TRABAJO FIN DE GRADO
Proyecto Estructura de un Edificio de Oficinas con Forjados de Losa
Postesada para el Aeropuerto de Alicante
Titulación: Grado en Ingeniería Civil
Alumno: Luis Gregorio Fernandez Madrid
Director: José Manuel Olmos Noguera
Índice
1. Introducción 1.1. Objetivo 0
1.2. Descripción del edificio 0 1.3. Metodología 0
1.4. Normativa a considerar 0
1.4.1. Código Técnico de la Edificación (CTE)
0
1.4.2. Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08)
0
1.4.3. Norma de Construcción Sismorresistente (NCSE-02)
0
1.4.4. Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes
0
1.4.5. Eurocódigo 2: Proyecto de estructuras de hormigón
0 2. Definición del problema
2.1. Introducción 0 2.2. Emplazamiento 0
2.3. Características del terreno 0
2.3.1.
Estudio geotécnico 0
2.3.1.1. Introducción
0
2.3.1.2. Trabajos de campo
0
2.3.1.3. Ensayos de laboratorio
0
2.3.1.4. Nivel freático
0
2.3.1.5. Resultados
0
2.3.2. Coeficiente de balasto
0 2.4. Datos del edificio 0
2.4.1. Distribución
0
2.4.1.1. Planta baja
0
2.4.1.2. Planta tipo
0
2.4.1.3. Cubierta
0
2.4.2. Elementos estructurales
0
2.4.2.1. Pilares
0
2.4.2.2. Forjado
0
2.4.2.3. Cimentación
0
9
9
9
10
11
11
11
12
12
13
13
13
13
14
14
14
14
15
15
15
15
16
16
17
17
17
17
17
18
18
2.4.2.4. Elementos del postesado
0
2.4.2.4.1. Vainas
0
2.4.2.4.2. Cordones
0
2.4.2.4.3. Anclaje activo
0
2.4.2.4.4. Anclaje pasivo
0
2.4.2.4.5. Acopladores
0
2.4.2.4.6. Inyección
0
2.4.2.5. Escaleras
0
2.4.2.5.1. Escalera principal
0
2.4.2.5.2. Escalera secundaria
0
2.4.2.6. Rigidización frente a sismo
0
2.4.2.6.1. Pantallas de rigidizacion
0
2.4.2.7. Vigas
0
2.4.3. Elementos no estructurales
0
2.4.3.1. Fachada
0
2.4.3.2. Solado
0
2.4.3.3. Techos
0
2.4.3.4. Tabiquería
0
2.4.3.5. Cubierta
0
2.4.3.6. Ascensor
0
2.4.4. Resistencia al fuego
0 3. Bases de calculo00
3.1. Materiales 00
3.1.1. Ambiente
0
3.1.2. Hormigón
0
3.1.2.1. Hormigón estructural
0
3.1.2.2. Hormigón de limpieza
0
3.1.2.3. Hormigón no estructural
0
3.1.3. Acero
0
3.1.3.1. Armaduras pasivas
0
3.1.3.2. Armaduras activas
0
18
18
19
19
21
22
23
24
26
26
27
27
28
28
28
31
33
34
35
36
37
38
38
38
40
40
40
41
41
41
41
3.1.3.2.1. Perdidas en el postesado
0
3.1.4. Coeficientes parciales de seguridad de los materiales
0 3.2. Acciones 0
3.2.1. Acciones permanentes
0
3.2.1.1. Peso propio y cargas muertas
0
3.2.1.2. Pretensado
0
3.2.2. Acciones variables
0
3.2.2.1. Sobrecarga de uso
0
3.2.2.2. Viento
0
3.2.2.2.1. Acción del viento
0
3.2.2.2.2. Presión dinámica del viento
0
3.2.2.2.3. Coeficiente de exposición
0
3.2.2.2.4. Coeficiente eólico de edificios de pisos
0
3.2.2.2.5. Coeficientes de presión exterior
0
3.2.2.3. Acciones térmicas
0
3.2.2.3.1. Generalidades
0
3.2.2.3.2. Cálculo de la acción térmica
0
3.2.2.4. Nieve
0
3.2.3. Acciones accidentales
0
3.2.3.1. Sismo
0
3.2.3.1.1. Aceleración sísmica de calculo
0
3.2.3.1.2. Coeficiente de respuesta β
0
3.2.3.1.3. Modos de vibración
0
3.2.3.1.4. Espectro de la respuesta elástica
0
3.2.4. Combinación de acciones
0
3.2.4.1. Situación persistente o transitoria
0
3.2.4.2. Situación extraordinaria
0
3.2.4.3. Acción accidental
0 3.3. Predimensionamiento 0
3.3.1. Forjado
0
3.3.1.1. Canto del forjado
00
42
45
45
45
46
47
48
49
50
51
51
52
52
53
54
54
54
56
57
57
57
59
59
60
61
61
63
63
63
63
63
3.3.1.2. Junta sísmica
0
3.3.2. Pilares
0
3.3.3. Cimentación0
3.3.4. Postesado del forjado0
3.3.4.1. Planta tipo
0
3.3.4.2. Cubierta 1
0
3.3.4.3. Cubierta 2
0
3.3.5. Escaleras
0
4. Análisis y diseño del a estructura. Cypecad 4.1. Modelo de análisis de Cypecad 0
4.1.1. Descripción de problemas a resolver0
0
4.1.2. Descripción del análisis efectuado0
0
4.1.3. Discretización de la estructura0
0
4.1.4. Efectos de segundo orden0
0
4.1.5. Efecto de translación de las plantas (P-delta) 0
0 4.2. Introducción de datos
00
4.2.1. Datos generales0
0
4.2.1.1. Normas00
0
4.2.1.2. Materiales00
0
4.2.1.3. Acciones00
0
4.2.1.4. Coeficiente de pandeo00
0
4.2.1.5. Ambiente00
0
4.2.2. Geometría del edificio
0
4.2.2.1. Plantas
0
4.2.2.2. Pilares
0
4.2.2.3. Cimentación
0
4.2.2.4. Forjados
0
4.2.2.5. Vigas
0
4.2.2.6. Escaleras
0
4.2.2.7. Cargas
0
4.2.2.8. Postesado
0
66
67
76
78
80
82
85
87
87
87
87
88
88
90
90
90
90
91
92
93
96
97
97
97
98
99
100
100
101
102
102
4.2.2.9. Armadura base
0
4.2.2.10. Modelo estructura 3D
0
4.3. Cálculo de la obra y corrección de errores 0
4.3.1. Punzonamiento
0
4.3.2. Pilares
0
4.3.3. Vigas
0
4.3.4. Diseñodefinitivo
0 4.4. Comprobaciones 0
4.4.1. Comprobaciones en ELU (Combinaciones no sísmicas)
0
4.4.1.1. Pilares
0
4.4.1.1.1. Agotamiento por cortante
0
4.4.1.1.2. Agotamiento por flexocompresión
0
4.4.1.1.3. Disposiciones relativas a las armaduras
0
4.4.1.1.4. Armadura mínima y máxima
0
4.4.1.2. Vigas
0
4.4.1.2.1. Agotamiento por cortante
0
4.4.1.2.2. Agotamiento por flexión
0
4.4.1.2.3. Disposiciones relativas a las armaduras
0
4.4.1.2.4. Armadura mínima y máxima
0
4.4.1.3. Punzonamiento
0
4.4.1.3.1. Perímetro del soporte
0
4.4.1.3.2. Perímetro critico
0
4.4.1.3.3. Perímetro de la armadura de refuerzo
00
4.4.1.3.4. Armadura de refuerzo
0
4.4.2. Comprobaciones en ELU (Combinaciones sísmicas)
0
4.4.2.1. Pilares
0
4.4.2.1.1. Agotamiento por cortante
0
4.4.2.1.2. Agotamiento por flexocompresión
0
4.4.2.2. Vigas
0
4.4.2.2.1. Agotamiento por cortante
0
4.4.2.2.2. Agotamiento por flexión
0
104
105
105
105
106
114
115
115
115
115
116
118
126
128
128
129
134
138
139
140
140
142
144
145
147
147
147
152
160
160
166
4.4.2.3. Punzonamiento
0
4.4.2.3.1. Perímetro del soporte
0
4.4.2.3.2. Perímetro critico
0
4.4.2.3.3. Perímetro de la armadura de refuerzo
0
4.4.3. Criterios de armado en zona sísmica y diseño por capacidad
0
4.4.3.1. Pilares
0
4.4.3.1.1. Criterios de diseño por sismo
0
4.4.3.1.2. Diseño por capacidad. Esfuerzo cortante en soportes
0
4.4.3.2. Vigas
0
4.4.3.2.1. Criterios de diseño por sismo
0
4.4.3.2.2. Diseño por capacidad. Esfuerzo cortante en vigas
0
4.4.4. Comprobaciones en ELS
0
4.4.4.1. Desplazamientos horizontales
0
4.4.4.2. Flechas
0
4.4.4.2.1. Forjados
0
4.4.4.2.2. Vigas
0
4.4.4.3. Fisuración en vigas
0
4.4.5. Limitación de desplazamientos horizontales relativos a la rotura de elementos no estructurales.
