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Equation Chapter 1 Section 1
Trabajo Fin de Grado
Grado en Ingeniería Civil
Proyecto Constructivo de Edificio para Uso Principal
de Aparcamiento con Soluciones de Estructura
Prefabricada
Dep. Construcciones Arquitectónicas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Autor: José Ángel Suárez Bejarano
Tutor: Jorge Roa Fernández
Sevilla, 2017
ii
iii
Trabajo Fin de Grado
Grado en Ingeniería Civil
Proyecto Constructivo de Edificio para Uso
Principal de Aparcamiento con Soluciones de
Estructura Prefabricada
Autor:
José Ángel Suárez Bejarano
Tutor:
Jorge Roa Fernández
Dep. de Construcciones Arquitectónicas I
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2017
iv
v
Trabajo Fin de Grado: Proyecto Constructivo de Edificio para Uso Principal de Aparcamiento con
Soluciones de Estructura Prefabricada
Autor: José Ángel Suárez Bejarano
Tutor: Jorge Roa Fernández
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes
miembros:
Presidente:
Vocales:
Secretario:
Acuerdan otorgarle la calificación de:
Sevilla, 2017
El Secretario del Tribunal
vi
vii
A mi familia
A Cristina
viii
Agradecimientos
Me gustaría dar las gracias desde estas humildes palabras a todas las personas que me han
acompañado y apoyado durante este camino, tanto desde que empecé la realización de mis estudios
como desde que comencé la realización de este Trabajo Fin de Grado.
Gracias a mi familia, por su apoyo constante, por sus palabras de aliento cuando más las necesitaba y
por confiar en mi.
Gracias a Cristina, por haber estado a mi lado en todo momento y haber compartido penas y alegrías.
Gracias a D. Jorge Roa Fernández, por haber sido mi tutor y guiarme en este trabajo.
Gracias a D. Cristóbal Baliña García y a D. Francisco Luque, por su valiosa ayuda y por su tan
amable atención.
José Ángel
Sevilla, 2017
ix
Resumen
El presente Trabajo Fin de Grado comienza por la definición del objeto y del alcance del mismo, se
establecen las líneas de trabajo que se van a seguir, así como las premisas desde las que se va a partir
para la realización de este trabajo. Posteriomente se ubica la obra geográficamente, después se
comentan algunos aspectos urbanísticos y se define el marco legal por el que se va a regir el
desarrollo del trabajo.
Seguidamente se realiza un estudio funcional en el que se definen aspectos como el acceso de
vehículos, el acceso de peatones, el número de plazas de aparcamiento, las dimensiones de las plazas,
la disposición de las mismas, la tipología y ubicación de rampas, la distribución de la malla de pilares
y el diseño de los elementos de evacuación del edificio.
Una vez hecho esto, se pasa a la presentación y descripción de los distintos sistemas estructurales con
los que se puede concebir el edificio. Posteriormente, se presentan, se describen y se analizan dos
tipologías de forjado: forjado de placas alveolares y forjado mixto de chapa colaborante. Una vez
descritos se realiza una comparación y se establece cual de las dos alternativas es la que se adopta,
con su correspondiente justificación.
Posteriormente se describe constructivamente la solución estructural del eficicio: cimentación,
pilares, jácenas, forjados, rampas, cerramiento, cubierta y módulos de escaleras.
Finalmente se describe el proceso constructivo.
Se adjuntan el anejo geotécnico, anejo de cálculo, anejo de comprobaciones, anejo de fichas de
características técnicas, pliego de prescripciones técnicas particulares, planimetría y presupuesto.
x
Índice
Agradecimientos viii
Resumen ix
Índice x
Índice de Tablas xii
Índice de Ilustraciones xiii
1 Introducción 1 1.1 Objetivos y alcance 1 1.2 Introducción sobre la prefabricación 2
2 Consideraciones Previas 5 2.1 Localización de la obra 5 2.2 Características urbanísticas 8 2.3 Marco legal y documentación 9
3 Estudio Funcional 10 3.1 Acceso de vehículos 10 3.2 Acceso de peatones 11 3.3 Número de plazas del aparcamiento 12 3.4 Dimensiones de las plazas de aparcamiento y carriles de circulación 12
3.4.1 Dimensiones de plazas normales 12 3.4.2 Dimensiones de plazas reservadas para minusválidos 14
3.5 Disposición de las plazas de aparcamiento 15 3.5.1 Aparcamiento en batería 15 3.5.2 Aparcamiento oblicuo 16
3.6 Rampas 18 3.6.1 Rampas rectas situadas en lados opuestos 20 3.6.2 Rampas rectas paralelas por pisos 20 3.6.3 Rampas por pisos, rectilíneas y en direcciones contrarias 21
3.7 Distribución de pilares y dimensiones de la planta del edificio 23 3.8 Diseño de elementos para peatones: accesos al exterior y escaleras 24
3.8.1 Cálculo de la ocupación 25 3.8.2 Número de salidas y longitud de los recorridos de evacuación 25 3.8.3 Dimensionado de los medios de evacuación 26
3.9 Espacios para funciones complementarias 28
4 Proposición de Alternativas Estructurales 29 4.1 Definición del Sistema estructural del edificio 29
4.1.1 Sistema intraslacional 29 4.1.2 Sistema traslacional de nudos rígidos 30 4.1.3 Sistema traslacional de nudos articulados 30
xi
4.2 Tipología de forjados 31 4.2.1 Forjados de placas alveolares 31 4.2.2 Forjado de chapa colaborante 35
4.3 Análisis y comparación de alternativas 40
5 Elección y Justificación de la Alternativa Adoptada 42
6 Descripción Constructiva de la Solución 44 6.1 Cimentación 44 6.2 Pilares 44 6.3 Jácenas 45 6.4 Forjados 50
6.4.1 Forjados de plantas primera y segunda 50 6.4.2 Forjado de planta baja 53
6.5 Vigas inclinadas para las rampas 55 6.6 Cerramiento 56 6.7 Cubierta 58 6.8 Correas 59 6.9 Módulos independientes para escaleras y ascensor 60
7 Proceso Constructivo 62
8 Presupuesto 63
Referencias 65
Anejos 67
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Densidad de ocupación ........................................................................................................................................... 25
Tabla 2 Categoría de tráfico pesado .................................................................................................................................... 54
Tabla 3 Soluciones para paquete de firme .......................................................................................................................... 54
xiii
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1Provincia de Sevilla [4] ............................................................................................................... 5
Ilustración 2 Área metropolitana de Sevilla [5] ............................................................................................. 6
Ilustración 3 Ubicación de la parcela dentro del barrio de Los Remedios [6]................................................. 6
Ilustración 4 Detalle de la parcela [6] ............................................................................................................ 7
Ilustración 5 Clasificación y categoría de suelo PGOU Sevilla [5] ................................................................... 8
Ilustración 6 Leyenda de la Figura 5 .............................................................................................................. 8
Ilustración 7 Accesos al aparcamiento [10] ................................................................................................. 11
Ilustración 8 Dimensiones de un vehículo según [8] .................................................................................... 13
Ilustración 9 Valores de los parámetros de la ilustración 8; [8] .................................................................. 13
Ilustración 10 Dimensiones mínimas para plazas de aparcamiento; [5] ..................................................... 14
Ilustración 11 Distribución de plazas en batería [8] ..................................................................................... 16
Ilustración 12 Distribución oblicua de las plazas [8] .................................................................................... 17
Ilustración 13 Rampas rectas [8] ................................................................................................................. 18
Ilustración 14 Rampa helicoidal [8] ............................................................................................................. 18
Ilustración 15 Solución hipotética para la pendiente de la rampa [8] .......................................................... 19
xiv
Ilustración 16 Rampas rectas situadas en lados opuestos [8] ...................................................................... 20
Ilustración 17 Rampas rectas paralelas por pisos [8] ................................................................................... 21
Ilustración 18 Rampas rectas paralelas por pisos [8] ................................................................................... 21
Ilustración 19 Rampas rectilíneas por pisos y en direcciones contrarias [8] ................................................ 22
Ilustración 20 Ubicación de las rampas dentro del edificio [10] .................................................................. 22
Ilustración 21 Distribución de la retícula de pilares [10] .............................................................................. 24
Ilustración 22 Distribución final de los módulos de escaleras [10] .............................................................. 27
Ilustración 23 Distribución de la planta baja del edificio ............................................................................. 28
Ilustración 24 Sistema intraslacional con núcleo [3] .................................................................................... 29
Ilustración 25 Estructura de nudos articulados y esquema de cálculo [3] ................................................... 30
Ilustración 26 Placa alveolar [14] ................................................................................................................ 31
Ilustración 27 Detalle constructivo placa alveolar [16] ................................................................................ 32
Ilustración 28 Esfuerzos transversales en placas alveolares [14] ................................................................. 32
Ilustración 29 Acopio de placas alveolares [18] ........................................................................................... 34
Ilustración 30 Chapa grecada en nervio abierto [20] ................................................................................... 35
Ilustración 31 Chapa grecada en cola de milano [21] .................................................................................. 36
Ilustración 32 Detalle en 3D de forjado de chapa colaborante .................................................................... 36
Ilustración 33 Detalle de sección de forjado de chapa colaborante [22] ..................................................... 37
Ilustración 34 Detalle de hendiduras en la chapa grecada .......................................................................... 38
xv
Ilustración 35 Detalle cabeza de pilar [23] ................................................................................................... 45
Ilustración 36 Jácena en T invertida de hormigón pretensado prefabricada [10] ........................................ 46
Ilustración 37 Jácena en L de hormigón pretensado prefabricada [10] ....................................................... 46
Ilustración 38 Jácena en L invertida de hormigón pretensado prefabricada [10] ........................................ 47
Ilustración 39 Jácena en T para vigas del techo de última planta [10] ......................................................... 47
Ilustración 40 Apoyo simple de vigas [10] ................................................................................................... 48
Ilustración 41 Discontinuidad para el apoyo de placas alveolares [10]........................................................ 49
Ilustración 42 Apoyo continuo para placas alveolares [10] ......................................................................... 50
Ilustración 43 Sección de la placa alveolar que vamos a emplear [24] ........................................................ 51
Ilustración 44 Detalles de la sección de la placa alveolar [24] ..................................................................... 51
Ilustración 45 Sección de un forjado de placa alveolar con mallazo de reparto y armadura de negativos [25] ............................................................................................................................................................ 52
Ilustración 46 Detalle de apoyo de placa alveolar sobre jácena en T invertida [23] .................................... 52
Ilustración 47 Detalle de la disposición de armado pasivo .......................................................................... 53
Ilustración 48 Vigas inclinadas para la ejecución de las rampas [10] ........................................................... 55
Ilustración 49 Detalle de viga inclinada para la rampa [10] ......................................................................... 56
Ilustración 50 Detalle anclaje Halfen inferior [23] ....................................................................................... 56
Ilustración 51 Detalle anclaje Halfen superior [23] ...................................................................................... 57
Ilustración 52 Detalle de fachada [10] ......................................................................................................... 57
xvi
Ilustración 53 Detalle esquina [10] .............................................................................................................. 58
Ilustración 54 Detalle cubierta Deck [27]..................................................................................................... 59
Ilustración 55 Leyenda ilustración anterior [27] .......................................................................................... 59
Ilustración 56 Correa FORSECUSA T25 [10] ................................................................................................. 60
Ilustración 57 Detalle fijación de correa [10] ............................................................................................... 60
Ilustración 58 Hueco escaleras y ascensor ................................................................................................... 61
xvii
1
1 INTRODUCCIÓN
1.1 Objetivos y alcance
El presente trabajo se centra en el estudio de incorporación de sistemas prefabricados de hormigón
para la construcción de un edificio de aparcamiento de nueva planta.
Este trabajo se va a centrar en el diseño funcional del edificio, distribución interior de las plazas de
aparcamiento, diseño de las salidas de emergencia, tipología de las rampas y su ubicación en el
edificio. En segundo lugar se analizan diferentes alternativas para la definición del sistema
estructural a emplear y su adaptación al esquema funcional, la determinación de los elementos que
conforman la estructura del edificio, y su cálculo estructural: cimentación, pilares, jácenas, forjados,
rampas, muros. Para completar el estudio se realiza una propuesta de resolución de la cubierta y el
cerramiento, con la consiguiente definición de detalles constructivos.
Se focaliza el contenido del mismo en aspectos más relacionados con la prefabricación y las
implicaciones estructurales que ello conlleva, los aspectos constructivos y funcionales del edificio,
tipologías estructurales, línea de trabajo que nos marca la asignatura de Construcciones Prefabricadas
impartida en el Grado en Ingeniería Civil, que es el contexto en el que se enmarca este Trabajo Fin
de Grado. Por lo tanto, no se van a contemplar en este trabajo aspectos como instalaciones,
revestimientos y acabados en general. Tampoco es objeto de este trabajo la realización de otros
aspectos del proyecto como serían el estudio de impacto ambiental y seguridad y salud.
Como localización se ha seleccionado una parcela de Sevilla, que actualmente se encuentra sin
edificar. Partimos de la premisa inicial de un edificio sobre rasante de 3 plantas cuyo uso principal es
el de aparcamiento, con una capacidad de entre 700 y 1000 plazas, y con soluciones de estructura
prefabricada.
2
1.2 Introducción sobre la prefabricación
La prefabricación es un sistema constructivo que tiene su base en el diseño y producción de
componentes y subsistemas elaborados en serie, en fábrica fuera de su emplazamiento final y que, en
su ubicación definitiva, luego de un proceso sencillo, preciso y no laborioso de montaje, conforma el
todo o una parte de una construcción.
Este sistema constructivo es consecuencia de la industrialización de la construcción, que vino de la
mano de la primera revolución industrial cuyo comienzo tuvo lugar en la segunda mitad del siglo
XVIII en el Reino Unido.
Según el Instituto Eduardo Torroja de la Construcción y el Cemento la “Industrialización de la
construcción es el empleo de forma racional y mecanizada de materiales, medios de transporte y
técnicas constructivas para conseguir una mayor productividad. [1]
Según G. Blachère: “Industrialización = Racionalización + Mecanización + Automatización”. [1]
Según la Unión Sindical de la Prefabricación de Francia, la “Construcción prefabricada es aquella
cuyas partes constitutivas son en su mayoría ejecutadas en serie y en taller, con la precisión de los
métodos industriales modernos para formar un sistema constructivo coherente y satisfactorio según
sea su destino, con condiciones normales de resistencia, aspecto, habitabilidad y confort”. [1]
Ya quedó atrás el tiempo en el que el concepto de prefabricado se relacionaba con una construcción
apresurada, de carácter provisional y de no buena calidad. La aplicación de las técnicas de
producción en instalaciones de alto rendimiento, con rigurosos controles de calidad, conducen a no
sólo mejores resultados y mejores acabados, sino a mejores precios con respecto a la construcción in
situ debido a las economías de escala y el empleo de medios y técnicas de producción especializadas.
[2]
A pesar de que cualquier tipo de edificio puede, en principio, prefabricarse, el área de aplicación más
lógica y competitiva de la prefabricación tiene lugar en aquellos edificios que requieran estructuras
con cargas, alturas o luces importantes como pueden ser naves industriales, edificios de varias
plantas destinados a centros de ocio o comerciales, oficinas, aparcamientos, edificios docentes,
polideportivos, edificios de viviendas.
Este tipo de edificios prefabricados se realizan con elementos lineales: pilares, vigas, viguetas; de
superficie: losas huecas, vigas pi; y elementos de fachada.
La prefabricación tiene sus ventajas e inconvenientes. Pasamos a nombrar algunos.
Ventajas [2] [3]:
1) De tipo técnico
- Posibilidad de alcanzar grandes luces y resistir grandes cargas.
- Posibilidad de altas relaciones luz/canto sin incumplir flecha.
- Se optimizan las dimensiones de los elementos a través del pretensado y a través del uso de
hormigones de alta resistencia.
- Mayor seguridad estructural ante la acción del fuego.
- Mejor calidad que la construcción in situ debido al exahustivo control de calidad.
- Elevada durabilidad.
- Amplio abanico de formas y acabados.
- Se pueden fabricar simultáneamente todas las piezas.
- Al trabajarse en fábricas, el clima no afecta.
3
- Reducción de los equipos de obra.
- Mejor comportamiento de las juntas ya que cuando las piezas llegan a obra han sufrido una
gran parte de la retracción total.
- Posibilidad de dimensionamiento mediante ensayo.
- Mejor acabo del elemento terminado.
2) De tipo económico
- Menor plazo de construcción.
- Menor costo de producción gracias al alto grado de industrialización y con una relación
esfuerzo resistido/precio insuperable.
- Los menores plazos de ejecución permiten el adelanto de la entrada en servicio de los
edificios, lo que equivale a la generación de beneficio para la propiedad de los mismos.
- Gastos en mantenimiento mínimos gracias a la ausencia casi total de cualquier tipo de daños
en la estructura como fisuración, corrosión o deformaciones inadmisibles.
Inconvenientes de la prefabricación [2] [3]:
- Necesidad de transporte. Esto puede suponer un problema si el elemento a transportar tiene
dimensiones elevadas.
- Montaje con maquinaria cara y de gran potencia.
- Necesidad de grandes inversiones en fábrica.
- Cierta rigidez del proyecto, exige que proyectistas y especialistas en prefabricación estén
bien coordinados.
- Se asocia con edificios de apariencia poco agradable.
5
2 CONSIDERACIONES PREVIAS
2.1 Localización de la obra
El terreno que va a ser objeto de nuestro proyecto se encuentra en España, en la Comunidad
Autónoma de Andalucía, Provincia de Sevilla, en la ciudad de Sevilla. Se sitúa en las coordenadas
37º22’25.7’’N 6º00’33.5’’W. La parcela pertenece administrativamente al distrito Los Remedios,
encontrándose en una esquina en la que convergen las avenidas Alfredo Kraus y Blas Infante, junto a
la estación de metro de Blas Infante.
Ilustración 1Provincia de Sevilla [4]
6
Ilustración 2 Área metropolitana de Sevilla [5]
Escala 1/30.000
Ilustración 3 Ubicación de la parcela dentro del barrio de Los Remedios [6]
7
Ilustración 4 Detalle de la parcela [6]
8
2.2 Características urbanísticas
La zona en la que se integra este proyecto está regulada urbanísticamente por el Plan General de
Ordenación Urbana de Sevilla. Este plan caracteriza la zona de estudio como suelo urbano no
consolidado, según el plano de “Clasificación y categorías de suelo urbano y urbanizable”.
Ilustración 5 Clasificación y categoría de suelo PGOU Sevilla [5]
Ilustración 6 Leyenda de la Figura 5
9
2.3 Marco legal y documentación
Vamos a especificar ahora el marco normativo bajo el que nos vamos a respaldar para realizar el
diseño, dimensionamiento, cálculo y comprobación de los elementos estructurales del edificio.
Normativa legal:
- Código Técnico de la Edificación.
- DB SE. Bases de Cálculo.
- Se ha empleado el contenido de DB SE-AE Acciones en la Edificación para determinar la
sobrecarga de uso.
- Para el diseño de los elementos de evacuación del edificio se han seguido las pautas que
marca el CTE DB SI. Seguridad en caso de incendio.
- Para el diseño de las escaleras se ha seguido el DB SU Seguridad de utilización.
- Se ha seguido la Instrucción de Hormigón estructural EHE-08 para el cálculo de las vigas de
hormigón armado y pretensado.
- Se ha empleado para contemplar en el cálculo de la estructura la acción sísmica, NCSE-02
Norma de construcción sismorresistente.
- Para definir las dimensiones de las plazas de aparcamiento reservadas para minusválidos
hemos recurrido al Decreto 293/2009, 7 de Julio, por el que se aprueba el reglamento que
regula las normas para la accesibilidad en infraestructuras, el urbanismo, la edificación, y el
transporte en Andalucía.
Se han realizado varios cálculos estructurales con el programa Cype y se han introducido
como normativas a seguir la EHE-08 , el CTE, y la norma sísmica NCSE-02.
10
3 ESTUDIO FUNCIONAL
En primer lugar, se va a clasificar el aparcamiento en función de su uso. Puesto que no existe ninguna
premisa inicial sobre el tipo de uso que va a tener el aparcamiento, se va a considerar que se trata de un
aparcamiento de tipo rotacional público, es decir, está destinado a ser empleado por cualquier vehículo,
que puede estacionar de forma ocasional, durante un pequeño periodo de tiempo, a través del abono de
una tarifa horaria y es el usuario quien aparca y retira su propio vehículo. Una vez sabido esto, se va a
realizar un estudio básico de diseño del aparcamiento. [7]
3.1 Acceso de vehículos
Este apartado está dedicado a definir las entradas y salidas del aparcamiento destinadas a los vehículos.
Es de sentido común pensar que el acceso desde el exterior tiene que ser rápido, que no implique la
realización de maniobras que puedan ocasionar retenciones y tiene que estar bien señalizado. En cuanto al
número de entradas y salidas, la bibliografía consultada [8] [7] [9] recomienda lo siguiente: lo más
habitual es contar con una entrada ya que la entrada al edificio se realiza brevemente en la mayoría de los
casos. Sólo en aparcamientos de utilización horaria, por ejemplo, un aparcamiento que esté cerca de un
cine, un teatro o un campo de fútbol en el que se producen grandes concentraciones de gente que puedan
solicitar de manera masiva plazas de aparcamiento en un periodo de tiempo corto y bien definido, y de
más de 300 vehículos es necesario un segundo acceso. El caso de estudio versa sobre un aparcamiento de
más de 300 plazas, pero al ser de tipo rotacional es poco probable que se de el caso de una concentración
puntual en un corto periodo de tiempo en la entrada por lo que bastará con una sola entrada.
En cuanto a la salida, tampoco será necesaria una segunda salida puesto que no se trata de un
aparcamiento de carácter horario como ya hemos explicado.
Por tanto, habrá una entrada y una salida.
En lo que respecta a las dimensiones de la entrada y la salida de vehículos, la anchura recomendada [8] [7]
[9] es de 3 metros para entradas y salidas de un solo sentido con el fin de que se pueda entrar y salir de
manera rápida y cómoda al aparcamiento. Por lo que las puertas de entrada y salida de vehículos tendrán
un ancho de 3 m y una altura de 2.2 m.
Será conveniente que la entrada y la salida conduzcan a direcciones distintas, cuando sea posible, también
es aconsejable que se encuentren en lados diferentes del edificio para eludir posibles cruces dentro o
delante del edificio. Cuando sea posible el tráfico conducirá preferiblemente a calles diferentes [8] [7] [9].
En el caso que nos ocupa no es posible que la entrada y la salida del aparcamiento deriven a direcciones
distintas debido a la configuración del viario adyacente y a la localización del aparcamiento, tampoco es
posible conseguir que la entrada y la salida se encuentren en calles distintas puesto que la única zona
posible de entrada al aparcamiento desde otra calle está ocupada por una zona de entrada a una glorieta,
además hay que tener en cuenta la dificultad añadida de crear un carril de salida hacia el aparcamiento en
el espacio disponible entre la calzada y la estación de metro de Blas Infante.
11
Por tanto, la manera más sencilla de ejecutar y ubicar en el terreno los accesos de entrada y salida es el
siguiente:
Ilustración 7 Accesos al aparcamiento [10]
Es decir, la desviación hacia la entrada del aparcamiento y la incorporación hacia la calzada se sitúan en la
Avenida Alfredo Kraus. En principio la incorporación al tráfico desde la salida del aparcamiento sólo es
posible hacia un sentido, pero se da la circunstancia de que existe en la realidad una separación entre las
calzadas de ambos sentidos de 4.4 m, espacio que vamos a aprovechar para incluir un carril de espera con
un stop, de manera que se pueda derivar el tráfico desde el aparcamiento a los dos sentidos de circulación.
3.2 Acceso de peatones
En aparcamientos de uso rotacional las salidas deben estar en sitios que se puedan identificar fácilmente,
tanto desde el exterior como desde el interior. Además, es recomendable que estén cerca del acceso de
vehículos. [8] [7] [9] .
12
Independientemente del número de accesos y salidas para peatones, se van a establer aquí unos criterios
funcionales que deben estar presentes en las características de los accesos.
Los accesos para peatones se sitúan en las esquinas del lateral del edificio que está más cercano a la
Avenida Alfredo Kraus, además esta ubicación de las salidas y entradas para peatones se encuentra
cercana a la parada de metro de Blas Infante por lo que situamos las entradas y salidas peatonales lo más
cercanas posible a la estación de metro. El resto de salidas de emergencia se colocarán en principio en las
dos esquinas opuestas del edificio. El hecho de colocar una salida en una esquina del edificio significa
realizar un buen aprovechamiento del espacio ya que estamos colocando un módulo de salida en un
espacio que difícilmente podría ser ocupado por una plaza de aparcamiento debido a su difícil acceso.
3.3 Número de plazas del aparcamiento
Como ya ha sido mencionado al principio de esta memoria, el número de plazas que debe poseer el
aparcamiento tiene que estar en un intervalo de entre 700 y 1000 plazas como máximo. Además, al tener
disponible una considerable superficie de terreno no va a haber problema de espacio por lo que
primeramente se va a establecer el número de plazas de aparcamiento y en función de eso se van a
justificar las dimensiones del mismo, siguiendo unas pautas para obtener un adecuado aprovechamiento
del espacio disponible en relación al número de plazas.
Una vez se haya finalizado este estudio funcional que temenos entre manos y se haya definido la planta
del aparcamiento se establecerá el número de plazas definitivo.
3.4 Dimensiones de las plazas de aparcamiento y carriles de circulación
3.4.1 Dimensiones de plazas normales
El pensamiento sobre los usuarios a los que se destina este aparcamiento nos lleva a concluir que el
vehículo típico que va a solicitar una plaza de estacionamiento es un turismo y no vehículos industriales.
Entonces será un turismo el vehículo que se va a considerar para el diseño y dimensionamiento del
aparcamiento y de sus plazas de aparcamiento. En primer lugar, se va a realizar un estudio de las
dimensiones habituales de un turismo según [8] con el objetivo de dotar a las plazas de unas dimensiones
acordes a las del vehículo que las va a ocupar y que permitan una entrada y salida cómoda de cara a las
maniobras que tenga que realizar el usuario; y posteriormente vamos a tener en consideración las
restricciones que ofrece el PGOU de Sevilla. Las dimensiones habituales de un turismo según [8] son:
13
Ilustración 8 Dimensiones de un vehículo según [8]
Ilustración 9 Valores de los parámetros de la ilustración 8; [8]
El PGOU de Sevilla establece las dimensiones mínimas para plazas de aparcamiento público que se
muestran a continuación:
14
Ilustración 10 Dimensiones mínimas para plazas de aparcamiento; [5]
Teniendo en cuenta las medidas anteriores, que la plaza debe permitir la apertura de puertas del vehículo
de manera que el usuario pueda salir del coche de manera cómoda y sin demasiada estrechez, que las
dimensiones de la plaza deben permitir las maniobras necesarias para la entrada y salida del coche de
dicha plaza [7] [9] [8], que el vehículo que ocupará la plaza no será un vehículo industrial, y que se
pretende que la plaza esté capacitada para albergar la mayor parte del conjunto de vehículos que son
habituales hoy en día en España; se define la plaza como un rectángulo de 2.5 m x 5 m, es decir, 12.5 m².
El área necesaria por coche viene comprendida entre 11.5 y 16 m² por lo que estamos en el rango de área
adecuado. [9]
En cuanto a la definición de las dimensiones de los carriles de circulación se va a tener en cuenta que se
puedan realizar los giros pertinentes para recorrer el interior del aparcamiento con comodidad y seguridad
con el objetivo de no ralentizar el tráfico y que éste sea fluido. Estas dimensiones van a estar
condicionadas en cierta medida por las dimensiones de las plazas de aparcamiento y por la distribución de
la malla de pilares, puesto que los carriles de circulación estarán ubicados en los huecos que queden entre
las manzanas de aparcamiento. [8]
En base a esto se establece un ancho mínimo de carril en un sentido de 2.5 m. Como ya ha sido dicho, el
ancho definitivo de carril vendrá supeditado a la disposición final de las plazas de aparcamiento y a la
distribución de los pilares, pudiendo sufrir variaciones de ancho en función de la zona en la que nos
encontremos, pero siempre cumpliendo el mínimo que hemos establecido.
