ES2310946B1 - Forjado con placa nervada prefabricada. - Google Patents

Abstract

Forjado con placa nervada prefabricada.

Consiste en un refuerzo de la placa de borde de un forjado construido a partir de placas nervadas prefabricadas pretensadas del tipo formado por losa inferior y nervios verticales con bovedillas de poliestireno entre nervios, que consigue una mayor superficie de contacto entre el nervio de borde y la capa de compresión de obra, aumentando el esfuerzo rasante necesario para funcionar monolíticamente y transmitir cargas transversalmente a las placas adyacentes, reforzando el nervio de borde a esfuerzos cortantes, y evitando utilizar vigas demasiados costosas por exceso de deformación y por tanto de armado, para lo cual, paralelo al nervio de borde se fabrica la placa con otro nervio más, quedando un espacio a macizar con la capa de compresión de obra, siendo posible ubicar en dicho espacio unos estribos de refuerzo de cortante.

Description

Forjado con placa nervada prefabricada.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto un forjado con placa nervada prefabricada con doble nervio en uno de sus bordes para reparto transversal de cargas.

El forjado objeto de la invención es construido a partir de una placa nervada prefabricada autoportante, realizada con acero pretensado y consistente en una losa inferior con nervios verticales y bovedillas de poliestireno entre nervios, pero que en nuestra invención, presenta una especial particularidad en la placa nervada prefabricada usada en el borde del forjado, ya que incorpora en dicho borde un doble nervio, esto es, dos nervios prácticamente juntos entre los que se define un receptáculo que se rellenará en obra con el hormigón de la capa de compresión.

Con esta modificación en la placa de borde se obtiene un forjado que en dicho borde transmite correctamente los esfuerzos rasantes entre placa prefabricada y hormigón de obra, es decir consigue una correcta solidarización entre nervio de borde y capa de compresión, lo que no se logra con las placas nervadas convencionales, ya que la capa de compresión en el último nervio de borde de estas placas, no es capaz de pinzar por ambos lados dicho nervio. Es decir, con la nueva invención, evitamos que se comporten de forma independiente el nervio de extremo y la capa de compresión.

Caracteriza también a la presente invención el hecho de obtener un forjado que presentó el nervio del borde reforzado para soportar los esfuerzos cortantes que originan las cargas de borde de un forjado, y siendo además capaz de repartir el excesivo momento flector positivo de la placa de borde a las placas adyacentes, disminuyendo comparativamente los armados a flexión positiva de la última placa, que si todos los momentos flectores fueran resistidos por esta última placa.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de construcción de forjados y de forma particular a aquellos que utilizan placas nervadas prefabricadas pretensadas de losa inferior y nervios verticales con bovedillas aligerantes entre nervios.

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Antecedentes de la invención

Existen en la actualidad una gama de placas prefabricadas para forjados de las edificaciones del tipo fabricado en pista larga de pretensado, consistente en una losa inferior de pequeño espesor en acero pretensado y con mallazo interior rigidizador transversal, con varios nervios verticales por encima de la losa, para dar rigidez longitudinal a la placa y que resulte autoportante en toda su longitud para la obra. A dicha placa se le colocan bloques o bovedillas aligerantes de poliestireno expandido o espuma plástica de poliuretano entre los nervios, bien en la pista de pretensado antes de cortar las placas, al final de pista antes de apilar, o bien en la propia obra. Estos bloques, bovedillas o espumas rígidas soportan el peso de los trabajadores en fase de montaje, y soportan también el peso de la capa de compresión vertida en obra hasta que el hormigón de ésta capa endurezca.

Entre los tipos de estas placas que existen en el mercado podemos citar las de los siguientes registros Españoles: P200001219, U200100702 y P200101701, así como el modelo industrial Italiano 211437.

Las placas alveolares tradicionales presentan una gran capacidad de reparto transversal de cargas a momentos flectores, pero las placas descritas anteriormente tienen el inconveniente de que no son capaces, por si mismas, de repartir su carga excesiva de borde a las placas adyacentes debido a una mala solidarización entre capa de compresión de obra y placa prefabricada en el borde. Estas cargas de borde son principalmente las cargas de cerramientos de fachada, cerramientos o zunchos transversales de patio interior, o cargas puntuales del zuncho transversal de hueco de escaleras, muy utilizado en viviendas adosadas.

La consecuencia es que hasta ahora, era necesario construir una viga de borde o de hueco de escaleras, que soportara las cargas señaladas. El inconveniente radicaba en el hecho de utilizar placas pretensadas nos posibilita, para un mismo canto que con hormigón armado, llegar a cubrir luces más grandes de forma que si la viga de hormigón armado de fachada, patio o de hueco de escaleras debe continuar siendo plana o de igual canto que el forjado de placas pretensadas, el armado inferior longitudinal de dichas vigas armadas es enorme, debido a la excesiva deformabilidad que conlleva el hormigón armado.