00
4.4.6. Tensiones admisibles en el terreno
00 5. Análisis del pretensado. Sofistik
5.1. Introducción de datos 0 5.2. Comprobaciones 0
5.2.1. Máxima compresión en el hormigón
0
5.2.2. Tensión máxima en los tendones
0
5.2.3. Tensión en el hormigón debido a momentos flectores
0
5.2.4. Retracción y fluencia
0 6. Presupuesto0
7. Conclusiones 8. Bibliografía0
170 170 171 174 175 175 175 177 178 178 179 181 181 182 182 184 197 198
199
200
200
204
204
205
205
206
206
207
208
Anejo 1 Planos 0
1. Plano general de situación 0 2. Distribución por plantas 0 3. Postesado 0
4. Refuerzos de punzonamiento 00
5. Armadura base de losas inferior y superior 0 6. Armado de vigas 00
7. Cuadro de pilares 0 8. Despiece pilares 0 9. Pantallas 00
10. Escaleras 00 11. Ascensor 0
Anejo 2 Estudio geotécnico0
Anejo 3 Comprobación de resistencia al fuego Anejo 4 Distorsiones de pilares, pantallas y muros0 Anejo 5 Justificación de la acción sísmica 0
Anejo 6 Comprobaciones de punzonamiento
Anejo 7 Grafico de tensiones en el hormigón EHE-08
Anejo 8 Grafico de tensiones en el hormigón Eurocódigo 2 Anejo 9 Grafico de tensiones en los tendones
Anejo 10 Grafico de tensiones en el hormigón debidas a momentos flectores
Anejo 11 Grafico de tensiones en los tendones
(pretensado inicial menos perdidas instantáneas) Anejo 12 Grafico de perdidas en el postesado en la
primera etapa (25 años)
Anejo 13 Grafico de perdidas en el postesado a partir de 25 años
Anejo 14 Grafico de perdidas en el postesado diferida
durante la construcción
Anejo 15 Comprobaciones E.L.U. de pilares y vigas
Anejo 16 Presupuesto
Luis Gregorio Fernandez Madrid 9
1. Introducción
1.1. Objetivos
En primer lugar, tenemos que diferenciar entre los objetivos académicos del Trabajo de Fin de Grado y los objetivos del proyecto realizado.
Los objetivos académicos son los siguientes:
- Trabajar y adquirir las competencias recogidas en la guía docente del TFG del Grado de Ingeniería Civil, así como adquirir los resultados esperados en el aprendizaje:
o Comunicarse oralmente y por escrito de manera eficaz.
o Aprender de forma autónoma
o Utilizar con solvencia los recursos de información.
o Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos.
o Aplicar criterios éticos y de sostenibilidad en la toma de decisiones.
o Diseñar y emprender proyectos innovadores.
- Demostrar la capacidad de proyectar.
- Comprender conocimientos del área de construcción como el funcionamiento de sistemas estructurales.
- Analizar alternativas y desarrollar estudios de solución.
Por otro lado, tenemos los objetivos del propio motivo que se desarrolla en el propio trabajo y que consiste en proyectar una estructura de un edificio de oficinas dentro de la urbanización del Aeropuerto de Alicante-Elche con el fin de solventar la falta de espacio para oficinas derivado de un aumento continuado del tráfico aéreo y, por lo tanto, del aumento del número de empleados.
1.2. Descripción del edificio
El edificio está ubicado en el actual parking denominado P6 del Aeropuerto de Alicante-Elche que se sitúa frente a la ampliación de la antigua terminal denominada T2 que actualmente alberga oficinas de la compañía Jet2.com y la terminal de vuelos corporativos.
Figura 1.2 Ubicación
Luis Gregorio Fernandez Madrid 10 Consta de cuatro plantas más un torreón construidos sobre el terreno.
- Planta baja: consta de una recepción, cafetería, sala de congresos para 165 personas, biblioteca, aula y dos baños.
- Plantas 1ª a 3ª: cada una consta de 4 salas de grandes dimensiones de uso administrativo, una sala de reuniones y dos cuartos de baño.
- Torreón: zona de uso restringido para albergar y mantener la maquinaria de los ascensores y de acceso a la cubierta de uso restringido para mantenimiento.
Este edificio ha sido diseñado mediante un forjado postesado de losa plana con el fin de cumplir unas premisas básicas debidas a la particularidad de la obra enumeradas a continuación:
- Versatilidad: las necesidades de espacios en el aeropuerto son muy variables, por lo que es necesario un edificio que pueda modificar la distribución con grandes espacios diáfanos que aportan las grandes luces capaces de construirse mediante losas postesadas.
- Rapidez: el aeropuerto es un medio de transporte prioritario y cualquier interferencia producida en la operatividad normal debe reducirse al máximo. Las losas postesadas permiten un desapuntalado más precoz que las de hormigón convencional. Además, la construcción de este tipo de losas elimina el trasiego de elementos pesados, tales como viguetas o bovedillas.
- Economía: aunque la necesidad de recurrir a mano de obra especializada para la construcción de losas postesadas compensa el resto de las ventajas económicas, la reducción del tiempo de construcción, la reducción del canto, y por lo tanto de hormigón y acero, hacen que este tipo de forjado sea competitivo frente a otros tipos.
- Ecología: la eliminación de otros materiales como son los prefabricados de hormigón o cerámicos y la disminución de la cantidad de hormigón de la losa inciden en el impacto medioambiental de la obra. Además, el edificio dispone de una cubierta capaz de albergar placas fotovoltaicas para la producción de electricidad.
1.3. Metodología
1. Determinación de las dimensiones y distribución del edificio a diseñar.
2. Determinación de las solicitaciones actuantes en el edificio tales como pesos propios, cargas muertas y sobrecargas de uso y de cargas horizontales externas debidas al viento y al sismo.
3. Predimensionamiento del canto del forjado y elección del tipo de losa basándonos en las recomendaciones técnicas y normativas.
4. Predimensionamiento y cálculo de los pilares, así como de elementos rigidizadores y juntas sísmicas en concordancia con la normativa sismorresistente.
5. Predimensionamiento de la cimentación y determinación de las dimensiones y del tipo de cimentación basándonos en el estudio geotécnico disponible.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 11 6. Calculo para predimensionamiento y disposición de los tendones de postesado,
y del tipo tendones y numero de cordones.
