domingo, 23 de abril de 2017

Sistemas de entrepisos 

Los sistemas entrepisos son la fundamentalmente de toda estructura de edificios o rascacielos, teniendo en cuenta cada sistema y buscando una efectividad, seguridad y economía, se desarrollará según el sistema a utilizar, que se acorde al ambiente y a las exigencias sismo resistente que rige la zona de construcción. Dentro de esta pequeña investigación conoceremos todos los sistemas de entrepisos desarrollados por largos años en la ingeniería. Al igual que un ejemplo de cálculo de carga con el ejemplo de un sistema de entrepisos investigado. 

1.1.            SISTEMAS DE ENTREPISOS

Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales.

Las losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:

3.1.1.1. SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA:

·         Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro.
·         Losa o placa bidireccional: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.

3.1.1.2. SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL

·         Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero.
·         Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado: Son las que utilizan cables fraccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión
·         Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado.
·         Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella.
·         Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.

1.1.2.      LOSA TRADICIONAL VACIADA EN OBRA SOBRE ESTRUCTURA METÁLICA
Sobre una estructura de vigas y columnas de acero es posible vaciar in situ una losa de hormigón armado con barras de refuerzo de acero según el proyecto de cálculo. A los componentes convencionales de una losa de hormigón armado (hormigón y acero) hay que sumar los mecanismos de conexión entre la losa de hormigón y las vigas de perfiles de acero. Esta conexión mecánica será la que permita el traspaso eficiente de los esfuerzos de la losa de entrepiso a las vigas y a través de ellas a las columnas.

1.1.3.      LOSA CON MOLDAJE COLABORANTE (STEEL DECK)

 

Consiste en un molde metálico de geometría generalmente trapezoidal que actúa como encofrado, pero simultáneamente como parte de la armadura de refuerzo inferior de las losas. En otras palabras, el moldaje queda incorporado a la solución de la losa, reemplazando la armadura de tracción.
Para mejorar la conexión entre el molde metálico y el hormigón que es vaciado en sitio, el molde tiene indentaciones o muescas que se hacen en la etapa del conformado y que mejoran el anclaje mecánico. Asimismo, se deben proveer conectores de corte sobre las vigas de la estructura metálica según lo comentado anteriormente.
El sistema se complementa con una malla superior, usualmente electro soldada cuya función principal es evitar la aparición de fisuras en el hormigón.
La ventaja de usar este sistema es que se pueden salvar mayores luces reduciendo las necesidades de apoyos o alzaprimados en la etapa de hormigonado.

1.1.4.      SISTEMA DE VIGAS Y VIGUETAS DE ACERO CON BOVEDILLAS


A partir de un sistema de columnas y vigas principales es posible concebir una estructura de entrepiso en base a viguetas secundarias que reciban elementos que actúan como moldajes o encofrados perdidos en forma de bovedillas de diferentes materiales. Entre ellos se pueden mencionar las bovedillas de arcilla o de mortero, así como bovedillas confeccionadas en poliestireno expandido. Dependiendo de las luces a salvar, se deberá proveer un sistema de vigas secundarias que reciban adecuadamente las viguetas. Sobre las bovedillas se vaciará una losa de concreto en la que se incorpora una malla electro soldada a fin de reducir los riesgos de fisuras en el concreto. Una solución interesante es el uso de viguetas en base a perfiles abiertos que serán rellenos con concreto junto con el vaciado de la losa. El perfil abierto actúa de esta forma similar al “deck”, o sea, como moldaje o encofrado y como enfierradura de tracción de la vigueta.

1.1.5.      SISTEMAS MIXTOS

Una alternativa complementaria a la mencionada arriba es la instalación de viguetas de hormigón que se complementan con bovedillas o rellenos de diferentes materiales similares a los mencionados anteriormente. Un sistema de aplicación frecuente es la vigueta de hormigón trelizada en base a enfierradura de tracción incorporada en molde de cemento o arcilla y armadura en espera electro soldada triangular que será concretada in situ en conjunto con la losa. Estos sistemas deberán considerar conectores de corte en caso de requerirse comportamiento como diafragma rígido.

1.1.6.      SISTEMAS DE ENVIGADOS Y ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS

Sobre sistemas de envigados de acero en perfiles laminados o conformados en frío se puede estructurar un sistema de entrepisos basados en plataformas prefabricadas de diferente geometría y materialidad que varían desde sistemas de losas pretensadas de hormigón (losas TT, losas alveolares, etc.), pre losas de hormigón, paneles compuestos aislados y hasta planchas o placas simples, de acero, madera o compuestas. La preocupación ha de centrarse en la conexión de cada uno de dichos elementos y la estructura metálica de manera de asegurar un correcto diseño y fijación. Esto último es importante en el diseño de la interface entre elementos de hormigón prefabricado (pretensado o no) y la estructura metálica. Fijaciones mediante conectores o pernos deben asegurar la estabilidad de la conexión, ya que normalmente esta solución es en base a junta seca.


1.1.7.      SOBREPISOS O PISOS TÉCNICOS
se instalan pisos elevados o pisos técnicos que permiten alojar y distribuir libremente las instalaciones eléctricas y de señal bajo ellos, lo que es especialmente necesario en oficinas o salas técnicas. Los pisos técnicos se instalan sobre un piso o pavimento existente y su propósito es  generar espacios registrables. Estos sistemas están compuestos por una estructura metálica en base a soportes o gatas mecánicas regulables y viguetas que reciben una palmeta. La palmeta que está compuesta por una o dos planchas de acero que confina diferentes soluciones de relleno y/o pavimento. Los pavimentos pueden ser de madera, cementicos, baldosas o cerámicos y alfombras, en general en módulos de 0,61m x 0,61 m. La altura del pedestal de soporte es variable entre 0,1m y 1,8m.

