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Tecnología de la construcción
Prefabricados derivados del
cemento y estructuras
1ª edición: enero 2014
© Fundación Laboral de la Construcción
© Tornapunta Ediciones, S.L.U.
ESPAÑA
Edita:
Tornapunta Ediciones, S.L.U.
Av. Alberto Alcocer, 46 B Pª 7
28016 Madrid
Tel.: 900 11 21 21
www.fundacionlaboral.org
«Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra
solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita fotocopiar o escanear algún
fragmento de esta obra (www.conlicencia.com; 91 702 19 70 / 93 272 04 47)»
ISBN OBRA COMPLETA: 978-84-15205-99-9
ISBN: 978-84-15977-03-2
Depósito Legal: M-2309-2014
ÍNDICE
Presentación
4
Objetivos generales
5
UD1
Elementos prefabricados derivados del cemento
6
UD2
Acciones a las que están sometidas las estructuras
32
UD3
Comportamiento y elementos de las estructuras
52
UD4
Comportamiento y elementos de los forjados
70
UD5
Tipos de forjado
88
Respuestas a los ejercicios de autoevaluación
110
PRESENTACIÓN
La estructura de un edificio u otro tipo de construcción tiene la misión de soportar y distribuir
adecuadamente las cargas a las que se ve sometida y transmitirlas al terreno a través de la
cimentación.
Las estructuras pueden estar compuestas por un entramado de elementos verticales (pilares y
muros), horizontales (vigas, losas o forjados) o inclinados, e incluso curvos (arcos, bóvedas...). El
material constitutivo de este entramado puede ser: acero, madera estructural, hormigón o una
combinación de estos.
El contenido de este manual se concreta en el estudio de las estructuras, su función, sus elementos
y, especialmente, de los forjados.
Así en el texto se introducen (unidad didáctica 1), inicialmente, los materiales que se fabrican fuera
de la obra a partir de diversos procesos de industrialización, también llamados prefabricados,
haciendo especial hincapié en aquellos destinados a formar parte de la estructura.
A continuación, en las unidades 2 y 3, se tratan las acciones y cargas a que está sometida la
estructura del edificio, los elementos constructivos que la componen y la función de los mismos.
Por último, las unidades 4 y 5 se centran en los distintos tipos de forjados, sus elementos
constructivos y el comportamiento de estos últimos dentro del forjado.
OBJETIVOS GENERALES
Al finalizar el curso el alumno será capaz de:
• Diferenciar los diversos conglomerados prefabricados derivados del cemento.
• C
onocer las acciones y cargas a que está sometida la estructura de un edificio, los elementos
constructivos que la componen y la función de los mismos.
• Conocer los distintos tipos de forjado, su comportamiento y los elementos que los componen.
Unidad didáctica 1.
Elementos prefabricados derivados del cemento
UD1
INTRODUCCIÓN
En las próximas unidades didácticas se estudiarán diferentes soluciones estructurales de los edificios, haciendo especial hincapié en los forjados.
Como paso previo, esta unidad se centra en los materiales que suelen prefabricarse, es decir, fabricarse fuera de la obra a partir de diversos procesos de industrialización.
En la mayoría de los casos, se trata de productos conglomerados derivados del cemento, esto es,
que en su proceso de fabricación se utiliza el cemento para su elaboración.
7
Elementos prefabricados derivados del cemento
Estos elementos no solo forman parte de la estructura, como es el caso de las viguetas o las bovedillas, sino también de otros elementos del edificio, como veremos a continuación.
• Conocer las posibilidades constructivas de los conglomerados en las estructuras prefabricadas.
12
21
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29
30
31
2. Prefabricados utilizados en sistemas
estructurales
3. Prefabricados utilizados para
cerramientos
4. Prefabricados utilizados para cubiertas
5. Prefabricados utilizados para
revestimientos y pavimentos
6. Otros prefabricados
Resumen
Terminología
Ejercicios de autoevaluación
• Saber distinguir las posibles aplicaciones de los diferentes
tipos de bloques comercializados, en función de sus acabados, dimensiones y materiales de elaboración.
• Distinguir los distintos tipos de productos prefabricados derivados del cemento que suelen utilizarse en la construcción
actual.