7. Análisis de la estructura mediante la herramienta informática Cypecad.
8. Análisis de los resultados obtenidos en Cypecad y modificación de la estructura.
9. Análisis de los forjados y tendones mediante la herramienta informática Sofistik.
10. Análisis de los resultados obtenidos mediante Sofistik
11. Comprobación del cumplimiento de las normas de construcción nombradas en el apartado 1.4 de la memoria.
12. Elaboración del presupuesto de la estructura mediante la herramienta Arquímedes.
13. Elaboración de planos.
1.4. Normativa a considerar
La realización del proyecto se ha basado en el cumplimiento de las distintas normativas aplicables en el estado español en el ámbito de la construcción.
1.4.1. Código Técnico de la Edificación (CTE)
El CTE es el conjunto principal de normativas que regulan la construcción de edificios en España desde 2006. En él se establecen los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad de la construcción definidos por la Ley de Ordenación de la Edificación (LOE). Sus exigencias intervienen en las fases del proyecto, construcción, mantenimiento y conservación.
El CTE está estructurado en dos bloques denominados Documentos Básicos relativos a la seguridad y a la habitabilidad, y cada uno de los distintos Documentos Básicos está formado por las distintas normativas.
En este proyecto tendremos en cuenta las siguientes normativas:
- DB-SE AE (Acciones en la edificación): Recoge las fuerzas externas que deben soportar las estructuras, principalmente su peso.
- DB-SE C (Cimientos).
- DB-SI (Documento Básico de Seguridad Estructural en caso de incendio).
1.4.2. Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08)
Es el marco reglamentario por el que se establecen las exigencias que deben cumplir las estructuras de hormigón para satisfacer los requisitos de seguridad estructural y seguridad en caso de incendio, además de la protección del medio ambiente, proporcionando procedimientos que permiten demostrar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas.
Las exigencias deben cumplirse en el proyecto y la construcción de las estructuras de hormigón, así como su mantenimiento.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 12 Esta instrucción supone que el proyecto, construcción y control de las estructuras que constituyen su ámbito de aplicación son llevados a cabo por técnicos y operarios con los conocimientos necesarios y experiencia suficiente. Además, se da por hecho que dichas estructuras estarán destinadas al uso para el que hayan sido concebidas y serán adecuadamente mantenidas durante su vida de servicio.
1.4.3. Norma de Construcción Sismorresistente (NCSE- 02)
Esta Norma es de aplicación al proyecto, construcción y conservación de edificaciones de nueva planta. En los casos de reforma o rehabilitación se tendrá en cuenta esta Norma, a fin de que los niveles de seguridad de los elementos afectados sean superiores a los que poseían en su concepción original. Las obras de rehabilitación o reforma que impliquen modificaciones substanciales de la estructura, son asimilables a todos los efectos a las de construcción de nueva planta.
Además, las prescripciones de índole general serán de aplicación supletoria a otros tipos de construcciones, siempre que no existan otras normas o disposiciones con prescripciones de contenido sismorresistente que les afecten.
El proyectista o director de la obra podrá adoptar, bajo su responsabilidad, criterios distintos a los que se establecen en esta Norma, siempre que el nivel de seguridad y de servicio de la construcción no sea inferior al fijado por la Norma, debiéndolo reflejar en el proyecto.
1.4.4. Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes.
Parte1: Reglas generales, acciones sísmicas y reglas para la edificación
Este Anejo Nacional define las condiciones de aplicación al proyecto de estructuras sismorresistentes en el territorio español de la norma UNE-EN 1998-1:2011 (con su modificación UNE-EN 1998-1:2011/A1:2013), que es reproducción de las normas europeas EN 1998-1:2004 y EN 1998-1:2004/AC:2009 (con su modificación EN 1998- 1:2004/A1:2013). En el apartado AN.2 se fijan los valores de los parámetros de determinación nacional (NDP) que la norma UNE-EN 1998-1 deja abiertos para ser establecidos en cada país. En el apartado AN.3 se indica si los anejos informativos de la UNE-EN 1998-1 se convierten en normativos, mantienen su carácter informativo o no son de aplicación. El apartado AN.4 tiene carácter de información complementaria no contradictoria (NCCI). En el apartado AN.5, se fijan los valores de aceleración horizontal pico de referencia en suelo tipo A y de un parámetro K, que se emplean para definir la peligrosidad sísmica en diferentes puntos del territorio nacional identificados por medio de la longitud y latitud geodésicas.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 13
1.4.5. Eurocódigo 2: Proyecto de estructuras de hormigón
Parte 1-1: Reglas generales y reglas para la edificación
Este Anejo Nacional define las condiciones de aplicación en el territorio español de la norma UNE-EN 1992-1-1 que la reproducción de la norma europea EN 1992-1-1.
En el apartado AN.2 se fijan los valores de los parámetros de determinación nacional (NDP), de aplicación a todas las estructuras de edificación y de ingeniería civil, que la norma UNE-EN 1992-1-1 deja abiertos para ser establecidos a nivel nacional.
2. Definición del problema
2.1. Introducción
Desde la apertura de la nueva terminal en el año 2011, el Aeropuerto de Alicante- Elche ha tenido un incremento de más de 5 millones de pasajeros por año hasta 2019 llegando a superar los 15 millones. Esto ha supuesto un incremento en el número de empresas que prestan sus servicios en el aeropuerto y que necesitan espacio para ubicar sus oficinas y trabajadores, además del aumento de espacios comerciales.
La solución consiste en construir un edificio de oficinas donde ubicar las empresas o trabajadores que puedan realizar sus funciones desde fuera de la terminal, liberando ese espacio para comercios y oficinas que tengan que realizar su trabajo en el interior de la terminal.
2.2. Emplazamiento
El edificio proyectado se sitúa en el actual parking P6 del Aeropuerto de Alicante- Elche, situado en el municipio de Elche con coordenadas 38º17´16´´ N 0º33´35´´ O y a una altitud de 29 metros sobre el nivel del mar.
El solar tiene una extensión de 12.959,62 m2 que será ocupada en parte por el edificio, aprovechando el resto de la parcela como parking para los usuarios del mismo. Linda al norte con el parking de espera de los taxis que sirven al aeropuerto, al este con el acceso principal de aeropuerto y al sur y oeste con calles de la urbanización del propio aeropuerto. El plano de situación de encuentra en el Anejo 1.1 Plano general de situación.
Figura 2.2a Ortofoto emplazamiento estructura
Luis Gregorio Fernandez Madrid 14
Figura 2.2b Foto aérea emplazamiento estructura
2.3. Características del terreno
2.3.1. Estudio geotécnico 2.3.1.1. Introducción
La información geotécnica disponible consiste en el estudio realizado para la construcción de la torre de control del aeropuerto, situada a 60 metros del punto más cercano del solar a construir y fue realizado por la empresa SONDEOS, ESTRUCTURAS Y GEOTECNIA S.A. en julio de 1993 y cuyo informe completo se encuentra en el Anejo 2 Estudio Geotécnico.
2.3.1.2. Trabajos de campo
Los trabajos de campo realizados consisten en la realización de un sondeo, mediante sonda hidráulica sobre camión tipo “Cibeles C-50”.
Los taladros se han efectuado por el procedimiento de hinca en seco en los terrenos blando o a rotación con inyección de agua en los terrenos duros.
Para la sujeción de las pareces de los terrenos no cohesivos, se han empleado tuberías de acero de 115 y 100 mm de diámetro introducidas a percusión.
Para la toma de muestras inalteradas, se ha utilizado tomamuestras seccionados de pared delgada o tipo “Shelby”, cuyo espesor es aproximadamente un 2.5% del diámetro del tomamuestras, con lo cual resulta una relación de áreas del orden del 10%.
