1. MEMORIA 1.1 Antecedentes - Pàgina inicial de UPCommons

1. MEMORIA
1.1 Antecedentes
El edificio sito en la c/ Ciudad, 9 situado en el casco antiguo de Barcelona fue construido en el año
1894. En el año 1923 se realizó una remonta de un piso, retranqueado 3.5 m de la fachada principal, para
el piso portería y las dependencias. Actualmente, prácticamente todo el edificio pertenece al ayuntamiento
de Barcelona, a excepción de un Mesón Burgalés situado en la planta principal y el piso 3º1ª
perteneciente a un particular.
Figura 1: Remonta de 1923.
El forjado es un elemento estructural, generalmente horizontal, que recibe directamente las cargas y las
transmite a los restantes elementos de la estructura. Sus funciones principales son:
- Recibir las cargas y transmitirlas a las vigas y/o pilares y, a través de éstos, a la
cimentación y al terreno.
- Dar rigidez transversal a las vigas.
- Cuando se asocian monolíticamente a las vigas, incrementar la capacidad
resistente a flexión y torsión de éstas.
- Solidarizar horizontalmente los entramados a nivel de cada planta.
En nuestro caso tenemos viguetas de madera, detectándose algunas en un avanzado estado de deterioro.
En consecuencia, se realiza este estudio de estabilidad estructural de los forjados de madera y del resto de
estructura horizontal del edificio.
1
Las estructuras verticales son aquellas en las que los elementos que soportan los mayores esfuerzos están
colocados en posición vertical.
Las estructuras horizontales son aquellas en las que los elementos que soportan los mayores esfuerzos se
hallan colocados horizontalmente. En este tipo de estructuras los elementos sometidos a mayor esfuerzo
trabajan a flexión.
1.2 Objeto del informe
Este documento tiene por objeto describir las inspecciones efectuadas para determinar la geometría de la
estructura del edificio, el estado de conservación de los forjados de madera y los forjados metálicos.
También se recogen los resultados de los ensayos efectuados sobre los materiales y las comprobaciones
de cálculo para evaluar la capacidad resistente de los elementos estructurales, diferenciando entre
elementos adecuados o elementos que son necesarios reforzar o incluso cambiar. Finalmente se realizan
conclusiones y recomendaciones derivadas del estudio llevado a cabo. El estudio se acompaña de planos
donde se detallan los elementos estructurales y el esqueleto resistente de los forjados.
1.3 Descripción general del edificio
1.3.1 Descripción de la estructura piso
En la mayoría de las construcciones, y principalmente en los edificios, pueden identificarse dos
subsistemas estructurales acerca de los cuales pueden tomarse algunas decisiones independientes,
relativas a la solución más conveniente, antes de proceder al análisis de la estructura completa. Estos
subsistemas son el horizontal y los sistemas de piso, y el vertical, o de soporte. A pesar de esta
subdivisión, es importante tener en mente que el sistema estructural de la construcción es una sola unidad
y que la interacción entre los diversos subsistemas no es en general despreciable.
El edificio está formado por 6 plantas sobre rasante (planta baja , principal y primera a cuarta) y un
pequeño
sótano. El edificio está ocupado por las siguientes dependencias del Ayuntamiento de
Barcelona:
Planta Baja:
Mesón Burgalés (privado)
Servicio de Fotocopias
Oficina de Troballes
Planta Principal:
Archivo
Talleres Municipales
Planta Primera:
Servicios Comunes
2
Planta Segunda:
Servicio de Telefonía
Cerrado
Planta Tercera:
3º1 Vivienda particular (privado)
3º2ª Cerrado
Planta Cuarta:
Cerrado
1.3.2 Descripción de la estructura horizontal
En general, la estructura horizontal está constituida por forjados unidireccionales de viguetas de madera
que son aquellos que flectan básicamente en una dirección y transmiten las cargas a las vigas, y éstas, a
los soportes (figura 1), apoyadas sobre jácenas de madera (vigas maestras para luces grandes, colocadas
generalmente en transversal a la dirección de las viguetas o elementos secundarios de la estructura, y que
forman parte de los elementos horizontales estructurales) (figura 2). La estructura vertical está formada
por muros de carga de fábrica de ladrillo.
Figura 1: Forjados unidireccionales.
Figura 2: Jácena.
3
Concretamente, planta a planta, la estructura está formada por los siguientes elementos estructurales:
El forjado techo planta cuarta está formado por forjados unidireccionales de viguetas metálicas
apoyadas sobre muros portantes de fábrica de ladrillo.
La estructura de los forjados techo planta primera a techo planta tercera son prácticamente iguales,
exceptuando el tipo de vigueta del forjado techo planta tercera, diferente al resto de forjados. Todos los
forjados son unidireccionales con viguetas de madera apoyadas en vigas de madera que apoyan en las
paredes de fábrica de ladrillo.
En la estructura del forjado techo planta principal se modifica el esquema estructural, introduciendo
jácenas metálicas de apeo y un pilar de fundición.
En el forjado techo planta baja también se modifica el esquema estructural encontrando jácenas
metálicas, apeos mediante jácenas de madera, forjados formados por bóvedas y un pilar de fundición.
1.4 Descripción de las actuaciones
Las actuaciones realizadas han consistido en:
1.
Recogida de información previa en el archivo del Ayuntamiento de Barcelona.
Dada la antigüedad del edificio, el archivo municipal dispone de pocos datos. Únicamente está
registrada una pequeña actuación realizada en 1894 y la remonta realizada en 1923. Ninguno de los
datos encontrados hace referencia a los materiales utilizados ni a los elementos estructurales del
edificio.
2.
Medición geométrica de todas las tipologías de los forjados encontrados.
Previamente, se han eliminado falsos techos de gran parte de los extremos de los forjados y se han
realizado dos catas atravesando el forjado para determinar con detalle la composición, los materiales y
los espesores de los forjados tipo.
3.
Caracterización del estado de conservación de las viguetas de madera.
Para determinar el estado de conservación de las viguetas de madera se han realizado los siguientes
pasos:
- Eliminación de revestimientos en los extremos de gran parte de los forjados.
4
- Realización de catas para determinar el estado de los apoyos de las viguetas de los forjados.
- Inspección visual de las viguetas de madera y clasificación según UNE 56.544.
- Pruebas de resistencia al punzonado de las viguetas de madera para determinar la facilidad
penetración y estimar la existencia de daños interiores debido a ataques bióticos.
- Obtención de testigos para determinar la especie de la madera.
4.
Caracterización del estado de conservación de las paredes de fábrica de ladrillo
Para determinar el estado de conservación de las paredes de fábrica de ladrillo se ha realizado los
siguientes pasos:
-
Levantamiento de las fisuras detectadas
-
Eliminación de revestimientos exteriores en diferentes paredes
-
Extracción de tres ladrillos para determinar su resistencia a compresión.
Finalmente, con los resultados obtenidos de las inspecciones y los ensayos se ha procedido a realizar el
estudio de estabilidad.
1.5 Descripción de la estructura horizontal original
De las inspecciones realizadas se constata que la estructura horizontal básica está formada por forjados
unidireccionales de viguetas de madera apoyadas sobre jácenas de madera.
Además, en los forjados techo planta sótano y baja se observan otro tipo de elementos portantes
horizontales como jácenas metálicas, algunas de apeo, y forjados formados por bóvedas o cúpulas.
1.5.1 Forjados unidireccionales
1.5.1.1 FORJADO TIPO 1
Los forjados tipo 1 son forjados unidireccionales con viguetas metálicas. Las viguetas de los forjados son
en doble T con una base de 5 cm y una altura de 16.5 cm, separadas entre ellas una distancia de 60 cm.
El forjado apoya sobre jácenas metálicas. Todos los vanos de los forjados son independientes sin existir
continuidad entre ellos.
Ubicación: Se encuentran en el forjado techo planta cuarta, correspondiendo con el forjado realizado en la
remonta de 1923. La dirección de los forjados es perpendicular a la c/ Ciudad a excepción de un pequeño
tramo de 2.75 m de luz.
5
Figura 1. Tipología de Forjado 1.
1.5.1.2 FORJADO TIPO 2
Los forjados tipo 2 están formados por viguetas rectangulares descubiertas de 20 cm de canto y 15 cm de
base. Sobre las viguetas apoya un suelo plano formado por piezas cerámicas. Antes de realizar la remonta,
este forjado formaba parte de la cubierta del edificio. Actualmente, únicamente una zona actúa como
cubierta de una terraza de la planta cuarta.
Se han detectado cuatro vanos estructuralmente independientes con viguetas perpendiculares a la c/
Ciudad y luces de 3.4 m a 3.85 m, además de un pequeño vano de 2.6 m y otro de 3.65 m de luz con una
dirección de vigueta perpendicular al resto.
Ubicación de la tipología 2: Techo planta tercero segunda. Es probable que está tipología se repita en el
forjado techo planta tercero primera que no se ha podido inspeccionar por estar ocupado por una vivienda
privada.
Figura 2. Tipología del forjado 2
6
Figura 2. Tipología del forjado 2
1.5.1.3 FORJADO TIPO 3
Es la tipología más abundante de todo el edificio. La tipología 3 está formada por viguetas de madera que
quedan embebidas en el forjado. La parte inferior y vista ha sido serrada y modelada en forma
rectangular. La parte superior se ha inspeccionado a través de catas realizadas en el suelo de los forjados,
observándose una cabeza redondeada. Entre vigueta y vigueta se apoyan las bovedillas cerámicas sobre
una entalladura a media altura de la vigueta y a lo largo de la misma.
Las viguetas tienen un canto entre 20 y una base de aproximadamente 14 cm. La parte inferior es
rectangular hasta una altura de 9 cm, a partir de los 9 cm la viga presenta una cabeza con forma
redondeada. El intereje medio del forjado es de 60 cm. La carga se transmite a las viguetas a través de
bovedillas cerámicas formadas por triples rasillas apoyadas en el límite entre la zona redondeada y
rectangular. El canto total del forjado, incluido el pavimento, es de aproximadamente 27 cm.
Figura 3. Triple rasilla
7
La dirección de los forjados de los pisos correspondientes a las puertas 2 son perpendicular a la c/ Ciudad,
exceptuando dos pequeños tramos de 2.6 y 2.25 m de longitud y un tramo de 3.60 m . En cambio, en los
pisos correspondientes a la puerta 1, únicamente se encuentran tres vanos, dos de los cuales tienen una
dirección paralela a la c/Ciudad y el otro una dirección perpendicular.
Ubicación de la tipología 2: Techo planta segunda, tercera, primera, principal y baja.
Figura 4. Tipología del forjado 3
Figura 5. Tipología del forjado 3
En la siguiente tabla se muestran las dimensiones geométricas de los diferentes forjados encontrados.
Base (cm)
Canto (cm)
Intereje (cm)
5
16.5
60
15
20
60
14
20
60
Forjado Tipo Tipología
Vigueta metálica +
1
bóveda con rasilla cerámica
Vigueta de madera +
2
rasilla cerámica plana
Vigueta de madera +
3
bóveda con triple rasilla cerámica
8
1.5.2 Jácenas
En las inspecciones realizadas se han detectado jácenas de madera y jácenas metálicas.
1.5.2.1. Jácenas de Madera
1.5.2.1.1 JÁCENAS TIPO 1
Las jácenas tipo 1 son jácenas de madera de sección rectangular con una base de 17 cm y canto de 22 cm.
Se han observado cuatro jácenas tipo 1 en las plantas tercera, segunda y primera. En cambio en la planta
primera únicamente se ha observado una jácena tipo 1 sustituyéndose el resto de jácenas por perfiles
metálicos.
Las cuatro jácenas de cada una de las plantas están alineadas paralelas a la C/ Ciudad y se encuentran
apoyadas en muros o machones de fábrica de ladrillo.
Diferenciamos 4 jácenas tipo 1 en función de su luz y su ancho tributario (promedio de la
separación de las vigas):
Luz libre (m)
Ancho tributario (m)
Jácena 1.1
2.40
2.0
Jácena 1.2
2.25
2.0
Jácena 1.3
2.40
3.75
Jácena 1.4
3.10
3.75
1.5.2.1.2 JÁCENAS TIPO 2
Las jácenas tipo 2 son jácenas de madera de sección rectangular con una base de 20 cm y un canto de 24
cm.
Se ha observado una jácena tipo 2 en las plantas tercera, segunda, primera, principal y baja En todos los
casos la ubicación de la jácena es la misma, paralela a la medianera, (pared común a dos edificios
contiguos) alcanzando una luz de 4.1 m.
Uno de los extremos se apoya directamente sobre un muro de fábrica de ladrillo. El otro extremo se apoya
en el muro de fábrica de ladrillo paralelo a la jácena a través de elementos metálicos en voladizo.
9
1.5.2.1.3 JÁCENAS TIPO 3
Se observan cuatro jácenas tipo 3 en la planta baja. Todas ellas se ubican en el espacio dedicado al
servicio de fotocopias.
Dos de las jácenas son jácenas de apeo de 4.0 m. de luz. No se han podido determinar exactamente las
dimensiones de las jácenas debido a que se debían realizar catas en el forjado (probablemente un hueco)
estando en servicio tanto las de la planta baja como la principal. Se ha medido la parte de la jácena visible
siendo de 14 cm a partir de la base de las viguetas. Puesto que las viguetas son las mismas que en
forjados anteriores, es de esperar que el canto total de la viga de apeo sea de 34 cm. La base de la viga se
ha medido de forma más precisa, siendo de 32 cm.
Las otras dos vigas son jácenas con iguales dimensiones, pero no son de apeo, sino que únicamente
soportan la carga del forjado techo planta baja. Una de las jácenas apoya en un muro de fábrica de
ladrillo y en un machón también de fábrica de ladrillo. La otra jácena apoya en el mismo machón y en un
pilar de fundición.
