormigón
Forjado unidireccionial de hormigón – NGDC.NOAA.GOV

La norma mexicana NMX-C-406-1997-ONNCCE establece las especificaciones y ensayos aplicables a los sistemas de vigueta y bovedilla y demás componentes prefabricados utilizados en la construcción de losas de concreto en edificaciones ( bandas, placas, viguetas de alma abierta y similares.), excluyendo las viguetas metálicas y las de madera.

También se aplica a los elementos aligerantes de cemento arena y poliestireno para losas.

Viguetas

Vigueta y bovedilla- Forjados unidireccionalesLos nervios de los forjados unidireccionales de hormigón pueden estar formados por viguetas armadas, viguetas pretensadas o ser hormigonados in situ.

Las viguetas autorresistentes son aquellas que son capaces de resistir por sí solas las cargas de servicio, sin contar con la colaboración del hormigón vertido en obra. No es necesario su apuntalamiento durante la construcción de la losa.

En el caso de los forjados de viguetas semirresistentes, las viguetas no serán capaces por sí solas de soportar los esfuerzos durante el proceso de ejecución del forjado debiendo, por tanto, ser apuntaladas.

Viguetas de hormigón

Las viguetas pretensadas de hormigón se emplean en la realización de dinteles para la formación de huecos en muros de fábrica y para la construcción de forjados parcial o totalmente prefabricados, donde las viguetas son el elemento portante resistente del sistema.

La vigueta pretensada está formada por alambres pretensados y hormigón de alta resistencia, son de alma llena y se fabrican en mesas  de modes fijos ó por extrusión (en mesas de moldes deslizantes).

El empleo de aceros con un alto límite elástico y hormigones de alta resistencia da lugar a viguetas de reducido canto y sin problemas relacionados con la fisuración, dando lugar a un sistema un 20% más económico que otros sistemas más tradicionales.

Al ser suministradas, las viguetas y losas alveolares de hormigón pretensado llevarán marcas identificativas del fabricante, el tipo de elemento y su longitud, y la fecha de fabricación, marcas que deberán coincidir con los datos de la hoja de suministro.

Forjados de viguetas pretensadas de hormigón

Viguetas de hormigón pretensado
Viguetas de hormigón pretensado

En España, los forjados de hormigón pretensado se rigen por la vigente Instrucción de Hormigón Estructural (EHE), aprobada por el. R.D. 642/2002, de 5 de julio.

La separación entre las viguetas depende de las dimensiones del bloque aligerante empleado, siendo lo más habitual entre 60 y 75 cm. La vigueta queda unida monolíticamente a la capa de compresión superior de hormigón armado. El recubrimiento de las viguetas es la suma del recubrimiento mínimo señalado en la EHE más un margen de recubrimiento, según EFHE.

El sistema de pretensado más empleado en la fabricación de viguetas pretensadas de hormigón es el de armaduras pretesas, donde el anclaje de las barras en los extremos se produce por adherencia.

Es  muy raro el uso de armaduras postesadas en viguetas de forjado aunque sí se emplea en algunos forjados sin vigas y losas de hormigón.

Cómo se hacen las viguetas de hormigón

Este vídeo resume el proceso de fabricación de viguetas pretensadas. Las fases del proceso comienzan con la limpieza y secado de las pistas y rieles de prefabricación, lugar donde posteriormente se procederá al tendido y tensado de los cables del pretensado, que vienen enrollados en bobinas.

La vigueta pretensada está formada por alambres pretensados y hormigón de alta resistencia, son de alma llena y se fabrican en mesas  de modes fijos ó por extrusión (en mesas de moldes deslizantes).

La inversión en una planta de moldes fijos es menor a la de una de moldes deslizantes. Las mesas de fabricación son los moldes donde se colocan los alambres de pretensado y se realiza el colado del hormigón. Una vez que el hormigón ha fraguado, se produce el corte de los alambres y el desmoldeo de la vigueta.

Antes del colado de las viguetas se realiza la comprobación del tensado de los cables. El colado de las viguetas se realiza con una máquina moldeadora que dará forma a su sección final mediante un proceso de moldeado continuo.

Después de ser curadas, cortadas y marcadas, las viguetas son extraídas de la pista y trasladadas para su almacenaje en en patio exterior donde esperarán a ser cargadas en camiones para su transporte.

Recubrimientos de viguetas prefabricadas de hormigón

Con respecto a los recubrimientos, la Instrucción de Hormigón Estructural EHE señala que, en el caso de viguetas y losas prefabricadas en instalación industrial fija, al proyectar forjados unidireccionales de hormigón armado o pretensado, podremos contar, además del recubrimiento real del hormigón, con el espesor de los revestimientos del forjado que sean compactos e impermeables y tengan carácter de definitivos y permanentes, al objeto de cumplir los recubrimientos mínimos exigidos.

Viguetas de hormigón pretensado AIDICO
Viguetas de hormigón pretensado AIDICO

En estos casos, el recubrimiento real de hormigón no podrá ser nunca inferior a 15 mm.

Entendemos por recubrimiento, a los efectos de un correcto hormigonado, la separación de toda superficie límite de hormigonado.

Por otro lado, y en cuanto a los efectos de protección de armaduras, el recubrimiento se considerará respecto de aquellas superficies que lo sean de modo definitivo.

Cuando se trate de superficies límite de hormigonado (aquéllas que en situación definitiva quedan embebidas en la masa de hormigón), el recubrimiento no será menor que el diámetro de la barra o diámetro equivalente (en el caso de grupo de barras), ni que 0.8 veces el tamaño máximo del árido.

El recubrimiento nominal de las armaduras es la suma del recubrimiento mínimo, que depende del tipo de elemento y de la clase de exposición, más un margen de recubrimiento.

Recubrimientos mínimos de armaduras según EHE

 

El margen de recubrimiento se indica en el artículo 13 de la Instrucción para el proyecto y la ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados (EFHE):

Margen de recubrimiento (art. 13 EFHE)
0 mm
Viguetas o losas alveolares pretensadas con un nivel de control de recepción intenso
Elementos prefabricados con distintivo oficialmente reconocido
Armadura de reparto de la losa de hormigón, sin función específica resistente
5 mm
Viguetas armadas con control de recepción a nivel intenso
Elementos prefabricados pretensados con un nivel de control de recepción a nivel normal
Losas superiores hormigonadas en obra con un nivel de control de ejecución intenso
10 mm
Resto de casos

Bovedillas

Las bovedillas son las piezas colocadas entre las viguetas y servirán como elementos distanciadores. Desde un punto de vista estructural, estos elementos prefabricados pueden tener función aligerante o colaborante según se tenga en cuenta o no su contribución a la capacidad resistente del forjado.

sistema constructivo de vigueta y bovedilla

Las bovedillas colaborantes pueden estar hechas de cerámica, de hormigón o de cualquier otro material resistente que cumpla los requerimientos de la EHE 08. En cualquier caso, la resistencia a compresión del material de la bovedilla colaborante no será menor que la del hormigón vertido en el forjado. Según la EHE, los tabiquillos de la bovedilla colaborante pueden considerarse como parte de la sección resistente del forjado.

Las bovedillas aligerantes, por su parte, no tienen función resistente alguna. Los elementos aligerantes más empleados en los forjados unidireccionales de hormigón armado están formados por bloques de hormigón ligero, bloques de poliestireno expandido (porexpan), bovedillas cerámicas, ladrillo u otros materiales sintéticos lo suficientemente rígidos.

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