De manera simultánea se han realizado ensayos “in situ” de penetración estándar (S.P.T.) consistente en la hinca de tomamuestras standard de 45 cm de longitud con expresión del número de golpes (N30) necesarios para hincar los últimos 30 cm con una maza de golpeo de 63.5 kg desde una altura de 75 cm.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 15
2.3.1.3. Ensayos de laboratorio
El criterio seguido para la realización de los ensayos ha sido el de efectuar un análisis granulométrico por cada una de las capas atravesadas determinándose los límites de Atterberg e índice de grupo, así como la identificación según Casagrande y H.R.B., contenido en sulfatos y carbonatos.
En las muestras del tipo inalterado se ha determinado además la humedad natural, la densidad seca, la densidad húmeda y la resistencia a la compresión simple (qu) controlándose la deformación de la probeta y obteniéndose la correspondiente curva tensión-deformación.
2.3.1.4. Nivel freático
En los días en los que se realizaron los trabajos de campo y en las profundidades máximas alcanzadas (15.60 m) no se detectó la presencia de nivel freático ni de aguas colgadas, por lo que su posible existencia, a cota inferior, no afectará a una cimentación del tipo superficial que se pueda adoptar.
2.3.1.5. Resultados
- Tras una capa superficial de terreno vegetal y restos de relleno de 0.2 m de espesor, aparece un relleno más antiguo constituido por arena limosa con cantos de tonalidad beige, abarca hasta profundidades que oscilan entre 0.9 y 1.5 metros.
- Un segundo estrato, constituido por calcarenitas fracturada y tosca que abarca hasta profundidades que han oscilado entre 1.60 y 2.20 metros que han obtenido el rechazo en los ensayos de penetración normal (S.P.T.).
- Por debajo, se han detectado limos areno-arcillosos carbonatados de color marrón claro beige que, en ocasiones, engloban gravillas y cantos, los cales en algunos tramos se encuentran semienterrados. Este estrato se extiende hasta los - 14.2 metros.
Los valores de N30 (S.P.T.) han oscilado entre los 22 golpes y el rechazo, con un valor medio tras despreciar los valores más altos de 46 golpes.
Los valores qu (resistencia a la compresión simple) han resultado de 1.8 a 4.9 kg/cm2.
Teniendo en cuenta los valores anteriormente expuestos y teniendo en cuenta las características de la obra, se propone una tensión de trabajo de entre 2 y 2.5 kg/cm2. Para este proyecto tendré en cuenta una tensión de trabajo máxima de 2 kg/cm2 equivalentes a 0.196 Mpa.
2.3.2. Coeficiente de balasto
El coeficiente de balasto se obtiene a partir den ensayo mediante placa con carga definido en la norma UNE 7391:1975 que determina el asiento que sufre el terreno bajo una placa de 30x30 cm en carga obteniendo el valor denominado k30.
Dado que no disponemos de un ensayo de placa de carga en nuestro estudio, determinaremos el coeficiente de balasto en función de las características del terreno.
Para ello tendremos en cuenta el valor de la resistencia a la compresión simple qu
obtenido en el estudio geotécnico y del ensayo S.P.T. para suelos cohesivos.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 16 Para el cálculo utilizaremos las siguientes formulas:
- A partir de la resistencia a la compresión simple:
Donde:
coeficiente de balasto (t/m3)
resistencia a la compresión simple (t/m2) luz media entre pilares (m)
lado mayor o longitud de la losa (m)
entre 18 y 49 t/m2 8.888 m
100 m
- A partir del ensayo S.P.T. para suelos cohesivos
Donde:
coeficiente de balasto (t/m3)
numero de golpes en el ensayo S.P.T.
luz media entre pilares (m)
lado mayor o longitud de la losa (m)
22 golpes 8.888 m 100 m
Adopto el valor de 103.410 T/m3 debido a que el cálculo a partir de la resistencia a la compresión simple tiene un rango demasiado amplio.
2.4. Datos del edificio
2.4.1. Distribución
El proyecto consiste en la construcción de un edificio de oficinas con unas dimensiones suficientes para albergar una superficie total de 6.279 m2 repartidos en 4 cuatro plantas y la cubierta tal y como se describen a continuación. Los planos de la distribución de las plantas se encuentran en el Anejo 1.2 Plano de distribución por planta.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 17
2.4.1.1. Planta baja
Recepción
Sala de congresos Cafetería
Biblioteca/archivo Aula
Baños
Almacén/instalaciones Zonas de paso/otros Total
225.0 m2 282.8 m2 201.9 m2 51.3 m2 52.1 m2 61.1 m2 39.6 m2 265.2 m2 1179 m2
2.4.1.2. Planta tipo
Sala 1 Sala 2 Sala 3 Sala 4
Sala de reuniones Baños
Zonas de paso/otros Total
376.8 m2 233.9 m2 293.0 m2 370.5 m2 51.3 m2 77.5 m2 297.0 m2 1700 m2
2.4.1.3. Cubierta
Torreón Cubierta Total
147.5 m2 1552.5 m2 1700 m2
2.4.2. Elementos estructurales
La estructura está compuesta por dos bloques independientes separados por una junta estructural de los cuales únicamente tendrán un carácter estructural los siguientes.
2.4.2.1. Pilares
La estructura se compone de 24 pilares dispuestos de manera homogénea alineados en dos filas de 12 pilares y 12 filas de 2 pilares compuestos por:
- 4 pilares de esquina.
- 16 pilares de borde.
- 4 pilares de medianera entre las dos partes de la estructura además de formar parte de la esquina del bloque.
Todos los pilares dispuestos tienen una sección cuadrada y decreciente en altura, con una disminución de 5 cm por cada lado del pilar a medida que ascendemos una planta y las dimensiones definitivas se determinaran más adelante.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 18 La distancia entre los ejes de los pilares es de 9.4 m en sentido longitudinal del edificio y de 11 m en sentido transversal.
Además, el edificio dispone de 3 pilares dispuestos entre la cimentación y el forjado del torreón con el propósito de soportar la carga correspondiente al tabique de separación entre la escalera principal y el núcleo de ascensores. Estos pilares tienen unas dimensiones de 30x30 cm y no estarán empotrados en los forjados con el fin de no soportar acciones horizontales.
2.4.2.2. Forjado
La idea inicial era utilizar un forjado de losa plana con las ventajas de un encofrado sencillo, tanto económicas como de complejidad, no obstante, debido al problemas de punzonamiento será necesaria la disposición de ábacos.
Los forjados de losa plana con ábacos, además de las ventajas frente al punzonamiento, tiene otras ventajas como menor consumo de hormigón para vanos largos y menor congestión de armadura sobre los apoyos. Los ábacos, además, aumentan la capacidad resistente frente a momentos sobre pilares.
Como principal inconveniente cuentan con una mayor complejidad y coste del encofrado.
Figura 2.4.2.2. Tipo de forjado
2.4.2.3. Cimentación
La cimentación dependerá de los cálculos en función de la tensión admisible del terreno siendo prioritario la utilización de una cimentación superficial mediante zapatas o mediante losa por orden de prioridad debido a un menor coste, menor mano de obra y mayor control en la ejecución que las cimentaciones profundas. Debido a las características del solar, no tenemos ninguna restricción condicionada ya sea por edificios o calles colindantes.
2.4.2.4. Elementos del postesado
2.4.2.4.1. Vainas
Las vainas sirven para materializar los conductos por los que discurren las armaduras activas. Según el procedimiento del postesado, se disponen antes del hormigonado, siguiendo el trazado de los tendones, vainas metálicas o plásticas de un espesor que varía entre 0.2 y 1.5 mm.
Las características exigibles a las vainas son las siguientes:
- Estanqueidad durante el hormigonado y la inyección. Una vaina no estanca puede verse obstruida por filtraciones de cemento, con extremo perjuicio.
- Resistencia transversal al aplastamiento, deformaciones por golpes, efectos de vibrado y casos similares.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 19 Las vainas pueden ser lisas, pero es mucho más ventajoso emplear modelos
que presenten nervaduras anulares. Estas nervaduras aumentas su rigidez transversal, reduciendo el riesgo de aplastamiento de la vaina.