1.1.8.      ENTREPISO HÚMEDO O “CONTRAPISO FLOTANTE”
El entrepiso húmedo consta de una chapa ondulada atornillada a las vigas, que funciona como diafragma de rigidizacion de la estructura y, a su vez, como encofrado perdido para el colado del hormigón no estructural, sino que solo actúa como base para la colocación posterior o no, de algún tipo de piso.  Para evitar posibles fisuras el hormigón se colocará una malla electro soldada
(Entrepiso húmedo. Tomado de angelfire)

1.1.9.      Entrepiso Seco
Un entrepiso seco es aquel en el que la rigidizacion horizontal de la estructura se obtiene mediante placas atornilladas a las vigas, que funcionan a su vez como substrato.
La diferencia a los húmedos, es la menor carga por peso propio.
(Entrepiso seco con sus componentes)

1.1.10.  ENTREPISO USANDO PLANCHA DE FIBROCEMENTO

Las caractericas de la placa plana de fibrocemento permiten contar con multiples beneficios, especialmente para la construcción de entrepisos en vivivendas y en remodelaciones, estas son algunas ventajas
·         Por ser una placa lisa, se facilita el acabado para el cielo raso generado por la superficie inferior del contrapiso.
·         Menor peso posible por metro cuadrado con respecto a la alternativa de concreto
Los espesores recomendados para este fin son 12, 14, 17 y 20 mm con separación máximas de viguetas de 0.813m
1.1.11.  ENTREPISOS SIN VIGAS

VENTAJAS:
a) Plantas libres
b) Mejor iluminación
c) Limpieza (libres de polvo)
d) Versatilidad en el pasaje de cañerías.
e) Se gana altura (mayor cubaje con menor altura)
f) Disminuye el volumen a refrigerar o calefaccionar.
g) Facilidad en el encofrado, mayor rapidez en la ejecución
h) Rapidez en la colocación de armaduras, en el caso de usar mallas.
DESVENTAJAS:
 a) Alto consumo de acero.
b) Exige una modulación adecuada (separación entre columnas)



3.2. SISTEMAS DE ENTREPISO MÁS UTILIZADOS EN COLOMBIA
a. PLACAS MACIZAS DE CONCRETO: se emplean más en edificaciones de comportamiento estructural y deberían evitarse.
b. PLACAS EN CONCRETO ALIGERADAS EN UNA DIRECCIÓN: son las más empleadas en los edificios a porticados principalmente con aligeramiento en casetón de guadua, se emplean en luces de 4.0 a 8.0 metros. Estas placas por lo general presentan mucho desperdicio de concreto durante la fundida, aumentando la carga muerta de la edificación y los costos. En los últimos años se emplean aligeramientos con lonas o icopor.
c. PLACAS ALIGERADAS EN DOS DIRECCIONES: se emplea este sistema de entrepiso para luces mayores a 8.0 metros. En la actualidad para el aligeramiento se siguen utilizando cajones prefabricados en concreto, pero también se utilizan en fibra de vidrio reutilizables, en icopor, en casetón de guadua o lonas.
d. RETICULAR CELULADO: el reticular celulado se empleó bastante en Colombia, pero hoy en día de acuerdo con las normas debe contemplar vigas estructurales en las dos direcciones de la edificación, amarrando las columnas, convirtiéndose en una placa aligerada en dos direcciones.
e. PRELOSAS: su utilización no es muy masiva. Se emplean placas o prelosas prefabricadas de 3 a 4 cm de espesor de luces no mayores a 6.0 m en concreto reforzado normal o pretensadas. También las hay aligeradas con icopor y vacíos en su interior con un espesor un poco mayor (sistema Fibrit). Se emplean más en edificaciones de mampostería que en pórticos de concreto.
f. STEEL DECK: se empezó a emplear en Colombia desde hace unos diez años con la reaparición de la construcción de edificios con estructura en acero, hoy en día se utiliza en cualquier sistema estructural (pórticos de acero, pórticos de concreto y mampostería estructural). En algunos proyectos importantes se ha descartado su utilización por su baja resistencia al fuego.
g. BOVEDILLAS: es un sistema poco utilizado en nuestro medio, se ha empleado en mampostería estructural y en vivienda de varios pisos. Su utilización es óptima en luces pequeñas (83.0 a 5.0 m.). La construcción de placas macizas con vigas descolgadas exige la colocación de dos niveles de formaleta para poder fundir conjuntamente vigas y placas en forma monolítica, situación que es difícil de ejecutar con el tipo de formaleta en tablero que más se utiliza en nuestra construcción, obligando en la gran mayoría de los casos a fundir parcialmente las vigas descolgadas, dejando la parte superior de la viga en un espesor igual al de la placa maciza para fundirse conjuntamente con la placa. Allí, se genera una junta de construcción la cual afecta la arcilla, de concreto o de escoria como aligerantes de las placas, pero principalmente en construcción popular e informal.
La bovedilla puede ser de dimensiones variables, normalmente se busca que se pueda manipular fácilmente. En muchas ocasiones el sistema presenta unas viguetas prefabricadas con refuerzo, fundidas parcialmente, de luces máximas de 6.0 m., las cuales soportan las bovedillas. Posteriormente, se funde una pequeña placa en concreto reforzado que confina el sistema, generando un diafragma rígido.
h. ENTREPISOS DE MADERA: actualmente se utiliza en proyectos especiales, o entrepisos pequeños y livianos o para mezanines, pero por el ruido que presenta al caminar por el crujir de la madera en muchas obras se descarta. Fue un sistema de entrepiso muy empleado en Colombia en épocas pasadas.

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