La solución ideal sería poder repartir las cargas de borde entre placas pretensadas nervadas adyacentes, y evitar así utilizar zunchos o vigas armadas planas en los bordes y huecos de escaleras de excesivo coste, por el exceso de kilos de acero corrugado que conllevan. Normalmente las placas interiores del forjado soportan su propia carga y se arman de acuerdo con ella. Si la placa de borde, además, soportara el 100% de la carga del cerramiento de fachada, debería armarse mucho más que las interiores, casi con un 100% más de armado en la práctica. Sin embargo, gracias a que se produce el reparto transversal de ésta carga de fachada hacia las placas interiores, su armado sólo se verá incrementado en un 35% (para placas de 7 metros según EFHE). Esto no encarece prácticamente nada el forjado, pues aparte de lo barato de la materia prima del acero pretensado y de la poca sección de acero necesaria para la placa, incrementar un 35% dicho armado de pretensado es más barato que incrementarlo en un 100%. Esto último se debe, a que cuando se fabrican las placas de borde sobre la pista larga de pretensado, lógicamente sobra mucha pista, pues no se necesitan tantas placas de borde para la obra. Esto nos lleva a tener que mezclar la fabricación de las de borde con las interiores, de forma que cuanto más bajo sea el armado pretensado de la de borde, menos exceso de coste tendremos al aprovechar los extremos de la pista para fabricar otras placas interiores. Es evidente que sería peor solución, si todo el peso de las cargas de borde fuera a parar a la placa de borde y hubiera que armarla con un 100% más de armado para soportar ella sola toda la carga, además de su excesivo coste en acero, indirectamente habría otras placas interiores también muy armadas por culpa del aprovechamiento de pistas señalado.

Las placas alveolares, como dijimos anteriormente, consiguen este reparto, pero a costa de un peso enorme que tiene la propia placa alveolar. Esto no ocurre con las placas nervadas de losa inferior y nervios verticales, que pesan la mitad que una alveolar, aunque no logran por sí mismas el reparto deseado de las alveolares.

Esta falta de reparto en este tipo de placas nervadas ligeras se debe principalmente a dos factores:

Por un lado, dado que el propio nervio de borde exterior de la placa, deberá servir de tabica exterior del forjado, sin necesidad de utilizar encofrados para el canto del forjado en obra, imposibilita la correcta solidarización entre nervio y capa de compresión, ya que ésta última no es capaz de pinzar por ambos lados los nervios de la placa en el borde, disminuyendo drásticamente el esfuerzo "rasante" que la unión es capaz de soportar, y por tanto comportándose de forma independiente nervio y capa de compresión. Esto no ocurre en zonas interiores del forjado, donde debido a la forma en cola de milano superior de los nervios, y a que el hormigón de obra pinza por ambos lados dichas cabezas, la solidarización es total. También se puede aumentar, aunque no aporta tanto rasante como el pinzamiento, la superficie superior de contacto entre los dos hormigones en los nervios del forjado.

Por otro lado, si lográramos una buena solidarización en el borde de alguna manera, nos encontraríamos con otro inconveniente de difícil solución (tal y como preconizan las normativas de forjado Españolas EFHE. - "Instrucción para el proyecto y la ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados", otras bibliografías y diferentes ensayos que he realizado en laboratorio) consistente en que: Las cargas de cerramientos de fachada o de hueco de escaleras, generan esfuerzos de momento flector y de esfuerzo cortante en la placa del borde. Así como el reparto del esfuerzo del momento flector positivo hacia las placas adyacentes a la de borde es muy importante, no ocurre lo mismo con el esfuerzo cortante, que ni mucho menos sigue la misma ley de repartos que los momentos flectores. En la placa de borde y en concreto en el último nervio de borde de fachada de la placa, se queda muy concentrado el esfuerzo cortante debido al peso de la fábrica de ladrillo de la fachada, o a la carga puntual del zuncho transversal de hueco de escaleras.

Estos dos grandes inconvenientes (falta de rasante y exceso de cortante), quedan superados con la nueva invención, ya que por un lado aumentamos la superficie de contacto entre nervio de borde y capa de compresión, logrando el esfuerzo rasante requerido, y por otro lado se refuerza el nervio de borde a esfuerzo cortante, de manera que el exceso de fuerza cortante que no es soportado por la placa de borde, y que no transfiere a las adyacentes, es llevada hasta el apoyo sin ningún problema, evitando usar vigas de borde demasiado costosas por tener excesivo armado positivo debido a la deformabilidad que anteriormente habíamos comentado ya que disponemos de poco canto en dicha viga armada de borde.

La diferencia pues, entre la nueva invención y la utilizada con la viga de borde embebida en la placa que se reivindicaba en la patente P200001219, radica en lo siguiente:

1º.-

En la P200001219, todo el peso del cerramiento de borde o carga puntual del zuncho transversal de escaleras, descansaba sobre la viga de borde que embebíamos en la placa, para lo cual había que armar tanto a momentos flectores como a esfuerzos cortantes dicha viga.

2º.-

Para un mismo tipo de elemento estructural, sea placa o viga, para las mismas cargas y para los mismos cantos o espesores, el hormigón pretensado permite llegar a luces mayores que el hormigón armado debido a que el hormigón pretensado no tiene fisuradas las zonas inferiores traccionadas del hormigón debidas al momento flector positivo, mientras que el hormigón armado presenta gran fisuración (pues trabaja así) en las zonas traccionadas inferiores disminuyendo drásticamente el momento de inercia de la sección, y por tanto presentando mayor deformabilidad o flecha que en pretensado.