- Flexibilidad longitudinal que les permita adaptarse fácilmente al trazado definido en el proyecto. Debe ser suficiente para seguir sin dificultad los trazados curvos.
- Posibilidad de empalme/acoplamiento: Para efectuar con facilidad empalmes y uniones entre vainas que permitan alcanzar cualquier longitud sin pérdida de las demás características.
- Adherencia externa e interna, externa al hormigón e interna a la lechada de inyección.
En nuestro caso hemos recurrido a una vaina corrugada de 45 mm de diámetro exterior suficiente para albergar 3 cordones en su interior para un primer calculo que será modificado por una vaina capaz de albergar 4 cordones con un diámetro exterior de 50 mm.
Figura 2.4.2.4.1. Vaina de postesado
2.4.2.4.2. Cordones
Son de acero de alta resistencia y están compuestos por 7 alambres.
La característica principal deber ser un elevado limite elástico. Junto a ello, necesitamos una carga de rotura elevada, y un importante alargamiento de rotura, que excluya la posibilidad de roturas frágiles.
Las características se encuentran definidas en el apartado 3.1.3.2. Armaduras Activas.
2.4.2.4.3. Anclaje activo
Los tendones se anclarán mediante anclajes mecánicos individuales. Estos deberán ser capaces de desarrollar al menos el 96% de la carga de rotura máxima exigida para los tendones sin que se llegue a rotura ni a deslizamiento de cuña. La máxima penetración de cuña en los anclajes será de 5 mm para los tendones tesados al 75%
de su carga máxima.
Es aconsejable respetar las siguientes recomendaciones:
- Deben someterse a un control efectivo y riguroso.
- Debe fabricarse con regularidad industrial tal que, dentro del mismo sistema y tamaño, las piezas resulten intercambiables.
- Deben ser capaces de absorber las tolerancias dimensionales establecidas para las secciones de las armaduras.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 20 - Deben de poder fijarse de un modo eficaz al encofrado, de tal forma que no se descoloquen durante el hormigonado y vibrado.
Figura 2.4.2.4.3a Tipos de anclajes activos catalogo Freyssinet
Para esta estructura utilizaré un anclaje del tipo AnC15 correspondiente a la vaina empleada del catálogo comercial de la empresa Freyssinet.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 21
Figura 2.4.2.4.3b Anclaje elegido
Los anclajes están formados por:
- Cuñas que garantizan un anclaje eficaz con esfuerzos estáticos y dinámicos.
- Bloques de anclaje de acero circulares con perforaciones troncocónicas.
- Tromplacas de anclaje de hierro fundidos y varias capas para una mejor difusión del esfuerzo de pretensado en el hormigón.
- Un capot permanente opcional.
Figura 2.4.2.4.3c Dimensiones anclajes
2.4.2.4.4. Anclaje pasivo
Los anclajes pasivos son los que se utilizan en el extremo de las armaduras activas opuesto al que realizamos el tesado.
Los anclajes de postesado concentran su fuerza en la zona reducida de hormigón que es preciso reforzar confinando el hormigón tras el anclaje en una jaula de armadura pasiva que permite aumentar las prestaciones. Esta armadura se suele resolver con barras de diámetros entre 8 y 12 mm, se debe simplificar combinándola con la de la propia losa en aras a facilitar su colocación.
Los anclajes NB estan formados por un bloque de anclaje con perforaciones cilindricas sobre el que apoyan los manguitos roscados sustentados por una placa trasera retenida.
Anclaje pasivo obtenido del catalogo comercial de Freyssinet.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 22
Figura 2.4.2.4.4 Listado anclajes pasivos catalogo Freyssinet
2.4.2.4.5. Acopladores
Los tendones deberán acoplarse únicamente en puntos específicamente indicados en proyecto o bien mediante la aprobación del proyectista y no situarse nunca en puntos de fuerte curvatura.
Los acopladores utilizados deben de ser capaces de desarrollar un 95% de la carga de rotura de los tendones sin que se produzca deslizamiento de cuña. Asimismo, deben estar convenientemente probados a fatiga, cumpliendo con los mismos requisitos especificados en este tipo de tendones.
Además, debe preverse la protección ambiental de los acopladores mediante un revestimiento provisional hasta que queden embebidos en hormigón.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 23
Figura 2.4.2.4.5 Listado de acopladores catalogo Freyssinet
En este caso se trata de acopladores móviles, en los que la unión se realiza antes del tesado.
2.4.2.4.6. Inyección
La finalidad principal de la inyección es mejorar la protección contra la corrosión de las armaduras activas.
Los productos adherentes establecen la adherencia entre armaduras activas y hormigón que proporciona una distribución más uniforme de las eventuales fisuras y mejora la resistencia a rotura de las piezas sometidas a flexión.
Generalmente se emplean:
- Lechadas de cemento, en la mayor parte de los casos y especialmente con vainas de gran longitud y elevadas cuantías de armadura activa.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 24 - Morteros de cemento, si la sección de los conductos es excepcionalmente grande y especialmente en bajas cuantías, trayectos cortos y poco curvados. No se recomienda su uso en condiciones normales por la mayor dificultad de inyección.
Las características exigibles en ambos casos son las siguientes:
- Para los materiales de base:
o Cemento Portland tipo CEM I.
o Agua rigurosamente no acida (pH ≥ 7).
o Aditivos exentos de cloruros, sulfuros, nitratos, etc.
o Los agentes expansivos suelen mejorar la resistencia a las heladas.
o Se suelen emplear aditivos plastificantes.
o Están proscritos los aceleradores de fraguado.
o Mínima relación agua/cemento.
o La composición de la inyección depende de la longitud de los conductos.
- Para la lechada
o Fluidez suficiente en el momento de la operación.
o Estabilidad volumétrica (exudación ≤ 2%, retracción ≤ 3% y expansión ≤ 10%)
o Resistencia a compresión fck ≥ 30 N/mm2 necesaria para la adherencia.
2.4.2.5. Escaleras
El edificio consta de dos núcleos de escalera con los que se puede acceder desde la planta baja hasta el torreón en el núcleo de escaleras principal, situado junto a los ascensores y desde la planta baja a la tercera planta en el caso del núcleo de escaleras secundario.
Para determinar las dimensiones de los elementos de la escalera recurrimos al CTE DB Seguridad de utilización y accesibilidad en su apartado 4.2 Escaleras de uso general.
Planos de armado y dimensiones disponibles en el Anejo 1.9 Escaleras.
- Peldaños
En los tramos rectos la huella medirá 28 cm como mínimo y la contrahuella entre 13 y 17.5 cm ser ambas escaleras de uso público. Además, la huella y la contrahuella cumplirán la siguiente relación:
Siendo:
huella en cm contrahuella en cm
Luis Gregorio Fernandez Madrid 25 - Tramos
Cada tramo tendrá 3 peldaños como mínimo y podrá salvar una altura máxima de 2.25 m en zonas de uso público y zonas que no dispongan de ascensor o de 3.20 m en el resto de casos.
Entre dos plantas consecutivas todos los peldaños tendrán la misma huella y contrahuella al ser tramos rectos en nuestro caso.
La anchura útil del tramo se determinará de acuerdo con las exigencias de evacuación establecidas en el apartado 4 de la sección SI 3 el DB-SI y será, como mínimo, la indicada en la siguiente tabla:
Tabla 2.4.2.5 Anchura mínima de tramos de escaleras según el uso
- Mesetas
Las mesetas dispuestas entre tramos de una escalera con la misma dirección tendrán al menos la anchura de la escalera y una longitud medida en su eje de 1 m como mínimo. Cuando exista un cambio de dirección entre dos tramos, la anchura de la escalera no se reducirá a lo largo de la meseta.
