Optimización en prefabricación industrial.

En la búsqueda de manuales editados en España, y en orden cronológico, destaca la guía editada con los esfuerzos y colaboración de IECA y ANDECE, que dieron a la luz el Manual de edificación con prefabricados de hormigón para usos industriales, comerciales, aparcamientos y servicios, de 1996, en el que se señalan los principales tipologías y elementos que componen una cubierta.

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• _{Vigas peraltadas, vigas de sección constante sobre pilares a diferente}

altura, y cubiertas en diente de sierra. Las define bajo las características de que permiten superficies más diáfanas, son las más ligeras (dentro del hormigón prefabricado) con un peso propio de 100-120 kg/m2_{, la} impermeabilización es sencilla, y están diseñadas para soportar su peso propio, la cubierta ligera, la nieve y viento, y algunas otras pequeñas cargas (tales como iluminación, instalaciones ligeras,..).

o Pueden resolverse con vigas peraltadas, de secciones más

habituales la doble T, armadas o pretensadas y la U invertida (para grandes luces al tener mayor inercia transversal), con armaduras pretesas o postesas, para ensamblar en obra las dos mitades. Las pendientes varían del 8 al 12%.

o Vigas de sección constante, dando la inclinación con las vigas

apoyadas a diferente altura sobre los pilares. Estas vigas, a igualdad de luces y cargas, resultan menos económicas que las peraltadas de canto variable, que ajustan mejor su sección a la ley de momentos. Se usan para diseño de pendientes diferentes a las deltas, y cuando queremos aumentar la luz libre sin aumentar la altura de la estructura.

Figura 2.112. Cubierta con vigas I de sección constante y cubierta con vigas delta o peraltadas. Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

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Respecto a las correas, se reproduce a continuación una figura con distintas tipologías de sección, que cubren luces desde los 5,00 hasta los 12,00 m. Las más habituales son las trapezoidales, T o doble T y tubulares.

Figura 2.113. Tipología de correas. Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

Respecto a los materiales de cubrición, que históricamente venían siendo en muchos casos prácticamente un forjado con placas, losas y capas de compresión, da aquí un giro y se nos presentan dos sistemas de cubiertas en función de que cuenten o no con aislamiento.

• Cubiertas sin aislamiento:

o Placas onduladas de fibrocemento o Chapas grecadas de acero

• Cubiertas con aislamiento:

o Panel sándwich metálico

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Figura 2.114. Detalles de cubrición de cubiertas. Reproducida de IECA- ANDECE., 1996.

Pueden verse en la siguiente figura, las tipologías de secciones de vigas I (la más habitual) y U invertida (de uso poco habitual). También las secciones de algunas soluciones especiales de vigas, tratadas aquí como elementos superficiales con sección en V o Y proyectados para dar el mayor desagüe con el menor canto posible, de 0,70 a 1,20 m, con anchos de 1,20 a 2,50 m y longitudes de hasta 30,00 m.

Figura 2.115. Secciones de vigas (izquierda) y secciones de vigas especiales para evacuación de agua (derecha). Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

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En lo referente a los paneles de fachada, se señalan las ventajas que suponen por facilidad de montaje, con rendimientos de instalación o montaje de 500 m2_{/día, así como la gran cantidad de tipologías en cuanto a acabados} exteriores y aislamientos posibles. Los paneles son clasificados de acuerdo a su geometría en lisos y nervados, y por sus opciones de composición y aislamiento en macizos, sándwich, y de aislamiento continuo (bicapa).

Figura 2.116. Tipología de paneles por geometría y por composición. Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

Las características de los paneles pueden variar en función del fabricante, se da una tabla de los valores más habituales, con anchos estándar de 1,20, 2,40, y 2,50 m. El aislamiento acústico está en valores alrededor de los 50 dBA.

Figura 2.117. Valores habituales de características de paneles. Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

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Se aporta también una tabla de conductividad térmica de los materiales que forman los paneles prefabricados para fachadas de edificios industriales.

Figura 2.118. Valores habituales de conductividad térmica de diferentes materiales para la fabricación de paneles prefabricados. Reproducida de IECA-

ANDECE, 1996.

Por último, encontramos una interesante tabla de valores orientativos, de requisitos habituales para diferentes tipos de instalaciones de edificios industriales.

Figura 2.119. Valores orientativos de requisitos de edificios industriales según el tipo de instalación. Reproducida de IECA-ANDECE, 1996.

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En la figura anterior podemos observar que, salvo algunas excepciones puntuales, las longitudes de vigas oscilan en el rango 12,00-30,00 m y la separación de pórticos o longitudes de correa entre 6,00-12,00 m, con alturas libres entre 6,00-10,50 m.

Del mismo año que el anterior, encontramos el Manual de estructuras de edificación prefabricadas de la FIP, editado por ATEP 1996. Este manual es la traducción del FIP,1994: Planning and design handbook on precast building structures. El manual trata todos los aspectos relevantes en lo referente a las estructuras de edificación prefabricadas, desde la adecuación del hormigón prefabricado a la construcción, hasta los principios generales de diseño y los sistemas estructurales.

Se destaca en esta publicación que el sector ha pasado, poco a poco, de la manufactura a pie de obra a la industrialización, tal y como puede concluirse de las realizaciones recogidas en el anterior apartado de este trabajo, señalando tres motivos en el desarrollo de la construcción prefabricada:

• _{Los avances en las técnicas del pretensado permitiendo ir a mayores}

luces y elementos con pesos menores

• _{La necesidad de edificar viviendas rápidamente en Europa después}

de la Segunda Guerra Mundial

• _{Las nuevas técnicas de construcción con elementos alveolares.}

Es reseñable la importancia de los planteamientos del apartado de diseño esquemático de la etapa inicial, donde se recomienda la participación de un ingeniero experto en prefabricación para obtener los mejores resultados e idealmente, formar un equipo de diseño entre el proyectista y autor del proyecto y el especialista en prefabricación.

Este diseño esquemático o predimensionado conforma varias etapas: 1. Croquis general de planta

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3. Elección de la malla de pilares. Marcará la longitud de viga y longitud de correa.

4. Análisis de necesidad de elementos estabilizadores. En función de esfuerzos horizontales, viento y sismo.

5. Elección y predimensionado de elementos estructurales. 6. Elección de paneles de fachada.

En la figura siguiente, encontramos un repaso a los principales sistemas estructurales de hormigón prefabricado.

Figura 2.120. Sistemas estructurales de hormigón prefabricado. Reproducida de FIP-ATEP,1996.

En el apartado de edificios con grandes luces libres, encontramos las estructuras que están siendo objeto de estudio en esta tesis, para construir naves industriales, almacenes y centros comerciales (edificios industriales y comerciales) y ya vemos que, para evitar pilares intermedios, la solución de diseño más habitual es con estructuras esqueleto prefabricadas.

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Figura 2.121. Cubiertas de edificios con vigas de canto variable (arriba) y placas en TT de canto constante y variable en cubiertas sobre vigas rectas (abajo).

FIP-ATEP, 1996.

Vemos que todavía está muy vigente en las publicaciones el uso de elementos muy masivos (placas principalmente), tanto para su uso en forjados como para cubiertas. Con placas lisas hasta 6,00 m, casetones nervados hasta 9,00 m, alveolar hasta 18,00 m y placas TT hasta 20,00 m.

Figura 2.122. Esquema de elementos estructurales y elementos (losas, casetones, placa alveolar, placas de gran luz) para forjados y cubiertas.

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Para el desarrollo de edificios de grandes luces, se dan algunas referencias en cuanto a vigas de cubierta y pilares, con vigas delta hasta 45,00 m, jácenas I hasta 30,00 m, vigas rectangulares macizas hasta 20,00 m y pilares hasta 15,00 m.

Figura 2.123. Elementos prefabricados para edificios de grandes luces (pilares y vigas de cubierta). Reproducida de FIP-ATEP,1996.

Y ya desde estos esquemas podemos comprobar cómo se pensaba incluso en el uso de zapatas prefabricadas, solución prácticamente en desuso hoy en día.

Para las fachadas aparecen los paneles autoportantes con núcleo aislante y las soluciones de paneles con nervios con sección en forma de C o U.

Figura 2.124. Tipologías de paneles de fachadas autoportantes. Reproducida de FIP-ATEP,1996.