3º.-

Los Arquitectos cada vez quieren mayores aprovechamientos de la luz libre entre pilares o entre muros de carga, lo que se logra utilizando forjados de placa pretensada prefabricada. A su vez quieren que todas las vigas sean planas en la estructura para no estropear la estética de los techos. Esto implica que para tener las mismas deformaciones en vigas de borde embebidas en la placa que las deformaciones del forjado adyacente, tengamos que aumentar la rigidez o momento de inercia de las vigas aumentando la cantidad de acero a momentos positivos, encareciendo las vigas enormemente.

4º.-

Si no compatibilizáramos las deformaciones entre placa de forjado y viga de borde, dado que el hormigón armado tendría más deformación que la placa pretensada, obligaría a la placa a descender excesivamente hasta que el zuncho entrara en carga. Esto originaría que aparecieran fisuras en la parte inferior de la placa, lo que está prohibido para el hormigón pretensado por Normativas, ya que debe trabajar en fase de servicio sin fisuración para evitar la oxidación de sus armaduras, pues recordemos que la sección de su acero es muy pequeña, lo que facilita su oxidación, que si bien la comparáramos con el equivalente en acero corrugado que contiene 3 veces más sección de acero para igual resistencia, al tener un limite elástico 3 veces más bajo que el pretensado.

5º.-

Por otro lado, si no se compatibilizan las deformaciones entre viga de borde y placa de borde, aparecen unos esfuerzos flectores inducidos ahora TRANSVERSALES a las paredes de las placas, que pueden romper dichas paredes al no estar armadas dichas paredes en esas direcciones.

6º.-

Debido a que las placas de forjado son autoportantes, es de esperar que soporten el peso del hormigón de la viga de borde embebida, durante la FASE DE MONTAJE. Si las vigas son estrechas, las luces que soportan las placas con este peso son mayores, pero si la viga es ancha, las luces que soportan las placas durante la fase de montaje son menores, por lo que hay que apuntalar encareciendo la ejecución. Lo ideal sería que el ancho de hormigón fuera muy pequeño para no tener que apuntalar y además ahorrar hormigón.

La nueva invención soluciona estos problemas, haciendo que los esfuerzos debidos a las cargas de borde sean soportados de forma diferente:

7º.-

Desde el punto de vista de los armados para resistir los momentos flectores, la placa de borde logra transmitir dichos esfuerzos flectores a las placas adyacentes, de manera que aumentando en uno o dos tipos el armado de momentos positivos de la placa del borde, logramos soportar este esfuerzo flector sin problemas. Toda esta capacidad de reparto se ha investigado con técnicas de elementos finitos y con ensayos de laboratorio.

8º.-

Dado que se trata de hormigón pretensado, y que la sección del hormigón del forjado no está fisurada, el momento de inercia es elevado y no hay problemas de excesiva deformación como en el hormigón armado.

9º.-

Dado que la placa es la que soporta los esfuerzos a momentos positivos, no es necesario armar el zuncho o viga de borde en su parte inferior, por lo que nos ahorramos del orden de 5 kg/m^{2} de repercusión de acero corrugado en la estructura. A diferencia de la solución de la patente P200001219 que requería un gran armado a positivos.

10º.-

Como los esfuerzos cortantes por el contrario no se reparten (según Normativas, Elementos Finitos y ensayos), hay que reforzar a cortante el último nervio del borde de la placa, de ahí que utilicemos los dos nervios y el macizado, o los dos nervios, el macizado y los estribos que están dimensionados para soportar el exceso de esfuerzo cortante y entregárselo al apoyo sin problemas. Hay que señalar que estos estribos son muy pequeños en diámetro, pues tampoco es tan elevado el esfuerzo cortante extra debido a las cargas de borde (que excede la capacidad de aguante a cortante de la placa con su ancho de hormigón aumentado por disponer un doble nervio en el borde y su macizado interior). Esto posibilita que podamos disminuir el ancho del hormigón del macizado entre los dos nervios donde se alojan los estribos, aumentando el armado de éstos un poco, pero logrando una disminución de peso y coste del hormigón del macizado, lo que nos compensa más, y además permitirá mayores luces sin apuntalar el borde en fase de montaje del forjado.

11º.-

Ya que al ejecutar el pequeño macizado, con o sin estribos, entre los dos últimos nervios de borde de la placa, logramos aumentar la superficie de contacto entre el hormigón de la capa de compresión y el hormigón prefabricado, aumentamos el esfuerzo rasante que soporta la sección del forjado, logrando una perfecta solidarización entre ambos hormigones y posibilitando los repartos transversales a esfuerzos flectores que hablábamos anteriormente. Esta mejora del esfuerzo rasante se lograba como efecto secundario en la P200001219 aunque no era necesario su uso. Ahora con la nueva solución aportada sí es necesario su uso y se aprovecha íntegramente esta mejora del esfuerzo rasante, siendo imprescindible para el reparto de cargas, pues ahora no hay viga en el borde que soporte el peso de las cargas de borde.

12º.-

Aumentar el armado de la placa de borde en 1 o 2 tipos, no representa ningún coste importante, pues hay que señalar que el límite elástico del acero pretensado es 3 veces superior al del acero corrugado, por tanto para resistir un mismo momento flector, es necesario 1/3 del armado que necesitaríamos si fuera acero corrugado. Por otro lado dada la excesiva deformabilidad del hormigón armado, si recordamos, debíamos aumentar aún más el acero corrugado para aumentar el momento de inercia de la sección. Esto no ocurre en acero pretensado, no siendo necesario aumentar su armado pues la sección tiene gran momento de inercia y por tanto poca deformabilidad.