La zona delimitada por dicha anchura estará libre de obstáculos y sobre ella no barrera el giro de apertura de ninguna puerta, excepto las de zonas de ocupación nula.
Figura 2.4.2.5 Cambio de dirección entre dos tramos
Luis Gregorio Fernandez Madrid 26 2.4.2.5.1. Escalera principal
Figura 2.4.2.5.1 Geometría escalera principal
2.4.2.5.2. Escalera secundaria
Figura 2.4.2.5.2 Geometría Escalera secundaria
Luis Gregorio Fernandez Madrid 27
2.4.2.6. Rigidización frente a sismo
Será necesaria la rigidización de la estructura mediante pantallas y apantallando varios de los pilares existentes en el primer dimensionamiento de esta.
Para ello seguimos la recomendación de que los muros y pilares deben permitir movimientos libres de la losa hacia un punto teórico de movimiento nulo.
Figura 2.4.2.6 Disposición de elementos rigidizadores en forjados postesados
Por lo que tanto los pilares apantallados como las pantallas estarán situados de forma simétrica y siguiendo la recomendación de la imagen anterior obtenida en la guía de cálculo de una losa postesa de la empresa Freyssinet.
2.4.2.6.1. Pantallas de rigidización
Los requisitos que deben cumplir las pantallas de rigidización vienen especificados en el artículo 4.5.5 de la NCSE-02 donde especifica lo siguiente:
Es conveniente que las pantallas que se utilicen como elementos de rigidización y resistencia ante acciones horizontales sean continuas en toda la altura de construcción, llegando hasta la cimentación sin cambios importantes ni en el ancho, ni en el espesor.
Cuando la aceleración sísmica de cálculo ac sea igual o mayor que 0.16g como es nuestro caso tal y como se especifica en el apartado 3.2.3.1.1 de la memoria, se cumplirá:
- El espesor será al menos 0.15 m y mayor que h/20.
- La armadura base estará formada por dos mallas, con intervalo, entre barras de la malla, no superior a 0.15 m.
- La sección de cada familia de mallas no será inferior al 0.25% ni superior al 4%
de la sección de hormigón.
- En la parte baja de los dos bordes de la pantalla se dispondrán cercos como se indica en la siguiente figura.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 28
Figura 2.4.2.6.1 Armado de pantallas según la NCSE-02
Planos de armado de las pantallas disponible en el Anejo 1.8 Pantallas.
2.4.2.7. Vigas
En el proyecto solo existen dos vigas por cada planta que soportan el tabique que separa el ascensor de la escalera y a su vez son soportadas por tres pilares.
Estas vigas tienen unas dimensiones de 30x30 cm soportadas por 3 pilares de las mismas dimensiones y tienen una longitud de 3 m cada una de ellas.
2.4.3. Elementos no estructurales 2.4.3.1. Fachada
Figura 2.4.3.1 Modelo 3d fachada
Luis Gregorio Fernandez Madrid 29 La fachada del edificio se trata de un muro cortina de doble piel, abierto por sus partes superior e inferior. La piel interior está formada por un muro cortina, de vidrio estructural con perfilería oculta y llaga abierta, de 20 mm, patente de FACHADAS RIVENTI S.L., fijo y practicable, de apertura proyectante exterior, con modulación general 1800 /425 x 2970/1030 mm ancho por alto, según documentación gráfica, que comprende:
- Anclajes de corrección tridimensional en perfilería de acero laminado, galvanizado en caliente, para sujeción de estructura portante, con juntas antivibratorias;
anclado a estructura principal por los montantes verticales con anclaje fijo superior y flotante inferior.
- Estructura portante en perfil tubular de aluminio extruido con aleación 6063-T5, provisto de juntas de dilatación; con momento de inercia y módulo resistente necesario, calculado para cubrir suficientemente las acciones a soportar en las condiciones expresadas por las normas vigentes, completa de herrajes de acero inoxidable y aluminio.
- Tratamiento superficial de anodizado natural satinado Químico espesor de capa >
15 micras y aplicado por una firma en posesión del sello europeo de calidad /EURAS/EWAA.
- Acristalamiento aislante selectivo (control solar + bajo emisivo) formado por 5.5.1 cool lite Planistar o similar /16/5.5.1 interior, todos los cantos pulido industrial, fabricado y unido a bastidor sin decalajes, sobre barreta de aluminio anodizada previamente testada, y de adherencia garantizada, espesor de capa y sellado de poros adecuado para pegado mediante silicona estructural Dow Corning 993.La silicona no trabaja a cizalladura.
- El pegado a marco, posee garantía superior, que extiende Dow Corning, por ser Riventi socio de Quality Bond. (empresa acreditada para pegado a marco con controles intensivos).
- En zonas opacas, panel composite alucobond o similar de 4 mm de espesor, color silver metallic, fabricado a unido a bastidor sin decalajes, sobre barreta de aluminio anodizada previamente testada, y de adherencia garantizada, espesor de capa y sellado de poros adecuado para pegado mediante silicona estructural Dow Corning 993.La silicona no trabaja a cizalladura. Trasdós con panel aislante, de peripor alta densidad 60 mm.
- Cierre entre pasos de forjado a base de molduras de acero galvanizado 1 mm de espesor, relleno de lana de roca densidad 100 kg/m3, para independizar física y acústicamente las plantas entre sí.
- Triple junta perimetral de hermeticidad entre estructura portante y bastidores con perfiles en EPDM y silicona polimerizada formando cámara de descompresión entre dos de ellos.
- Elementos practicables, con perfilería oculta, proyectantes al exterior de eje vertical, cierre mediante falleba con varios puntos de anclaje distribuidos perimetralmente, accionados por manilla de aluminio, completa de herrajes de acero inoxidable y aluminio.
- Albardilla y remates inferiores en bandejas de composite ídem.
- Los bastidores se ajustan a la estructura portante atornillados con atornilladores con regulación del par.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 30 La piel exterior se fija a los forjados a través de ménsulas de acero, que atraviesan la piel interior por la huella existente entre los bastidores porta vidrio,
y se sueldan a los preanclajes existentes en los cantos de los forjados. Estas ménsulas se disponen cada 1.80 m en la parte exterior de la ménsula se anclan los perfiles de aluminio, extruido con acabado anodizado ídem piel interior, que soportan las lamas de vidrio.
La piel exterior está formada por láminas de vidrio laminado serigrafiado de 60 mm de alto en dos planos, paralelos separados aproximadamente 100 mm, por lo que el aire discurre entre ellas, generándose por tanto una cámara de aire ventilada, por estar abierta abajo y arriba del edificio, y respirante, puesto que tiene entradas de aire en toda su altura. Los vidrios son soportados con presores a modo de tapeta con tornillería vista, calzos de apoyo, y perfiles de aluminio que rellenas la discontinuidad entre los vidrios.
Entre ambas fachadas existe una pasarela de servicio de emparrillado de acero tipo tramex galvanizado a inmersión, malla de 30 x 30, pletinas según cálculos atornillados a los largueros entre ménsulas.
Las diferentes aperturas son para ventilación, no permitiéndose por ellas el paso a la pasarela. Existen puertas específicas para la salida a la pasarela.
El vidrio empleado es un laminar de seguridad 8.8.4, serigrafiado, 1 color, diseño a definir, compuesto por dos lunas tipo float de 8 mm unidas íntimamente por interposición de láminas de butiral de polivinilo (PVB). Estas materias han sido elegidas por sus notables cualidades de resistencia, adherencia y elasticidad. Apoyo mecánico oculto en perfil de aluminio, junquillos entre vidrios y tapetas longitudinales, como muestra la documentación gráfica.