Según se argumenta a continuación, es probable que el machón de fábrica de ladrillo sea posterior y se
realizase como un refuerzo de la jácena, siendo en realidad inicialmente una única jácena de 4.0 m. de
longitud y no dos jácenas de 2 m.
-
La jácena de madera presenta fisuras horizontales de más de 1 cm de espesor.
-
Las luces de las vigas y las cargas a las que están sometidas son muy inferiores a las de las
jácenas de apeo, teniendo las mismas dimensiones geométricas.
-
El pilar de fundición está separado del machón de fábrica de ladrillo solo 1.7 m.
Resumiendo,
Luz (m)
Ancho tributario (m)
Jácena 3.1
4
1.78 *
Jácena 3.2
2
3.95
* Además de la carga procedente del ancho tributario se le ha de añadir la carga procedente del apeo.
10
1.5.2.2 Jácenas metálicas
1.5.2.2.1 JÁCENAS TIPO 4
Las jácenas tipo 4 están formadas por dobles perfiles metálicos en doble T con un canto de 220 mm. Se
han observado 4 jácenas con esta geometría, todas en el forjado techo planta principal.
Tres de las jácenas están apoyadas en uno de sus extremos sobre un mismo pilar de fundición y en
paredes de fábrica de ladrillo en el otro extremo. La otra jácena se apoya en sus dos extremos en muros de
fábrica de ladrillo.
Luz libre (m)
Ancho tributario (m)
Jácena 4.1
3.7
1.90 *
Jácena 4.2
2.30
1.90
Jácena 4.3
3.7
3.10 *
Jácena 4.4
2.3
1.40 *
* Además de la carga procedente del ancho tributario se le ha de añadir la carga procedente del apeo.
1.5.2.2.2 JÁCENAS TIPO 5
Se ha detectado una única jácena tipo 5 formada por dobles perfiles metálicos en doble T con un canto de
240 mm. Se encuentra ubicada en el forjado techo planta principal. Igual que las jácenas tipo 4, es una
jácena de apeo.
1.5.2.2.3 JÁCENAS TIPO 6
Las jácenas tipo 6 están formadas por dobles perfiles metálicos en doble T con 200 mm de canto. Se
encuentran ubicadas en el forjado techo planta baja (local de Troballes). Ambos perfiles apoyan en unos
de sus extremos en un machón de fábrica de ladrillo empresillado y en muros de fábrica en el otro
extremo.
Luz libre(m)
Ancho tributario (m)
Jácena 6.1
2.9
3.45 *
Jácena 6.2
2.9
3.45 *
* Además de la carga procedente del ancho tributario se le ha de añadir la carga procedente del apeo.
11
1.5.2.2.4 JÁCENA TIPO 7
La jácena tipo 7 se ubica en el forjado techo planta baja y se encuentra embebida en el forjado sin poderse
caracterizar correctamente. Únicamente se ha observado que está formada por dos perfiles metálicos en
paralelo de 6 cm de base y una luz de 2.2 m.
1.5.2.2.5 JÁCENA TIPO 8
La jácena tipo 8 se ubica en el forjado techo planta baja, paralela a la jácena 7. Está formada por un doble
perfil en doble T con un canto de 200 mm y una luz de 3.3 m.
Resumen total jácenas:
Jácenas
Fabricación
Tipo
Subtipo
Madera
1
1.1
1.2
1.3
1.4
2
3
Metálicas
4
5
6
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
6.1
6.2
7
8
1.6
Base
(cm)
17
17
17
17
20
32
32
Canto
(cm)
22
22
22
22
24
34
34
22
22
22
22
24
20
20
6
20
Luz libre
(m)
2.40
2.25
2.40
3.10
4.1
4.0
2.0
3.7
2.30
3.7
2.3
Ancho tributario
(m)
2.0
2.0
3.75
3.75
2.9
2.9
2.2
3.3
3.45
3.45
1.78
3.95
1.90
1.90
3.10
1.40
Descripción de los refuerzos en la estructura horizontal.
Como consecuencia del deterioro de algunos de los elementos portantes de la estructura horizontal, se han
realizado refuerzos puntuales en algunas zonas del edificio (ver 4.2).
1.6.1 FORJADO TECHO PLANTA 2º1ª
-
Forjado de 2.95 m:
-
Se han colocado vigas transversales cerca de uno de los extremos de las viguetas de madera
que sirven de apoyo de todas las viguetas de la sala. Las vigas transversales están formadas
por perfiles IPN-100 y se apoyan en perfiles de las mismas dimensiones o en paredes de
fábrica de ladrillo.
12
Figura 1. Refuerzo extremo con IPN-100
-
Forjado de 3.95 m:
-
Se ha realizado un refuerzo de una de las viguetas de madera sustituyéndola por un perfil PN100.
-
En uno de los extremos se ha colocado otro perfil IPN-100, en diagonal, debido al mal estado
de algunas de las cabezas de las viguetas de madera.
Figura 2. Refuerzo extremo vigueta con IPN-100
1.6.2 FORJADO TECHO PLANTA 1º1ª
-
Forjado de 2.95 m:
-
Se ha realizado un refuerzo puntual mediante perfiles IPN-100 para reforzar una vigueta de
madera.
13
Figura 3. Refuerzo extremo vigueta con IPN-100
-
Forjado de 3.95 m:
-
Se ha realizado dos refuerzos puntuales con perfiles IPN-100 para reforzar dos viguetas de
madera.
Figura 4. Refuerzo extremo vigueta con IPN-100
1.6.3 FORJADO TECHO PLANTA 1º2ª
-
Forjado de 2.75 m:
-
Se ha colocado un perfil metálico IPN-100 cerca de uno de los extremos de las viguetas de
madera apoyada en ambos extremos en las paredes de fábrica de ladrillo.
-
En el otro extremo, se ha colocado un perfil metálico PN-100 en diagonal que sirve de apoyo
de dos viguetas de madera.
14
Figura 5. Refuerzo extremo vigueta con IPN-100
-
Forjado de 3.80 m:
-
Se han colocado vigas transversales cerca de uno de los extremos de las viguetas de madera
que sirven de apoyo de todas las viguetas de la sala. Las vigas transversales estás formadas
por un perfil HEB-140 y un IPN-120 apoyadas en las paredes de fábrica de ladrillo o en vigas
metálicas IPN-160.
Figura 6. Detalle del refuerzo metálico
1.6.4 FORJADO TECHO PLANTA PRINCIPAL 1º y A
-
Forjado de 2.75 m:
-
Se han colocado dos perfiles metálicos IPN-120 transversales cerca de cada uno de los
extremos de las viguetas de madera apoyados en ambos extremos en las paredes de fábrica de
ladrillo.
15
Figura 7. Refuerzo extremo vigueta con IPN-120
-
Forjado de 3.65 m:
-
Se han reforzado los extremos de las viguetas de madera colocando perfiles metálicos IPN160 transversales cerca de cada uno de los extremos de las viguetas de madera. Las vigas
transversales están apoyadas sobre perfiles metálicos IPN-160 o paredes de fábrica de
ladrillo.
Figura 8. Refuerzo forjado con IPN-160
-
Forjado de 3.80 m:
-
Se han colocado vigas transversales cerca de uno de los extremos de las viguetas de madera
que sirven de apoyo de todas las viguetas de la sala. Las vigas transversales están formadas
por un perfil HEB-140 y un IPN-120 apoyadas en las paredes de fábrica de ladrillo o en un
perfil metálico IPN-180.
16
Figura 9. Refuerzo forjado con HEB-140
1.6.5 FORJADO TECHO PLANTA BAJA (Mesón Burgalés y Servicio de fotocopias)
-
Forjado de 2.75 m:
-
Se han colocado dos vigas transversales formadas por UPN-80 cerca de cada uno de los
extremos de las viguetas de madera apoyada en ambos extremos en las paredes de fábrica de
ladrillo.
Figura 10. Refuerzo forjado con UPN-80
1.6.6 FORJADO TECHO PLANTA BAJA (Troballes)
-
Forjado de 2.95 m:
-
Se han colocado vigas transversales IPN-160 cerca de cada uno de los extremos de las
viguetas de madera apoyadas en sus extremos en muros de fábrica de ladrillo o perfiles
metálicos HEB-140.
17
Figura 11. Refuerzo forjado con IPN-160
-
Forjado de 3.95 m:
Se ha realizado el mismo sistema de refuerzo que en el forjado descrito anteriormente. Además
se han detectado dos perfiles metálicos IPN-100 en la dirección de las viguetas para sustituir dos
viguetas de madera en mal estado.
-
Refuerzo del arco:
-
Se ha eliminado un arco metálico sustituyéndolo por un perfil IPN-360 apoyado sobre dos
pilares metálicos HEB-160.
18
Resumen de los refuerzos de la estructura horizontal:
Planta
Estancia
Planta
Baja
Mesón
Burgalés y
Fotocopias
Troballes
Forjado
(m)
2.75
2.95
3.95
Refuerzo
del arco
2.75
Planta
Principal
3.65
3.80
Planta
Primera
1º2ª
2.75
3.80
1º1ª
2.95
3.95
Planta
Segunda
2º1ª
2.95
3.95
Actuaciones
-Se han colocado dos vigas transversales UPN-80 cerca de cada uno
de los extremos de las viguetas de madera apoyada en los extremos de
las paredes.
-Se han colocado vigas transversales IPN-160 cerca de las viguetas de
madera o de los perfiles HEB-140.
-Igual que el anterior i también se ha substituido dos viguetas de
madera en mal estado por perfiles IPN-100.
-Se ha substituido un arco metálico por un perfil IPN-360 apoyado
sobre dos perfiles HEB-160.
-Se han colocado dos perfiles transversales IPN-120 cerca de los
extremos de las viguetas de madera.
-Se han colocado dos perfiles transversales IPN-160 cerca de los
extremos de las viguetas de madera.
-Se han colocado perfiles transversales HEB-140 cerca de los
extremos de las viguetas de madera que sirven de apoyo a todas las
viguetas de la sala.
-Se ha colocado un perfil IPN-100 en un extremo de la viguetas de
madera apoyadas en la fabrica de ladrillo en el otro extremo se ha
colocado otro perfil IPN-100 en diagonal que sirve de apoyo de dos
viguetas de madera.
-Se han colocado vigas transversales HEB-140 y IPN-120 cerca de
uno de los extremos de las viguetas de madera que sirven de apoyo de
todas las viguetas de la sala.
-Se ha realizado un refuerzo puntual mediante perfiles IPN-100 para
reforzar una vigueta de madera.
-Se han realizado dos refuerzos puntuales mediante perfiles IPN-100
para reforzar dos viguetas de madera.
-Se han colocado vigas transversales IPN-100 cerca de uno de los
extremos de las viguetas de madera que sirven de apoyo a todas las
viguetas de la sala.
-Se ha realizado un refuerzo de una vigueta substituyéndola por un
perfil IPN-100 i en un extremo se ha colocado otro IPN-100 en
diagonal debido al mal estado de las cabezas de las viguetas de
madera.
Perfiles IPN. Muy parecidos a la serie IPE, pero con peor relación inercia/peso, por lo que tiende a
utilizarse menos.
Perfiles IPE. Muy utilizados como correas, vigas de cubierta o pilares. En este último caso deben ir
acompañados de arriostramientos longitudinales, pues son perfiles resistentes en el eje X, pero muy
débiles en el eje Y.
Perfiles HEB, HEA, HEM. Perfiles muy resistentes en los dos ejes de trabajo. Muy utilizados como
pilares y como vigas planas de forjado.Los perfiles estándar son los HEB, mientras que los HEA son de
serie ligera y los HEM son de serie pesada.
19
Perfiles UPN. Es frecuente su uso como perfiles compuestos (2 UPN) con las alas hacia adentro (soldados
o empresillados, utilizados como pilares) o con las alas hacia fuera (unidos mediante cartelas, y utilizados
en estructuras trianguladas (cerchas).
Como vemos en la tabla la mayoría de perfiles que se han utilizado para reforzar la estructura horizontal
del edificio son perfiles IPN, éstos son perfiles similares a los IPE pero de fabricación obsoleta,
actualmente se utilizan perfiles IPE ya que tienen el alma más delgada y por eso la capacidad resistente
(momento de inercia y módulo resistente) es mayor. En las estructuras horizontales los elementos
sometidos a mayor esfuerzo trabajan a flexión motivo principal por el cual se ha elegido este tipo de perfil
ya que tienen un buen aprovechamiento a flexión en relación a su peso.
Respecto a los perfiles HEB se emplean tanto en vigas como en columnas, en nuestro caso se han
utilizado perfiles HEB colocándolos de manera transversal para sujeción de las viguetas i de perfiles IPN,
ya que éstos a igualdad de luz pesan mucho más pero también son más resistentes.
1.7
Descripción de la estructura vertical
La estructura vertical principal está constituida por paredes de fábrica de ladrillo. Todas las paredes tienen
un espesor de 15 cm a excepción de las paredes de fachada y de dos paredes perpendiculares a la c/
Ciudad que tienen un espesor de 29 cm.
La geometría de los ladrillo es muy variable según la zona, observando ladrillos de 2 a 4 cm de espesor y
de 20 a 30 cm de largo.
A continuación se detalla la estructura vertical planta a planta, indicando las catas realizadas, el espesor
de las paredes y el estado de conservación de las mismas.
1.7.1 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA CUARTA
Aparentemente, todos los muros de fábrica de ladrillo de la planta cuarta son de 15 cm. de espesor.
Se han realizado dos catas (pared interior y pared de fachada) eliminando el revestimiento exterior hasta
dejar el ladrillo y el mortero visto. En las catas realizadas se observa la posición de los ladrillos
confirmando el espesor de 15 cm de las paredes. Las dimensiones de los ladrillos de la cata realizada en la
pared interior son 29x15x5.5, en cambio, en la cata de fachada, el espesor de los ladrillos varía entre 2 y
5.5. cm, encontrando zonas donde el espesor del mortero es igual al espesor del ladrillo.
20
Respecto la calidad del mortero, se observa que es mala, saltando con mucha facilidad al rascarlo con un
elemento metálico.
Se han observado fisuras en muchas de las paredes de fábrica de ladrillo.
1.7.2 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA TERCERA
Únicamente se ha podido inspeccionar la vivienda correspondiente a la puerta 2.
Los espesores de todas las paredes son de 15 cm, a excepción de la fachada principal y una pared
transversal a la C/ Ciudad que tienen un espesor de 29 cm.
Se han practicado cuatro catas eliminando el revestimiento hasta dejar visto los ladrillo y el mortero. En
la cata correspondiente al patio interior, se ha extraído una muestra de ladrillo para ensayar en laboratorio.
En las cuatro catas practicadas las dimensiones de los ladrillos son similares, 29x14x3.5, aunque se
detectan ladrillos con espesores inferiores. Respecto las juntas, tienen espesores de 1.5 cm y un mortero
de buena calidad, siendo difícil eliminarlo al rascar con un elemento metálico.
Se han detectado dos fisuras, ambas verticales. Una en el encuentro con dos paredes perpendiculares y
otra bajo una de las ventanas del patio interior.
1.7.3 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA SEGUNDA
Se han realizado tres catas:
-
Pared de fachada principal de la c/ Ciudad.
-
Pared de fachada a patio interior.
-
Pared del núcleo de la escalera.
La tipología de los ladrillos es la misma que en plantas superiores. Destacar que en la cata realizada en la
pared del núcleo de la escalera, el mortero salta con mayor facilidad al rascarlo que en el resto de las
catas.
En la vivienda correspondiente a la puerta 1 se mantienen los espesores de paredes de planta superiores.
Respecto la puerta 2, todas las paredes son de 15 cm de espesor, excepto las de fachada y la pared donde
se sitúa la puerta de entrada que son de 29 cm.
21
1.7.4 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA PRIMERA
Se han realizado 6 catas, 3 en la puerta 1 y tres en la puerta 2.
Se mantiene la tipología y los espesores de las plantas superiores, exceptuando la cata realizada en la
fachada principal de la puerta 1 donde se observa una pared de piedra.
En algunas de las catas realizadas se observa la heterogeneidad en las dimensiones, concretamente en el
espesor de los ladrillos, con espesores de 2 a 4 cm.
Figura 1. Cata en pared núcleo ascensor
Figura 2. Cata en pared patio interior con testigo
Figura 3. Cata en fachada principal
Figura 4. Cata en pared interior
1.7.5 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA PRINCIPAL
Se mantiene la tipología y los espesores de las plantas superiores.
Se han realizado 2 catas en la puerta 1. En la cata realizada en la fachada se vuelve a detectar la pared
con bloques de piedra observada en la planta superior. La otra cata se ha realizado en una de las paredes
interiores observándose una pared de fábrica de ladrillo de 15 cm de espesor. Los ladrillos tienen una
longitud de 29 cm y un espesor de 1 1.5 cm, el espesor de las juntas es de 1.5 cm.
22
1.7.6 ESTRUCTURA VERTICAL PLANTA BAJA
Se han realizado tres catas en las paredes ubicadas en el servicio de fotocopias.
Se han realizado dos catas en paredes interiores paralelas a la c/Ciudad. Ambas paredes son de fábrica de
ladrillo; el espesor de las juntas es variable según la cata, alcanzado espesores de 1-15 cm en una de ellas
y de 1.5-2 cm. en la otra. En ambas catas, el mortero observado se ha rascado con un elemento metálico,
apreciándose de buena calidad. La tercera cata se ha realizado en un muro perpendicular a la C/ Ciudad,
en la cata se observa un muro de bloque de piedra de 29 cm de espesor.
1.8. Estudio de estabilidad
1.8.1 Elementos estudiados
En el apartado dedicado al estudio de estabilidad de la estructura se ha realizado un análisis del estado de
la estructura frente a los estados límites últimos y de servicio.
Se ha realizado un estudio detallado de los siguientes elementos estructurales:
1.
Capacidad resistente de las diferentes tipologías de forjado.
2.
Capacidad resistente de las jácenas metálicas.
3.
Capacidad resistentes de las jácenas de madera.
Algunos de los elementos de la estructura del edificio no se han podido inspeccionar por pertenecer a
pisos o locales privados .Concretamente no se ha podido acceder a la puerta 1 del piso 3, ni estudiar la
estructura del Mesón Burgalés correspondiente a uno de los locales de la planta baja.
1.8.2 Bases de cálculo
1.8.2.1 Acciones
Para el estudio de la estabilidad de la edificación se han tomado las siguientes acciones:
Acciones permanentes
Forjado tipo 1: forjado unidireccional con vigueta metálica de 16.5 cm de canto con 60 cm de intereje
y doble rasilla cerámica + carga de pavimento: 2.7 kN/m2
Forjado tipo 2: Forjado unidireccional de viguetas de madera 20x15 cm con 60 cm de intereje , rasilla
plana cerámica + carga de pavimento: 2.35 kN/m2
Forjado tipo 3: Forjado unidireccional de viguetas de madera 20x14 cm con 60 cm de intereje,
bovedilla con triple rasilla cerámica + carga de pavimento: 3.50 kN/m2
23
Los muros resistentes son de ladrillo macizo con peso específico: 1800 Kp/m3
Respecto la carga de acciones permanentes se ha adoptado la correspondiente referente a la tabla 2.5,
peso elementos constructivos según el CTE-SE-AE (Código Técnico de la edificación-Seguridad
Estructural-Acciones en la edificación).
Acciones variables
Sobrecarga de uso en planta tipo: 3 kN/m2
Sobrecarga de uso en cubierta no transitable: 1 kN/m2
Respecto la carga de acciones variables se ha adoptado la correspondiente a oficinas públicas, i a
accesible sólo para conservación respectivamente, según la tabla 3.1 de sobrecargas de uso de la norma
CTE-SE-AE.
1.8.2.2 Hipótesis de carga
En todos los casos, se ha considerado que las cargas permanentes y las acciones variables actúan de forma
concomitante, aunque los coeficientes de mayoración de cargas se toman de forma diferente según el
elemento estructural a estudiar y a la normativa correspondiente.
Elementos resistentes tipo estructura de madera: Tabla 2.3.3.1 de la norma Eurocódigo EC5.
Acciones permanentes: 1.35
Acciones variables: 1.5
Elementos de estructura metálica: Tabla 4.1 del CTE-SE.
Acciones permanentes: 1.33
Acciones variables: 1.5
Las jácenas y forjados de madera y las jácenas y forjados metálicas se han verificado según EC5 y EC3
respectivamente.
1.8.2.3 Materiales
1.8.2.3.1 Elementos de fábrica de ladrillo
Para determinar las características de la fábrica de ladrillo se han ensayado tres ladrillos macizos
correspondientes a la época de la construcción original de dimensiones 29x14x4 cm. En los ensayos
realizados se han obtenido valores similares en las tres muestras, concretamente 22.69 N/mm2, 25.81
N/mm2 y 22.49 N/mm2. Por lo tanto, adoptando un valor estándar de resistencia del ladrillo del lado de la
seguridad se ha considerado una resistencia de 20 N/mm2. A excepción de la planta cuarta, en la mayoría
de las catas el mortero presentaba un buen aspecto en las juntas y resistencia a la abrasión. Por ello se ha
considerado de tipo M-40 en este estudio, según EC6.
24
1.8.2.3.2 Elementos de acero
En el cálculo de la estructura metálica se ha considerado un límite elástico del acero de 235 N/mm2,
según la tabla 4.1 de características mecánicas de los aceros del EC3.
1.8.2.3.3 Elementos de madera
Para determinar la especie de la madera se ha enviado tres muestras a la Oficina de Investigación y
Transferencia de Tecnología (Biología animal, vegetal y ecológica) de la Universidad Autónoma de
Barcelona. En el punto 1.11 se incluye el documento proporcionado por la Universidad. Dos de las
muestras ensayadas se corresponden con madera extraída de las viguetas, siendo la tercera muestra
representativa de las jácenas de madera. Según el informe presentado la madera utilizada en las vigas y
viguetas se ha identificado como pinus nigra (pino laricio).
Además de identificar la especie de la madera, se ha realizado una inspección visual, según la norma
UNE 56.544, para determinar la clase resistente de la madera. Según la norma, la madera identificada
como pinus nigra puede clasificarse visualmente como C18 o C22 en función de los defectos naturales de
la madera que a continuación se detallan:
1.8.2.3.3.1 ANCHURA MEDIA DE LOS ANILLOS DE CRECIMIENTO
A nivel de especie no se ha podido establecer una relación estadísticamente significativa entre el tamaño
medio del anillo de crecimiento y la resistencia de la madera. La existencia en una sección de anillos
anormalmente anchos, asociados a elevadas curvaturas, suele ser reveladora de la presencia de madera
juvenil que podría producir inaceptables niveles de deformación en el secado.
La anchura máxima de anillo se determinará en el segmento recto más largo que se pueda trazar
perpendicularmente a los anillos de crecimiento y que atraviese a la pieza transversalmente. La medida
comenzará en el extremo más cercano a la médula, determinándose el valor medio de la anchura de los
primeros cinco anillos de crecimiento. Si la médula no estuviera presente, se medirán los cinco primeros
anillos de crecimiento del lado más cercano a la médula (Fig. 1).
Figura 1. Medición de la anchura máxima del anillo.
25
La anchura máxima del anillo es de 31mm. Según la norma MEG (madera estructural gruesa) la anchura
máxima no tiene limitación.
1.8.2.3.3.2 DIÁMETRO DE NUDOS.
Los diámetros de los nudos se miden de forma perpendicular al eje longitudinal de la pieza (Figura 12).
Figura 2: Criterio general de medición en nudos de cara y canto.
Los nudos con diámetro inferior o igual a 10 mm pueden despreciarse, excepto en los nudos pasantes
(aquellos que se manifiestan al menos en dos superficies opuestas).
Se despreciarán los nudos superficiales de la cara interna. Se entiende por cara interna aquella cara que se
encuentra más cerca de la médula. (Figura 2) y la contiene o está muy próxima a ella. Si aparecen en la
arista o en el canto se medirán y evaluarán como nudo de arista o de canto respectivamente.
Figura 3: Nudos superficiales de la cara interna.
La corteza presente alrededor de un nudo será incluida en la dimensión del mismo.
Si las irregularidades de la fibra presentes alrededor del nudo no fueran claramente distinguibles de éste,
la medida del tamaño del nudo deberá incorporarlas. Se medirán los nudos en todas las superficies que se
manifiesten. Los nudos que se manifiestan en la cara se evaluarán mediante la relación entre el diámetro
26
del nudo y el ancho (d/h). Los nudos que se manifiesten en el canto se evaluarán mediante la relación
entre el diámetro del nudo y el grosor (d/b).
Ej: En el forjado tipo 2 tenemos una relación de 15 cm de base y 20 cm de canto y la norma nos dice que
para calidad MEG el diámetro de los nudos ha de ser inferior a 2/3 de la base, por lo tanto, si tenemos 5
cm de diámetro máximo y 2/3 de 15 son 10 podemos ver como no superamos ese valor (5<10) dando
como bueno el diámetro máximo de los nudos para el forjado tipo 2.
Para piezas con criterio de calidad MEG el diámetro de nudos sobre la cara ha de ser:
d≤ 2/3 de h.
Forjado tipo 2. (15x20):
Forjado tipo 3 (14x20):
Jácena tipo 1 (17x22):
Jácena tipo 2 (24x20):
Jácena tipo 3 (32x35):
5cm diámetro máx 5<10 (2/3 de 15).
5.5cm diámetro máx 5.5< 9.3 (2/3 de 14).
4cm diámetro máx 4< 11.3 (2/3 de 17).
4.3cm diámetro máx 4.3< 16 (2/3 de 24).
5.8cm diámetro máx 5.8< 21.3 (2/3 de 32).
Para piezas con criterio de calidad MEG el diámetro de nudos sobre el canto ha de ser:
d≤ 2/3 de b.
Forjado tipo 2. (15x20):
Forjado tipo 3 (14x20):
Jácena tipo 1 (17x22):
Jácena tipo 2 (24x20):
Jácena tipo 3 (32x35):
6cm diámetro máx 6<13.3 (2/3 de 20).
5.2cm diámetro máx 5.2< 13.3 (2/3 de 20).
5.3cm diámetro máx 5.3< 14.6 (2/3 de 22).
4.3cm diámetro máx 5.3< 13.3 (2/3 de 20).
5.8cm diámetro máx 5.5< 23.3 (2/3 de 35).
1.8.2.3.3.3 FENDAS.
De acuerdo con la norma UNE EN 844-8 se denomina fenda a toda separación de las fibras (raja o
hendidura) en dirección longitudinal. Las fendas pueden ser de secado, de heladura, provocadas por
rayos, de abatimiento, etc. Una fenda será pasante cuando se extienda entre dos superficies opuestas y
según la superficie donde se manifiesten las fendas podrán ser de cara de canto.
Sólo las fendas de contracción son permitidas y en los términos considerados en las tablas 2 y 3 (f ≤
3/5b). Las fendas de contracción sólo se considerarán si su longitud es mayor que la menor de las
dimensiones siguientes: ¼ de la longitud de la pieza y 1m.
La evaluación se realizará dividiendo la profundidad máxima entre el grosor de la pieza (Figura 4). En el
caso de fendas solapadas en la misma cara, se tomará la profundidad máxima que engloba a todas ellas.
Cuando existan varias fendas en una misma sección se evaluarán sumando las profundidades máximas de
cada cara. (Figura 4b).
27
Figura 4: f / b
Figura 4b: (f1+f2)/ b
Ej: En el forjado tipo 3 tenemos una relación de 14 cm de base y 20 cm de canto y la norma nos dice que
para calidad MEG la longitud de las fendas ha de ser inferior a 3/5 de la base, y para medir la longitud se
efectúa dividiendo la profundidad máxima entre el grosor de la pieza por lo tanto, si tenemos 2.2 cm de
profundidad máxima y el grosor es de 14 cm obtenemos un valor de 0.15 cm valor muy inferior a los 8.4
cm que nos daría la relación 3/5 de 14 por lo tanto podemos decir que el tamaño de las fendas está dentro
de la norma.
Forjado tipo 3 (14x20): 2.2/14= 0.15cm 0.15 < 8.4 (3/5 de 14).
Jácena tipo 3 (32x35): 3.5/32= 0.11cm 0.11 < 19.2 (3/5 de 32).
1.8.2.3.3.4 DESVIACIÓN DE LA FIBRA LOCAL.
La desviación de la fibra a la que se refiere la presente norma es la desviación general, ignorándose la
desviación local producida en la proximidad de los nudos. De acuerdo con la norma UNE EN 844-9 se
denomina desviación de la fibra a su desviación media respecto al eje longitudinal de la pieza, Esta
desviación se medirá sobre 1 metro de longitud en la zona más desfavorable. (Figura 8).
28
Figura 5: Medición de la desviación de la fibra.
Ej: En el forjado tipo 2 tenemos una relación de 15 cm de base y 20 cm de canto y la norma nos dice que
para calidad MEG la desviación de la fibra local ha de ser inferior a un 16.7% de desviación. Según la
fórmula de la figura 5 tenemos una altura de fibra de 6 cm y una longitud total de 58 cm lo que nos da un
porcentaje de 10.3% que es inferior al 16.7% (1/6) que nos marca la norma, por lo tanto la desviación de
la fibra sería aceptable en este caso.
Forjado tipo 2. (15x20):
Forjado tipo 3 (14x20):
Jácena tipo 1 (17x22):
Jácena tipo 2 (24x20):
Jácena tipo 3 (32x35):
6/58= 0.103 x100= 10.3%
9/55= 0.163 x 100= 16.3%
12/100= 0.12x100= 12%
10/87= 0.114x100= 11.4%
7/69= 0.101 x 100= 10.1%
10.3% < 16.7%
16.3% < 16.7%
12% < 16.7%
11.4% < 16.7%
10.1% < 16.7%
(1/6).
(1/6).
(1/6).
(1/6).
(1/6).
1.8.2.3.3.5 GEMAS.
De acuerdo con la norma UNE EN 844-3 se denomina gema a la superficie redondeada original de un
tronco, con o sin corteza, que se manifiesta sobre las aristas de la pieza de madera aserrada. La gema se
evaluará por su longitud (L) y por su dimensión transversal en relación a la pieza y a las dimensiones de
la sección (g) respectivamente, en la sección de máxima pérdida de arista. (Figura 6). A efectos de la
29
longitud si la gema se manifiesta en más de una zona de una misma arista, se sumarán las diferentes
longitudes.
Figura 6: Medición y evaluación de las gemas.
b y h: grosor y ancho de la pieza.
h-h1, b-b1, b-b2: son respectivamente el grosor y el ancho de las gemas.
Ej: En el forjado tipo 2 tenemos una relación de 15 cm de base y 20 cm de canto y la norma nos dice que
para calidad MEG la g (figura 6) ha de ser inferior a 1/3. En nuestro caso hemos obtenido valores de 0.12,
0.07 y 0.05 todos ellos dentro de la norma.
Forjado tipo 2. (15x20):
g= (15-13.2/15),(20-18.6/20), (20-19/20): 0.12, 0.07, 0.05 < 0.3(1/3).
30
1.8.2.3.3.6 CONCLUSIONES.
Inspección visual según la norma: UNE 56.544
Especie de la madera: Pinus Nigra (Pino Laricio).
Para las piezas con anchura b> 70 mm la norma establece una única calidad denominada MEG (Madera
Estructural Gruesa).
La norma establece que para esta especie y b > 70mm la clasificación es C18.
Propiedades mecánicas de las clases resistentes de la norma UNE EN 338:
De los cuales utilizaremos:
Resistencia a flexión
Cortante
Módulo de elasticidad
Densidad
Característica madera C18
18 N/mm2
2 N/mm2
9 kN/mm2
380 kg/m2
31
1.8.2.4 Coeficiente de comparación
En el estudio se calculará un coeficiente de comparación del elemento estructural según:
α = Capacidad máxima / Solicitación
Los valores superiores a un cierto umbral, que depende del tipo de elemento y el riesgo asociado,
definirán los elementos estructurales aptos.
1.8.2.4.1 Elementos metálicos
En el estudio a flexión de las jácenas metálicas se realiza la comparación entre la resistencia de cálculo a
flexión de la sección y el momento flector máximo, definido según:
α = Mc,Rd/Msd
1.8.2.4.2 Elementos de madera
Para realizar las comprobaciones de las vigas de madera se ha seguido el Eurocódigo EC5. Se compara el
valor de la máxima tensión con la combinación de cargas más desfavorable con el valor de cálculo de la
resistencia.
α = fmd/σ
σd
Donde fmd es la resistencia de cálculo admisible (flexión o cortante) y σd la tensión máxima de cálculo
(normal o tangencial).
El procedimiento para el cálculo de la resistencia admisible de flexión o cortante es:
-
Determinar la resistencia característica de la madera Xk
-
Aplicar el coeficiente de seguridad parcial del material γM, según los siguientes valores:
- Estados Límites Últimos: 1.3
- Estados Límites de Servicio: 1.0
-
Aplicar un factor de modificación, kmod, que tiene en cuenta el efecto de duración de la carga y el
contenido de humedad en los valores resistentes.
32
1
Clase de servicio
2
3
Clase de duración de la
carga
Permanente
Larga duración
Media duración
Corta duración
Instantánea
0.6
0.7
0.8
0.9
1.1
0.6
0.7
0.8
0.9
1.1
0.5
0.55
0.65
0.70
0.90
Para determinar el valor de kmod, las cargas de peso propio, pavimento y tabiquería se consideran cargas
permanentes y la sobrecarga de uso la consideramos de larga duración. Eurocódigo 5 permite elegir, en el
caso de combinación de acciones de diferentes duraciones, el valor de kmod correspondiente a la carga de
menor duración. Por lo tanto, en el análisis realizado se opta por el valor de kmod correspondiente a carga
de larga duración.
Respecto la clase de servicio, es función del contenido de humedad medio de equilibrio higroscópico
(HEH), que es el contenido de humedad que tiende a alcanzar la madera para cada estado higrométrico
del aire (combinación de humedad relativa y temperatura).
Las estructuras cerradas que no están en contacto con el ambiente exterior pueden considerarse de clase
de servicio 1. En cambio, estructuras bajo cubiertas abiertas y expuestas al ambiente exterior se
consideran de clase de servicio 2. La clase de servicio 3 se reserva para estructuras a la intemperie, en
contacto con agua, o con el suelo. En el caso estudiado la estructura analizada pertenece a CS 1.
33
Según la exposición anterior, el valor de kmod elegido para las comprobaciones en toda la estructura es de
0.7
El valor de cálculo de flexión o de cortante se obtiene como:
fmd = kmod ⋅(Xk/γM)
Siendo, fmd el valor admisible de cálculo de la propiedad (tensión a flexión o cortante), Xk el valor
característico de la propiedad, γM el coeficiente parcial de seguridad del material y, finalmente, kmod el
factor de modificación en función de la duración de la carga y contenido de humedad.
Respecto la obtención de σd, tensión máxima, se determina según la teoría clásica de Resistencia de
Materiales.
1.8.3 Comprobaciones de la Estructura horizontal
En los siguientes apartados se muestran los resultados obtenidos considerando los elementos en perfecto
estado de conservación.
1.8.3.1 Forjados unidireccionales metálicos
Se han realizado las comprobaciones en ELU y ELS del forjado de mayor luz, 4.1 m.
En el siguiente cuadro se muestran los resultados obtenidos:
Comprobación en ELU
Forjado Vano máx
Sección
Doble T
H
16.5
Q
6
Luz
4.1
Msd
12.1
Mc,Rd
16.51
α
1.36
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Msd: Momento flector máximo en kN.m
Mc,Rd : Resistencia de cálculo a flexión de la sección en KN·m
α: Coeficiente de comparación
34
Comprobación en ELS
Forjado Vano máx
Sección
Doble T
H
16.5
Q
3
Luz
4.1
fmax
0.96
fadm
1.64
α
1.7
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
f max: Flecha máxima en cm
f adm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
Se ha comprobado el vano de mayor luz con resultados satisfactorios, por lo tanto, todos los vanos del
forjado metálico son aptos.
1.8.3.2 Forjados unidireccionales de madera
1.8.3.2.1 FORJADO TIPO 2
Se han realizado las comprobaciones en ELU y ELS del forjado de mayor luz, 4.1 m.
En el siguiente cuadro se muestran los resultados obtenidos:
Comprobación en ELU
Forjado Vano máx
Sección
15x20
H
20
q
1.8
Luz a ejes
4.1
Q
1.2
Luz a ejes
4.1
Md
6.3
σd
6.33
f md
9.69
α
1.53
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Md: Momento flector máximo en kN.m
σd: tenxión máxima de cálculo en N/mm2
fmd: tenxión admisible en N/mm2
α: Coeficiente de comparación
Comprobación en ELS
Forjado Vano máx
Sección
15x20
H
20
fmax
0.4
f adm
2.05
α
5.02
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
f max: Flecha máxima en cm
f adm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
Se ha comprobado el vano de mayor luz con resultados satisfactorios, por lo tanto, todos los vanos del
forjado metálico son aptos.
35
1.8.3.2.2 FORJADO TIPO 3
Se han realizado las comprobaciones en ELU y ELS del forjado de mayor luz, 4.1 m. Dado que no
cumple, se ha calculado la luz a partir de la que el forjado es apto, α = 0.9.
En el siguiente cuadro se muestran los resultados obtenidos:
Comprobación en ELU
Forjado Vano máx
Luz máx admisible
Sección
14x20
14x20
H
20
20
Q
6.4
6.4
Luz a ejes
4.1
3.5
Q
4.5
4.5
Luz a ejes
4.1
3.5
σd
14.5
10.5
Md
13.5
9.9
f md
9.69
9.69
α
0.67
0.92
Criterio
No Apto
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Md: Momento flector máximo en kN.m
σd: tenxión máxima de cálculo en N/mm2
fmd: tenxión admisible en N/mm2
α: Coeficiente de comparación
Comprobación en ELS
Forjado luz máx
Luz de 3.5
Sección
15x20
15x20
H
20
20
fmax
2.89
1.55
fadm
2.05
1.75
α
0.71
1.13
Criterio
No apto
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
f max: Flecha máxima en cm
f adm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
Se ha comprobado el vano de mayor luz con resultados no satisfactorio. Todos los forjados con luz a ejes
superiores a 3.5 m. no son admisibles.
1.8.3.3 Jácenas de madera
1.8.3.3.1 JÁCENA TIPO 1 y TIPO 2
En el siguiente cuadro se muestran los resultados obtenidos de las cuatro jácenas tipo 1 y de la jácena tipo
2 detectadas.
Comprobación en ELU
Jácena 1.1
Jácena 1.2
Jácena 1.3
Jácena 1.4
Jácena 2
Sección
17x22
17x22
17x22
17x22
24x20
H
22
22
22
22
20
Q
21.4
21.4
39.8
39.8
18.2
Luz
2.6
2.45
2.6
3.3
4.15
Md.
18.1
16.1
34.0
54.7
39.3
σd
13.22
11.74
24.78
39.92
24.53
fmd
9.69
9.69
9.69
9.69
9.69
α
0.73
0.83
0.39
0.24
0.4
Criterio
No apto
No apto
No apto
No apto
No apto
36
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Md: Momento flector máximo en kN.m
σd: tensión máxima de cálculo en N/mm2
fmd: tensión admisible en N/mm2
α: Coeficiente de comparación
Comprobación en ELS
Jácena 1.1
Jácena 1.2
Jácena 1.3
Jácena 1.4
Jácena 2
Sección
17x22
17x22
17x22
17x22
24x20
H
22
22
22
22
20
Q
15
15
28.1
28.1
12.7
Luz
2.6
2.45
2.6
3.3
4.15
fmax
0.52
0.82
1.93
4.83
5.01
fadm
1.3
1.23
1.30
1.65
2.08
α
2.5
1.49
0.67
0.34
0.41
Criterio
Apto
Apto
No apto
No apto
No apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
fmax: Flecha máxima en cm
fadm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
En las comprobaciones anteriores se observa que ninguna de las jácenas tipo 1 ni tipo 2 son aptas en
ELU.
1.8.3.3.2 JÁCENA TIPO 3
En el siguiente cuadro se muestran los resultados obtenidos de las cuatro jácenas tipo 3 detectadas. Es
importante destacar que la jácena tipo 3.1 es una jácena de apeo.
Comprobación en ELU
Jácena 3.1
Jácena 3.2
Sección
32x35
32x35
H
35
35
Q
192.6
21.5
Luz
3.7
4.1
Q
134.7
15
Luz
3.7
4.1
Md
392.6
45.1
σd
50.45
6.9
fmd
9.69
9.69
α
0.22
1.61
Criterio
No apto
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Md: Momento flector máximo en kN.m
σd: tensión máxima de cálculo en N/mm2
fmd: tensión admisible en N/mm2
α: Coeficiente de comparación
Comprobación en ELS
Jácena 3.1
Jácena 3.2
Sección
32x35
32x35
H
35
35
fmax
5.14
0.84
fadm
1.85
2.05
α
0.26
2.43
Criterio
No apto
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
fmax: Flecha máxima en cm
fadm: Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
En las comprobaciones anteriores se observa que la jácena de apeo 3.1, jácena de apeo, no es apta.