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Con el nuevo método, en resumen, al compararlo con la solución P200001219, hemos logrado disminuir el coste y el peso del hormigón del macizado haciéndolo más estrecho, evitando apuntalamientos en fase de montaje, y por otro lado hemos eliminado el acero corrugado de momentos positivos, que por. ejemplo para luces de 6,5 metros y canto 27 cm representaba unos 5 kg/m^{2} de acero corrugado de positivos repercutido a metro cuadrado de estructura.

Descripción de la invención

El objeto de esta invención, de forjado con placa nervada prefabricada con doble nervio en uno de sus bordes para reparto transversal de cargas, es el refuerzo de la placa de borde de los forjados realizados con placas nervadas pretensadas prefabricadas como los descritos anteriormente, consistiendo básicamente en la obtención de un forjado que se construye a partir de una placa nervada de diseño especial para el borde del forjado, al disponer un doble nervio en dicho borde, y que consigue como ya se ha indicado anteriormente para la placa de borde de dicho forjado:

-

Aumentar la superficie de contacto entre el nervio de borde (ahora duplicado) y la capa de compresión, aumentando el esfuerzo rasante y posibilitando como consecuencia el reparto de esfuerzos flectores positivos a placas adyacentes.

-

Reforzar el nervio de borde (ahora duplicado y macizado) a esfuerzos cortantes, pues en contra de lo que nos gustaría, este esfuerzo apenas sí se reparte a las placas adyacentes.

Para ello, como hemos dicho, paralelo al último nervio de borde se configura en la placa prefabricada otro nervio paralelo y muy próximo a éste, de forma que al verter la capa de compresión de obra el receptáculo se rellenará de hormigón. Una vez endurecido, sobre el conjunto se construye el cerramiento de borde de fachada, cerramiento o zuncho transversal de patio interior, o carga puntual del hueco de escaleras debida al zuncho transversal que soporta el peso de dichas escaleras.

El espacio que queda entre los dos nervios, como hemos dicho, se utiliza para que sea macizado con el hormigón de la capa de compresión, consiguiendo el doble efecto buscado: por un lado una mayor superficie de contacto entre el nervio de borde y la capa de compresión, y por otro lado un refuerzo del nervio del borde a esfuerzos cortantes al tener más ancho de hormigón de obra en esta zona y otro nervio extra de hormigón prefabricado en dicha zona también.

El hormigón vertido en obra en el receptáculo generado entre los dos nervios, en colaboración con lo que la armadura pretensada aporta al esfuerzo cortante del forjado (regulado por la Normativa EFHE antes mencionada), podrá absorber el esfuerzo cortante hasta entregarlo en el apoyo de las placas, bien sobre muro de carga en viviendas adosadas, o bien sobre la viga de borde de fachada en edificios "en altura".

El ancho del espacio que se deja entre el nuevo nervio y el último nervio de borde de la placa dependerá de si dicho espacio está armado a cortante con estribos o celosías de acero corrugado o no. Si no se arma a cortante dicho espacio, obligará a un mayor ancho que si se arma.

Para armar a cortante dicho hueco previamente a su macizado se alojan unos estribos de acero corrugado equidistantes, con una pequeña armadura longitudinal en sus esquinas para posicionado o montaje de los estribos únicamente y que no se muevan durante el hormigonado.

Dado que hemos repartido las cargas de borde entre la propia placa de borde y las adyacentes interiores, calcularemos los armados de acero pretensado que debemos colocar en fabricación en cada placa, en función de los momentos flectores originados por las cargas propias del forjado, más las cargas de borde que le llegan a cada placa.

La placa nervada prefabricada empleada en la construcción del forjado reforzado objeto de la invención puede ser:

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Placa con tres, cuatro o cinco nervios equidistantes, con dos de ellos en los bordes, y sus bovedillas entre nervios.

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Placa de cuatro nervios colocados dos en los bordes longitudinales (uno en cada lado) y dos en el centro, con sus bovedillas intercaladas.

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Placa con sólo dos nervios situados en los bordes longitudinales de la placa, y su bovedilla entre nervios.

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Placa de dos nervios alveolares en los bordes longitudinales y una bovedilla central entre ambos nervios alveolares.

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Y en general cualquier placa constituida por: losa inferior de hormigón de pequeño espesor con o sin mallazo rigidizador, nervios verticales sea cual sea su forma y número pero con dos de ellos en los bordes longitudinales de la placa, y bovedillas aligerantes entre nervios sean más altas o menos altas que los nervios y sea cual sea su morfología y disposición alternada con los nervios.

Lógicamente la losa inferior de la placa prefabricada incorpora un mallazo transversal rigidizador, al igual que la capa de compresión vertida en obra, aunque opcionalmente, si la manipulación lo permite, podrá fabricarse la placa sin mallazo interior y evitarse también el mallazo de obra si así lo permite el arquitecto de la obra. También los nervios verticales de la placa prefabricada podrán armarse transversalmente (o sea verticalmente) con estribos o celosías, sin más que colocarlas previamente en la pista de pretensado, lográndose de esta forma rigidizar y reforzar los nervios verticales.