Peso propio:
- Modulo fachada piel exterior
Dimensiones por modulo 1.80x4.00=7.2m2
Vidrios laminares 8x1.8x0.6 346 kg
Montantes 6x4 24 kg
Accesorios 10% del total 37 kg
Total 407 kg
- Ménsula estructural y pasarelas de mantenimiento
Peso ménsulas 1.2x10x0.16x8 15.36 kg
UPN 80 2x1.8x8.6 30.96 kg
Pasarela de tramex 37.00 kg
Accesorios 10% del total 8.30 kg
Total 91.7 kg
Luis Gregorio Fernandez Madrid 31 - Modulo fachada piel interior
Dimensiones por modulo 1.80x4.00=7.2m2
Vidrios cámara 1.8x2.94x20x2.5 264.6 kg
Travesaños 2x1.8x5 18.0 kg
Montantes 1x4x5 20.0 kg
Accesorios 10% del total 32.0 kg
Total 345 kg
2.4.3.2. Solado
El suelo correspondiente a las plantas 1ª a 3ª dedicadas íntegramente al uso administrativo consiste en un suelo técnico registrable denominado “F181.es – Suelo Técnico con placa Tecnosol como elemento simple” fabricado por la empresa KNAUF.
Consiste en un suelo formado por plaquetas rectangulares de 1200x600 mm, elevado sobre soportes.
Figura 2.4.3.2 Modelo de ejemplo de colocación del suelo
Luis Gregorio Fernandez Madrid 32
Tabla 2.4.3.2a Tabla de modelos de suelo y datos técnicos
Este suelo está especialmente diseñado para su uso en zonas administrativas, ya que, por su elevación, todas las instalaciones si sitúan por debajo, teniendo posibilidad de instalar registros de electricidad y telecomunicaciones, siendo posible modificar la ubicación en el futuro.
Estas placas cumplen con el Código Técnico de la Edificación en cuanto a la capacidad de carga concentrada, siendo superior a 2 kN.
El suelo utilizado en la planta baja corresponde a un suelo cerámico denominado
“Urban Acero” y fabricado por GRUPO PORCELANOSA consistente en placas de 1000x1000mm y 11.1 mm de altura.
Tabla 2.4.3.2a Tabla de modelos de suelo y datos técnicos
Luis Gregorio Fernandez Madrid 33
2.4.3.3. Techos
El techo utilizado tanto en la planta baja como en las tres plantas dedicadas a oficinas es un techo de registrable denominado “D145.es – Techo registrable Danoline Claneo modelo Belgravia con Easy Line” fabricado por la empresa KNAUF. Consiste en un techo acústico formado por módulos de 600x600 mm con velo acústico y lana mineral con un coeficiente de absorción acústica ponderado de hasta 0.95 (según la norma UNE-EN ISO 11654) para el modelo “Unity 3” utilizado para compensar el ruido producido en los grandes espacios diáfanos y por una losa postesado con menor canto que otros tipos de forjados.
Figura 2.4.3.3 Modelo de colocación y dimensiones techo desmontable
Tabla 2.4.3.3 Tipos de techo y datos técnicos
Luis Gregorio Fernandez Madrid 34
2.4.3.4. Tabiquería
- Interior
Las particiones interiores se realizarán mediante tabiques de ladrillo hueco de 90 mm de espesor revocados con cemento en ambas caras y revestidos con paneles de resina tipo Java Chrome de la empresa “MSD Panels”.
Tabla 2.4.3.4 Pesos de tabiques por tipo de material según el CTE
Figura 2.4.3.4 Modelo de paneles de revestimiento y caracteristicas tecnicas
Cantidad Peso Total
Ladrillo 90 mm 1 1 1 kN/m2 Revoco cemento 2 0,2 0,4 kN/m2 Paneles resina 2 0,05 0,1 kN/m2 1,5 kN/m2
Con una altura de 3.7 m entre forjados, tendremos una carga lineal de 5.55 kN/m.
- Exterior
En este proyecto solo hay tabiques exteriores formando parte de la fachada del torreón y estarán formados por doble ladrillo hueco de 90 mm de espesor revocado en ambas caras con cemento y recubierto por una baldosa cerámica de 0.03 m de espesor.
Además, llevara un aislante entre los ladrillos de 5 cm de espesor.
Cantidad Peso Total
Ladrillo 90 mm 2 1 2 kN/m2
Revoco cemento 2 0,2 0,4 kN/m2
Aislante 5 0,02 0,1
Baldosa cerámica 1 0,5 0,5 kN/m2 3 kN/m2
Luis Gregorio Fernandez Madrid 35 Con una altura entre forjados de 2.2 m consistirá en una carga lineal de 6.6 kN/m.
- Cerramiento ascensor
El cerramiento del ascensor consta de doble ladrillo de 45 mm revocado en ambos lados y guarnecidos y enlucidos en yeso, además de un aislante de 5 cm de lana de roca.
Cantidad Peso Total
Ladrillo 45 mm 2 0,6 1,2 kN/m2 Revoco cemento 2 0,2 0,4 kN/m2
Aislante 5 0,02 0,1
Enlucido 2 0,15 0,3 kN/m2
2 kN/m2
Con una altura entre forjados de 3.7 m consistirá en una carga lineal de 7.4 kN/m y de 2.2 m de altura en el torreón tiene una carga lineal de 4.4 kN/m.
2.4.3.5. Cubierta
Según la herramienta denominada “Photovoltaic Geographical Information System”
perteneciente a la Comisión Europea, la estimación de producción anual de electricidad por metro cuadrado en el Aeropuerto de Alicante-Elche con la tecnología CdTe es de 1731.34 kWh/m2.
Figura 2.4.3.5a Rendimiento de producción eléctrica solar
Luis Gregorio Fernandez Madrid 36 Por lo tanto, la cubierta será capaz de soportar la carga producida por la instalación fotovoltaica, además de ser una cubierta termoreflectante con el consiguiente ahorro de energía y mayor vida útil de la cubierta por soportar un menor estrés térmico de los materiales.
La cubierta consiste en el modelo “Ref. 1 Cubierta Plana Reflectante”
fabricado por la empresa DANOSA.
Figura 2.4.3.5b Elementos de la cubierta
1 soporte de la impermeabilización 2 Barrera de vapor
3 aislamiento térmico poliisocianurato 4 lamina impermeabilizante
5 sellado de solapes
6 fijación mecánica del sistema de impermeabilización
7 fijación mecánica del aislamiento térmico
8 banda de terminación 9 perfil de sujeción 10 sellado elástico 11 adhesivo
2.4.3.6. Ascensor
Figura 2.4.3.6 Plano planta ascensor y datos técnicos
Luis Gregorio Fernandez Madrid 37 El edificio está equipado con tres ascensores modelo “Schindler 3000” fabricados por la empresa SCHINDLER, capaz de soportar una carga de 1125 kg a una velocidad de 1 m/s, planos en el Anejo 1.1 Ascensor.
2.4.4. Resistencia al fuego
La elevación del a temperatura que se produce como consecuencia de un incendio en un edificio afecta a su estructura de dos formas diferentes:
- Los materiales ven afectadas sus propiedades, modificándose de forma importante su capacidad mecánica.
- Aparecen acciones indirectas como consecuencia de las deformaciones de los elementos.
Se admite que un elemento tiene suficiente resistencia al fuego, si durante la duración del incendio el valor de cálculo de las acciones, en todo instante t, no supera el valor de dicho elemento.
En los elementos principales que estamos calculando, se considera que la resistencia al fuego de un elemento estructural principal del edificio es suficiente si alcanza la clase indicada en las siguientes tablas que representan el tiempo en minutos de resistencia ante la acción representada por la curva normalizada tiempo temperatura.
Tabla 2.4.4a Resistencia al fuego suficiente de los elementos estructurales según el CTE
Tabla 2.4.4b Resistencia al fuego de los elementos estructurales según el riesgo del CTE
Informe de cumplimiento de fuego en el Anejo 3 Comprobación de resistencia al fuego.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 38
3. Bases de calculo
3.1. Materiales
3.1.1. Ambiente
Antes de comenzar un proyecto hay que identificar el tipo de ambiente que defina la agresividad a la que va a estar sometido cada elemento estructural.