37
1.8.3.4 Jácenas metálicas
A continuación se presentan los resultados obtenidos de las comprobaciones de las jácenas metálicas.
Comprobación en ELU
Jácena 4.1
Jácena 4.2
Jácena 4.3
Jácena 4.4
Jácena 5
Jácena 6
Sección
2 IP-22
2 IP-22
2 IP-22
2 IP-22
2 IP-24
2 IP-20
Q
20.3 *
25
140
123
239
174
Luz
3.85
2.5
3.85
2.7
2.8
3.3
Msd
132.2
19.5
260
112.5
234
237
Mc,Rd
4013
591
7915
3411
4241
8336
α
0.59
4
0.3
0.7
0.57
0.29
Criterio
No apto
Apto
No apto
No apto
No apto
No apto
*: además de la carga repartida se considera una carga puntual de 130 kN a 2.8 m del apoyo.
q: carga repartida en kN/m
Msd: Momento flector máximo en kN.m
Mc,Rd: Resistencia de cálculo a flexión de la sección en KN·m
α: Coeficiente de comparación
Todas las jácenas metálicas comprobadas son de apeo a excepción de la jácena 4.2 En las
comprobaciones realizadas se observa que la única jácena apta es la jácena 4.2.
1.8.3.5 CONCLUSIONES
A partir de los cálculos y ensayos sobre los materiales pueden realizarse los siguientes comentarios.
1.8.3.5.1 Acerca de los materiales
1.8.3.5.1.1 MUROS DE FÁBRICA DE LADRILLO:
En las catas realizadas se observa gran variabilidad en las dimensiones de los ladrillos, concretamente en
su espesor. Para determinar la resistencia de los ladrillo se han ensayado tres muestras obteniendo las
siguientes tensiones de rotura: 22.69, 22.49 y 25.81 N/mm2 . En dos de los ladrillos se han obtenido
resultados prácticamente idénticos, 22.5 N/mm2, por lo tanto, adoptando un valor de resistencia estándar
del lado de la seguridad se ha optado por utilizar una resistencia del ladrillo 20 N/mm2.
Prácticamente en la totalidad de las catas realizadas, a excepción de las paredes de la planta cuarta, el
mortero no salta al rascarlo con un elemento metálico, adoptado en los cálculos la resistencia
correspondiente a un mortero M-40.
1.8.3.5.1.2 MADERA
Para determinar la especie de la madera se han enviado tres muestras a la Oficina de Investigación y
Transferencia de Tecnología (Biología animal, vegetal y ecológica) de la Universidad Autónoma de
38
Barcelona. Dos de las muestras ensayadas se corresponden con madera extraída de las viguetas, siendo la
tercera muestra representativa de las jácenas de madera. Según el informe presentado la madera utilizada
en las vigas y viguetas se ha identificado como pinus nigra (pino laricio).
Además de identificar la especie de la madera, se ha realizado una inspección visual, según la norma
UNE 56.544, para determinar la clase resistente de la madera. En la inspección visual realizada en vigas
de 17 cm de canto, y según los criterios explicados en el punto 1.8.2.3 acerca de los materiales, según la
norma, la madera se clasifica como C18.
1.8.3.5.1.3 ACERO
Se ha supuesto un límite elástico de 235 N/mm2 para las jácenas de acero laminado.
1.8.3.5.2 Acerca de las jácenas de madera
Se han detectado jácenas de madera en todos los forjados excepto el techo planta cuarta.
En los forjado techo planta primera, segunda y tercera, se encuentran cuatro jácenas de madera con una
sección 17x22 (jácenas tipo 1) y una jácena de sección 20x24 (jácena tipo 2). En las comprobaciones
realizadas se han obtenido los siguientes resultados:
1.
Ninguna de las cuatro jácenas tipo 1 cumplen con el estado límite último de solicitaciones normales.
Los coeficientes de comparación α obtenidos para las jácenas 1.1, 1.2, 1.3 y 1.4 alcanzan valores de
0.73, 0.83, 0.39 y 0.24 respectivamente. Por lo tanto, los resultados son insatisfactorios.
2.
Similar sucede con las jácena tipo 2, no se cumple el estado límite último de solicitaciones normales
obteniendo un coeficiente de comparación de 0.4.
3.
El resultado frente al estado límite último de flexión de las jácenas tipo 3 es insatisfactorio,
obteniendo un coeficiente de comparación de 0.22 en una de ellas. En este caso, la problemática se
agrava puesto que la jácena tipo 3 es una jácena de apeo de todas las plantas superiores, por lo tanto,
el fallo de la jácena implicaría el fallo de parte de los forjados superiores. Destacar que no se puede
aplicar el efecto arco (transformación de las fuerzas verticales causadas por la carga que soporta en
componentes inclinadas que las transmite a los apoyos laterales) y producir la descarga de las jácenas
transmitiendo las cargas directamente a los apoyos debido a que no se cumplen con las condiciones
necesarias para transmitir los esfuerzos horizontales.
Perpendicular a la jácena de apeo tipo 3 se encuentra una jácena de las mismas dimensiones pero que
únicamente recibe carga de un forjado. En las comprobaciones realizadas se ha obtenido un
coeficiente de seguridad satisfactorio pero que no es representativo de la realidad puesto que la
jácena está en muy mal estado de conservación. Probablemente, el pilar de ladrillo existente en el
39
centro de la jácena se realizó como parteluz (pilar de descarga) de la misma, siendo está una mala
solución puesto que no se ha reparado la viga, agravándose sus lesiones con el tiempo.
En conclusión, ninguna de las jácenas de madera cumple el estado límite último de tensiones
normales. Todos los coeficientes de comparación son inferiores a la unidad, incluso alguno de
ellos agotan los coeficientes de seguridad adoptado en las acciones y los materiales estando la
seguridad estructural muy comprometida.
1.8.3.5.3 Acerca de las jácenas metálicas originales
Se han detectado jácenas metálicas en los forjados techo planta baja y principal.
Las jácenas están formadas por dobles perfiles metálicos PN-20, PN-22 o PN-24.
4.
Se han detectado 4 jácenas formadas por perfiles PN-22 denominadas jácenas 4.1, 4.2, 4.3, y 4.4.
Todas las jácenas son de apeo, excepto la jácena tipo 4.2. En ninguna de las jácenas de apeo se
cumple con el estado límite último de solicitaciones normales, obteniendo coeficientes de
comparación entre 0.3 y 0.7. Igual que sucedía con las jácenas de madera los resultados obtenidos
comprometen la estabilidad de la estructura.
5.
La jácena 5 está formada por dos perfiles PN-24. Se trata de una jácena de apeo de todas las plantas
superiores. En las comprobaciones realizadas frente el estado límite último de tensiones normales se
ha obtenido un coeficiente de comparación de 0.57, muy inferior a la unidad.
6.
La jácenas 6 es una jácena de apeo y está formada por 2 perfiles PN-20. En las comprobaciones
realizadas se ha obtenido un coeficiente de comparación a flexión de 0.29, muy inferior a la unidad.
En conclusión, prácticamente la totalidad de los perfiles metálicos comprobados fallan frente el estado
límite último de tensiones normales. Destacar que la mayoría de los perfiles metálicos son jácenas de
apeo, comprometiendo la seguridad no solo de las plantas donde están los perfiles metálicos sino también
de las plantas superiores.
1.8.3.5.4 Acerca de los forjados metálicos
En el techo planta cuarta, se ha detectado un forjado unidireccional formado por viguetas metálicas en
doble T de canto 16. 5 cm, correspondiente al forjado realizado en la remonta de 1923.
Se ha comprobado el vano de mayor luz, 4.1 m, en estado límite último y estado límite de servicio
obteniendo resultados satisfactorios.
40
1.8.3.5.5 Acerca de los forjados de madera
Se han detectado dos tipologías de forjados de madera. La tipología 2 formado por viguetas vistas de
madera de dimensiones 15x20 y la tipología 3 formado por viguetas de madera de dimensiones 14x20
embebidas parcialmente en el forjado mediante bovedillas formadas por triples rasillas cerámicas.
1.8.3.5.5.1 FORJADO TIPO 2
Se encuentra en el techo planta tercera correspondiéndose con la antigua cubierta.
Se han realizado las comprobaciones en ELU y ELS del forjado de mayor luz, 4.1 m obteniendo
resultados satisfactorios en estado límite último y estado límite de servicio.
Los resultados obtenidos serían válidos considerando que las viguetas de madera estuvieran en un estado
de conservación adecuado. Durante las inspecciones se observó que el forjado está en un precario estado
de conservación habiendo perdido algunas de las viguetas gran parte de su capacidad resistente, haciendo
que los resultados obtenidos no sean válidos y siendo aconsejable la total sustitución del forjado.
1.8.3.5.5.2 FORJADO TIPO 3
Es el forjado tipo más representativo del edificio. Se han realizado las comprobaciones en ELU y ELS del
forjado de mayor luz, 4.1 m. Los resultados obtenidos son insatisfactorios obteniendo un coeficiente de
comparación de 0.67. Aceptando como válido un coeficiente de comparación de 0.9, la luz a caras libres
máxima admisibles sería de 3.35 m, en consecuencia, la mayoría de los forjados no son aptos frente el
estado límite último de tensiones normales. Además, según se indica en el punto 1.9, se han detectado
zonas donde las viguetas han perdido gran parte de su capacidad mecánica.
1.8.3.5.6 Acerca de los refuerzos existentes en los forjados
Básicamente se ha realizado dos tipos de refuerzos en los forjados unidireccionales de viguetas de
madera:
-
Refuerzo tipo 1: Sustitución de una vigueta del forjado por un perfil metálico IPN. Se considera un
refuerzo correcto para solucionar puntualmente una viga muy dañada.
-
Refuerzo tipo 2: El refuerzo observado consiste en colocar perfiles metálicos perpendiculares a la
directriz de las viguetas de madera, cerca de los apoyos. Este tipo de refuerzo no se considera un
refuerzo adecuado por los siguientes motivos:
-
No se solucionan los problemas de las viguetas de madera, dejando los extremos de las
mismas podridos por la acción de la humedad o atacados por xilófagos.
41
-
Muchas de las paredes de fábrica de ladrillo se encuentran en un gran estado de deterioro. Por
lo tanto, no se aconseja que las vigas metálicas utilizadas en el refuerzo de los forjados de
madera se apoyen en las paredes de fábrica de ladrillo, y aún menos directamente sobre la
fábrica como se observa en la mayoría de los apoyos.
Por lo tanto, el sistema de refuerzo en los forjados no se considera adecuado para solucionar el mal estado
de conservación de las viguetas de madera de los forjados.
1.8.3.5.7 RECOMENDACIONES
Del estudio realizado y basándose en las conclusiones expuestas en los apartados anteriores, se concluye
que debido al estado de deterioro de los elementos de madera y los bajos coeficientes de seguridad que se
han obtenido en las comprobaciones de cálculo realizadas en las forjados de madera de luces superiores a
3.35 m., en todas las jácenas de madera (en algunos casos coeficientes de comparación inferiores a 0.22),
en todos los perfiles metálicos de apeo de las plantas inferiores y en muchas de las paredes de fábrica de
ladrillo, la seguridad está seriamente amenazada. Por ello se recomienda la sustitución de toda la
estructura vertical y horizontal del edificio por una estructura que cumpla con unos coeficientes de
seguridad adecuados.
1.9 INSPECCION DE ELEMENTOS DE MADERA
1.9.1 Informe de las actividades de inspección
A continuación se detallarán los puntos mas destacados referentes a las actividades de inspección
realizadas en los forjados de madera según la normativa UNE-EN 335-1, UNE-EN 335-2, UNE-EN 336,
UNE-en 338 en el edificio sito C/ Ciudad nº 9 de Barcelona.
1.9.1.1 Inspección visual de la estructura
La inspección preliminar del edificio con estructura de madera puede realizarse con diferentes niveles de
intensidad. En general, lo más adecuado es realizar una primera fase de inspección general en la que se
establezcan las zonas y partes de la estructura a analizar, de modo que sean representativas del conjunto
de la estructura. Es importante y de gran ayuda la existencia de planos al menos a nivel de estructura. Esta
inspección previa varía en cada edificio, su altura, materiales empleados en las fachadas, facilidad de
acceso a la cubierta, forma de acceso al mismo, etc. Se marcarán los puntos donde deben realizarse un
análisis más profundo de la madera atendiendo, generalmente, a zonas húmedas o potencialmente
dañadas. Además se revisará el estado aparente de las fachadas, cubiertas y particiones interiores para
detectar signos de patología estructural. En una segunda fase se realiza la inspección de las zonas
marcadas anotando la patología encontrada y sus características. Este reconocimiento de la estructura se
dirige a valorar los daños producidos por los agentes xilófagos con el fin de evaluar la pérdida de sección
de las piezas afectadas y su repercusión en el comportamiento estructural. El reconocimiento también
42
puede incluir la obtención de muestras para la identificación de la especie de madera, la determinación de
su calidad y la geometría de la estructura con el fin de comprobar su capacidad portante.
1.9.1.2 Techo Planta Baja (Bar y Copistería). BAJO 1ª
a)
Se aprecia corrosión en los perfiles metálicos refuerzo del forjado de madera. La estructura de
madera, así como la estructura metálica no tienen protección pasiva contra el fuego.
b)
Muestras 1 y 2. No se observan ataques bióticos.
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
Muestra 2. No se observan ataques bióticos.
1.9.1.3 Techo Planta Baja (Troballes). BAJO 2ª
c)
La estructura de madera. Así como la estructura metálica no tienen protección pasiva contra el
fuego.
Muestra 3. No se observan ataques bióticos.
Muestra 3. No se observan ataques bióticos.
43
1.9.1.4 Techo Planta Principal 1ª y Principal A.
d)
La estructura de madera está podrida.
e)
Muestra 2. Se observan ataques bióticos.
Muestra 2. Se observan ataques bióticos.
f)
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
g)
Muestras 3. Se observan ataques bióticos.
Muestra 3. No se observan ataques bióticos.
44
1.9.1.5 Techo Planta Principal 2ª
h)
No se aprecian ataques bióticos.
i)
Se observan ataques bióticos en la estructura de madera.
1.9.1.6 Techo Planta Primera, Puerta 1ª
j)
Muestra 1. No se aprecian ataques bióticos.
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
k)
La estructura de madera está podrida en un 20%.
l)
Se observan grietas en la estructura de madera y ataques bióticos.
m)
Se observan ataques bióticos.
n)
Se observan ataques bióticos.
o)
No se observan ataques bióticos.
p)
No se aprecian ataques bióticos.
1.9.1.7 Techo Planta Primera, Puerta 2ª
q)
La estructura de madera está podrida en un 80%.
r)
Se observan ataques bióticos. La estructura de madera está podrida en un 20%.
s)
Se observan ataques bióticos.
t)
No se observan ataques bióticos.
u)
Se observan ataques bióticos.
45
v)
Muestra 1. Se observan ataques bióticos.
Muestra 1. Se observan ataques bióticos.
w)
Muestra 2. Se aprecian ataques bióticos.
Muestra 2. Se observan ataques bióticos.
1.9.1.8 Techo Planta Segunda, Puerta 1ª
x)
La estructura de madera está podrida en un 80%.
y)
Se aprecian ataques bióticos. Deformación longitudinal, pandeo.
z)
No se observan ataques bióticos. Grieta longitudinal.
1.9.1.9 Techo Planta Segunda, Puerta 2ª
aa)
La estructura de madera está podrida en un 80%.
bb)
Se observan ataques bióticos.
cc)
No se observan ataques bióticos.
46
dd)
Se observan ataques bióticos.
ee)
Se observan ataques bióticos.
ff)
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
Muestra 1. No se observan ataques bióticos.
gg)
La estructura de madera está podrida en un 20%.
1.9.1.10 Techo Planta Tercera, Puerta 2ª
hh)
Muestra 1. La estructura de madera está podrida en un 90%.
Muestra 1. Estructura de madera podrida en un 90%.
47
ii)
Muestra 2. La estructura de madera está podrida en un 60%.
Muestra 2. Estructura de madera podrida en un 60%.
jj)
Se observan ataques bióticos.
kk)
La estructura de madera está podrida en un 50%.
ll)
Se observan ataques bióticos.
mm)
Muestra 3. No se observan ataques bióticos.
Muestra 3. No se observan ataques bióticos.
nn)
La estructura de madera está podrida en un 80%.
oo)
Se aprecian ataques bióticos. Deformación longitudinal, pandeo.
48
1.9.1.11 Techo Planta Cuarta, Puerta 2ª
pp)
La estructura de madera está podrida en un 100%.
Muestra 1. Estructura de madera podrida en un 100%.
1.9.2 Conclusiones
A la vista de los resultados obtenidos se pueden resolver las siguientes conclusiones i explicaciones de las
posibles causas de las mismas:
Deformaciones: El techo de la Planta Segunda Puerta 1ª y Planta Tercera Puerta 1, las vigas de madera
tienen una flecha de aproximadamente 30mm.
Humedades: El apoyo de las vigas, lado fachada calle Ciudad, tienen humedad por filtraciones. Las vigas
están empotradas, no existe espacio suficiente para absorber los desplazamientos por dilatación
que se han producido en la madera.
Ataques bióticos: Una gran parte de la estructura horizontal de madera está dañada por el ataque de
agentes bióticos.
1.9.2.1 Deformaciones
Las flechas en vigas de madera suelen ser, por lo general, más apreciables a simple vista que en otros
sistemas constructivos. De todos modos, la madera se comporta muy bien cuando sobrepasa el límite
elástico por flexión, y acepta grandes deformaciones.
Lesiones en forjados por excesiva flecha.
La flexión de los forjados puede provocar diferentes tipos de fisuras y grietas en la tabiquería.
Las causas que provocan el fallo por flexión en los forjados son:
49
-Inexistencia de armadura transversal en la parte superior.
-Exceso de carga.
-Defectos de cálculo.
-Viguetas de luces excesivas.
Los forjados que se hallan sometidos a excesiva flexión presentan fisuras transversales en la zona central
de las viguetas, que ascienden verticalmente hasta la parte superior.
1.9.2.2 Humedades
Para solucionar las humedades por filtración en una fábrica de ladrillo la solución es hidrofugar,
rebajando un poco el mortero, limpiándolo para sanearlo y hidrofugándolo.
Hidrofugar una superficie es conseguir que el agua la moje con dificultad, mediante la transformación de
la tensión superficial y sin alterar la estética del material. Esta operación se realiza, normalmente, sobre
materiales porosos como ladrillo, piedra, etc.
Por lo tanto, conviene hidrofugar cuando:
-La superficie es vertical.
-Los materiales son porosos (ladrillo, piedra, etc.)
-No deseamos modificar la presencia ni las características (textura, color, transpirabilidad, etc.)
ni las propiedades mecánicas del material tratado.
1.9.2.3 Agentes nocivos de la madera
1.9.2.3.1 Agentes bióticos
La madera es notablemente resistente al daño biológico, pero existe un número de organismos que han
desarrollado la capacidad de utilizar la madera de una manera que altera sus características. Los
organismos que atacan la madera incluyen: bacterias, hongos, insectos. Algunos de estos organismos
utilizan la madera como fuente de alimento, mientras que otros la utilizan para el abrigo.
1.9.2.3.1.1 Requerimientos bióticos
Los agentes bióticos requieren ciertas condiciones para la supervivencia. Estos requisitos incluyen
humedad, oxígeno disponible, temperaturas convenientes, y una fuente adecuada de alimento, que
generalmente es la madera. Aunque el grado de dependencia de estos organismos varía entre diferentes
requerimientos, cada uno de estos deben estar presentes para que ocurra el deterioro. Cuando cualquier
organismo se remueve de la madera, ésta se asegura de los ataques bióticos.
50
1.9.2.3.1.1.1 La Humedad
Aunque se habla de la pudrición seca, el término es engañoso puesto que la madera debe contener agua
para que ocurran los ataques biológicos. El contenido de agua en la madera es un factor determinante e
importante de los tipos de organismos presentes que degradan la madera.
Generalmente, la madera bajo el punto de saturación de la fibra no se daña, aunque algunos hongos e
insectos especializados pueden atacar la madera en los niveles de humedad mucho más bajos.
La humedad en la madera responde a varios propósitos en el proceso de la pudrición. Hongos e insectos
requieren de muchos procesos metabólicos. Los hongos, también proporcionan un medio de difusión para
que las enzimas degraden la estructura de la madera. Cuando el agua entra en la madera, la
microestructura se hincha hasta alcanzar el punto de saturación de la fibra (sobre un 30% del contenido de
humedad en la madera). En este punto, el agua libre en las cavidades de las células de la madera, el hongo
puede comenzar a degradarla. La hinchazón asociada con el agua hace a la celulosa más accesible a las
enzimas de los hongos, aumentando la velocidad de pudrición de la madera. Además, la repetida
adherencia del agua, la sequedad o la continua exposición con la humedad pueden dar a lugar a una
lixiviación de los extractos tóxicos y de algunos preservantes de la madera, reduciendo la resistencia al
daño.
1.9.2.3.1.1.2 El oxígeno
Con la excepción de las bacterias anaeróbicas, todos los organismos requieren del oxígeno para su
respiración.
1.9.2.3.1.1.3 La temperatura
La mayoría de los organismos prospera en un rango óptimo de temperatura de 21 °C a 30 °C; sin
embargo, son capaces de sobrevivir sobre una considerable gama de temperatura. En temperaturas bajo 0
°C, el metabolismo de la mayoría de los organismos se retarda. Mientras que la temperatura suba por
encima de cero grados, ellos comienzan nuevamente a atacar la madera, pero la actividad se retarda
rápidamente mientras que la temperatura se acerca a 32 °C.
En temperaturas sobre 32 °C, el crecimiento de la mayoría de los organismos declina, aunque un cierto de
especies continúe extremadamente tolerante a prosperar hasta 40 °C. La mayoría de los organismos
mueren a la exposición prolongada sobre este nivel, y generalmente se acepta que en 75 minutos de
exposición a la temperatura de 65,6 °C todos los hongos que están establecidos en la madera decaen.
1.9.2.3.1.1.4 El alimento
La mayoría de los agentes bióticos que atacan la madera la usan como fuente de alimento. Cuando la
madera esta tratada con preservantes, la fuente de alimento se envenena, y la infección puede ocurrir
solamente donde el tratamiento está incorrecto. Si la madera expuesta es de una especie naturalmente
51
durable tendrá inicialmente cierto grado de resistencia al ataque, pero esta resistencia será reducida
rápidamente por el desgaste de la acción atmosférica y la lixiviación. Mantener un tratamiento
preservativo eficaz es esencial para prevenir el ataque biótico.
1.9.2.3.2 Tipos de agentes
El deterioro de la madera es un proceso que altera las características de ésta. En amplios términos, puede
ser atribuida a dos causas primarias:
agentes bióticos (que viven)
agentes físicos (que no viven).
En la mayoría de los casos, el deterioro de la madera es una serie continua, donde las acciones de
degradación son uno o más agentes que alteran las características de la madera al grado requerido para
que otros agentes ataquen.
1.9.2.3.2.1 Agentes bióticos del deterioro
1.9.2.3.2.1.1 Las bacterias
Las bacterias son pequeños organismos unicelulares que están entre los más comunes de la tierra. Se ha
demostrado recientemente que son importantes en la infección de la madera no tratada expuesta en
ambientes muy húmedos, causando aumento de la permeabilidad y ablandamiento en la superficie de la
madera. La desintegración bacteriana es normalmente un proceso extremadamente lento, pero puede
llegar a ser serio en situaciones donde la madera no tratada está sumergida por largos períodos. Muchas
bacterias son también capaces de degradar los preservantes pudiendo modificar la madera tratada de una
manera tal que ésta llegue a ser más susceptible químicamente a organismos que menos toleran. Aunque
la pérdida significativa de la resistencia puede desarrollarse en los restos de la madera no tratada saturada
por períodos muy largos, el decaimiento bacteriano no parece ser un peligro significativo en la madera
tratada a presión usada típicamente para la construcción.
1.9.2.3.2.1.2 Los hongos
Los hongos son simples organismos que utilizan la madera como fuente de alimento. Se mueven a través
de la madera como una red microscópica que crecen a través de los agujeros o directamente penetrando la
pared celular de la madera. Las Hifas producen las enzimas que degradan la celulosa, hemicelulosa, o
lignina que absorbe el material degradado para terminar el proceso de desintegración.
Una vez que el hongo obtiene una suficiente cantidad de energía de la madera, produce un cuerpo
fructífero sexual o asexual para distribuir las esporas reproductivas que pueden invadir otras maderas. Los
cuerpos fructíferos varían de las esporas unicelulares producidas al final de las hifas para elaborar cuerpos
52
fructíferos perennes que producen millones de esporas. Estas esporas son separadas extensamente por el
viento, los insectos, y otros medios que pueden ser encontrados en la mayoría de las superficies
expuestas. Consecuentemente, todas las estructuras de madera están conforme al ataque de los hongos
cuando la humedad y otros requisitos adecuados al crecimiento de los hongos estén presentes.
1.9.2.3.2.1.2.1 El hongo de la pudrición
La pudrición en la madera es causada normalmente por el hongo de la pudrición. Este hongo se agrupa en
tres amplias clases basadas en la forma del ataque y de la apariencia del material podrido. Los tres tipos
de hongo de la pudrición son: el hongo de la pudrición parda, el hongo de la pudrición blanca, y el hongo
de la pudrición suave.
Hongo de la pudrición parda, como el nombre lo indica, da a la madera un color parduzco. En etapas
avanzadas, la madera descompuesta es frágil y tiene numerosas líneas cruzadas, similar a un aspecto de
quemado. Las pudriciones pardas atacan sobre todo la celulosa y las fracciones de la hemicelulosa de la
pared celular de la madera y modifican la lignina residual, causando pérdidas del peso de casi el 70 por
ciento.
Debido que la celulosa proporciona la resistencia primaria a la pared celular, los hongos de la pudrición
parda causan pérdidas substanciales de resistencia en las primeras etapas de pudrición. En este punto, la
madera aparenta un daño leve y el hongo pueden haber quitado solamente 1 a 5 por ciento del peso de la
madera, pero algunas características de la resistencia pueden ser desminuidas hasta un 60 por ciento.
De los tres tipos del hongo de la pudrición, las pudriciones pardas están entre las más serias debido a su
patrón de ataque. Las enzimas producidas por estos hongos se desplazan o propagan lejos del punto donde
las hifas del hongo están creciendo. Consecuentemente, la pérdida de resistencia en la madera puede
ampliar una distancia substancial de las localizaciones en donde la pudrición puede ser detectada
visiblemente.
Pudrición blanca producida por el hongo de la pudrición, se asemeja al aspecto normal de la madera,
pero puede ser tan blanquecino o ligero en color con rayas oscuras. En las etapas avanzadas de la
pudrición, la madera infectada tiene una textura suave distinta, y las fibras individuales se pueden
desprender de la madera. Las pudriciones blancas diferencian de pudriciones pardas, en la que atacan los
tres componentes de la pared celular de la madera, causando pérdida del peso de hasta 97 por ciento. En
la mayoría de los casos, la pérdida asociada de resistencia es aproximadamente comparable a la pérdida
del peso. Las enzimas producidas por el hongo de la pudrición blanca normalmente permanecen cerradas
para el crecimiento de las hifas, y los efectos de la infección no son sensibles en las etapas tempranas de
la pudrición.
Hongo de la pudrición suave es un grupo más recientemente reconocido que restringe su ataque a la
superficie externa de la madera. Atacan típicamente a la madera muy húmeda, producida por las
condiciones cambiantes de humedad, el ataque también puede ocurrir con poco oxígeno o en ambientes
53
que inhiben el hongo de la pudrición. Los hongos de la pudrición suave no se asocian normalmente a
pérdidas significativas de la resistencia en los componentes de una estructura. Para propósitos
descriptivos, el grado de daño en la madera se puede clasificar en tres etapas: incipiente, intermedia, y
avanzado. El daño incipiente ocurre en el margen en que la infección avanza a nuevas partes, donde es
difícil de detectar el daño porque no hay muestras visibles del ataque. Los cambios significativos en las
características de la madera pueden ocurrir en las etapas incipientes. Mientras que el daño que incorpora
la etapa intermedia, la madera se ablanda, se descolora, y se conserva poco.
1.9.2.3.2.1.3 Las termitas
Existen 2.000 especies de termitas que se distribuyen en áreas donde el promedio anual de temperatura es
de 10 °C o superior. En algunos casos, las termitas prolongan su progresión en climas más frescos
viviendo en estructuras cálidas hechas por el hombre. Atacan la mayoría de las especies de madera. Como
todas las criaturas, las termitas tienen ciertos requisitos, incluyendo la madera de un alto contenido de
humedad, una fuente conveniente de alimento, un alto nivel de dióxido de carbono, y el oxígeno. Las
colonias de termitas se extienden en cantidad desde hasta un millón o más. Los daños en la madera por
estos insectos, son largos túneles lisos que están libres de aserrín o de restos.
1.9.2.3.2.2 Agentes físicos del deterioro
Aunque el deterioro de la madera se ve tradicionalmente como proceso biológico, la madera se puede
también degradar por los agentes físicos. Los agentes son generalmente de actuar lento, pero pueden
llegar a ser absolutamente serios en localizaciones específicas. Los agentes físicos incluyen abrasión
mecánica o impacto, luz ultravioleta, subproductos de corrosión del metal, y ácidos o bases fuertes. El
daño por los agentes físicos se puede confundir por ataque biótico, pero la carencia de muestras visibles
de los hongos, insectos, o perforadores marinos, más el aspecto general de la madera, puede advertir al
inspector por la naturaleza del daño. Aunque destructivo en sus derechos propios, los agentes físicos
pueden también dañar el tratamiento de preservación, y exponer a la madera no tratada al ataque de los
agentes bióticos.
1.9.2.3.2.2.1 La corrosión
La degradación de la madera por la corrosión, frecuentemente se pasa por alto como una causa de
deterioro de una estructura. Este tipo de degradación puede ser revelador en algunas situaciones,
particularmente en ambientes marinos donde las células galvánicas del agua salada forman y acelera la
corrosión. La degradación comienza cuando la humedad en la madera reacciona con el hierro en un
mecanismo de unión, lanzando iones férricos alternadamente, deteriorando la pared celular de la madera.
Mientras que progresa la corrosión, el mecanismo de unión se convierte en una pila electrolítica con un
extremo ácido (ánodo) y un extremo alcalino (cátodo). Aunque las condiciones del cátodo no son severas,
la acidez del ánodo causa la hidrólisis de la celulosa y reduce seriamente la resistencia de la madera en la
zona afectada. La madera atacada de esta manera es a menudo oscura y se presenta suave. En muchas
54
especies de maderas, la descoloración también ocurre donde el metal entra en contacto con el corazón de
ésta.
Además del deterioro causada por la corrosión, las alta condiciones de humedad asociadas a este daño
pueden favorecer inicialmente el desarrollo del hongo de pudrición. Como progresa la corrosión, la
toxicidad de los iones del metal y el pH bajo en la madera, elimina eventualmente los hongos de la zona
afectada, aunque la pudrición puede continuar a una cierta distancia del mecanismo de unión. El efecto de
la corrosión del metal en la madera puede ser limitado usando uniones galvanizadas o de un material que
no sea metálico.
1.9.2.3.2.2.2 La degradación química
En casos aislados, la presencia de fuertes ácidos o bases pueden causar daño substancial a la madera. Las
bases fuertes atacan la hemicelulosa y la lignina, saliendo de la madera un color blanco descolorado. Los
fuertes ácidos atacan la celulosa y la hemicelulosa, causando pérdidas de peso y de resistencia. La madera
dañada por el ácido es de color oscuro y su aspecto es similar a la de la madera dañada por el fuego. Los
fuertes productos químicos no entrarán en contacto normalmente con un puente de madera a menos que
ocurran derrames accidentales.
1.9.3 Recomendaciones
Por cuanto se refiere a la eventual reparación y saneado el estado actual, el estado geométrico en que ha
quedado la madera; deformaciones, grietas, ataques bióticos, humedad, impide una satisfactoria
recuperación de las vigas actualmente colocadas, es inviable un tratamiento de reparación y
nivelado del suelo.
Recomendaciones de los daños:
1º.
La solución más efectiva es la sustitución de todo el material dañado y nueva colocación en
plantas tercera y cuarta.
2º.
Saneado y sustitución de los apoyos, eliminando las zonas de vigas podridas, en plantas
inferiores.
3º.
Posterior tratamiento de las vigas de madera, consistente en decapado de impurezas externas que
favorecen los ataques bióticos. La estructura de madera a la vista, debe tener un tratamiento de
protección pasiva contra el fuego.
1º.
La estructura de madera altillos bar y copistería es recomendable la protección pasiva contra el
fuego.
55
1.9.4 Protección pasiva contra incendios
Para establecer el tipo de protección pasiva adecuado deberemos seguir una serie de criterios según marca
la normativa de EC5.
1.9.4.1 Durabilidad natural e impregnabilidad
La duraminización son transformaciones químicas y anatómicas naturales en el interior del tronco que
protegen la madera:
- Por obturación total o parcial de los tejidos.
-
Por sus impregnaciones con valor antiséptico.
La impregnabilidad afecta a la profundidad alcanzable por los tratamientos de protección y depende de la
especie.
1.9.4.2 Tipo de protección
Según la tabla de tipos de protecciones del EC5 para nuestro caso elegiremos el nivel 2 (bajo cubierta,
riesgo de humedad) la cual nos marca un tipo de protección superficial frente a agentes bióticos que se
corresponde con la clase de penetración P2 según UNE-EN 351-1 y un riesgo especial medio a tener en
cuenta ya que el riesgo especial es para intervenciones en edificios donde se hayan detectado ataques
previos tal como dice la tabla anterior.
56
1.9.4.3 Métodos y productos
Según la tabla anterior podemos utilizar un tipo de protección superficial y para este tipo de protección,
podemos utilizar productos del tipo hidrodispersables, hidrosolubles y en disolventes orgánicos.
1.9.4.4 Medidas constructivas
Finalmente tenemos medidas contractivas a la hora de una protección contra el fuego como:
- tener una humedad adecuada (limitada al 20-22% para dificultar los ataques bióticos),
-favorecer la ventilación
-proteger de la lluvia (cubiertas y aleros)
1.10 Comprobaciones de cálculo
1.10.1 Estados Límites
La función estructural de un sistema de piso es transmitir las cargas verticales hacia los apoyos que a su
vez las bajan hasta la cimentación. Es casi siempre necesario que cumpla además la función de conectar
los elementos verticales y distribuir entre ellos las cargas horizontales, para lo cual debe formar un
diafragma con alta rigidez en su plano. Por ser los de piso sistemas planos, las cargas verticales
introducen momentos flexionantes importantes, lo que hace críticos los problemas de flechas y
vibraciones; de manera que el espesor y las características que definen la rigidez del sistema de piso están
regidos generalmente por el cumplimiento de estados límite de servicio.
57
Considerando finalmente y contrariamente a las hipótesis de la Resistencia de Materiales que las cargas
no están exactamente centradas ni los pilares verticales, que las vigas no son iguales ni rectilíneas, que las
solicitaciones no están necesariamente aplicadas en los planos principales de inercia, podemos tener la
certeza que durante la vida de una estructura, ésta, estará sometida a unas solicitaciones superiores a las
tomadas en cuenta en los cálculos.
Para garantizar la seguridad de una construcción, son posibles dos tipos de cálculo:
Determinista.- Cálculo de las “tensiones admisibles” en el que se ha de verificar que la tensión de servicio
es inferior a una fracción de la tensión última del material.
Probabilista,- Cálculo del “estado último” en el que se verifica que la tensión de servicio ponderada es
inferior a la tensión última del material. Éste método introduce coeficientes de ponderación variables, o
sea, aleatorios.
Parece ser que la tendencia actual a seguir en los reglamentos y normas en curso de elaboración es de
aplicar métodos de cálculo “semi-probabilistas” este es el caso del Eurocódigo 3.
Los estados límites son aquellos a partir de los cuales la estructura no cumple los requisitos de
comportamiento del proyecto.
Las condiciones de estados límites se clasifican en:
1.10.1.1 E.L.U: Estados Límites Últimos
Los ELU son aquellos asociados a la rotura de una estructura o a otros tipos de fallo, que ponen en peligro
la seguridad de las personas.
Corresponde a un caso de carga excepcional, por ejemplo: nieve, viento…, para la cual la estabilidad de
la estructura debe estar garantizada.
Un ELU se manifiesta por una pérdida de equilibrio, una inestabilidad de forma, ruptura de algún
elemento, deformación plástica exagerada… o sea, el colapso, ruina o ruptura estructural y sus estados
previos.
Se ha de garantizar:
-
Estabilidad al vuelco y deslizamiento.
-
Fallo de la sección, pieza o unión.
-
Transformación de la estructura en un mecanismo.
58
-
Inestabilidad local, de pieza o conjunto.
-
Rotura por fatiga.
1.10.1.2 E.L.S: Estados Límites de Servicio
Corres a estados a partir de los que no se cumplen los criterios de utilización especificados.
-
Corrimientos o flechas que afecten el aspecto estético o uso funcional de la estructura
(incluyendo el mal funcionamiento de máquinas y servicios) o causan daño a los remates o elementos no
estructurales.
-
Vibraciones que causan incomodidad a las personas, daños al edificio o sus contenidos o limita
su efectividad funcional.
1.10.1.3 Forjados unidireccionales metálicos
Iy =
1
⋅ 0.75 ⋅ (16.5 − 2 ⋅ 0.8) 3 + 2 ⋅ 5 ⋅ 0.8 ⋅ (8.25 − 0.4) 2 = 699.16cm 4
12
59
Wy :
699
Iy
=
= 84.81cm 3
y
8.25
2
q = 1.35 ⋅ (0.17 + 0.1) + 1.5 ⋅ (0.3 + 0.1) = 0.9645t / m 2
Comprobación en ELU
Msd =
p ⋅ l 2 (0.96 ⋅ 0.6) ⋅ 4.12
=
= 12.1KN ⋅ m
8
8
Mc, Rd =
Wely ⋅ fy
γ
=
84.81 ⋅10 3 ⋅ 235
= 18.11KN ⋅ m
1.1
Msd ≤ Mc, Rd → 12.1KN ⋅ m ≤ 18.11KN ⋅ m → α =
Vsd =
p ⋅ l (0.96 ⋅ 0.6) ⋅ 4.1
=
= 1.18 KN
2
2
18.11
= 1.49 ⇒ APTO
12.1
Vsd ≤ 0.275 ⋅ ∆vz ⋅ fy → Vsd ≤ 0.275 ⋅ 7.64 ⋅ 10 2 ⋅ 235 → 1.18 ≤ 49.37 → despreciable
Forjado Vano máx
Sección
Doble T
H
16.5
Q
5
Luz
4.1
Msd
12.1
Mc,Rd
18.11
α
1.49
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Msd: Momento flector máximo en kN.m
Mc,Rd: Resistencia de cálculo a flexión de la sección en KN.m
α: Coeficiente de comparación
Comprobación en ELS
 0.96 ⋅ 0.6 
4
5⋅
 ⋅ 4 .1
5⋅ p ⋅l
 1 .5 
f max =
=
= 9.67 ⋅ 10 −3 m = 0.96cm
7
−8
384 ⋅ E ⋅ I 384 ⋅ 2.1 ⋅ 10 ⋅ 699 ⋅10
4
f ≤
l
410
=
= 1.64cm
250 250
α=
1.64
= 1.7 ⇒ APTO
0.96
60
Forjado Vano máx
Sección
Doble T
H
16.5
Q
3
Luz
4.1
fmax
0.96
fadm
1.64
α
1.7
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
fmax: Flecha máxima en cm
fadm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
1.10.1.4 Forjados unidireccionales de madera
Comprobación en ELU
α=
fmd 9.69
=
= 1.53
τd
6.33
τd =
Md 6.33 ⋅10 3
=
= 6.33 N / mm2
W
1000
fm
 = 0.7 ⋅  18  = 9.69 N / mm 2
fmd = K mod⋅  K
 
γ M 

 1 .3 
lm =
Md
6.33 ⋅10 3
≤1→
≤ 1 → 0.65 ≤ 1
W ⋅ fmd
1000 ⋅ 9.6
W=
b ⋅ h 2 15 ⋅ 20 2
=
= 1000cm 3
6
6
Md = 1.35 ⋅
0.9 ⋅ 4.12
1.2 ⋅ 4.12
+ 1 .5 ⋅
= 6.33KN .m
8
8
fmd= Resistencia de calculo admisible.