En ambos extremos de la placa, en el receptáculo habilitado, podrá colocarse también la armadura de conexión con la viga o el muro de carga, para apoyos indirectos por ejemplo.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de dibujos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más significativos de la invención en una de sus realizaciones preferentes.

Figura 1.- Muestra una sección del tipo de placa nervada con losa inferior y 4 nervios verticales superiores equidistantes, dos de ellos en los bordes longitudinales, donde se ha retirado el poliestireno del último hueco entre nervios y se ha introducido un zuncho de acero corrugado, con su armadura de flexión positiva y su armadura de cortante, tal y como se reivindica en la patente Española P200001219, para soportar el peso del cerramiento de borde representado.

Figura 2.- Muestra una sección del tipo de placa con losa inferior y 4 nervios verticales superiores equidistantes dos a dos, con dos de ellos en los bordes longitudinales y con dos bovedillas a derecha e izquierda de los dos nervios centrales. Las bovedillas están también aligeradas de material al fabricarlas mecanizadas en peine unas sobre otras, como se reivindica en las patentes de los antecedentes.

Figura 3.- Muestra una sección del mismo tipo de placa anterior, con pequeñas variaciones en la forma de los nervios y en la parte superior de las bovedillas. Placa a la que igualmente se le puede aplicar la nueva invención.

Figura 4.- Muestra una sección de la misma placa anterior, con otra posible disposición de las bovedillas.

Figura 5.- Muestra la misma sección anterior, pero ahora con la placa ya montada en obra y con el hormigón de la capa de compresión ya vertido, donde se aprecia la escasa superficie de contacto entre hormigón de capa de compresión y cabeza del nervio exterior, señalada en trazo más grueso.

Figura 6.- Muestra una sección del forjado anterior ejecutado, donde se aprecia como la placa de borde incorpora otro nervio paralelo al del extremo, para crear un receptáculo donde se pueden introducir o no estribos o celosías de refuerzo de cortante. Una vez hormigonada la capa de compresión se rellenará dicho receptáculo de hormigón de obra.

Figura 7.- Muestra una vista en perspectiva con sección por el centro de la placa de la figura anterior, que apoya sobre un muro de fábrica de ladrillo (aunque también podría aplicarse a apoyos sobre vigas de carga convencionales), y con el cerramiento que descansa sobre ella en el borde longitudinal del forjado.

Figura 8.- Muestra una vista en sección de la placa de las figuras 2, 3 ó 4 donde como variante evidente, las bovedillas pueden ser más altas que los nervios de hormigón.

Figura 9.- Muestra una sección de la variante de placa de 4 nervios equidistantes.

Figura 10.- Muestra una sección del forjado de placa anterior con capa de compresión de obra incluida, donde se aprecia la solución objeto de la invención de disponer en la placa de borde, otro nervio muy cerca del nervio exterior, con estribos de cortante y hormigón penetrando en dicho receptáculo.

Figura 11.- Muestra una sección de una placa de las del tipo de la figura 2 con el nuevo nervio próximo al de borde.

Figura 12.- Muestra una sección de la placa anterior montada ya en un forjado y con la capa de compresión vertida, donde se aprecia la zona macizada en el borde derecho, aumentando el rasante y cortante en esta zona, todo ello sin necesidad de haber encofrado el canto del forjado. Como se aprecia también, en el caso de utilizar la misma morfología de la placa de borde para las interiores del forjado, se ha introducido un pequeño bloque de poliestireno entre los dos nervios próximos, a fin de no macizar innecesariamente este receptáculo de las placas cuando se utilicen en el interior del forjado, evitando exceso de peso.

Figura 13.- Muestra una sección de otra variante de placa de losa inferior de cinco nervios superiores, a la que se puede aplicar el método expuesto, pues a pesar de ser equidistantes los nervios, al haber mayor número, podemos utilizar el último receptáculo para retirar la bovedilla y macizar.

Figura 14.- Muestra una sección del forjado utilizando la placa anterior y con la capa de compresión vertida de obra. En esta figura se aprecia que sólo se ha macizado el último receptáculo de bovedilla en el borde del forjado, ya que por proximidad no merece la pena añadir otro nervio más al borde, aún a pesar de aumentar más el peso por macizar más ancho.

Figura 15.- Muestra una sección de la placa del modelo industrial Italiano mencionado en los antecedentes, modificado respecto al modelo original porque se le ha sustituido la espuma rígida de poliuretano por bovedillas o bloques de poliestireno, y se han rebajando las esquinas superiores de las bovedillas para posibilitar el pinzamiento de la capa de compresión a los nervios, ambas cosas reivindicadas en la patente Española P200001219.

Figura 16.- Muestra una sección de la variante de la placa Italiana mencionada anteriormente, donde todo el alveolo del nervio de borde ahora es abierto a todo lo largo de la longitud de la placa, no siendo lo mismo que lo reivindicado en el modelo Italiano, que contemplaba sólo la posibilidad de cortar en obra la parte superior del alveolo en los extremos de la placa, para colocar el conector y garantizar el solape del mismo con la placa. En nuestra nueva versión, dejamos los dos nervios paralelos (o el alveolo abierto) todo a lo largo del alveolo de borde, sin unir superiormente, para que el hormigón penetre y consigamos aumentar el rasante y el cortante. Se trata de taponar superiormente el "molde afinador" en la fábrica, para que cuando vayamos a utilizar la placa en el borde, no esté cerrado superiormente el alveolo. En dicho canal abierto podrá situarse o no la armadura de refuerzo de cortante y la de conexión en los extremos de la placa también.

Figura 17.- Muestra una sección que pudiera aproximarse a una variante de la placa Italiana mencionada anteriormente, pero esta vez dejando abiertos los dos alvéolos de cada lado, de punta a punta de la placa. Con esta forma de cuatro nervios paralelos equidistantes dos a dos en los bordes laterales de la placa, se trata de macizar luego en obra dichas cavidades para aumentar el rasante y el cortante, pudiendo opcionalmente taponar dichos receptáculos en el interior del forjado (no en el borde) con pequeños recortes de poliestireno, si no son necesarios por cálculo tanto ancho de hormigón. También se podrá o no colocar los refuerzos de cortante en la cavidad del borde, y la armadura de conexión en los extremos de la placa.

Realización preferente de la invención

A la vista de las mencionadas figuras se describe a continuación un modo de realización preferente de la invención así como de la explicación de los dibujos.

En la figura 1, observamos uno de los antecedentes de la invención que fue descrito en la patente P200001219 mencionada anteriormente, y se muestra para ayudar a comprender mejor el alcance de la nueva invención.

En esta figura 1 vemos como el forjado está constituido por una placa nervada (1) formada por una losa inferior (2) de la que emergen cuatro nervios (3) regularmente distribuidos, teniendo dos nervios dispuestos sobre los extremos de la placa. En los espacios entre los nervios se disponen unas bovedillas de poliestireno (4) excepto en el último alveolo definido entre los nervios, que se dispone una viga (5) de acero corrugado con su armadura para esfuerzos cortantes y su armadura de flexión positiva, formándose in situ la viga (5) por medio del sumergido en hormigón de la armadura o zuncho representado.

La solución aquí adoptada, y tal y como se describió en los antecedentes, presenta varios inconvenientes, como eran principalmente, que la viga (15) de hormigón armado al utilizarse con las placas nervadas pretensadas cada vez más largas, y con objeto de compatibilizar las deformaciones de la placa nervada (1) y de la viga (5) ubicada en el último receptáculo y dado que presenta una mayor deformación el hormigón armado de la viga (15) que el pretensado del nervio (3), era necesario disponer una mayor cantidad de acero para el armado positivo de la viga (5) a fin de aumentar su rigidez. Esto traía como consecuencia que el costo de la solución constructiva era realmente elevado.

Además de presentar un elevado costo en acero corrugado, es mucho más pesada por tener gran ancho de hormigón dicha viga (5), obligando a apuntalar el forjado en el borde en fase de construcción.

Por lo tanto como ya se indicó anteriormente, el objeto de la invención es evitar el exceso de peso y de coste de hormigón y conseguir una reducción del acero de armado positivo, reduciendo por tanto también el coste en acero.

Cierto es que, con la nueva invención, dado que hemos repartido las cargas de borde entre la propia placa de borde y las adyacentes interiores, calcularemos los armados de aceros pretensados que debemos colocar en fabricación en cada placa, en función de los momentos flectores originados por las cargas propias del forjado, más las cargas de borde que le llegan a cada placa. Este incremento de acero pretensado en todo caso será mucho menor en coste que el acero corrugado que utilizábamos con la solución P200001219.

En la figura 2, observamos otra placa nervada (1) que cuenta con una losa inferior (2) de la que emergen cuatro nervios (3), estando dos de ellos colocados en el centro de la placa nervada (1) y otros dos en los extremos, dejando dos espacios para la ubicación de las bovedillas (4).

En la figura 3, solamente varía la forma de los nervios (3) y de las bovedillas (4) en su parte superior, mientras que en la figura 4 se observa que se han ubicado otras bovedillas (4) diferentes en forma pero mecanizadas también en poliestireno expandido. En esta figura 4 se ha representado también el armado de cables de pretensado (7) colocados en mayor concentración en la parte inferior de la placa nervada (1) más concretamente en la losa inferior (2), para resistir los momentos positivos del forjado. En otras figuras se omite la representación del acero pretensado por simplificar, ya que son evidentes.

En la figura 5, observamos la misma placa anterior (1) conformada por una losa inferior (2) de la que emergen unos nervios (3) definiendo unos receptáculos entre los nervios donde se disponen las bovedillas (4), habiéndose procedido a verter la capa de compresión (11) sobre las placas y donde se señala la junta (13) con línea más gruesa, la mala calidad (por falta de pinzamiento) y escasa superficie de contacto entre capa de compresión (11) y la cabeza (12) del nervio (3) de borde, lo que imposibilita el monolitismo necesario en el borde, para una colaboración como cuerpo rígido de capa de compresión (11) y placa nervada (1) prefabricada. Este esfuerzo rasante viene perfectamente determinado y calculado por las Normativas, en función del ancho del contacto, de si hay o no pinzamiento o cola de milano en la cabeza del nervio, y de la rugosidad de la superficie de contacto entre hormigones. En el caso de la figura 5 el mal comportamiento de la junta (13) señalada imposibilita que podamos usar la placa sin ejecutar en obra un zuncho o viga de borde, bien en paralelo con la placa, pero fuera de ella y con el mismo canto que el forjado para no entorpecer a la arquitectura con "descuelgues", o bien embebiendo en el último receptáculo el zuncho como se mostraba en figura 1, armándolo suficientemente a momentos positivos, tanto por resistencia como por deformabilidad.

En la figura 6 observamos la solución propuesta en nuestra invención, donde se aprecia que ahora la superficie de contacto entre hormigón de la capa de compresión (11) de obra y de la placa nervada (1) prefabricada es mucho más grande, y donde se ha reforzado la debilidad de la resistencia a esfuerzo cortante de la placa en el borde, con otro nervio, constando de dos nervios, un nervio exterior (30) y otro nervio interior (31) con el macizado y con estribos o celosías (14). De esta forma, el reparto transversal de cargas hacia las placas adyacentes interiores funciona exactamente igual al de las placas alveolares cuyos coeficientes de reparto de momentos flectores entre placas contiguas viene recogido en la norma EFHE.- "Instrucción para el proyecto y la ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados". Se ha comprobado con técnicas de cálculo de elementos finitos y con ensayos, que este reparto es igual al de dichas placas alveolares tradicionales recogidas en la Norma, eso sí, solamente desde el punto de vista de momentos flectores como recoge la Norma, y no de fuerzas cortantes como he podido comprobar.

Como decíamos de la figura 6, se ha procedido a duplicar el nervio, dejando un espacio entre el nervio interior (31) y el nervio exterior (30) o de tabica, en los que se alojan a voluntad los estribos o celosías (14) configurados con acero corrugado con unos pequeños redondos superiores e inferiores de montaje o posicionamiento de los estribos.

En la figura 7 observamos en perspectiva la misma placa nervada (1) donde se ha representado el cerramiento de fachada (16) que carga sobre la placa (1) y ésta a su vez apoyada sobre un muro de carga (15). En la figura se ha retirado en el centro de la placa la capa de compresión (11), para visualizar mejor el doble nervio de borde formados por el nervio exterior (30) y el nervio interior (31), con la bovedilla (4) más estrecha, y el armado que formará los estribos o celosías (14) para el cortante. Se observa como la capa de compresión (11) termina en talud (32) sobre la cabeza del nervio exterior (30), sin necesidad de encofrado de madera ninguno. Para asentar correctamente los ladrillos de fachada (16), una vez ejecutado el forjado, se nivela con mortero alineando las hiladas de ladrillo correctamente, y "chapando" incluso el canto del forjado con "lascas" o "medios" ladrillos (33), igual que se observa en la figura 1.

En la figura 8 donde se muestra una sección de las placas nervadas (1) de las figuras 2, 3 ó 4, observamos que las bovedillas (4) presentan una altura mayor que los nervios (3) de la placa nervada (1). Se pretende mostrar que también se puede aplicar a este tipo de placas de bovedillas más altas, el método que se reivindica en esta patente de invención, aunque el talud del hormigón de la capa de compresión sobre la cabeza del nervio exterior (30) del borde sea más pronunciado.

En la figura 9 observamos una placa nervada (1) con cuatro nervios (3) equidistantes, donde en la figura 10 se ha procedido a reforzarla con el objeto de la invención, añadiendo un nervio interior (31) paralelo al nervio exterior (30) y disponiéndose a voluntad los estribos o celosías (14) en la placa nervada (1) del forjado. En la figura 10 se observa también, que la única placa que lleva nervio doble es la del borde y no así la interior, aunque podríamos usar el mismo tipo de placa que la de borde para todas las placas interiores del forjado, sin más que taponar (o no) el nuevo receptáculo entre nervios (30) (31) con poliestireno, a fin de no aumentar el peso del forjado en zonas interiores, donde no es necesario este doble nervio.

En la figura 11 observamos la placa nervada (1) prefabricada del tipo de la figura 2, modificada para ser empleada en el borde del forjado, siendo necesario para ello que la placa (1) cuente con un doble nervio (30) (31) en uno de sus bordes, definiéndose entre estos nervios un espacio interior (18) para rellenar en obra.

En la figura 12, observamos el forjado obtenido con la placa anterior, como resultado de aplicar también la capa de compresión (11) ya vertida en obra, donde observamos que el espacio (18) ha quedado macizado, aumentando el forjado en el borde del nervio exterior (30) su resistencia a esfuerzo rasante y cortante, todo ello sin necesidad de haber encofrado el canto del forjado en obra. En este caso se ha utilizado sin armadura de refuerzo de cortante en el borde.

También se observa, que el mismo receptáculo de la placa adyacente no ha sido macizado, para lo cual en el receptáculo equivalente de dicha placa adyacente se ha introducido un pequeño bloque de poliestireno (19) con el objeto de no rellenar de hormigón innecesariamente este receptáculo de las placas cuando no sea necesario.

La variante de la figura 13 parte de una placa nervada (1) de cinco nervios (3), donde debido a la proximidad entre nervios interiores o exteriores, no se hace necesario doblar el nervio exterior (30), de forma que como vemos en la figura 14, se retira simplemente la última bovedilla (4) entre nervio exterior (30) y nervio interior (31) y se maciza dicho espacio con hormigón de la capa de compresión (11). Como ahora el espacio es tan ancho, no es necesario el empleo de estribos o celosías reforzadores del cortante, aunque podrían utilizarse a voluntad del diseñador.

En la figura 15 se parte de la placa nervada (1) del Modelo Industrial Italiano 211437, y en ella se sustituye la espuma rígida de poliuretano, por una bovedilla mecanizada de poliestireno (24), y además se realizan unos rebajes (25) en la bovedilla para pinzar mejor los nervios alveolados (26) con la capa de compresión (11) de obra, tal y como se aprecia en la figura 16.

En esta misma figura 16 y en su borde derecho, se elimina la parte superior del nervio alveolado (26) todo a lo largo de la placa quedando abierto, dejando pues un nervio exterior (30) y un nervio interior (31) en todo el borde longitudinal como en las anteriores placas. De esta forma el hormigón (11) de obra penetra entre dichos nervios, garantizando el monolitismo entre placa nervada (1) prefabricada y capa de compresión (11), todo a lo largo de la placa. No ocurría así en el Modelo Italiano 211437, donde en primer lugar esta placa no se usaba para soportar cargas de borde de forjado, y donde sólo se rompía en una longitud determinada la parte superior del nervio alveolado (26), a fin de garantizar que el hormigón penetraba y solapaba con la armadura pretensada de la propia placa la armadura de conexión de acero corrugado colocado en los extremos de la placa en su unión con las vigas. En el Modelo Italiano 211437, el nervio alveolado (26) se abría en obra con una "radial" para favorecer a los conectores, en nuestra nueva variante la placa va a obra con el nervio doble separado en cabeza, sin tener que romper "a posteriori" nada en obra.

En la figura 17, se observa que la placa nervada (1) pretensada y prefabricada utilizada para el objeto de esta invención, cuenta con dos dobles juegos de nervios interiores (31) y exteriores (30) dispuestos en los bordes de la placa nervada (1), disponiéndose en el espacio definido entre los dos nervios interiores (31) una bovedilla mecanizada de poliestireno (24) que presenta (o no, a voluntad, pues ahora no es tan necesario el pinzamiento) unos rebajes (25) en los bordes de la bovedilla con el objeto de facilitar el pinzamiento de los nervios, en especial de los nervios interiores (31) de los dobles juegos de nervios de borde. Finalmente sobre todo el conjunto anterior se vierte la capa de compresión (11), lo que produce el macizado de los espacios interiores (18) definido entre los dobles juegos de nervios interiores (31) y exteriores (30) aumentando rasante y cortante, y se rellenan los rebajes (25) que mejoran el pinzamiento de los nervios. Evidentemente en las zonas interiores del forjado, podríamos rellenar con pequeños bloques de poliestireno los huecos (18) entre los nervios exteriores (30) e interiores (31) de la misma placa, si por cálculo por ejemplo de cortante no fuera necesario macizarlos.

Claims (6)

1. Forjado con placa nervada prefabricada que comprende una losa inferior (2) de pequeño espesor y nervios verticales (3) rigidizadores longitudinales para que la placa sea autoportante en toda su longitud, fabricadas sobre pista larga de pretensado, con bovedillas (4) de poliestireno entre nervios (3), caracterizado porque, la placa nervada (1) situada en fachada o en hueco de escaleras, dispone de un doble nervio en al menos uno de sus bordes formado por un nervio interior (31) y un nervio exterior (30) separados entre si una distancia menor que la existente entre los nervios de la placa nervada, de manera que entre ambos se forma un espacio interior (18).

2. Forjado con placa nervada prefabricada según la reivindicación 1 caracterizado porque el espacio interior (18) formado entre el nervio interior (31) y el nervio exterior (30) es rellenado en obra al verter el hormigón de la capa de compresión (11), consiguiéndose aumentar la superficie de contacto entre el nervio exterior (30) de la placa nervada (1) prefabricada y la capa de compresión de obra (11).

3. Forjado con placa nervada prefabricada, según las reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque en el espacio interior entre el nervio exterior (30) y el nervio interior (31) se colocan estribos o celosías (14) de refuerzo para resistir las fuerzas cortantes y transmitirlas hacia el apoyo.

4. Forjado con placa nervada prefabricada, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque el espacio interior (18) definido entre el nervio exterior (30) y el nervio interior (31) de la placa nervada, es rellenado con un bloque (19) de poliestireno que disminuye el peso, cuando la placa no se sitúa en el borde del forjado sino en el interior.

5. Forjado con placa nervada prefabricada, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la placa nervada (1) que dispone de un nervio interior (31) y un nervio exterior (30) situados en obra en el borde del forjado, dispone en su borde opuesto un nervio alveolado (26) y el espacio entre ambos es rellenado con una bovedilla (24), cubriéndose todo el espacio superior con la capa de compresión (11).

6. Forjado con placa nervada prefabricada según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la placa nervada (1) es simétrica y comprende una losa inferior (2) con o sin mallazo rigidizador, un doble nervio en cada extremo de la placa nervada, formado cada uno de estos dobles nervios, por un nervio exterior (30) y un nervio interior (31) en cada borde longitudinal y en situaciones opuestas, y al menos una bovedilla (24) centrada entre los dos nervios interiores (31) de la placa nervada (1), de forma que se hormigona en obra la capa de compresión (11) y el receptáculo (18) formado en el interior de cada pareja de nervios en cada borde de la placa.