El tipo de ambiente al que está sometido un elemento estructural viene definido por la combinación de:
- Una de las clases generales de exposición frente a la corrosión de las armaduras:
Teniendo en cuenta las características del proyecto podemos definir la clase general de exposición como IIa tanto para la cimentación como para el resto de la estructura al tener una humedad media relativa mayor al 65%.
Tabla 3.1.1a Clases de exposición relativas a la corrosión de las armaduras según la EHE-08
Luis Gregorio Fernandez Madrid 39 - Las clases específicas de exposición relativas a los otros procesos de
degradación que procedan para cada caso de las definidas en la tabla.
Tabla 3.1.1b Clases de exposición relativas a otros procesos de deterioro según la EHE-08
Tabla 3.1.1c Clasificación de la agresividad química según la EHE-08
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3.1.2. Hormigón
3.1.2.1. Hormigón estructural
El hormigón es el material más empleado en la actualidad tanto en ingeniería civil como en edificación por sus prestaciones de rapidez, economía y durabilidad.
El hormigón se define como la mezcla de cemento, árido grueso, árido fino y agua, en las proporciones adecuadas (con o sin la incorporación de aditivos) que desarrolla sus propiedades por endurecimiento de la pasta de cemento.
La instrucción de hormigón estructural (EHE) establece tres tipos de hormigones estructurales: Hormigón en Masa (HM), Hormigón Armado Estructural (HA) y Hormigón Pretensado Estructural (HP).
Tanto en hormigón armado como en hormigón pretensado, el valor mínimo exigible de resistencia de proyecto (fck) no será inferior a 25 N/mm2.
Figura 3.1.2.1a Máxima relación agua/cemento y mínimo contenido de cemento según EHE-08
Figura 3.1.2.1b Resistencias mínimas recomendadas en función de los requisitos de durabilidad
Sin embargo, para evitar problemas de punzonamiento dadas las grandes luces que pueden alcanzarse con el forjado postesado la guía de recomendaciones y manuales técnicos “Recomendaciones para el proyecto y construcción de losas postesadas con tendones no adherentes” recomienda utilizar hormigones de 35 N/mm2 de resistencia a los 28 días. Estas resistencias requieren valores reducidos de relación agua/cemento con un contenido en cemento de 350 kg/m3 y una granulometría bien estudiada.
También será conveniente reducir la retracción del hormigón para evitar pérdidas diferidas muy altas.
Para poder tesar al poco tiempo del hormigonado se recomienda utilizar cemento de alta resistencia inicial, de forma que se alcance el 60-70% de la resistencia especificada a los 28 días en un plazo de 3 días aproximadamente.
3.1.2.2. Hormigón de limpieza
Es un hormigón que tiene como finalidad evitar la desecación del hormigón estructural durante su vertido, así como una posible contaminación de este durante las primeras horas de su hormigonado.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 41 El único hormigón utilizable para esta aplicación se tipifica de la siguiente manera: HL- 150/C/TM
Como se indica en la identificación, la dosificación máxima de cemento será de 150 kg/m3.
Se recomienda que el tamaño máximo del árido sea inferior a 30 mm con el objeto de facilitar la trabajabilidad de estos hormigones.
3.1.2.3. Hormigón no estructural
El hormigón no estructural tiene la finalidad de conformar volúmenes necesarios de material resistente para conformar una geometría dada.
La resistencia característica de los hormigones no estructurales será de 15 N/mm2 tipificándose de la siguiente manera: HNE-15/C/TM.
Se recomienda un tamaño máximo de árido inferior a 40 mm con el objeto de facilitar la puesta en obra.
3.1.3. Acero
3.1.3.1. Armaduras pasivas
Los aceros a utilizar en los forjados postesados son los mismos que en hormigón armado, esto es barras corrugadas de acero de dureza natural mayor de 500 N/mm2 y mallas electrosoldadas, que son especialmente recomendables ya que aumentan notablemente la velocidad de colocación de la armadura, reduciéndose así los plazos.
3.1.3.2. Armaduras activas
El acero empleado en la armadura activa en losas postesadas deberá satisfacer los requerimientos de la norma UNE-36098 que fija las características mínimas de los materiales a emplear, sus designaciones y métodos de ensayo.
De acuerdo con la norma, las características mecánicas fundamentales que se utilizan para definir la calidad del acero empleado como armadura activa son las siguientes:
- Diagrama tensión-deformación.
- Carga unitaria máxima a tracción: fp.max ≥ 1700 Mpa.
- Limite elástico: se define como la carga unitaria correspondiente a una deformación del 2%.
- Alargamiento remanente concentrado en rotura: se mide sobre una base reducida que incluye la sección de rotura y secciones adyacentes. Se expresa en porcentaje.
- Alargamiento bajo carga máxima: se expresa en porcentaje y se mide sobre una longitud de muestra especificada. En el caso de alambres la muestra es de 200 mm y en el caso de mapa cordones de 500 mm.
- Módulo de elasticidad: se determina a partir de los diagramas tensión/deformación y tendrá el valor garantizado por el fabricante con una tolerancia del ± 7%.
Luis Gregorio Fernandez Madrid 42 - Estricción: viene definida como el porcentaje de perdida de sección en la zona de rotura.
- Aptitud al doblado alternativo: esta característica muestra la ductilidad del material. Todos los alambres soportaran un mínimo de tres ciclos de doblado.
- Relajación: se define como la perdida de tensión en el tiempo que sufre el acero bajo deformación constante, lograda aplicando un porcentaje de la carga ultima rotura garantiza. Usualmente basta con definir la relajación después de 1000 horas aplicando un 70% de la carga ultima garantizada.
Características mecánicas mínimas de los cordones:
Tabla 3.1.3.2 Características mecánicas mínimas de los cordones (UNE-36098/85)
3.1.3.2.1. Perdidas en el postesado - Perdidas instantáneas
Las perdidas instantáneas de fuerza en armaduras postesas viene recogido en el Artículo 20.2.2.1. de la EHE-08 en el que expone lo siguiente:
Las perdidas instantáneas de fuerza son aquellas que pueden producirse durante la operación de tesado y en el momento del anclaje de las armaduras activas y dependen de las características del elemento estructural en estudio.
Su valor en cada sección es:
Luis Gregorio Fernandez Madrid 43 Donde:
ΔP1 Perdidas de fuerza, en la sección en estudio, por rozamiento a lo lardo del conducto de pretensado.
ΔP2 Perdidas de fuerza, en la sección en estudio, por penetración de cuñas de anclaje.
ΔP3 Perdidas de fuerza, en la sección en estudio, por acortamiento elástico del hormigón.
o Perdidas de fuerza por rozamiento
Las perdidas teóricas de fuerza por rozamiento entre las armaduras y las vainas o conductos de pretensado, dependen de la variación angular total α, del trazado del tendón entre la sección considerada y el anclaje activo que condiciona la tensión en tal sección; de la distancia x entre estas dos secciones; del coeficiente μ de rozamiento en la curva y del coeficiente K de rozamiento en recta, o rozamiento parasito. Estas perdidas se valoran a partir de la fuerza de tesado P0.
La expresión para el calculo de las perdidas por rozamiento es la siguiente:
Figura 3.1.3.2.1 Esquema perdidas por rozamiento
Gráfico de perdidas instantáneas dispuesto en el Anejo 11 Grafico de tensiones en los tendones (pretensado inicial menos perdidas instantáneas).
o Perdidas por penetración de cuñas
En tendones rectos postesos de corta longitud, la perdida de fuerza por penetración de cuñas puede deducirse mediante la expresión:
