nss esuu e ube e ns e Unes Lb e arragna 4.6 fig. 4.14

Análisis estructural de la Cubierta de Cocinas de la Universidad Laboral de Tarragona

Universitat Politècnica De València Trabajo Final de Grado: Cristina Baldanta Callejo

4.6

fig.4.14.alzadopatiodeservicio

fig.4.15.seccióntransversal

fig.4.18.alzadopatiodeoficio

fig.4.16.secciónlongitudinal fig.4.17.secciónaccesosdeservicio

fig.4.20. vistainteriorpabellónfig.4.19.vistainteriorcubierta



4.7

4.2. ESTRUCTURA Y CONSTRUCCIÓN

4.2.1. ESTRUCTURA DEL PROYECTO

La cubrición de la cocina de la Universidad laboralde Tarragona se resuelve en su totalidad pormedio deuna estructura de hormigón, que debe su interés a susingularidad,asuformayalasdimensionesdelamisma,puessecubreunaamplialuzconundelgadoespesor.

Encuantoalageometría,elespacioacubrirerade57,6metrosdefachadapor19,4metros(20aproximadamente)deprofundidad.(fig.4.21.)

Laestructuradecubricióndelpabellónpuededividirseendistintoselementosquesedescribenacontinuación:

Láminas Triangulares planas:

Dichoselementosprincipalesadoptandosposiblesinclinacionesyposeenúnicamente12centímetrosdeespesor.Torrojadefinecomoelementoprincipal“el conjunto de cuatro faldones consecutivos de 19,13 metros de luz teórica, es decir, salvando la menor de las distancias de la nave rectangular que cubre”.

Esteelementoprincipal llegaa repetirsehasta12vecesenelpatiodeoficios, ytieneunadimensiónde4,80metros,coincidiendoconladistanciaentrepilaresdefachada,mientrasqueenelencuentroconelmuro,elmódulosereducealamitad,teniendounadimensiónde2,40metros.(fig.4.23.-4.24.)

fig.4.21. Axonometríadelproyecto

fig.4.22.secciónlongitudinalA-A’

fig.4.23.alzadolongitudinal


4.8AnálisisestructuralComedorUniversidadLaboraldeTarragona

Laformaydimensionesdelaseccióntransversaldeesteconjuntodecuatrofaldones,varíaconladistanciaalosapoyosen fachada,debidoalmayoromenordesarrollodecada faldón.Noobstante,eláreapermanececonstante,conunvalorde0,77664m2segúnindicaEduardoTorrojaenlosCálculos justificativos. (fig.4.25.). Tambiénsedefinenlascaracterísticasgeométricasdelelementoprincipal,siendoelpunto0dondesecortandoscumbrerashorizontalesconsecutivasyquesuponeunpuntoencomúnentreloscuatrofaldonesdecadaelemento.(fig.4.26.)

Pórticos de apoyo:

Porestesegundoconjuntodeelementos,Torrojaserefierea“los triángulos que, sobre las fachadas, reciben el peso de los elementos triangulares de cubierta” (fig.4.29.). Reduciendoestaspiezasasusejes,lalongituddecadaunadeellas,decadamódulo,esde3,58metros.laproyecciónenplantaesde2,35metrosylaproyecciónenelalzadode2,70metros(fig.4.27.)

Elcantoenelvérticesuperioresde0,80metrosysuanchoesde0,35metros.Enlosextremosopuestoaestevértice,elcantoesde0,40metrosysuanchode0,25metros.Untiranteunelosextremosinferioresdedichotriángulo,amododebase,queimpidequeseabraelvérticesuperioryquecolaboraráensuresistencia.(fig.4.31.)

fig.4.26. esquemaláminasfig.4.25. métricadelosfaldones

fig.4.24. semiplantadecubierta



4.9

fig.4.29.seccióntransversalb-b’

fig.4.30.seccionesdedetallesI,II,III y IV

fig.4.31.secciónlongitudinal-fachadaalpatiodeoficio

fig.4.27.esquemapórticodeapoyo fig.4.28.detalles1 y2.pórticodeapoyo



4.10

Vigas de borde y carreras sobre los muros:

Elementoslinealesdedirectrizquebradaqueapoyanentrespuntosintermediosydospuntosextremos,sobrecadatesterodepiedra.Estastienenunasecciónde0,45x0,5metrosyapoyansobreelmurodepiedrade0,6metrosdeancho.Dichasvigassonelementosdebordemásrígidosquelapropialáminaqueapoyasobreellas,conlaintencióndeabsorberlaflexiónytorsiónintroducidasporlasláminasdeborde.(fig.4.32.)

Launiónentrelasvigaslateralesylasláminasdehormigónseresuelvencomoseindicanenlossiguientesdetalles.TambiénseaportanseccioneslongitudinalesytransversalesdelasláminasqueindicanelarmadodispuestoparaéstassegúndeterminaTorroja.(fig.4.33.). Asímismo,enelinteriordelmuroseubicaunavigadehormigón,queseconectaysobrelaqueapoyalavigalateraldelasláminasdecubierta,repartiendolascargasqueéstarecibedelasláminassobreelmuro,deformarepartida,evitandoqueelmurorompa.Enlosdetallesexpuestossedefinesugeometría,tambiénladelasvigasdeborde.(fig.4.34.)

fig.4.33.detallesvigadeborde-sección α y β

fig.4.32.secciónlongitudinal-fachadaalpatiodeoficio

fig.4.34. vigalateral



4.11

En la información gráfica que describe este elemento se puede apreciar comoel ingeniero se sirve de una pequeña viga de directriz lineal y quebrada (carrera dehormigón)paraelapoyodelavigadeborde.Esteprocedimientolepermitenoapoyarelelementodebordedirectamentesobreelmurodepiedradeltesteropermirtiendoconeldiseñodelapoyolasdilatacionesde losdistintosmateriales.Almismotiempo,reducelaluzdelaviga,transformándolaenunavigade4vanos,alincorporar3apoyos.(fig.4.35.-4.36.)

No obstante, el encuentro entre el paramento vertical, losmuros y carrreras dehormigón,conlospórticosdeapoyoquesostienenlasláminastriangularesylasvigasdeborde,seexponedeformadesarrolladamásadelante.

Pórticos de fachada:

Laestructuradelasfachadastantodelpatiodeserviciocomodelpatiodeoficio,estánformadasporpilaresdecantoyvigasplanasdesecciónvariableunidasmonolíticamentemediantenudosrígidos.Comosehacomentadopreviamente,estasvigasincorporanuncanalóndelmismomaterialconelobjetivodeserviralaevacuacióndeaguaspluvialesrecogidasenlacubierta.Estecanalónabarcatodalalongituddelavigaenelcasodelos12móduloscompletosdelpatiodeoficioperoenelcasodelpatiodeservicio,con11módulosydossemimódulos,elcanalónúnicamenteabarcalosmóduloscompletos.(fig.4.37.-4.38)

Lospilarestienenuncantode0,65metrosyunanchode0,47metros; lasvigasencambio,tienenuncantovariable,adoptando unmáximo de 0,29metros. Los siguientes detallesmuestras las secciones longotudinales de ambas vigas defachadaasí comonumerosas secciones transversalesquepermiten identificar lavariacióngeométricaydearmadode lasdistintasvigasencadatramo.(fig.4.39.).

fig.4.36.detalleλ

fig.4.35. carrerasobreelmuro

fig.4.38. vigadefachadaalpatiodeservicio

fig.4.37. vigadefachadaalpatiodeoficio



4.12

Piezas de apoyo de la cubierta:

Juntoconlaláminaplegadadecubrición,sepodríadecirqueelenlaceentrelacubiertapropiamentedichaylospórticosdefachadasonreflejodeundiseñohábileingeniosoquepermitenresolverlosdistintosaspectosquehadecontemplarunacubierta.

Torrojaproyectaunosrodillosmetálicossobrelosqueapoyadefinitivamentelaestructuradecubrición,estosseencuentransobrelospilaresyen3puntosencadamuro,estandoorientadosdeformaquelasprolongacionesperpendicualesasusejes,coincidentodasenunmismopunto,enelcentrodelacubierta.(fig.4.40.)

fig.4.40.Plantadeestructura

fig.4.39. detallesdelospórticosdefachada-secciones α β γ y



4.13

Losrodillosmetálicosconsistenenunoscilindroscuyageneratrizseorientaconunciertoángulorespecodelafachadayqueesperpendicularalejequeuneelcentrodelcilindroconelcentrogeométricodelacubierta.Estaorientaciónle permite liberar en esos puntos, el giro respecto a los ejes cartesianos asícomo los desplazamientos horizontales respecto a estos mismos ejes. Conello,seconsiguelalibredilatacióndelacubiertabajocambiosdehumedadytemperatura,independientedelasfachadas.(fig.4.41.)

Acontinuaciónsemuestraelconjuntodedetallesdelosencuentrosentrelasláminas,losdistintostiposderodillossegúnsuubicaciónenplanta.Tambiénseincorporandetallesdelencuentroentrelasvigasdebordeylascarrerasdehormigóndelosmuros.(fig.4.42.-4.43).

Enlasiguientetablaseofreceunresumendelosplanosmostradosalolargodeesteapartado.

fig.4.42.rodillosdetipoa-secciones I,aYb

fig.4.43. Rodillostiponormal-seccionesII,c y d

tabla.4.1. resumenplanos

fig.4.41.detalle1 (rodillo)

Pág4.7 Fig4.21 AxonometríadelproyectoPág4.7 Fig4.22 SecciónlongitudinalPág4.7 Fig4.23 AlzadolongitudinalPág4.8 Fig4.24 SemiplantadecubiertaPág4.8 Fig4.25 MétricadelosfaldonesPág4.8 Fig4.26 EsquemaláminasPág4.9 Fig4.27 EsquemapórticodeapoyoPág4.9 Fig4.28 DetallespórticodeapoyoPág4.9 Fig4.29 SeccióntransversalPág4.9 Fig4.30 DetallesláminastriangularesPág4.9 Fig4.31 SecciónalpatiodeoficioPág4.10 Fig4.32 Secciónalpatiodeservicio

Pág4.10 Fig4.33 DetallesvigadebordePág4.10 Fig4.34 VigalateralPág4.11 Fig4.35CarrerasobreelmuroPág4.11 Fig4.36 DetallevigadebordePág4.11 Fig4.37 VigaalpatiodeoficioPág4.11 Fig4.38VigaalpatiodeservicioPág4.12 Fig4.39 DetallespórticosdefachadaPág4.12 Fig4.40 PlantadeestructuraPág4.13 Fig4.41 DetalleRodilloPág4.13 Fig4.42 RodillostipoAPág4.13 Fig4.43 Rodillostiponormal



4.14

4.2.2. ARMADO Y TÉCNICA CONSTRUCTIVA

Unadelascaracterísticasquehacendeestaobraunainnovación,eslatécnicaconstructivaempleadaenelarmadodelasláminasdehormigónqueconfiguranlacubierta:elpostesadoopretensadoconarmaduraspostesas.

La técnica y los componentes

En función de que la armadura se tese antes o después del hormigonado, el pretensado se clasifica en: pretensadoconarmaduraspretesasopretensadoconarmaduraspostesas,respectivamente.Demaneraqueelpostesadoconsisteeneltesadodelaarmaduraactiva,aquellaselaboradasconacerosdealtadensidadya lasqueseaplicauntesado,despuésdelfraguadodelhormigóndelelementoestructuralycuandoéstehaalcanzadounaresistenciasuficienteparasoportarlastensionesprovocadasporelacero.Lasfuerzasdelpostesadosetransmitenalhormigónatravésdeanclajesespecialesfijosenlosextremosdelaspiezas.

La instrucción española del hormigón contempla tres tipos de armadurasactivas: los alambres, los cordones y las barras de pretensado. Los alambressonunproductode secciónmaciza (diámetronominalmínimo2mm), lisoografiladomientrasqueuncordónestáformadoporvariosalambresdelmismodiámetroenrolladoshelicoidalmenteenelsentidodelatorsión.Elnúmerodealambresenuncordónpuedeserde2,3o7.(fig.4.44.-4.48.)