Al finalizar esta unidad didáctica, el alumno será capaz de:
10
1. Los conglomerados de cemento en
la industrialización de la construcción
CONTENIDOS
OBJETIVOS
UD1. Elementos prefabricados derivados del cemento
PREFABRICADOS UTILIZADOS
PARA CERRAMIENTOS
• Paneles de cerramiento
prefabricados
• Bloques de hormigón para
cerramientos
– En función de la textura o
tonalidad
– En función de sus dimensiones
– En función del material
utilizado en su fabricación
• Productos prefabricados para
estructuras horizontales
– Viguetas prefabricadas
– Bovedillas y casetones
– Placas para forjados
– Jácenas y cerchas prefabricadas
• Productos prefabricados para
estructuras verticales
– Pilares prefabricados
– Bloques de hormigón
PREFABRICADOS UTILIZADOS
PARA CUBIERTAS
PREFABRICADOS DEL CEMENTO
PREFABRICADOS UTILIZADOS
EN SISTEMAS ESTRUCTURALES
MAPA CONCEPTUAL
PREFABRICADOS UTILIZADOS
PARA REVESTIMIENTOS Y
PAVIMENTOS
1. LOS CONGLOMERADOS DE CEMENTO EN LA
INDUSTRIALIZACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
En la construcción actual cada vez es más habitual buscar soluciones que reduzcan la intervención de la mano de obra.
En este sentido, es lógico que progresivamente se utilicen más los productos que puedan prefabricarse, es decir, elaborarse fuera de la obra, y que se sustituyan las soluciones tradicionales
por otras más industrializadas que permitan un ahorro económico y una reducción del tiempo
de ejecución.
En especial, nos vamos a referir a los prefabricados de hormigón, debido a la facilidad de obtener
conglomerados de gran calidad y de fácil elaboración.
Los prefabricados de hormigón presentan hoy día una gran variedad de productos que permiten
un amplio abanico de usos, tanto en elementos estructurales como en soluciones de acabado,
sobre todo, en pavimentación y revestimientos.
Este campo de la prefabricación de conglomerados derivados del cemento se ha desarrollado en
gran medida debido a:
La posibilidad de utilizar cementos blancos, lo que permite conseguir una amplia variedad de
colores.
○○ Al hecho de poder disponer de moldes y encofrados de formas especiales y con texturas diversas.
○○ Disponer, sobre todo, de cementos de altas resistencias que permiten conseguir procesos de elaboración rápidos.
○○
Elementos prefabricados derivados del cemento
La mayoría de los productos prefabricados se obtienen a partir de dos sistemas distintos de fabricación:
Por prensado
Este sistema consiste en someter a la masa de mortero u hormigón, que debe conformar el producto, a un proceso de prensado para el que se utilizan especialmente consistencias secas o
plásticas.
Por moldeado
Este sistema consiste en verter dentro de un molde o encofrado la masa de mortero u hormigón,
que suele tener una consistencia blanda o fluida.
Para el estudio de los diferentes productos que se utilizan en la construcción, seguiremos el criterio de organizarlos en función de su uso como elementos para estructuras, para cerramientos,
para cubiertas, para revestimiento y para pavimentación, dejando un apartado final destinado a
productos diversos cuya aplicación en la construcción actual es muy específica.
10
La figura 1 te ofrece una clasificación de los conglomerados prefabricados derivados del cemento.
RECUERDA
Los productos conglomerados prefabricados son aquellos confeccionados fuera de la obra,
a partir de un proceso de industrialización.
La mayoría de estos productos se obtiene por dos sistemas: por prensado o por moldeado.
PREFABRICADOS DERIVADOS DEL CEMENTO
Según su uso
• Viguetas
PARA ESTRUCTURAS
HORIZONTALES
• Bovedillas y casetones
• Placas para forjados
• Jácenas
– Autoportantes o autorresistentes
– Semirresistentes
– Alveolares pretensadas
– Placas armadas
– Nervadas
• Cerchas
• Riostras
PARA CUBIERTAS
PARA PAVIMENTOS
Y REVESTIMIENTOS
OTROS PREFABRICADOS
• Bloques de hormigón
• Paneles
• Bloques de hormigón cara vista
– Comunes
– Macizos
– Aligerados
• Teja hormigón
• Placas fibrocemento
• Panots, terrazo, adoquín, etc.