K mod = Clase1(larga duración):0.7
γM =
ELU ELS
,
1 .3 1 .0
fmK = Resistencia característica de la madera
C18Flexión 18N/mm2(fmk)
2
Cortante2N/ mm (fvk)
Carga permanente:1.5KN/ m2
Sobrecarga de uso(duración media): 2KN/ m2
Carga permanente:1.5*0.6=0.9KN/m
Sobrecarga de uso:2*0.6=1.2KN/m
61
Comprobación en ELU
Forjado Vano máx
Sección
15x20
H
20
q
1.8
Luz a ejes
4.1
σd
6.33
Md
6.3
f md
9.69
α
1.53
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
Md: Momento flector máximo en kN.m
σd: tenxión máxima de cálculo en N/mm2
fmd: tenxión admisible en N/mm2
α: Coeficiente de comparación
Qd = 1.35 ⋅
0 .9 ⋅ 4 .1
1 .2 ⋅ 4 .1
+ 1 .5 ⋅
= 6.18 KN
2
2
fvd = K mod⋅
lv =
fvk
γM
= 0 .7 ⋅
2
= 1.07 N / mm 2
1 .3
1.5 ⋅ Qd
1.5 ⋅ 6.18
≤1→
= 1 ⇒ 0.028 ≤ 1
b ⋅ h ⋅ fvd
15 ⋅ 20 ⋅ 1.07
Comprobación en ELS
Md =
p ⋅l 2
Md ⋅ 8
6.33 ⋅ 10 3 ⋅ 8
→ p= 2 →p=
= 0.30 KN / m
8
l
410 2
 0.30 ⋅ 0.6 
4
5⋅
 ⋅ 4 .1
5⋅ p ⋅l
1 .5 
f max =
= 
= 4.08 ⋅ 10 −3 m = 0.408cm
3
384 ⋅ E ⋅ I 384 ⋅ 90000 ⋅15 ⋅ 20
4
f ≤
l
410
=
= 2.05cm
200 200
α=
2.05
= 5.02 ⇒ APTO
0.408
Forjado Vano máx
Sección
15x20
H
20
Q
1.2
Luz a ejes
4.1
fmax
0.4
f adm
2.05
α
5.02
Criterio
Apto
q: carga repartida en kN/m
h: Canto de la sección de acero en mm
f max: Flecha máxima en cm
f adm : Flecha admisible en cm
α: Coeficiente de comparación
62
1.11 Ensayo de materiales
1.11.1 Identificación de tres fragmentos de madera
Muestra nº 1
La muestra estudiada es un fragmento en buen estado de conservación. La observación
macroscópica pone en relieve, características típicas de las coníferas.
A partir del tratamiento de la muestra i con preparación histológica hecha se pudieron determinar los
caracteres microscópicos:
A nivel transversal se observan los elementos conductores con sección poligonal y un diámetro entre 30 y
40 micras. Se observan canales resiníferos preferentemente en la zona de paso de la madera de primavera
a la de otoño.
A nivel longitudinal se observan las traqueadas con punteadas aureoladas en una sola fila. Los radios
medulares son uniseriados con una altura aproximada de 8 células y de traqueidas dentadas, con dientes
concrescentes marginales.
Las punteaduras de los campos de cruce son en forma de ventana i presentan dos hileras. En el corte
longitudinal radial se pueden observar canales resiníferos de poca altura.
Todas estas características son determinantes de la especie: Pinus Nigra.
Muestra nº 2
La muestra estudiada es un fragmento en buen estado de conservación. La observación
macroscópica pone en relieve, características típicas de las coníferas.
A partir del tratamiento de la muestra i con preparación histológica hecha se pudieron determinar los
caracteres microscópicos:
A nivel transversal se observan los elementos conductores con sección poligonal y un diámetro entre 35 y
40 micras. Se observan canales resiníferos preferentemente en la zona de la madera de otoño.
A nivel longitudinal se observan las traqueadas con punteadas aureoladas en una sola fila. Los radios
medulares son uniseriados con una altura aproximada de 10 a 12 células y de traqueidas dentadas, con
dientes concrescentes marginales.
Las punteaduras de los campos de cruce son en forma de ventana un poco ovalada y presentan dos hileras.
En el corte longitudinal radial se pueden observar canales resiníferos de poca altura.
Todas estas características son determinantes de la especie: Pinus Nigra.
63
Muestra nº 3
No ha sido estudiada a nivel histológico. Aun que si se observaron las tres zonas
correspondientes a la sección transversal i radial bajo la lupa 40X.
Las características observadas se aproximan mucho a los caracteres aludidos en las dos muestras
anteriores y nos hace creer que se trata de la misma especie.
1.11.2 Ensayos de elementos resistentes de obra de fábrica
Habiendo recibido tres muestras de ladrillos macizos, correspondientes a un edificio sito en la c/
Ciudad 9, las tres muestras están referenciadas a las tres plantas respectivamente. Aunque la muestra no
se considera suficientemente representativa se siguen las prescripciones de la normativa de ensayos para
elementos resistentes de obra de fábrica, en lo referente al tratamiento de las muestras. De las tres
muestras se obtienen siete probetas sobre las que se ha ejecutado el ensayo con los siguientes resultados:
Primera muestra: 1ª planta
Probeta
Tamaño (mm)
Carga (N)
Tensión (N/mm2)
1.1
90*90
187.500
23,15
1.2
90*90
198.900
24,56
1.3
90*90
165.000
20,37
Media
22,69
Segunda muestra: 2ª planta
Probeta
Tamaño (mm)
Carga (N)
Tensión (N/mm2)
2.1
88*88
199.900
25,81
2.2
88*88
199.900
25,81
Media
25,81
La rotura de esta muestra se produce fuera de escala 200.000 N y por debajo de 203.500 N, carga máxima
real de la máquina. Esto implica un error menor del 1,8% a favor de la seguridad.
Tercera muestra: 3ª planta
Probeta
Tamaño (mm)
Carga (N)
Tensión (N/mm2)
3.1
88*88
150.000
19,37
3.2
86*90
198.300
25,62
Media
22,49
64
1.12 Anexos
1.12.1 Bibliografía
-
EN 1993 Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero.
-
EN 1993 Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera.
-
EN 1993 Eurocódigo 6: Proyecto de estructuras de mampostería.
-
UNE EN 56544 “Clasificación Visual de la madera aserrada para uso estructural”.
-
CTE SE M “Codigo Técnico de la Edificación, Seguridad Estructural, Madera”
-
“Patología de la Construcción.”
Friedrich Eichler.
Ed. Blume-Labor
-
“Patología de las cimentaciones”
F. Mañá
Ed. Blume
-
Apuntes de la asignatura de “Patología de la construcción”
-
“Apuntes de construcción en madera”
Grupo de investigación en estructuras de madera.
Universidad de Valladolid.
-
www.codigotecnico.org
-
http: //www.uva.es/maderas
65
1.12.2 Tablas
Tabla 2.1 Peso específico de materiales de construcción.
Tabla 2.2 Características de materiales almacenables.
66
Tabla 2.3 Peso específico de líquidos.
Tabla 2.4 Peso de fábricas y macizos.
Tabla 2.5 Peso elementos constructivos.
67
Tabla 2.5 Peso elementos constructivos (continuación).
68
Especificaciones para la clasificación de piezas de sección rectangular con anchura b>70 mm.
Tabla b-1. Asignación de las combinaciones especie-calidad a clases resistentes para piezas de madera
con sección rectangular con espesor b>70mm. (MEG)
69
Tabla 3.1 Valores del límite elástico.
70
71
72
73
74
75
76
77
2 PLIEGO DE CONDICIONES
2.1 Acciones permanentes
Respecto la carga de acciones permanentes se ha adoptado la correspondiente referente a la tabla 2.5,
peso elementos constructivos según el CTE-SE-AE (Código Técnico de la edificación-Seguridad
Estructural-Acciones en la edificación).
2.1.1 Peso propio
El peso propio a tener en cuenta es el de los elementos estructurales, los cerramientos y elementos
separadores, la tabiquería, todo tipo de carpinterías, revestimientos (como pavimentos, guarnecidos,
enlucidos, falsos techos), rellenos (como los de tierras) y equipo fijo.
El valor característico del peso propio de los elementos constructivos, se determinará, en general,
como su valor medio obtenido a partir de las dimensiones nominales y de los pesos específicos
medios.
En general, en viviendas bastará considerar como peso propio de la tabiquería una carga de 1,0 kN
por cada m2 de superficie construida. Si se procede por medición directa del peso de la tabiquería
proyectada, deberán considerarse las alteraciones y modificaciones que sean razonables en la vida del
edificio.
El peso de las fachadas y elementos de compartimentación pesados, tratados como acción local, se
asignará como carga a aquellos elementos que inequívocamente vayan a soportarlos, teniendo en
cuenta, en su caso, la posibilidad de reparto a elementos adyacentes y los efectos de arcos de descarga.
En caso de continuidad con plantas inferiores, debe considerarse, del lado de la seguridad
del elemento, que la totalidad de su peso gravita sobre sí mismo.
2.1.2 Acciones del terreno
Las acciones derivadas del empuje del terreno, tanto las procedentes de su peso como de otras
acciones que actúan sobre él, o las acciones debidas a sus desplazamientos y deformaciones, se
evalúan y tratan según establece el DB-SE-C.
Documento Básico SE-AE Acciones en la edificación
SE-AE 5
2.2 Acciones variables
Respecto la carga de acciones variables se ha adoptado la correspondiente a oficinas públicas, i a
accesible sólo para conservación respectivamente, según la tabla 3.1 de sobrecargas de uso de la norma
CTE-SE-AE.
78
2.2.1 Sobrecarga de uso
La sobrecarga de uso es el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio por razón de su uso.
La sobrecarga de uso debida a equipos pesados, o a la acumulación de materiales en bibliotecas,
almacenes o industrias, no está recogida en los valores contemplados en este Documento Básico,
debiendo determinarse de acuerdo con los valores del suministrador o las exigencias de la propiedad.
2.2.2 Valores de la sobrecarga
Por lo general, los efectos de la sobrecarga de uso pueden simularse por la aplicación de una carga
distribuida uniformemente. Los valores característicos incluyen tanto los efectos derivados del uso
normal, personas, mobiliario, enseres, mercancías habituales, contenido de los conductos, maquinaria y
en su caso vehículos, así como las derivadas de la utilización poco habitual, como acumulación de
personas, o de mobiliario con ocasión de un traslado.
Asimismo, para comprobaciones locales de capacidad portante, debe considerase una carga concentrada
actuando en cualquier punto de la zona. Dicha carga se considerará actuando simultáneamente con la
sobrecarga uniformemente distribuida en las zonas de uso de tráfico y aparcamiento de vehículos ligeros,
y de forma independiente y no simultánea con ella en el resto de los casos.
Dichas carga concentrada se considerará aplicadas sobre el pavimento acabado en una superficie
cuadrada de 200 mm en zonas uso de de tráfico y aparcamiento y de 50 mm de lado en el resto de
los casos.
2.3 Clase resistente de la madera
Además de identificar la especie de la madera, se ha realizado una inspección visual, según la norma
UNE 56.544, para determinar la clase resistente de la madera.
En la tabla b.1 de la normativa UNE 56 544 se incluyen las asignaciones para los pinos insignis (PNRD),
silvestre (PNSY) y laricio (PNNL) correspondiente a la madera de sector rectangular cuya espesor sea
superior a 70mm. Estos valores no están incluidos en la norma UNE EN 1912. Estas asignaciones han
sido obtenidas a partir de ensayos de piezas con secciones transversales entre 150*200 y 200*250mm.
79
2.4 Acero estructural
En el cálculo de la estructura metálica se ha considerado un límite elástico del acero de 235 N/mm2,
según la tabla 4.1 de características mecánicas de los aceros del EC3.
Esta parte de la norma ENV 1993 Eurocódigo 3 contempla el cálculo de estructuras fabricadas con acero
según la norma de referencia 1.
Siempre que se disponga de los datos adecuados para justificar la aplicación de las reglas de cálculo y
ejecución correspondiente, éstas se podrían aplicar para otros aceros estructurales.
En la tabla 3.1 de l EC3 se dan los valores nominales del límite elástico fy y la resistencia última a
tracción fu de aceros laminados en caliente.
3 PRESUPUESTO
3.1 OBJETO Y ALCANCE DE ESTA PROPUESTA
El objeto de esta propuesta es valorar las actividades a realizar para determinar el grado de deterioro que
presentan los forjados compuestos por viguetas y vigas de madera y las paredes de fábrica de ladrillo del
edificio sito en c/ Ciudad, 9 de Barcelona. Además, se determinarán los procedimientos de reparación y/o
refuerzo más adecuados sobre aquellos elementos que el estudio estime que no pueden ser aceptados en
su estado actual.
3.2 DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS REALIZADOSY VALORACIÓN
ECONÓMICA.
La relación de actividades que se han realizado es la siguiente:
• Inspección visual de la totalidad del edificio con el fin de detectar posibles síntomas de un
funcionamiento anómalo del mismo e identificar las zonas de actuación. Se elaborará un Plan de
Abertura de Catas para verificar el estado de los forjados. Para ello, se dividirá el forjado en zonas
húmedas y zonas secas, realizándose una serie de catas en cada zona que permite clasificarla como
aceptable o no.
Para la realización de esta inspección es necesario que se eliminen la totalidad de los falsos techos
en las zonas húmedas (cocinas, baños,…) y gran parte del resto de los forjados.
• Inspección visual de las viguetas de madera y toma de datos de las catas realizadas.
80
• Inspección visual de las vigas de madera y toma de datos de las catas realizadas.
• Levantamiento geométrico de los forjados y paredes de fábrica de ladrillo.
• Ensayos de laboratorio para determinar las características resistentes de los ladrillos.
• Comprobaciones de cálculo.
• Estudio del sistema de refuerzo, en caso de ser necesario, de la estructura vertical y horizontal.
• Redacción del informe final, adjuntando los resultados de las inspecciones realizadas, las
comprobaciones de cálculo y los sistemas de refuerzo.
La mano de obra y los medios necesarios para la realización de catas será a cuenta del cliente, así como
los medios auxiliares para acceder a los puntos de inspección y el material de reposición de las catas.
El precio de estos trabajos asciende a 6150 euros (IVA aparte).
81