Elconjuntodearmadurasalojadoenunmismoconducto,consideradocomouna sola armaduraenel cálculo, recibeel nombrede tendón, que agrupadoconmásdelmismotipo,formauncablepretensado.Porúltimo,seencuentranlasbarrasdepretensado,productosdesecciónmacizaconundiámetromuchomayorqueeldeunalambre(diámetromínimodefabricación15mm).(fig.2)

Existendosvariantesdelatécnica:armadurapostesaadherenteyarmadurapostesanoadherente.Laprimeradeellas,consisteendejarembebidaunavainametálicaodeplástico,replanteadaenlapiezaparadespuéshormigonar.Posteriormenteseenfilan los cordonesqueconstituyenel cable.Despuésdel tesado, se inyecta lechadadecementoaaltapresiónenelespacioquequedaentreloscordonesdeltendónylavaina.Conestainyecciónseconsiguelaadherenciaentreeltendóndelavainayelrestodelasección.

Elcasodelaarmadurapostesanoadherente,consisteenlautilizacióndeuncable(porlogeneralenedificaciónsueleutilizarseunúnicocordón)queseencuentracubiertoporunavainadeplásticoqueevitaqueelhormigónseadhieraalacero.Replanteadoyubicadoelcable,sehormigonalapieza.Traselendurecimientodelhormigón,setesanloscordonesquepuedenestirarselibremente.Enestecaso,noesposibleinyectarenelespaciolibreentrecordónyproteccióndeplástico,demodoquelaarmaduraquedasinadherencia.

fig.4.44. componentes

fig.4.45. alambre

fig.4.46. esquemacordones fig.4.48. barrasdepretensadoycordones

fig.4.47. tendones



4.15

Ventajas y limitaciones del postesado

Enunapiezadehormigónarmadohabitual,sólopartedelasecciónestásometidaacompresión,siendonecesarioarmarconacerolasecciónparasoportarlastracciones,noobstante,ellonoevitalafisuracióndelasección.Encambio,sisesometealapiezaaunestadotensionalaxilprevioalaaplicacióndelascargasenservicio,medianteunoscablesdispuestosenelinteriordelapieza,estaexperimentaráunadeformaciónprevia,unacontraflecha,porotrapartelasecciónseencontrarácomprimidaporcompleto.Finalmente,seefectualaaplicacióndecargas,traslacual,secompensalacontraflechaprovocadaporeltesadoy laseccióncontinuatrabajando, lamayorpartede lamisma,acompresión,garantizandounmayoraprovechamientodelmaterialyreduciendolacantidaddeaceronecesaria.(fig.4.49.-4.50.)

Enellosebasanlastécnicasdelpretensadoydelpostesado.Paralograrsuobjetivo,esfundamentalproyectareltrazadodeloscablesyvainasdentrodelaspiezas.Untrazadoadecuadoesaquelqueproduceunosesfuerzoscontrariosalasfuerzasgravitatorias,porlogeneral,lascargaspermanentes,enunporcentajeentreel70y100%.Elestadoresultantedeesfuerzosproducidospor lascargaspermanentesyporelefectodelpostesado,tieneunasclarasconsecuenciasqueseenumeranacontinuación.

En lasección,elhormigóntrabajaacompresión,por loqueéstapermanecesinfisurarseenservicio,deformaquesereducenlaspatologíasporcorrosióndelacero,loquesetraduceenunincrementodeladurabilidad.Sielhormigónnosefisura, seconsigueunmomentode inerciamayorypor lo tanto,menoresdeformaciones, instantáneasyporfluenciadelmaterial.Tambiénmejorasucomportamientoacortanteypunzonamiento.(fig.4.49.-4.50.)

Otraconsecuenciaoventajadelhormigónpretensadoeslaposibilidaddelograrvanosdemayordimensión,porloqueestatécnicaesampliamenteutilizadaeningenieriacivil.Estableciendounordendemagnitudenlarelacióncanto-luz:(fig.4.51.)

Porlotanto,comparandounamismaluzcubiertaconhormigónarmadoyhormigónpretensado,elresultadoesqueenelsegundocaso,esposibledisminuirelcanto,loquepermitereducirlacantidaddehormigónutilizado,esdecir,disminuyeelpesopropioyelcostedelaestructura.Lareduccióndelcantotambiéndalugarapiezasmásesbeltas,másestéticas.

Noobstante,nosóloexistenventajasencuantoalcomportamientodelassecciones,tambiénpresentaventajasdesdeelpuntodevistadeejecución.Conelpostesadoseconsiguemayorrapidezenlaconstrucciónymejorcalidaddeejecución.Sereduceelmantenimientonecesarioparalaestructuraylatécnicapermitereducirelusodeencofrados.

LosaNopretensada 1/28

LosaPretensada 1/45

fig.4.49. hormigónarmado

fig.4.50. hormigónpretensado

fig.4.51. relacióncanto-luz



4.16

Porotraparte,esnecesarioindicarqueestatécnica,aligualquecualquierotra,presentaunaseriedelimitaciones,porloquesedebeevaluarencadacasoquetécnicaesmásoptima,tantodesdeelpuntodevistaestructuralyconstructivocomodesdeelpuntodevistaeconómico.

Tantoelempleodelpostesadocomodelpretensado,requierenaltoniveltecnológico,porloqueexistenmenosempresasquesedediquenaestossistemas.Lautilizacióndepretensadosrequiereelevadaprecisióneneltrazadodeloscables,deladisposicióndeestosysucompatibilidadconotrostrazadoscomolosdeinstalaciones,quehacennecesariasperforacionesenlosforjados.Tambiénesnecesarioelempleodematerialesdealtaresistenciayotrosmaterialesauxiliares,loqueprovocaun incrementodelcostedelproyecto.Latécnicatambiénexijeuncontrol intensode laejecución:disposicióncorrectadelos tendones, con correctos recubrimientos para obtener la durabilidad y resistencia al fuego, adecuada puesta en obra,compactación y curado, seguimientodeuna tabla de tesado (aplicación de la fuerza depretensado), descimbrado segúnesquemapredefinido,hormigonadodelazonadeanclajesporprotecciónalacorrosión...

Altratarsedeunatécnicaqueprecisadealtoniveltecnológico,esmásfrecuentesuutilizaciónenpaísesdondeelcostedemanodeobraeselevado,puesrequieremenosmanodeobraenelmontaje,peroestahadesermuycualificada.Tambiénenlosqueseefectúanobrasdegeometríaregularyconempresasquedisponendelosmediosauxiliaresapropiados.Enotrospaises,comoEspaña,lasempresassondetamañomedianoymuchasdeellasnodisponendelosmediosauxiliares,aloqueesprecisosumar la irregularidadde lasparcelasacausade lasordenanzasmunicipales,quecomplican lageometríade laconstrucción.EsporestarazónqueenEspaña,elporcentajedeusodeprestensadosypostesadosesmuyreducidopesealasventajasqueaporta,frentealusoextendidoenpaísescomoAustraliayEstadosUnidos.

En conclusión, comparandoelpostesadoopretensado conotras soluciones, y teniendoen cuenta todos los aspectosqueinvolucracadasolución,estastécnicassuelensermáseconómicasparagrandeslucesoelevadascargaspermanentes.Laventajaresideenlosesfuerzospreviosalaaplicacióndelascargasdeservicioalosquesesometenlasarmadurasyqueposteriormentetransmitenalhormigón,compensandoparcialototalmentelascargaspermanentes.

La Cubierta del Pabellón de cocinas de la Universidad Laboral

Enesteapartado,sedetallaeltrazadodecablesqueelaboraTorrojaparaestaobraasícomoprocesoconstructivoquesellevóacaboen1956,atravésdelcualseejemplificaelprocesodeejecucióndelatécnicadelpostesado.Noobstante,primeroseofrecenunasdefinicionesdealgunoselementosqueintervienenenlaejecución:losanclajes,acopladoresoempalmes,lostubosdepurgaylosequiposespeciales.

Los anclajes son los elementos a través de los cuales setransmitelafuerzadepretensado,concentradaenelextremodel tendón, al hormigón, pudiendo ser de tres tipos. Losanclajes activos permiten el tesado del tendón con un gatohidráulico,asomandoalexteriorde lapieza.Porotro ladoseencuentran los pasivos, en los que se retiene la fuerza queejerceeltendónenelextremoopuestoadondesetesa,enestecaso los anclajespuedenquedarembebidosenel hormigón.Tambiénexisten los anclajes intermediosparaaquellos casosen los que se pone en tension temporalmente un tramode tendón. Por otra parte encontramos los empalmes, quesirvenparaalargarun tendónanclado; seusanparaevitar lamanipulación de tendones excesivamente largos mediantela confecciónde juntas de construcción. Los tubos depurga,encambio,sirvenparaexpulsarairedurantelainyección.Porúltimo,seencuentranlosequiposespeciales,empleadoseneltesadoyenlapreparacióneinyeccióndeproductos.(fig.2) fig.4.53. Esquemacomponentestesado

fig.4.52. Anclajes,empalmesytubos



4.17

Deentretodaslasventajasqueaportaelpostesado,eseltrabajoacompresióndelaspiezasasícomolareduccióndelasdeformacionesverticalesapesardesalvargrandesluces,lasquellevanalingenieroadecantarseporestatécnica,todoelloconundelgadoespesorde12centímetrosdehormigón.Estaventajatieneunagrantrascendenciaenladurabilidaddeledificio,puesestesehallaubicadomuypróximoalmarMediterráneo,deformaquesielhormigóntrabajaúnicamenteacompresión,laspiezasnosefisuran,loquesetraduceenquelasarmadurasreducenlaposibilidaddesufrircorrosiónyporlotanto,seincrementaladurabilidaddelaestructura.Almismotiempo,altratarsedeunamismageometríarepetidadeformacontinua,elcostedelosencofradosnoeselevado.

EnlassiguientesfotografíaspuedeverseelarmadoqueTorrojarealizaparacadaláminaofaldón,queserepite4vecesencadaelementoprincipal.En losfaldones,utiliza10gruposdecables, formadosportresalambresde5mmcadaunoysometidosaunafuerzadetracciónde150kg/mm2,siguiendo8deellosuntrazadoparabólicoylasotrasunadirectrizmásrectilínea.Eltrazadoeraelconvenienteparatransformarlaflexiónlongitudinal,creadaporelpesopropiodelelemento,enunesfuerzouniformedecompresión.Losanclajesdedichoscablessesitúan:losdeunextremo,sobrelaaristaqueconstituyelalimatesaylosdelotro,sobrelaaristadefachada.

Ademásdeestaarmaduradepretensado,cadaplacaoláminallevatambiénotraarmadura,sintensar,constituidaporalambresde5mmdediámetrodeaceroordinario,TipoA-50Riviere,agrupadosformandomallasde10x30cmdeluz.losnudosdelasmallaseranelectrosoldados.

Estaarmadura,estabadestinadaaresistirlaaccióndelosmomentosflectorestransversalesdelaplacaqueseoriginabanporlaformadelaseccióntransversal,porloquefueprecisoelpórticodeapoyoparalarigirizacióndelasláminas.Elarmadosedistribuyeendosplacas:unasecolocaenlasproximidadesdesdelacarasuperiordelaláminaylaotra,enlacarainferior.Como la cubierta, en su conjunto, es una superficie desarrollable, la colocación de estas armaduras resultamuy sencilla.(fig.4.54.-4.55.)

fig.4.55. Tendonesyarmadoláminatriangular

fig.4.54. Tendonesláminatriangular



4.18

Laprecisiónquerequieretaltécnicapuedeapreciarseen lacantidaddedetallesqueel ilustre ingenieroelaboratantoparalasláminascomoparaelrestodelaestructura.Enelsiguienteconjuntodefotografías,puedenversedelosanclajesyseccióneslongitudinalesdelasláminas,enlasqueseapreciaelarmadocalculadoporTorroja.(fig.4.56.-4.58.)

Proceso de ejecución

En las ilustracionesquesemuestranacontinuaciónqueda reflejadoelprocesoconstructivoquese llevóacaboen laejecucióndelacubierta;enelqueseponedemanifiestolasingularidaddelaobra,delprocesoconstructivoyelingenieroquehaydetrás.

Enprimerlugar,serealizóelmontajedelacimbraydelencofradoque,porunladodebíapermitirlosmovimientosdelaspiezastrassutesadoy,porotro,disponerdeunespaciosegurolibreenlosbordesendondeexistíananclajesactivosparapermitireltrabajodelosoperariosylamanumulacióndelosgatos.

Esinteresanteresaltarque,paraconstruirlacubierta,seempleóunencofradoindependientedelosmurosdelafachada,colocadosobreunasbielasoaparatosprovisionalesdeapoyo.Deestaforma,alnoexistircoacciónexterioralguna,lacubiertapudoacortarse librementebajo la accióndel esfuerzodel pretensado, y la introduccióndeeste esfuerzoen la armaduraprincipalpudorealizarsesineltemoraqueseoriginasentensionessecundariasperjudiciales.(fig.4.59.-4.62.)

fig.4.56. detallesdelosanclajes

fig.4.57. secciónverticalII fig.4.58. SecciónverticalI

fig.4.60. montajedelosencofradosIIfig.4.59. montajedelosencofrados



4.19

Unavezmontadoslosencofrados,sereplantearonyefectuaronlostaladrosenlostesterosdelencofrado.

Posteriormente, se colocó la armadura pasiva inferior sobrelos separadores. (fig.4.63. - 4.64.). También la de los estribos yseparadoresalosquesujetarlaarmaduraactiva.

A continuación, se dispusieron los anclajes activos y losseparadores, sillas y caballetes para sujetar los tendones, yareplanteados.

Una vez dispuestos todos estos elementos, se colocaron lasvainas de postesado y los tendones. En esta fase, también secolocanlosacopladoresyanclajespasivos,enelcasodequeloshubiera.

Después,semontólaarmadurasuperiorpasivayseataronlostendonesalasarmaduraspasivas.Posteriormentesellevóacabolaproteccióndelosanclajesfrentealaentradadehormigón.

fig.4.61. montajedelosencofradosIII

fig.4.63. montajefinalencofrados

fig.4.64. montajearmaduras

fig.4.65. anclajes

fig.4.62. Montajeinicialencofrados



4.20

Lasiguientefaseconsisteenelvertidoy lacompactacióndelhormigón,quesehaderealizarconespecialcuidadoenlaszonasdondesedisponganlosanclajesyacopladores.Atendiendoalascondicionesclimáticas,seefectuóelcuradodelhormigón.

Unavezfraguadoysuficientementeendurecidoelhormigónparaquelaestructurasoportelasaccionesintroducidasynoseproduzcandañoslocalesenlaszonasdeanclaje,seefectuóeltesadodelaarmaduraprincipal,duranteelcuallaestructurasedespegó,automáticamente,desuencofrado.(fig.4.65.-4.68.).

Este paso es uno de losmás delicados del proceso constructivo. El tesado de la armadura activa debe efectuarse deacuerdoconunprogramapreviodetesadoenelquesedebehacerconstar,entreotrascuestiones,laresistenciamínimadelhormigónantesdecomenzareltesado,elordendetesado,lafuerzaquedebedesarrollarelgatoyelalargamientoprevistodelaarmadura,yelmomentoderetiradadelascimbras,ensucaso.(fig.4.69.). Posteriormenteseefectúalainyecciónenlasvainas.

Traseltesadodelostendones,seefectúalaretiradaoaprietedelacimbra.Silacargaequilibradaesmayoroigualqueelpesopropiodelforjado,sedescimbradalaestructura.

Esrelevantetambién,indicarelfenómenodenominadorelajaciónqueexperimentanlosalambres.Esteefectoconsisteenladisminucióndetensiónquesufreelmaterialconelpasodeltiempoalsometerloaunadeformaciónimpuestademagnitudconstante.

fig.4.66. Distribucióndetendones(I)

fig.4.68. Distribucióndetendones(III)fig.4.69. tesadodelostendones

fig.4.67. Distribucióndetendones(II)



4.21

Paracompararelcomportamientodelasdiferentesarmadurasactivas,sedefineeltérminodegradoderelajación,siendoéstelamáximapérdidadetensión,expresadaentantoporcienrespectodelatensióninicialdetesado,alcabode1000horas,alaplicarunatensión inicialdetesadodel70%de lacargaunitariaderotura,a20ºCdetemperatura.

Finalmenteseefectuóelcortedelosrabosdelaarmaduraactivayelposteriorhormigonadodelosanclajes.

Acontinuación,mediantelaaccióndeunosgatoshidráulicos,seelevótodalacubiertaunoscentímetros,paracolocarlosrodillosmetálicos,quesehannombradopreviamenteenelapartadoanterior,yqueconstituyensusapoyosdefinitivosy,sobreesto,sesituófinalmentelacubiertaaldescenderyretirarlosgatos.Todoslosrodillosquevancolocadossobrelacoronacióndelosmurosdelanave,estánorientadosdeformaquelasprolongacionesdesusejescoincidentodasenunmismopunto,conlocualquedapermitidalalibredilatacióndelacubiertabajolasvariacionesdehumedadotemperatura.

EnlaFigura4.71semuestraeldetalledelospuntosdeapoyoparaeldescensodelacubierta.Enestosdetalles,Torrojaindicaqueelgatohidráulicollevaráunasplacasdeasientode12x20cm.paraelrepartodelacargasobreelhomigón.

fig.4.70. finalprocesodeejecución

fig.4.71. puntosdeapoyo



4.22

4.3. MODELO ESTRUCTURAL

Con la intencióndeconocerenprofundidadel comportamientoestructuralde la láminaplegadayelpostesadode lacubiertadecocinasdelaUniversidadLaboraldeTarragona,seharealizadounmodeloestructuralatravésdeunaherramientainformática.

Paraello,enprimerlugar,seharealizadolasimplificacióndelaestructurarealenelementosmássencillos,quepermitanunanálisismásexhaustivoparaobtenerconclusionesdelcomportamientoestructural.

Unavezrealizadoelmodelo,sehaprocedidoalaevaluaciónyasignacióndecargasalmodelo,tambiénsehandefinidolosmaterialesylassecciones.Contodoello,seobtieneunmodeloestructuralsimplificadorespectodelaestructurareal,queteniendoencuentalaslimitacionesdelprograma,permiteobtenerconclusionesválidasdelfuncionamientodelaestructura.

Elprocesodemodelado,asícomolaasignacióndecargas,seccionesymaterialesyposteriorcálculo,serealizaatravésdelaherramientainformáticaArchitrave.

4.3.1.DISCRETIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA REAL

Elobjetivodelmodeloyel cálculoescomprenderel comportamientode la láminaplegadadehormigónarmadoqueconfiguralacubiertadeledificioyelefectodelatécnicadelpostesadoenella.Portanto,sedecideprescindirdelforjadoyplantadesemisótanoportratarsedeunaestructuramásconvenciona,esdecir,soloseevalúaelfuncionamientoestructuraldelaplantaprincipal,considerandoquelossoportesquesustentanlacubiertaapoyandirectamentesobreelsuelo.

Porotraparte,tambiénserealizaunasimplificaciónenlostesteros,queseconfiguraráncomomurosdehormigónarmadoenlugardemodelarlacarreradehormigónenelinteriordelmurodepiedra.

Elmodeloseelaboraincluyendolossiguienteselementos,yadefinidosenapartadosanteriores:

• Láminastriangularesplanas• Pórticosdeapoyo• Vigasdeborde• Murostesteros• Pórticosdefachada -Vigas -Soportes• Piezasdeapoyodelacubierta• Apoyosdelaestructura

fig.4.72. modeloalámbricoysólido



4.23

fig.4.74. detallealámbricoysólido

fig.4.73. elementosestructuralesmodelizados



4.24

Pesealasimplificaciónyclasificacióndeelementos,laestructuradehormigónarmadofuncionaconjuntamente,deformaqueesdifícilindividualizarelcomportamientodecadaelementoporseparado.

EnlasFigura4.72y4.75sepuedevisualizarelmodelocompleto,mientrasqueenlaFigura4.74.sepuedeapreciarunavisualizacióndesglosadadeloselementosqueconfiguranelmodeloestructuraladoptadoyqueseexplicanacontinuación.

Laminas triangulares planas

SetratadepiezastriangularesconlasdimensionesquesemuestranenlaFigura4.76.,cuyageometríaseobtieneysesimplificaapartirdelosesquemasdecálculoqueelingenieroEduardoTorrojaincluyeenlosCálculosJustificativosdelproyecto.Unavezrealizadounfaldón,seobtieneelelementoprincipal,quesecopiarepetidasvecesparaconfigurarlacubierta.

Altratarsedeelementossuperficiales,semodelizanatravésdeunmalladoglobal,quepermitenobtenerunasuperficiedeelementosfinitos.Estostienenformatriangular,convaloresdeladodelordende40cmyselesasignaunaseccióndehormigónarmadoHA–25de12cmdeespesor.Finalmenteresultan,449elementosfinitosporfaldón,1796porelementoprincipaly21522elementosfinitostotales.

fig.4.75.axonometriamodeloestructural

2.70

19.30

17.45

fig.4.76. dimensionesláminatriangular



4.25

Pórticos de apoyo

Estos elementos configuran el apoyo de lasláminas triangulares y, al contrarioque laspiezasanteriores,lospórticossemodelizancomobarras,pues se tratade elementos lineales dehormigónarmado HA – 25. Estos son de sección variable,porello,seharealizadounanálisisdelavariacióndel cantode laspiezasdel pórticoapartirdeunesquema que incluye Torroja en el documentoCálculos justificativos. (fig.4.77.)

Viga Lateral

Estaspiezas,dispuestasencadaladodeledificiosobrelosmurosdepiedra,resultaelapoyodelasláminasextremas.Lalongituddeestoselementosesde18,50yapoyansobreelmurotestero.SemodelizancomoelementoslinealesdehormigónarmadoHA–25desección75x50cm.

Muros testeros

Aesteelemento,seledaunasecciónde60cmysemodelizadelamismamaneraquelasláminastriangularesportratarsedeunelementosuperficial.Seleasignaelmaterial“fábrica”quedisponede resistencia a compresión pero se desprecia su resistencia atracción.(fig.4.78.)

Enestecaso,seutilizaunmalladosimple,quetransformaelmuroenunamalladeelementosfinitos,cuyosnudoscoincidenconlosdelaláminatriangularextrema.Noobstanteelenlaceentrelacubiertaylosmurostesterosserealizaatravésdeloselementospuntualesparasimularlosrodillos(sedescribiránposteriormente).Delamismaformaquelasvigasdeborde,lalongituddelmuroeslaluzsalvadaporloselementosprincipales.

Pórticos de fachada

Los pórticos de fachada son algo diferentes en función del patio al que vuelquen, patiodeoficio o patiode servicio,noobstante,dadoqueestasvariacionesno sonsignificativasparael cálculo, semodelizancon lasmismasdimensionesycaracterísticas.

VigasSetratadevigasplanasdedimensionesnoortogonalesydiferentessegúneltramodevigaenelqueserealizaelcortey

queademás,enalgunostramos,incorporanuncanalónparalaevacuacióndeaguas.SemodelizancomoelementoslinealesdehormigónHA–25ysecciónrectangularconstante,65x60cm.Lasvigassalvanunaluzde4,80metrosenelcasodelosmódulosintermediosy2,40metros,enelcasodelosvanosextremos(mediomódulo).

SoportesLospilaressonelementoslineales,modelizadoscomobarras,dehormigónarmadoHA–25.Enestecaso,laseccióndelas

piezasesde45x65cm.Losdatosdelasecciónsehanobtenidoatravésdelosplanosdevigasypórticosdeapoyo,puesnosehaencontradoinformaciónespecíficadelospilares.Porotraparte,atravésdelasección,seconocelaalturadelospilaresdelaplantaqueseestáanalizando,resultandosoportesdelongitud4,60metros.

canto

40 cm

canto

50 cm

anch

o25

cm

anch

o30

cm

anch

o35

cm

canto

60 cm

canto

70 cm

canto

80 cm

fig.4.77. modelizacióndelpórticodeapoyo

fig.4.78. murotestero



4.26

Piezas de apoyo de la cubierta

Definidostodos loscomponentesde laestructuraaestudiarsedescribeelapoyoentre lospórticosdeapoyoy lospórticosde fachada.Comoseha señaladoenapartadosanteriores,elnudoentreestosdoselementosenlaestructurarealloconfiguraunrodillometálico,uncilindroorientado de forma radial respecto del centro de la planta, lo que permite que la cubiertapuedavariar librementesusdimensionesbajo losefectosde lahumedady la temperatura.Enconsecuencia,elapoyopermitelosgirosrespectoalosejescartesianosylosdesplazamientosenlasdireccionesdelplanohorizontal;estecomportamientosesimulaenelmodelomedianteunabarrade10cmde longitudcuyosextremostienenlibres losgirosrespectode lacubiertay lospórticos,respectivamente.(fig.4.79.)Elrestodenudosentreelementossediseñancomonudosrígidos.

Apoyo de la estructura

Alhaberse realizadouna simplificaciónde lasplantasdel edificioparaestudiarúnicamente la cubiertadel pabellón ydesconocersecualquiertipodedatoacercadelterrenoenelqueseencuentraeledificio,serealizaelcálculodelaestructuraconsiderandoqueéstaapoyadirectamentesobreelsuelomediantecimentaciónsuperficialdedimensionesycotasdeapoyosupuestas.Laestructurasehallaperfectamenteempotradaenelterreno,quedandocoartadoeldesplazamientoyelgiroencualquierdireccióndelespacio.

4.3.2. EVALUACIÓN Y ASIGNACIÓN DE CARGAS

Unavezrealizadoelmodeloestructural,seprocedealaevaluaciónyposteriorasignacióndecargas,esdecir,seanalizandeformaintuitivayaproximadalascargasalasquepodríaestarsometidalaestructurareal.DichaevaluaciónseefectúadeacuerdoaloestablecidoenelDocumento Básico de Seguridad Estructural Acciones en la Edificación (DB-SE-AE),incluidoenelCódigo Técnico de la Edificación (CTE).

Paralaevaluacióndecargas,serealizaunadistinciónentrelascargasdecarácterpermanente,comoelpesopropioolascargasmuertaspermanentes,ylascargasdecaráctervariable,comolassobrecargasdeuso,nieveyviento.Sinembargo,nosehanconsideradolasaccionestérmicassobrelaestructura,puesestadisponedemecanismosquepermitanlavariacióndimensionalacausadecambiosdehumedadytemperatura.Tambiénquedanexcluidasparaelanálisisestructurallasaccionesaccidentales,esdecir,sismo,impactoeincendio.

Porúltimo,cabemencionarquelospesospropiosdeloselementosestructuralesyalostieneencuentalaherramientainformáticaalahoraderealizarelcálculo,porloquenoesnecesarioevaluarestasacciones.

Cargas verticales

Cargaspermanentes

A) Peso Propio (PP)

Detodosloselementosestructurales,loasignaArchitrave

fig.4.79. apoyos-discretizaciónrodillos



4.27

B) Cargas muertas permanentes (CMP)

Noseconsideraelpesodeningúnelemento.Sedesprecianlascargasrelativasalailuminaciónyotroselementosenlasláminasdecubierta,asícomoloscerramientosdepavésdesobrelasvigasdefachada.

C) Simulación del esfuerzo de postesado (PT)

Comosehaindicadoenelapartadodetécnicaconstructiva,ydeacuerdoalosdetallesdearmadode laspiezastriangulares, laarmaduraactivadecadafaldónconsisteen10tendonesformadospor3alambresde5mmdediámetrocadauno. Esposiblediferenciardosgruposde tendones,uno formadopor2 tendonesdetrazadomás omenos recto y otro grupo de 8 tendones de trazado parabólico.(fig.4.80.-fig.4.81.)

Debidoa las limitacionesde laherramienta informática,eltrazadodelgrupode2tendonesseconsiderarátotalmenterecto,mientrasqueeltrazadodelgrupode8tendonesseconsiderarálinealyquebrado.Parasimularelefectodelpostesado,seaplicaráncargaspuntualesdecompresión(eltesadoconsisteenunafuerzadetracciónperoalrealizarelanclajeresultaunesfuerzodecompresiónenlasláminas),conladireccióndedichostrazadosycomopuntodeaplicaciónenlosextremos.Porotraparte,lafuerzaquesegeneraenelinteriordelfaldóndebidoaltrazadoparabólicodelgrupode8tendones,setraduceenelmodeloenunafuerzapuntualaplicadaenelquiebro,obtenidaportrigonometríayequilibriodefuerzasapartirdelasdelosextremosdeltendón.Enelgrupode2tendonessedespreciacualquierfuerzasecundarianoaplicadaenlosextremosdeltendón.(fig.4.82.)

TalycomoseindicaeneldocumentoCálculos justificativos,latensióndetesadoesde110Kg/mm2(1100N/mm2).Porotraparte,enlosplanosdearmadoTorrojaindicaqueelacerodelosalambresesun“acero especial de tensión 150 Kg /mm2 de tensión de rotura”.Conestosdatos,sehallanlasfuerzaspuntualesaaplicarenlosextremosdelostendonessimplificados.Seprocededelaformaqueseindicaacontinuación:

- Áreadeunalambre A=15mm=2/4=19,635mm2- Áreatotaldeuntendón AT=3 5mm=3*19,635mm2=58,9 mm2

- Límiteelástico Fyk=150Kg/mm2=1500N/mm2- Límiteelásticodecálculo Fyd=Fyk/γ=1500/1,20=1250N/mm2

fig.4.80. vainas

fig.4.82. modelizacióndelostendonesenlaláminatriangular

fig.4.81. disposiciónrealdetendonesenlaláminatriangular



4.28

Considerandoqueeltendónnotrabajaal100por100sinoal90porcientoyquesufreunaspérdidasdetensiónalolargodesuvidaútildel15porciento:

- Tensióndepostesado Fyp=90%*1250=1125N/mm2(≈1100N/mm2)- Pérdidasdetensión σ=(100–15)%*1125=956,25 N/mm2

Porlotanto,latensiónencadatendónseobtienedeldatodelatensiónyeláreadeltendón.Lafuerzaencadagrupodetendonesresulta:

- Grupode8tendones F=8*58,9*956,25=904.000N=904 KN- Grupode2tendones F=2*58,9*956,25=113.000N=113 KN

Teniendoencuentalageometríadeltrazadorespectodelalámina,realizandolabisectrizdelángulomedidoenelprogramainformático,seobtiene:(fig.4.83.)

- Fuerzaperpendicular F┴=2*904*sen8º= 252 KN

Lascargaspuntualesdeaplicaránenlosextremosdeunelementofinito,delaformamásaproximadaposiblealtrazadosupuesto.Elesquema(fig.4.84.)defuerzasaaplicarenelmodeloparasimularelefectoquegeneraelpostesadoenlaláminadehormigónquedadelasiguientemanera:

Cargas variables

Paralaevaluacióndecargasserecurrealapartado3 Acciones Variables del DB – SE – AE.

A) Sobrecargas de uso (SCU)

Segúnelapartado3.1SobrecargasdeusodelDocumentoBásico,lasláminasqueconfiguranlacubiertapertenecenalacategoríaysubcategoríadeusoG1,inclinaciónmayorde40º).Deacuerdoalatabla3.1 Valores característicos (tab.4.2.),lacargaaaplicaresde0KN/m2.Noobstante,sedecideestimar1KN/m2comocargarelativaalmantenimientodelacubierta.

SCU = 1 KN/m2

fig.4.83. obtencióndelafuerzaF ┴

fig.4.84. esquemadefuerzas-simulacióndelpostesado



4.29

B) Sobrecarga de nieve (SCN)

Deacuerdoconelpunto 3.5 NievedelDocumento Básico,yenconcretoconelapartado3.5.1. Determinación de la carga de nieveindicaque“como valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse: qn = u * Sk. Siendo u el coeficiente de forma de la cubierta según 3.5.3. y Sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal según 3.5.2.”.

Según la tabla3.8 Sobrecarga de nieve en capitales de provincia y ciudades autónomas (tab.4.3.), el valorde SkparaTarragonaesde0KN/m2.Porotraparte,elcoeficientedeforma,altratarsedeunainclinación30º<α<60º,seobtieneporinterpolaciónlinealunvalorde0,16aproximadamente(tab.4.4.).Deestasdosvariables,0,16*0,2,seobtieneunvalordesobrecargadenievede0,03KN/m2,queseconsideradespreciable.

SCN = 0 KN/m2

tab.4.2. valorescaracterísticosdelassobrecargasdeuso

tab.4.4. coeficientedeforma

tab.4.3. sobrecargadenieveencapitalesdeprovinciayciudadesautónomas



4.30

C) Sobrecarga de viento (SCV)

Secalculaconelapartado3.3 Vientoyconelpunto3.3.2. Acción del viento,determinaloqueseexponeenlasiguientetabla(tab.4.5.).Porlotanto,secalculaconlasiguienteexpresiónqn=qb*Ce*Cp.

Lapresióndinámicadelvientodeformasimplificadasetoma0,5KN/m2.Elcoeficientedeexposición,quedependedelaalturadelpuntoconsideradoydelentornodondeseubicaeledificio,sedeterminaconelapartado3.3.3. (tab.4.6).Lacubiertadelpabellóndecocinassesitúamuypróximaalmar,porloquesecorrespondeaungradodeasperezaI.Encuantoalaaltura,elpuntomáselevadodelacubiertaestáa7,2metrosdelsuelo,queporinterpolaciónlineallecorrespondeunvalordeCe=2,82.Porúltimo,secalculaelcoeficienteeólicodepresión,despreciandolosefectosdesucción,conelapartado3.3.4(tab.4.7.)resultandounvalordeCpde0,7.Demodoqueelvalordelasobrecargadevientoresultaqn=0,5*2,82*0,7=0,987KN/m2,quedeformaaproximadaresultaSCV=1KN/m2.

Estasobrecargaseaplicacomounacargasuperficialsobreunodelostesterosdeledificio.Sinembargo,seaplicacomounacargalinealyuniformementedistribuidasobrelavigalateralconunvalorde19,3KN/m.

SCV(I) = 1 KN/m2 SCV(I) = 19,3 KN/m.

tab.4.5. accióndelviento

tab.4.6. coeficientedeexposición

tab.4.7. coeficienteeólicos



4.31

Elresumendelascargasaaplicar,elelementoestructuralenelqueseaplicanylahipótesisdecargaenlaqueseincluyenresulta:(tab.4.8)

4.3.3. COMBINACIONES DE CARGA

Lacombinacióndecargas larealizaautomáticamenteelprogramaArchitravedeacuerdoa loestablecidoenelCódigo Técnico de la Edificación (CTE), Documento Básico de Seguridad Estructural (DB-SE)enelapartado4 Verificaciones basadas en coeficientes parciales,ylaInstrucción española del Hormigón Estructural (EHE – 08)enlosartículos12º Valores de cálculo de las acciones y13º Combinación de acciones.

Enlassiguientestablas(tab.4.9.-tab.4.10.)seindicanlascombinacionesdecargasycoeficientesdemayoraciónempleadosenelcálculoparalacomprobaciónderesistencia(EstadosLímitesÚltimos–ELU)ydeformaciones(EstadosLímitesdeServicio).

CombinacionesparaEstadosLímitesÚltimos

tab.4.8. resumendecargas-hipótesisdecarga

tab.4.9. ELU tab.4.10. ELU



4.32

CombinacionesparaEstadosLímitesdeServicio

Paralacomprobaciónderesistenciaensituacionespersistentesotransitorias,seobtienenlassiguientescombinaciones:

ELU - 1. 1,35*HIP01+1*HIP03ELU - 2. 1,35*HIP01+1*HIP03+1,50*HIP02ELU - 3. 1,35*HIP01+1*HIP03+1,50*HIP04ELU - 4. 1,35*HIP01+1*HIP03+1,50*HIP02+0,9*HIP04ELU - 5. MismaqueELU-3

Para la comprobación de las deformaciones, la EHE sólo hace referencia a las situaciones persistentes o transitorias,resultandolascombinacionessiguientes:

-CombinacionpocoprobableELS - 1. 1*HIP01+1,1*HIP03+1*HIP02ELS - 2. 1*HIP01+1,1*HIP03+1*HIP04ELS - 3. 1*HIP01+1,1*HIP03+1*HIP02+0,6HIP04ELS - 4. MismacombinaciónqueELS-2

-CombinaciónfrecuenteELS - 5. 1*HIP01+1,1*HIP03+0,6*HIP02ELS - 6. 1*HIP01+1,1*HIP03

-CombinacióncasipermanenteELS - 7. MismacombinaciónqueELS-6

Deestaformaresultan4combinacionesparalacomprobaciónderesistenciay5combinacionesparalacomprobacióndedeformacionesoflechas.

tab.4.11. coeficientesdeseguridadels

tab.4.13. coeficientesdesimultaneidad

tab.4.12. combinacionesels



4.33

4.3.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

Sedefinenlassiguientescaracterísticasparaelhormigónestructuralempleadoyparaelmuro(noestructural)defábrica:

tab.4.14. combinacionesparaestadoslimitesultimos

tab.4.15. combinacionesparaestadoslimitesdeservicio

tab.4.16. característicasdelosmateriales



4.34

4.4. COMPORTAMIENTO GLOBAL DE LA ESTRUCTURA

Enesteapartadoseabordaelanálisisdelaestructuraensuconjunto.Seintentaobtenerunasconclusionesapartirdelmodelorealizado,paraconocerelefectoenelcomportamientodelaestructurafrentealascargasdeservicioysupropiopeso,delatécnicadepostesadoutilizadaenlosfaldonesdelaláminaplegadaqueconfiguralacubierta.

Paraello,primeroseanalizaráporseparadocadahipótesisdecarga,paraverelefectoquetienecadaunadeestascargasenlastensionesydeformacionesdelaláminadecubierta.Posteriormenteseanalizarán3combinacionesdecarga,paraenquémedidaelpostesadorevierteenlastensionesydeformacionesdelasláminas.

4.4.1. HIPÓTESIS DE CARGA

Peso Propio (HIP01)

Tensiones de membrana Sx

Como se puede observar en la imagen, las tensiones demembrana Sx, son bastante uniformes, para cada elementoprincipal,enprácticamentetodoelámbitodelacubierta.Encuantoalamagnitudysignodedichastensiones,sondelordende0,28N/mm2,tensionesdetracción(Coloramarillo).Noobstante,apesardequelamayorpartedelaestructurabajosupesopropioseencuentrasometidaauniformesynoelevadastensiones,existenzonasenlasqueseapreciantensionesdetracciónmayoresyesfuerzosdecompresión.(fig.4.85.)

Estaszonassonlaslimatesasylimahoyas,lasláminas,

alfuncionarcomovigasapoyadasensusextremos,bajola acción de su peso propio, experimentan traccionesen la “cara inferior”, es decir, en las limahoyas, ycompresionesenlasaristassuperiores,laslimatesas.Eneldiagramadeplantasepuededetectara simplevistadóndeseencuentranestasaristas,debidoalastensionesque experimentan. Haciendo referencia a un orden demagnitud,lastensionesdetracciónmáximasonde2,93N/mm2ylasdecompresiónde-4,35N/mm2.(fig.4.85.)

Porotraparte,enzonascercanasalosencuentrosdelosdosfaldonesqueconfiguranlaslimahoyasdelacubierta,enelapoyodeestasconlasvigashorizontales,seaprecianmayorestensionesdecompresiónde-4N/mm2debidosalareaccionenlosapoyosdelasláminas.

fig.4.85.A tensionesdemembranasxhip01

fig.4.85.B tensionesdemembranasxhip01



4.35

Tensiones de membrana Principales: Sx Principales y Sy Principales

Paraunmayorestudiodelastensiones,seanalizatambiénlastensionesdemembranaprincipales,queindicanlastensionesde traccióny compresiónmáximaqueexperimentan los faldones.Cómosepuedeapreciaren las leyendasdevalores, lacompresiónresultacasieldoblede laquesehabiaobtenidopara losdiagramasSx.Deestaformasepuedevercomolastensionesdetraccionmáximasseproducenenlasaristasylasprincipalesdecompresióntienenvaloresmáximosalrededorde-4N/mm2,salvoenlazonadeapoyosdondealconcentrarselastensiones,sealcanzanlos-7N/mm2.(fig.4.86.-fig.4.87.)

Momentos Mx y Cortantes Vx

Atendiendoalosmomentosflectoresyesfuerzoscortantesenloselementosfinitossepuedeverdenuevoquesonmuyuniformes,convaloresde0,65mKN/menlamayorpartedelamisma,aunqueexistenalgunospuntosenlosquelosefuerzossonmayoresaestosuniformes.Losvaloresoscilanentre-17,242mKN/my10,866mKN/m.

Cabeindicarquesilaformadelasláminasestáncorrectamentediseñadas,nosedeberíanproducirmomentosdeflexiónimportantessalvoenelentornodelosapoyos,debidoalaconcentracióndeesfuerzosproducidosporlareacciónendichosapoyos.Paraverificarestehechosemuestranlosdiagramasdemomentosycortantes.(fig.4.88.-fig4.90)

Apesardequenosemuestra,eldiagrmademomentosMypresentaunagradaciónprácticamenteidénticaaldiagramaqueseacabademostrar,convaloressensiblementemenores.

fig.4.88 momentosmxhip01

fig.4.86. TensionesdemembranaSxprincipaleship01

fig.4.87. TensionesdemembranaSyprincipaleship01



4.36

ElvalormáximodecortanteVxesde-41,521N/mm2.Porotraparte,delamismamaneraqueocurríaconlosmomentos,loscortantesVynopresentanrelevantesdiferenciasconrespectoaloscortantesVx.

Como se aprecia, estos esfuerzos se producen en zonas muy localizadas, en los apoyos, por lo que apenas tienentrascendenciaenlaestructura.

Desplazamientos Dz

Encuantoalosdesplazamientosqueexperimentalaestructurabajosupesopropio,sonlosdesplazamientosverticaleslosdemayorinterés.

Enlafigurapodemosvercomolamayordeformaciónseproduceenelcentrodelacubierta,alcanzandoenelcentroundesplazamientode-0.92cm,dedescenso.Estecomportamientoresultacoherentepuestoquelaluzquesalvanlasláminasesde19,3metroscontansolo12cmdeespesor.(fig.4.91.)

Apesardedichaluzysección,losdesplazamientosnosonexcesivospueslasláminasfuncionancomovigasdispuestasdecantodeaproximadamente2metros,apoyadasenlospórticosdeapoyodesecciónvariable,demodoquereducenlosdescensosverticalesenlaszonaspróxímasalosmismos.

Por último, en los elementos principales (4 faldones) de los extremos, se puede apreciar cómo se han reducido losdesplazamientosverticalesdebidoalaproximidadalasvigasdebordeyalmuro.

fig.4.89. detalledelosapoyosdelaláminaVxhip01 fig.4.90. detalledelosapoyosdelaláminaVyhip01

fig.4.91. desplazamientosverticaleship01



4.37

Sobrecarga de Uso - Mantenimiento (HIP02)

La siguiente hipótesis que se estudia a continuación es la debida a las cargas originadas por el mantenimiento dela cubierta, pues debido a su forma no alberga ningún uso. Los diagramas mostrados son muy similares a los de lahipótesis de peso propio, pues también se trata de una carga gravitatoria. No obstante, debido a las diferencias demagnitudentreambascargas,enestecasoresultanvaloressensiblementemenores.


Sepuedeapreciarcomolosresultadossonsimilaresalosquearrojabalahipótesisanterior,portratarseenamboscasosdecargasgravitatoriasydistribuidasentodoslospuntosdelacubierta.Denuevosemanejan,porlogeneral,tensionesdetracción,resultandovaloressuperioresenlainterseccióndefaldonesqueformanlalimahoya,contraccionesycompresionesenlaslimatesas.Enelpuntodeapoyodelosmismosenlavigahorizontalseobservanesfuerzosdecompresión.Sinembargo,lamagnituddelosvaloresquesealcanzan,queoscilanentrelos0,97ylos-1,44N/mm2,sondelordendeentre1/2delosalcanzadosenlahipótesisprevia.(fig.4.92.)


En las flexiones de placa, encontramos resultados similares a la hipótesis de peso propio: esfuerzos uniformes en lasláminasconesfuerzossingularesenlosapoyosdelosfaldonesextremosenlavigadebordeyenlosrodillosintermediosdelmuro.Denuevosedemuestraqueestosesfuerzosnosonsignificativosenlaestructura.(fig.4.93.-fig4.94)

Desplazamientos Dz

Porúltimoseanalizanlosdesplazamientosverticales.Enlafigurasepuedevercomoloselementosfinitospresentanunadistribuciónuniformededesplazamientos,siendoestaprácticamenteidénticaalahipótesisanterior.Noobstante,losvaloresmedidosenelcentrodelacubiertasonaproximadamente1/3delosanteriores,mientrasqueantesenelcentrodelacubiertasemedían0,92cmdedescensomáximo,ahoraesde0,30cm.Porloqueesmásdesfavorableelpesopropioqueeluso.

fig.4.92. tensionessxhip02

fig.4.93. solicitacionmxhip02 fig.4.94. cortantevxhip02



4.38

Postesado (HIP03)

Acontinuaciónsevanaanalizar losesfuerzosydesplazamientosalosqueseencuentrasometidoelmodelodebidoalpostesado,técnicaquehacedelaobraunproyectodeinteresanteanálisisyestudio.Esprecisorecordarqueelpostesadosehamodelizadocomo5cargaspuntuales,delascuales4seaplicanennudosdeelementosfinitossituadosenelperímetrodelasláminasyelquintorestanteseaplicaenunnudoenelinteriordedichasláminas,simulandoelefectoqueproduceelgrupodecablesdetrazadoparabólico.


SiseanalizanlastensionesSx,puedeapreciarseeltipodeesfuerzosqueinduceestatécnicaenelhormigónqueconfiguraloselementosestructurales.Todalacubiertaseencuentrasometidasaesfuerzosdecompresión,queoscilanenunrangodevaloresentre-1,702y-7,15N/mm2,salvoalgúnpuntomuysingular.Estecomportamientopuedeequivalersealdeunavigabiapoyadaconcargascontrariasalagravedad,porloquelasmayorestensionesdecompresiónseproducenenlaslimahoyas.Porotraparte,porlamagnituddelpostesado,laslimatesasnolleganaestartraccionadas.(fig.4.96.)

Elcomportamientodelasláminaspermitenidentificarsugeometríaapartirdelastensionesqueexperimentan.

fig.4.95. Desplazamientosverticaleship02

fig.4.96.Atensionessxhip03



4.39

En la planta, también puede verse claramente los puntos en los que seencuentranlos“anclajes”dePostesado(puntosdeaplicacióndelasfuerzas),zonas donde aparecen tensionesmáximas de compresión debido a la cargapuntualaplicada.Sealcanzanvaloresde-15,32N/mm2.Enlaestructurareal,esto no sucedería así exactamente, pues en este caso se hanmodelizado 4anclajes,enlaestructurarealhay20.(fig.4.96.)

Tensiones de membrana principales

Tiene interés mostrar los diagramas de tensiones principales para estahipótesisde carga,pues contrasta con lahipótesisdepesopropio. Como sepuedeverlastraccionesestánmuylocalizadas,loqueindicaquelaestructuradecubiertasehallacomprimida,contensionesqueoscilanentre-1N/mm2y-13N/mm2aproximadamente.Sinembargo, losmáximosvaloresdecompresióntambiénseencuentranenpuntosmuysingulares.(fig.4.97.-fig4.98)


Analizandolaflexióndeplaca,seapreciaenlosmomentosflectores,quenosontanuniformesalolargodeladimensionesdelosfaldonescomoocurríaenlaHIP01.Enestecasosenotaunamayorgradación.Losvaloresmediososcilanentrelos0ylos-5mKN/m.(fig.4.99.-fig4.100)

AligualqueocurríaconlastensionesdemembranaSx,enestosdiagramastambiénpuededetectarse,debidoalincrementodelosesfuerzosenesaszonas,lospuntosdeaplicacióndelpostesado,tantoenelperímetro,comoenelcentrodelfaldón.Siendoestospuntosmuysingularesyporlotantodeescasatrascendenciaenelcomportamientogeneraldelaestructura.

fig.4.97. TensionesdemembranaSxprincipaleship03

fig.4.98. TensionesdemembranaSyprincipaleship03

fig.4.96B. tensionessxhip03



4.40

Desplazamientos Dz y Dy

Porúltimo,seanalizantantolosdesplazamientosverticalescomoloshorizontales,ambossehanconsideradodeinterésparaestahipótesisdecarga.

Encuantoalosdesplazamientoshorizontalessepuedeobservarcomo,debidoalosesfuerzosdepostesado,seproducendesplazamientosenladirecciónperpendicularalasfachadas,ensentidouniformedeunafachadaalaopuesta.Setratadeunarespuestarazonable,teniendoencuentalatécnicaylosesfuerzosdecompresiónalosqueestánsometidoslosfaldones.Analizandoelordendemagnituddelosdesplazamientos,resultande0,34cmenunadelasfachadasy0,37aproximadamenteenlaotra.(fig.4.101.)

Estasdiferenciasdedesplazamientossedebenaquelasfuerzasdepostesadosonmayoresenelladodemenordimensióndelasláminas,porellolafachadademayorlongitudeslaqueexperimentadesplazamientosmayores.

fig.4.99. momentosmxhip03

fig.4.100. cortantesvxhip03

fig.4.101. desplazamientosDxhip03



4.41

Conrespectoalosdesplazamientosverticalessepuedevercomoeldiagramaseoponealdelpesopropioencuandoamapadedesplazamientosserefiere.Lacompresióngeneradaporloscablesreduceconsiderablementeladeformaciónverticalquesufrelacubierta,hastatalpuntoqueenelcentrosepuedeobservarel incrementodecotadelospuntos.LaleyendadedesplazamientosDznos indicaquelosvaloresoscilanentre1,16cmy-0,14cm,siendoenlahipotesisdepesopropio,valoresde0,08cmy-0,92cm,esdecir,esdelordende10vecesmayorlosdesplazamientosascendentesy10vecesmenoreslosdescendentes,estopermiteyaintuirlasventajasquetendráenlamagnituddelasflechas,lasuperposicióndeestasdoshipótesis.(fig.4.102.)

Viento (HIP04)

Para la hipótesis de viento, únicamente seanalizan los desplazamientos horizontales en ladirección paralela a las fachadas, como se puedeapreciarenlosdiagramas,debidoalarigidizaciónde las vigas de borde y las vigas horizontales delospórticos, losdesplazamentoscrecenamedidaquelospuntosevaluadossealejandelostesteros,resultando0enestosLosvaloresalcanzadosenelcentrosonde0,019cm,valoresmuyreducidos.

(fig.4.103.)

fig.4.102. desplazamientosverticaleship03

fig.4.103A desplazamientoshorzontalesdxhip04

fig.4.103B desplazamientoshorzontalesdxhip04



4.42

4.4.2. COMBINACIÓN DE HIPÓTESIS DE CARGA

Trasanalizar las tensionesydeformacionesproducidasporcadatipodecarga (pesopropio,sobrecargadeuso,efectopostesadoyviento),serealizaunanálisisdelcomportamientodelacubiertaconsiderandolacombinacióndetodasesascargas.Dichacombinaciónseefectúaaplicandoacadahipótesisunoscoeficientes,acordesconelCódigo técnico de la edificación (CTE)yconlaInstrucción española de Hormigón estructural (EHE-08).

EnelestudioseabordanlastensionesdemembranaSx,comparandoporunladoelefectodesuperponerelpesopropiodelaestructuraconelpostesadoenlastensionesqueexperimentalaestructura.Porotraparte,secompararáelefectodelincrementodecargasgravitatoriassuperponiendoaestasdoscargaspermanentes,lasobrecargadeusodemantenimiento.ParaestosestudiosseutilizaránlascombinacionesELU-1yELU-2respectivamente.

También se analizarán los desplazamientos verticales Dz, de lamisma forma que las tensiones, comparando primeroel efectode superponer lasdos cargaspermanentes, ELU-1, yposteriormente, incluyendo la sobrecargadeuso, ELU-2.AcontinuaciónseestudiarálahipótesisELS-1lasdeformacionesverticales.

Porúltimo,seestudiaráelefectoquetieneenlastensionesSxyenlosdesplazamientoshorizontalesDxlacombinacióndelascargaspermanentesconelefectodelviento.EstecasocorrespondeconlacombinaciónELU-3.

ELU - 1. 1,35*HIP01+1*HIP03ELU - 2. 1,35*HIP01+1*HIP03+1,50*HIP02ELU - 3. 1,35*HIP01+1*HIP03+1,50*HIP04ELU-1. 1*HIP01+1,1*HIP03+1*HIP04


Comosepuedeapreciarenlosdiagramas,loscolorespredominantescorrespondenenlaleyendaconvaloresdetensiónaproximadamente entre - 2,47 N/mm2 y - 6,02 N/mm2. Es decir, las láminas de hormigón se encuentran sometidas acompresión.Esto contrasta coneldiagramapreviamentemostradopara lahipótesisdepesopropio,en laque sepodíanapreciaresfuerzosdetracción.Sinembargo,estediagramanosuponeuncambiosignificativoconrespectoalahipótesisdelpostesado,enlaquelasláminastambiénestabancomprimidas.(fig.4.104.)

fig.4.104. tensionessxelu1

fig.4.105. tensionessxhip01 fig.4.106. tensionessxhip03



4.43

Lacombinacióndeambascargasdalugaraunestadodecompresionesmayorqueelmostradoenlahipótesisnumero3,debidoaloscoeficientesparcialesdeseguridad.Comoresultado,obtenemosqueelestadodetraccionesenelhormigónalquesevesometidoporsupropiopeso,escorregidototalmenteporlaaplicacióndepostesado,esdecir,porlaaplicacióndeunestadodetensionesprevioalapuestaencargadelaestructura.

Esimportanteresaltarque,apesardequesonpuntossingulares,delastensionesalasqueestásometidacadaunadelas láminas,estassonmayoresensuperímetro,esdecir,enlaszonascercanasalasaristasqueconformanlas limatesasylimahoyasdelacubierta.Estosplieguessonlosqueaseguranelfuncionamientoestructuraldelacubierta,quecaracterizaestatipologíaestructural.Estasaristaspresentanmayorrigidezqueelplanodelalámina,portanto,sufrenmayorestensiones.

Porotraparte,cabedestacartambiénqueenlospuntosdeaplicacióndeltesadodeloscables,seproducenimportantescompresiones,de-16N/mm2aproximadamente,hechoquesehadetenerencuentaenlapuestaenobradelaestructura,paraevitarmicrofisuracionesproducidasporcompresioneslocalizadasexcesivasyporotrolado,asegurarlosanclajesdeloscables,paraevitardañosenelpersonaltécnicoqueintervieneenlaejecucióndelaestructura.

Siademásdeestasdoscargas,sehace intervenir lasobrecargadeusodemantenimientode laestructura,setratadelasituaciónmásdesfavorablequeexperimentalaestructuradecubierta.Lastensionesrecogidasenlosdiagramasdeestacombinación,serviríanparaeldimensionamientodelaarmadura.(fig.4.107.)

Comoseapreciaenlaleyenda,losvalorescorrespondientesalatensiónsonmuysimilaresalosmostradosenlacombinaciónanterior,queestacarganoestandesfavorablecomosepensaba,pueslamagnituddeestacargavariablees inferiora losesfuerzosgeneradosporlascargaspermanentes.Noobstante,denuevoseobservacompresiónenlasláminas,convaloresmediosde-4N/mm2,mientrasqueenlossupuestos“anclajes”deloscablesseobtienencompresionesde-18N/mm2.

Desplazamientos verticales Dz

Siseanalizan losdesplazamientosverticalespara lacombinaciónELU-1,sepuedevercomosehanreducidodeformasignificativalosdescensosqueseproducíanenelcentrodelamismacuandoestabasometidaasupesopropio,apesardequeenestecasolascargasseencuentranmayoradas.Lacompresióndelasláminasacausadelpostesadocorrigeenbuenamedidalosdesplazamientosdescendentesqueseproducíanenlahipótesis1,cuandolasláminasseencontrabantraccionadas.Tambiéncabeseñalarque,adiferenciadelahipótesis1,enlaquetodoslosdesplazamientoserantodosdescendentes,enestacombinación,notodossondescendentes,loquepermiteverlasdeformacionesqueintroduceelpostesado.

Porotrolado,lageometríadelospórticosdeapoyo,enformadetriangulo,asícomosucanto,contribuyentambiénenlareducidamagnitudquealcanzanencualquierhipótesisocombinación,losdesplazamientosverticales.Estospórticos,rigidizanlosbordesdelasláminas,evitandoladeformacióndelosmismos;enelcasodelosfaldonesdelosextremos,estarigidizacióncorrespondealasvigasdeborde.Noobstante,enlacombinaciónELU-1,seapreciaunazonacoloreadadeazul,queindicamayoresdescensosqueenelrestodelacubierta,probablementedebidosalasdeformacionesporcompresiónqueproducenloscables.(fig.4.108.)

fig.4.107. tensionessxelu2



4.44

ParalacombinaciónELU-2seobservaundiagramasimilar.Noobstante,debidoalaaplicacióndelasobrecargadeuso,sehaincrementadoelvalordelosdesplazamientosdescendentes.Enestecaso,elmayordescensosehacrecidode0,22a0,33cm.Otraobservaciónquesepuedeextraerdeestosvalores,esqueprácticamentetodaladeformaciónverticaldelacubierta,apesardequeéstaesreducida,seproduceporelpesopropiodelaestructuradehormigón.(fig.4.109.)

Paraentenderunpocomejorladeformacióndelacubiertaycómosecorrigepormediodelpostesadolasdeformacionesverticales,semuestraunaseriededeformadas,conescaladevisualización200vecesaumentada,delasdistintashipótesisdecargaydelacombinaciónELS1,enlaquesecombinantodasellas.(fig.4.110.-4.114)

fig.4.108. desplazamientosdzelu1

fig.4.109. desplazamientosdzelu2

fig.4.110. deformadabajopesopropiohip01

fig.4.113. indeformada

fig.4.114. deformadaELS1

fig.4.111. deformadabajomantenimientohip02

fig.4.112. deformadabajopostesadohip03



4.45

Paraverlamagnituddeesteefecto,semuestra también los diagramas dedesplazamientosDz.

Mientras que en la hipótesis depesopropiolosdescensosmedidosenelcentrodelacubiertaalcanzanvaloresde0,92 cm, sin incluir el pesopropio,con el uso del postesado se reducena valores de descenso de 0,26 cm, esdecir, una reducción de una terceraparteaproximadamente.(fig.4.117.)

Porlotanto,detodasestascomparacionessededuceelcambioenelcomportamientodelmaterialdebidoalosesfuerzosdelacompresiónintroducidosporelpostesado,quecorrigenlastraccionesenelmismogeneradasporlaaccióndecargasgravitatorias.Porotrolado,sedemuestraunareducciónmásquesignificativaenlosdesplazamientosverticalesquepuedeninfluirenelusodelespaciobajolaestructura,siendoestareduccióndelordendecasiun65%.

Desplazamientos horizontales

Encuantoal funcionamientodeestetipoestructural,esde interésconocer la resistenciaenelplanoperpendicularalplanoformadoporlasláminas,puesenesteplano,carecenderigidez.Esporellointeresanteestudiarelefectodelvientoenlaestructura.Enlahipótesis4sehamodelizadounacargadeviento,actuandodesdeeltestero,aplicadaenelmuro,enlavigadebordeyenunadelasinclinacionesdelasláminas.

En primer lugar se analizan los desplazamientos horizontales en la combinación ELU-1, para ver en qué medida lascompresiones originadas en las láminas por el postesado, provoca este tipo de desplazamientos. Por otra parte, en lacombinaciónELU-3seestudiaelefectodelvientosobrelacubierta,teniendoencuentatambiénelpostesadoqueserealizaenlosfaldonesdelamisma.(fig.4.118.)

En la imagen sepuedeapreciar comoelmapade coloresha cambiadoen relación coneldiagramamostradopara lahipótesisdeviento,yanoseproducendesplazamientosqueaumentanprogresivamentedesdelosmurostesteroshastaelcentrodelacubierta.Enestecaso,debidoalosesfuerzosdecompresiónalosqueestánsometidaslasláminasporefectodelpostesado,combinadosconlacargadevientodanlugaramovimientosenambossentidos.

fig.4.115. desplazamientosdzHip01

fig.4.116. desplazamientosdzHip02

fig.4.117. desplazamientosdzELS1



4.46

Porúltimo,enunodelosextremosdelacubierta,esposibleapreciarunconjuntodeelementosfinitoscoloreadosenazul,apesardequeelvalordelosdesplazamientosesmuypequeño,0,012cm,losnudosdedichoselementosdemuevenenladireccióncontrariaalaque“sopla”elviento.Estopuedeserdebidoalempujedelvientomodelizadosobrelalámina,quedebidaasuformatriangular,esmayorenesaáreaqueenlazonapróximaalvértice.Portanto,esepicotiendeadesplazarseenelsentidocontrariodebidoaladeformacióndelalámina.(fig.4.119.)

fig.4.118. desplazamientosdxelu1

fig.4.119. desplazamientosdxelu3


Análisis estructural de la Cubierta de Cocinas de la Universidad Laboral de Tarragona 5.1

5. Conclusiones



5.2

Según los objetivos originales, el trabajo tenía dos propósitos, el primero de ellos, hacía referencia a las tipologíasestructuralesyenmayordetallealasláminasplegadasdehormigón,sehaestudiadoenloscapítulos2y3.Porotraparte,elsegundoobjetivoteníaporfinalidadponerenvalorlatipologíaestructural,latécnicaconstructivaylacalidadarquitectónicadelPabellóndecocinasdelaUniversidadLaboraldeTarragonadeEduardoTorroja,tratandodemostraryresaltarlosbeneficiosqueaportaelpostesadoenestaobrayenotrasde carácter similar, a travésdelestudiode laestructuraenelprogramaArchitrave.Esteobjetivosehaabordadoenelcapítulo4.

Comoseharesaltadoenelcapítulo2,Eduardo Torroja eraun ingenieroqueabordabaelproyectoestructuralnosólodesdeelpuntodevistadelbuencomportamientoestructural,sinotambiéndesdeelpuntodevistaeconómico,almismotiempoquetratabadeaportarespaciossugerentesdesdeelpuntodevistaarquitectónico.

Torroja, abordaba siempreel proyectobasándose enqueel buen funcionamiento de la estructura depende, en granmedida,delaformaqueestaadopte,yque,porestarazón,sehadeproyectarteniendounabasedeconocimientosacercadelcomportamientodelasestructurasydelosprocesosconstructivos.Sinembargo,nosóloporlaformaseveíaguiadoalahoradeproyectarsinoquetambiénhacehincapiéenlasensibilidadyefectoestéticodeesaforma.

Otracaracterísticaquesehaestudiadodeesteingenieroeslavoluntaddeservirsedetécnicas constructivas innovadoras quepermitiesenaprovecharlasventajasdelmaterialylasformasydesalvarlaslimitacionesdelasmismas,comopretensadodelaarmaduraactiva.Estatécnica,quehacíadesusobrasestructurasvivas,fuedifundidaenEspañagraciasalusoquehacíadeella.Portodasestasrazones,esconsideradounodelosmásprestigiososingenierosdelsigloXX.

Porotraparte, la introduccióndelhormigón armado supusounantes yundespuésenelmundode la construcción.tipologías tradicionales como las cúpulas o las bóvedas de cañón, evolucionan en superficies de revolucióno estructuraslaminares,quepermitennuevoscomportamientosestructurales.

La innovaciónquesupusieronenelmundode laarquitecturay la ingenieríadurante laprimeramitaddelsigloXX,hapodidoversereflejadaenelanálisisde4obrasdeTorroja.AtravésdeestassehapodidoverelpensamientodeTorrojaencadaunadelasestructuras:enlacúpuladehormigónarmadodelMercadodeAlgeciras;enlasláminascilíndricasdehormigóndelFrontóndeRecoletos;enloshiperboloidesdelHipódromodelaZarzuelayenlasláminasplegadasdehormigónarmadodelaIglesiadeSanNicolás.(fig.5.1.)

En todas estas obras se ha podido apreciar la pericia del ingeniero para lograr estructuras de luces máximas conespesoresmínimos,almismotiempoquequedareflejadalaimportanciadelaformaydelatécnicaconstructiva,enelbuencomportamientoestructural.

fig.5.1. proyectosrepresentativoseduardotorroja



5.3

Enesteprimerobjetivo,tambiénsepretendíadestacarlatipologíadelasláminas plegadasdehormigón,yenlavirtuddesufuncionamientoparasalvargrandeslucescondelgadosespesoresdebidoalarigidezquelesaportanlospliegues.Enelcapítulo3quedademostradocomoseconvirtieronenunadelastipologíasestructuralesmásutilizadasentrelosaños50y70,dotadasdediversasposibilidadesgeométricasydeuso.Apesardesucaídaendesuso,sehapodidointuirporalgunasobras,comoestasaunsiguenutilizándoseparacubrirespaciosdiáfanos.(fig.5.2.yfig.5.3.)

ElsegundodelosobjetivosdeltrabajoconsistíaenponerenvalorunaobraescasamenteconocidaypublicadadeEduardoTorrojaMiret,elPabellóndecocinasdelaUniversidad Laboral de Tarragona,desdeelpuntodevistaarquitectónico,delaformaestructuralydelatécnicaempleadaenelarmado.

Comosehapodidoverenelcapitulo4,atravésdeunaextensadescripcióndelaestructura,elPabellónesunaobraderelevanteinterésarquitectónico,porelespacioquealbergabajolacubiertaplegadaylailuminaciónqueéstapresenta.Porotraparte,haquedadodemostradalahabilidaddelingenieroeneldiseñodecadaunodeloselementosqueconformanlaestructura.(fig.5.4.-fig.5.6.)

Teniendoencuentaquelasláminasplegadasfuncionancomounavigaapoyadaenunadirecciónmientrasqueenlaotrapresentanmenorrigidez,yqueporestarazónTorrojasesirvedeunavigadebordeydeunpórticodeapoyo,destacandoenesteúltimosucantovariable.Porúltimo,sehapodidoestudiarcómofuncionaelpostesado,analizandolosbeneficiosqueestareportaenlaestructura.

Como seha indicado, la técnica consiste en someter a la estructura a esfuerzosdecompresión antesdequeesta seencuentresometidaalascargaspropiasdesupuestaenservicio.Estooriginaenlaestructuraunestadodetensionesprevio,asícomounasdeformacionesquecombinadasconlasdelaestructuraenserviciodanlugarauncomportamientoóptimodelamisma.(fig.5.7.)

fig.5.3. geometríasláminasplegadas

fig.5.4. interiordelpabellón fig.5.5. modeloestructural

fig.5.7. comportamientohormigónarmadovspostesado

fig.5.6. cablesdepostesado

fig.5.2. comportamientoláminasplegadas


Universitat Politècnica De València

1.1

Trabajo Final de Grado: Cristina Baldanta Callejo

Noobstante,estaafirmaciónhaquedadoreflejadaenelanálisis estructuralrealizadoenelprogramadecálculoArchitrave,enel que sehamodelizadoesta estructurade láminasplegadas,modelizando también las supuestas cargas a las que seencuentrasometida,incluyendoelpostesado.

Atravésdelosdistintosdiagramasarrojadosporelprogramadecálculo,sehademostradocómodeformapositivainfluyenlageometriayformaenelcomportamientoestructuralyasícomolatécnicadelpostesado,permitiendoestaúltimacorregirlascargasgravitatoriasdepesopropioysobrecargadeuso.Aestaconclusiónsehallegadoapartirdelanálisisdelastensionesdemembrana,momentosflectoresycortantesy lasdeformacionesverticales,paradistintashipótesisycombinacionesdecarga.

Respectoa losmomentos flectores y esfuerzos cortantes, losdiagramasmuestrasqueestossonmuyuniformesyconvaloresreducidos,dandoaentenderquenosonsignificativosenelcomportamientodelaestructurayqueestosedebealdiseñodelasláminas,funcionandocomovigasapoyadasenlospórticosy,porlotanto,experimentandoflexiónúnicamenteenelentornodelosapoyos,debidoalaconcentracióndeesfuerzosproducidosporlareacción.

Por otra parte, analizados los diagramas dedesplazamientos verticales en distintas hipótesisy combinaciones así como estudiando lasdeformadas, se ha demostrado que el efecto quegenera el postesado permite reducir en un 65 %las deformaciones producidas por el peso propioy la sobre carga de uso, pues la flecha generadapor las cargas gravitatorias es corregida por unacontraflecha que genera el postesado. De modoque , al superponer ambos esfuerzos, resulta unaestructura en las que no existen problemas deflechaapesardelaluzquesalvayelespesordelaspiezas.(fig.5.8.-fig.5.9.)

Por último, elmodelo estructural también ha arrojado conclusiones acerca de las tensiones a las que se encuentransometidosloselementosestructuralesenlosqueseefectúaunpostesado.Losresultadoshanmostradocomolacubiertabajolaúnicaaccióndesupesopropioymantenimientoestabasometidaatraccionesenlaslimahoyas.Sinembargo,elefectodelpostesado,quecomprimelaspiezasterminacorrigiendodichastracciones,haciendoquelaspiezastrabajenacompresión.(fig.5.10.)

Denoserporelpostesado,elestadodetensionesprovocaría lafisuraciónde laspiezasy,debidoa laproximidaddelpabellón almar, también provocaría la corrosión de las armaduras, produciendo, sino se pone remedio, el colapso de laestructura.

fig.5.8. deformadas

fig.5.9. Diagramasdesplazamientosverticalesdz:pesopropio,postesadoyels(incluyendouso)


Universitat Politècnica De València

1.1

Trabajo Final de Grado: Cristina Baldanta Callejo

Alaplicarelpostesado,sehademostradoqueseproduceunacorreccióndeestastensionesdetracciónenlasláminas,permitiendoqueestaspuedan resolverse conunespesorde12 cm.Como seha visto, unbuen trazadode los cablesdepostesadoylatensiónadecuadaenlosmismos,permiteninducirenelhormigónunestadodecompresionescorrigiendoelestadodetraccionesoriginadoporlashabitualescargasgravitatoriasdelacubierta,quedandolassolicitacionesreducidasamagnitudesreducidasyhaciendoqueelhormigóntrabajesinfisurarseyporlotanto,sinperderinerciaenlaseccióninicial.Además,lapiezaresultaimpermeable,puestoqueseencuentracomprimida,unagranventajadesdeelpuntodevistadeladurabilidadsisetieneencuentaquelaobraseencuentraaescasoskilómetrosdelmar.Estatécnica,alcontrarrestarefectospreviosconefectosde lacargaenservicio,permiteunareduccióndelusodeaceroenelarmadode lasección,almismotiempoquesepuedereducirlasdimensionesdelasección.

Endefinitiva,laformasiemprehaestadoligadaalcomportamientodelasestructuras,perodesdeeldescubrimientodelhormigón armadoylastécnicasparamanipularsucomportamiento,sehaidomásallá.Técnicascomoelpostesadopermitencorregir las cargaspermanentes, tantodepesopropiocomo lasdebidasaluso,dando lugaraestructurasmásesbeltasycubriendolucesmayores.Sinembargo,lomásremarcabledeestatécnicaeselestadodetensionesenelqueseencuentranlaspiezas:compresión.Estetipodeesfuerzosaumentanladurabilidaddelmaterial,evitandosufisuración,patologíaqueenexcesopuedeocasionarelcolapsodelaestructura.

fig.5.10. Diagramastensionesdemembranasx:pesopropio,postesadoyelu1(incluyendouso)


Análisis estructural de la Cubierta de Cocinas de la Universidad Laboral de Tarragona 6.1

6. Bibliografía y referencias



6.2

6.1. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Libros

1. FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer|Madrid:Pronaos.

2. JordáSuch,C.(2002).Eduardo Torroja, la vigencia de un legado|Valencia:EditorialUPV,D.L.

3. Monteys, X. (2006). La Universitat Laboral de Tarragona : 1952-1956 | Tarragona : Col·legi d’Arquitectes deCatalunya.DemarcaciódeTarragona,D.L.

4. Páez,A.(1989).El hormigon pretensado en ingenieria y en arquitectura|Madrid:Bellisco.

5. Torroja, E. ; Salvadori, M. (1999). Las estructuras de Eduardo Torroja | Madrid : Centro de Estudios yExperimentación de Obras Públicas; Centro de Estudios Históricos de Obras Públicas y Urbanismo; EspañaMinisterio de

Fomento,D.L.1999.

6. Torroja,E.(Ed.2007).Razón y ser de los tipos estructurales|Madrid:ColegiodeIngenierosdeCaminos,CanalesyPuertos,D.L.

Artículos

1. AntuñaBernardo,J.(2002).Tesis doctoral: Las estructuras de edificación de Eduardo Torroja, dirigida por Ricardo Aroca Hernández-Ros|Madrid:UniversidadPolitécnicadeMadrid,EscuelaTécnicaSuperiordeArquitectura.Págs 204 - 205.

2. ArguellesR.;GarcíaBadellI.;AzpiazuOrdóñezJ.(1969).Instituto Sorolla, Valencia (España) |InformesdelaConstrucción.Vol. 22, nº 211

3. Azpiazu Ordóñez J. (1971). Experiencias adquiridas a través del proyecto arquitectónico, dirección de obra y construcción de cubiertas laminares |InformesdelaConstrucción.Vol. 24, nº 233

4. GarcíaGarcía,R.(2007).Láminas plegadas de hormigón armado. Realizaciones en España |Madrid:I.JuandeHerrera,SEdHC,CICCP,CEHOPU.

5. GarcíaGarcía,R.(2013).Dos décadas de estructuras plegadas de hormigón. Inicio y ocaso de un movimiento | Informesdelaconstrucción.Vol. 65, 529, 27-39.

6. NenadŠekularac,N.;IvanovicŠekularacJ.;CikicTovarovicJ.(2012).Folded structures in Modern architecture

|FactaUniversitatis,UniversityofBelgrade,FacultyofArchitecture,Serbia.Architecture and Civil Engineering Vol. 10, N

Normativas

1. InstrucciónEspañoladelHormigónEstructural(EHE08) - Artículos 12º y 13º - http://www.fomento.gob.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/ORGANOS_COLEGIADOS/MASORGANOS/CPH/instrucciones/EHE_es/

2. Códigotécnicode laEdificación (CTE) - Documento básico de seguridad estructural (DB - SE). DB - SE - AE (Acciones en la edificación). http://www.codigotecnico.org/index.php/menu-seguridad-estructural

Páginas Web

1. “Centro de Estudios Históricos Obras Públicas y Urbanismo”http://www.cehopu.cedex.es/etm/obras/ETM-392.htm

2. “Informes de la construcción”http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/informesdelaconstruccion

3. “Universidades laborales españolas”http://www.xn--universidadeslaboralesespaolas-34c.es/10.html

4. “Universidades laborales”http://universidadeslaboralesespanolas.blogspot.com.es/p/estado-de-la-cuestion.html



6.3

Otros

“ETM-392 Fondo Eduardo Torrja Miret” -Centrodeexperimentaciónyobraspúblicas(CEDEX),CentrodeEstudiosHistóricosdeObrasPúblicasyUrbanismo(CEHOPU).Madrid.

“ApuntesForjadosyconstrucciónindustrializadadehormigón” -Perepérez,Bernardo;Barberá,Emilio

Programa de cálculo

ArchitraveVersión2015Académica(v1.1).http://www.architrave.es/index.php

Autores:GrupodeInvestigaciónenGridyComputacióndeAltasPrestaciones(GRyCAP)HERNÁNDEZGARCÍA,Vicente.ALONSOÁBALOS,JoséMiguel.CAMPOSBERGA,FranciscoJavier.LOZANOLLORET,Pau.DELAFUENTEARAGÓN,Pedro.

Grupo de Investigación CiDPÉREZGARCÍA,Agustín.DoctorArquitecto.ALONSODURÁ,Adolfo.DoctorArquitecto.GUARDIOLAVÍLLORA,Arianna.DoctorArquitecto.GÓMEZMARTÍNEZ,Fernando.Arquitecto.

6.2. LISTADO Y REFERENCIA DE IMÁGENES

0. Portada e índices

Fig 1 Páez,A.(1989).El hormigon pretensado en ingenieria y en arquitectura

Fig 2 http://www.madrimasd.org/blogs/CienciayPoesia/2015/02/10/86094

Fig 3 http://fotofilatelia2.blogspot.com.es/2014/07/central-hidroelectrica-de-proaza.html

Fig 4 http://www.xn--universidadeslaboralesespaolas-34c.es/10.html

Fig 5 Imagen extraídas del Programa de cálculo Architrave

Fig 6 GarcíaGarcía,R.(2007).Láminas plegadas de hormigón armado. Realizaciones en España

2. Eduardo Torroja Miret

Fig 2.1 http://www.xn--espaaescultura-tnb.es/es/artistas_creadores/eduardo_torroja_miret.html

Fig 2.2 JordáSuch,C.(2002).Eduardo Torroja, la vigencia de un legado

Fig 2.3 Torroja,E.(Ed.2007).Razón y ser de los tipos estructurales

Fig 2.4 FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

Fig 2.5 (A, C, G) FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

(B, E, F) http://anengineersaspect.blogspot.com.es/2012_09_01_archive.html

(D) https://www.flickr.com/groups/1583341@N25/pool/with/2327695718/lightbox/

Fig 2.6 (A) FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

(B) http://tresiyo.com/blog/2012/08/08/iglesia-de-san-nicolas-en-gandia_-eduardo-torroja/

(C) http://www.xn--universidadeslaboralesespaolas-34c.es/10.html



6.4

Fig 2.7, 2.9, 2.11, 2.12 http://deim.urv.cat/~blas.herrera/2.pdf

Fig 2.8 (A,B,C,D) FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

Fig 2.10 (A) FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

(B) http://www.turismocampodegibraltar.com/algeciras/visitar/recursosTuristicos/recursoturistico_0009.html

(C) http://www.panoramio.com/photo/20904890

(D) http://structurae.net/structures/chapel-of-the-holy-spirit

Fig 2.13 (A) http://www.abc.es/fotos-arte/20130719/misterios-ingenieria-exposicion-caixaforum-151724794565.html

(B, C) FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja : ingeniero = engineer

Fig 2.14 http://www.epdlp.com/edificio.php?id=4913

Fig 2.15 – 2.29, 2.31, 2.32, 2.34 - 2.37, 2.41 – 2.44, 2.47 - 2.49 FernándezOrdóñez,J;NavarroVera,J.(1999).Eduardo Torroja

: ingeniero = engineer

Fig 2.30 http://www.traveler.es/viajes/fotos/galerias/cuando-madrid-fue-moderno/145/image/7023

Fig 2.33 https://www.flickr.com/photos/ximo_michavila/9108634135

Fig 2.38 – 2.40 https://www.flickr.com/photos/javier1949/with/14145751968/

Fig 2.45 http://www.ondanaranjacope.com/noticias/id23037-50-aniversario-de-la-iglesia-de-san-nicolas-del-grau-de-gandia.html

Fig 2.46 http://tresiyo.com/blog/2012/08/08/iglesia-de-san-nicolas-en-gandia_-eduardo-torroja/

3.Láminas plegadas de hormigón

Fig 3.1 http://www.columbia.edu/cu/gsapp/BT/BSI/SHELLS_BM/shell_bm.html

Fig 3.2 (A) http://www.mecanica.upm.es/~pantolin/candela.html

(B,C) http://fresharquitectos.blogspot.com.es/2012/12/restaurante-los-manantiales-mexico-df.html

Fig 3.3 (A,B,C) http://been-seen.com/travel-blog/places-to-go/a-modern-ruin

Fig 3.4 http://www.ketchum.org/ShellTandF/index.html

Fig 3.5 http://www.proyectosinergias.com/2008/05/arquitectura-record.html

Fig 3.6 GarcíaGarcía,R.(2007).Láminas plegadas de hormigón armado. Realizaciones en España

Fig 3.7 http://www.maghousehampton.com/hampton_coliseum.html

Fig 3.8 http://www.theuntz.com/venues/hampton-coliseum/

Fig. 3.9, 3.10 NenadŠekularac,N.;IvanovicŠekularacJ.;CikicTovarovicJ.(2012).Folded structures in Modern architecture

Fig 3.11 https://mateturismo.wordpress.com/2013/11/28/el-dodecaedro-carbonera-de-torroja-en-madrid/

Fig 3.12 http://www.michiganmodern.org/buildings/american-concrete-institute-building

Fig 3.13, 3.17, 3.26 GarcíaGarcía,R.(2013).Dos décadas de estructuras plegadas de hormigón. Inicio y ocaso de un movimiento

Fig 3.14 http://temoore.com/fifties/h-w-moore-equipment-company/

Fig 3.15 https://www.pinterest.com/pin/332140541244840025/

Fig 3.16 https://www.google.es/maps/search/laboratorios+alter+madrid/@40.4977443,-3.6658808,17.25z

Fig 3.18 http://enfotomadrid.blogspot.com.es/2013/03/parroquia-de-nuestra-senora-de.html

Fig 3.19 http://www.lastraarquitectos.es/blog/arquitectura-moderna-asturias-espana-vaquero-palacios-arquitecto/

Fig 3.20 – 3.23 (informe de la construccion de Azpiazu sorolla)

Fig 3.24 AzpiazuOrdóñezJ.(1971). Experiencias adquiridas a través del proyecto arquitectónico, dirección de obra y construcción de

cubiertas laminares



6.5

Fig 3.25 http://www.urbipedia.org/index.php?title=Can%C3%B3dromo_de_Carabanchel

Fig 3.27 - 3.28 http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/628249/clasicos-de-arquitectura-terminal-internacional-de-pasajeros-de-

yokohama-foreign-office-architects-foa

Fig 3.29 - 3.31 http://www.studiovacchini.ch/opere/25

Fig 3.32 - 3.34 http://rs-aa.cn/project/1722

4 Cubierta de cocinas de la Universidad laboral de Tarragona

Fig 4.1 - 4.3 - 4.5 http://sigpac.magrama.es/fega/h5visor/

Fig 4.2, 4.8 - 4.20, 4.59, 4.61, 4.62, 4.65 - 4.70 Monteys,X.(2006).La Universitat Laboral de Tarragona : 1952-1956

Fig 4.6 https://www.pinterest.com/pin/416794140492452177/

Fig 4.7 http://www.xn--universidadeslaboralesespaolas-34c.es/10.html

Fig 4.21 GarcíaGarcía,R.(2007).Láminas plegadas de hormigón armado. Realizaciones en España

Fig 4.22 - 4.43, 4.54 - 4.58, 4.71, 4.77 (ETM-392)http://www.cehopu.cedex.es/etm/expt/ETM-392-001.htm

Fig 4.44 http://www.tenso.es/utilidades/glosario.asp?termino=Constituci%F3n+de+los+cables

Fig 4.45 - 4. 46 http://www.hierrossantander.com/hierros_prontuario/archivo/06-ACEROS%20PARA%20HORMIGON.pdf

Fig 4.47 http://www.steelwirestrand.es/3-2-pc-strand.html

Fig 4.48 http://spanish.alibaba.com/product-gs/prestressed-steel-wire-for-concrete-268825670.html

Fig 4.49 - 4.50 http://valdengravesengblog.com/academic-papers-and-commentary/prestressed-concrete-principles-and-methods-of-prestressing-prestress-losses-and-material-properties/

Fig 4.52 http://www.grupomuratori.com/anclaje_posteado.htm

Fig 4.53 http://www.postensa.cc/

Fig 4.60, 4.63 - 4.64 Páez,A.(1989).El hormigon pretensado en ingenieria y en arquitectura

Fig 4.76 - 4.78, 4.81 - 4.84 Imágnes realizadas por el autor del documento a partir de los planos de archivo

Fig. 4.72 - 4.75, 4.79, 4.85 - 4.119 Imágenes extraídas del Programa de cálculo Architrave

Tabla 4.1, 4.8 Realizadas por el autor del documento

Tabla 4.2 – 4.7 Obtenidas del Documento básico de seguridad estructural, acciones en la edificación (DB-SE-AE)

Tabla 4.9 – 4.12 Obtenidas de la instrucción española del hormigón armado. EHE 08

Tabla 4.13 Obtenidas del Documento básico de seguridad estructural (DB-SE)

Tabla 4.14 – 4.15 Obtenidas en el programa de cálculo Architrave

5 Conclusiones

Fig 5.1 Realizadas por el autor del documento

Fig 5.2 http://www.columbia.edu/cu/gsapp/BT/BSI/SHELLS_BM/shell_bm.html

Fig 5.3 NenadŠekularac,N.;IvanovicŠekularacJ.;CikicTovarovicJ.(2012).Folded structures in Modern architecture

Fig 5.4, 5.6 Monteys,X.(2006).La Universitat Laboral de Tarragona : 1952-1956

Fig 5.5, 5.8 - 5.10 Obtenidas en el programa de cálculo Architrave

Fig 5.7 http://valdengravesengblog.com/academic-papers-and-commentary/prestressed-concrete-principles-and-methods-of-prestressing-prestress-losses-and-material-properties/



Documents

nss esuu e ube e ns e Unes Lb e arragna 4.6 fig. 4.14