• Aplacados
• Piezas especiales
• Moldeados
Figura 1. Clasificación de los conglomerados prefabricados
– Vierteaguas
– Cajas de persianas
– Shunts, etc
– Depósitos
– Arquetas
– Postes
– Tuberías, etc.
Elementos prefabricados derivados del cemento
PARA CERRAMIENTOS
• Pilares
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PARA ESTRUCTURAS
VERTICALES
2. PREFABRICADOS UTILIZADOS EN SISTEMAS
ESTRUCTURALES
En la construcción de la parte estructural de un edificio interviene un gran número de elementos
que se obtienen a partir de la industrialización.
Debido al amplio abanico de productos que se fabrican hoy día con aplicación en el sistema estructural del edificio, los presentamos a continuación en función de que se utilicen en las estructuras horizontales o verticales del mismo.
2.1 Productos prefabricados para estructuras horizontales
a. Viguetas prefabricadas
En las estructuras horizontales debe señalarse, ante todo, un tipo de elemento esencial en la
construcción de los forjados: las viguetas.
Las viguetas prefabricadas son elementos destinados a conformar los forjados de un edificio.
Se presentan bajo diferentes tipologías, que reconocerás por la forma de su sección.
Por un lado, se dispone de las viguetas denominadas autoportantes o autorresistentes, cuya
sección puedes observar en las figuras 2 y 3.
12
Elementos prefabricados derivados del cemento
Se trata de viguetas que pueden colocarse en obra y entrar en carga por sí mismas sin precisar,
por lo general, de apuntalamiento previo.
Vigueta autorresistente
Vigueta semirresistente
Vigueta semirresistente
Figura 2. Viguetas prefabricadas de hormigón
RECUERDA
Las viguetas autoportantes o autorresistentes pueden colocarse en obra y entrar en carga
por sí mismas, sin precisar de apuntalamiento previo.
Por otro lado, tenemos las viguetas semirresistentes, muy habituales hoy día en la construcción
de forjados unidireccionales, y cuya sección puedes observar en las figuras 2, 3 y 4.
Básicamente tienen la misma forma que las autoportantes pero sin la cabeza superior, por lo
que precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón de relleno del entrevigado y la
chapa de compresión, para adquirir sus características de resistencia previstas.
Figura 3. Viguetas prefabricadas de hormigón
Las características de trabajo y diferencias de comportamiento de unas a otras las estudiarás en
la Unidad Didáctica destinada a los forjados.
13
Figura 4. Viguetas semirresistentes
Elementos prefabricados derivados del cemento
Son unos prefabricados que deben responder a elevadas exigencias de resistencia. Por ello, se
confeccionan con mezclas ricas en cemento, entre 300 y 400 Kg/m3, que permiten además un
proceso de desmoldeado rápido, como exige la prefabricación actual.
RECUERDA
Las viguetas semirresistentes precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón
de relleno del entrevigado y la chapa de compresión, para adquirir sus características de
resistencia previstas.
b. Bovedillas y casetones
En la construcción actual sigue destacando el uso de las bovedillas cerámicas, sobre todo, en los
sistemas estructurales tradicionales. Sin embargo, cada vez es más habitual la utilización de bovedillas y de casetones de hormigón, en especial en el caso de forjados bidireccionales.
Con ellos se consigue, por un lado, un tipo de forjado con materiales mucho más similares entre
sí y, por otro, unas características de ligereza de peso y de aislamiento térmico mucho más interesantes, debido a la utilización de hormigones aligerados para su confección.
c. Placas para forjados
Se trata de una solución de forjado en la que desaparece la diferenciación entre el elemento portante o vigueta y el elemento de entrevigado o bovedilla.
El forjado se construye con estos elementos realizados en una sola pieza prefabricada en forma
de placa, del espesor del forjado y de un ancho que varía de un tipo a otro de placa, aun cuando
suele ser habitual la dimensión de 1,20 m.
Se trata, pues, de forjados que no disponen de elemento de entrevigado.
Con la colocación contigua de diversas placas se construye el forjado con gran rapidez, debiendo
colocarse sobre las placas una chapa de compresión, que para determinadas tipologías no es
siempre necesaria.
14
Elementos prefabricados derivados del cemento
Las placas para forjados se realizan en hormigón armado o pretensado.
Figura 5. Placas alveolares
prefabricadas de forjado
Tres son los tipos de placas más utilizadas:
Las placas cuyo espesor es el del canto del forjado, como ocurre con el caso de las placas alveolares pretensadas Son las más utilizadas.
○○ También son habituales las placas armadas planas, tipo “DC”.
○○ Las placas nervadas, también conocidas como placas “TT”, muy habituales en edificios industriales y que se han ido extendiendo a otros ámbitos, utilizándose incluso en algunos casos en
la construcción de viviendas.
RECUERDA
Los forjados realizados con placas prefabricadas no disponen de elemento de entrevigado.
d. Jácenas y cerchas prefabricadas
En la construcción de edificios industriales suele ser habitual la utilización de estructuras totalmente prefabricadas, mediante la colocación de pilares prefabricados de hormigón armado,
que se estudiarán en un apartado posterior, así como de jácenas y riostras de unión totalmente
prefabricadas.
15
Figura 6. Secciones de distintos tipos de placas prefabricadas para forjados
Elementos prefabricados derivados del cemento
○○
RESUMEN
●●Los productos conglomerados prefabricados son aquellos confeccionados fuera de la obra, a
partir de un proceso de industrialización.
●●La mayoría de estos productos se obtiene por dos sistemas: por prensado o por moldeado.
●●Las viguetas autoportantes o autorresistentes pueden colocarse en obra y entrar en carga por
sí mismas, sin precisar de apuntalamiento previo.
●●Las viguetas semirresistentes precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón de
relleno del entrevigado y la chapa de compresión, para adquirir sus características de resistencia
previstas.
●●Los forjados realizados con placas prefabricadas no disponen de elemento de entrevigado.
●● Las cerchas prefabricadas son piezas de hormigón armado o pretensado que tienen la función de
soportar las viguetas y las placas de cubrición que conforman la cubierta de un edificio industrial.
●●Los paneles de cerramiento son placas rectangulares de hormigón armado prefabricadas, que
se utilizan para los cerramientos exteriores de edificios industriales prefabricados.
●●Los bloques aligerados son prefabricados que, en su proceso de elaboración, se han utilizado
áridos de características particulares que les confieren propiedades específicas de ligereza y de
aislamiento térmico.
29
Su uso está en retroceso por su negativa influencia sobre la salud.
Elementos prefabricados derivados del cemento
●●El fibrocemento es un conglomerado de hormigón en el que para su elaboración se utiliza el
amianto como árido.
TERMINOLOGÍA
Alveolar:
Que tiene cavidades o huecos.
Canto:
Grueso o cara más estrecha de una pieza o elemento constructivo. Arista de ángulo saliente que
forman dos caras contiguas. Cuando se habla de un forjado la expresión “canto” se refiere a la
sección o grueso del mismo.
Entrevigado:
Conjunto de piezas como, por ejemplo, las bovedillas que llenan el espacio entre dos viguetas de
un forjado.También se da este nombre a la distancia de separación entre dos viguetas.
Forjados bidireccionales:
Forjados en que su nervios resistentes se orientan en dos direcciones, apoyándose, por tanto, en
sus cuatro extremos.
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Elementos prefabricados derivados del cemento
Poliestireno expandido:
Material de origen plástico, conocido comúnmente como “porexpan”. Se utiliza para el aislamiento térmico, debido a la incorporación de celdillas de aire en su interior. Se estudiará en una próxima Unidad.
Pretensado:
El hormigón pretensado es aquel prefabricado de hormigón cuyas armaduras han sido sometidas a un esfuerzo de tracción previo al hormigonado. Al finalizar el hormigonado se destensan
las armaduras, es decir dejan de someterse al mencionado esfuerzo de tracción, lo que conlleva
a que la armadura provoca un esfuerzo de compresión sobre el hormigón que la recubre. Esta
compresión provoca sobre la pieza una deformación o contraflecha, contraria a la deformación
que presentaría cuando la pieza entrase en carga. Con ello se reduce la deformación final, lo que
permite conseguir mayores luces o resistir mayores cargas.
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