3.4.2 Dimensiones de plazas reservadas para minusválidos
Según la normativa [11] las plazas reservadas para minusválidos tendrán unas dimensiones mínimas de
3.60 m x 5 m en batería o semibatería y de 3.60 m x 6.50 m en línea.
Según esta normativa es necesario que exista, como mínimo, una plaza reservada para minusválidos por
cada cuarenta plazas normales así que este es el criterio que vamos a cumplir. Y deberán cumplir las
siguientes condiciones:
- Estarán situadas tan cerca como sea posible de los accesos peatonales y de las entradas accesibles al
edificio, centros de medios de transporte público y serivios públicos de la zona y se señalizarán de forma
visible.
- Estarán señalizadas, horizontal y verticalmente, con el Símbolo Internacional de Accesibilidad
establecido en el anexo IV y la prohibición de aparcar en las mismas personas sin discapacidad. La
señalización horizontal será antideslizante.
15
- La zona de transferencia de la plaza reservada se comunicará de manera accesible con el itinerario
peatonal.
- En el caso de agrupamiento de plazas reservadas que se dispongan en batería y en línea, se permitirá que
la zona de transferencia sea compartida de más de una plaza. Dicha zona tendrá una anchura mínima de
1.4m.
- Las zonas de estacionamiento deben tener un acceso peatonal y un itinerario peatonal, ambos accesibles,
que comuniquen las plazas reservadas con la vía pública.
Se dispondrán estas plazas en cada una de las plantas del edificio, dispuestas en batería y tendrán unas
dimensiones de 3.75 m x 5 m.
[11] [9]
3.5 Disposición de las plazas de aparcamiento
Se van a estudiar y comparar dos casos: disposición en batería y disposición oblicua. No se contempla la
posibilidad de aparcamiento en cordón porque requiere una longitud mayor de la plaza por lo que implica
más espacio ocupado, además de ser una solución más habitual de aparcamiento en la calle. Esta tipología
en cordón supone una mayor dificultad para entrar y salir de la plaza, lo que a su vez trae de la mano más
maniobras y en definitiva no resulta cómoda para el usuario por lo que se descarta esta opción.
3.5.1 Aparcamiento en batería
Veamos las características que definen un aparcamiento en batería:
-Permite que la calle tenga doble sentido y con aparcamiento a ambos lados.
- No implica la existencia de espacios muertos entre la plaza y la pared.
- Para realizar la maniobra de giro adecuadamente es necesario que el ancho del carril de
circulación sea 60 cm mayor que la profundidad de la plaza.
Teniendo en cuenta esto se define una hipotética distribución en batería:
16
Ilustración 11 Distribución de plazas en batería [8]
3.5.2 Aparcamiento oblicuo
Pongamos de relieve las implicaciones que tiene un aparcamiento oblicuo:
- Sólo permite un sentido de circulación lo que propicia recorridos más largos.
- La maniobra de aparcamiento es más sencilla que en batería.
- Implica la existencia de espacios no aprovechados entre la plaza y la pared.
- El ángulo óptimo es de 60º.
Se propone la siguiente distribución:
17
Ilustración 12 Distribución oblicua de las plazas [8]
Si se compara ahora el aprovechamiento de la superficie de cada disposición según las dimensiones
propuestas en las figuras anteriores:
Batería:
- Ancho equivalente= 2.5 m
- Longitud equivalente= 7.8 m (5 m + 5.6/2 m)
- Superficie equivalente= 19.5 m²
Oblicuo:
- Ancho equivalente= 2.89 m
- Longitud equivalente= 7.5 m
- Superficie equivalente= 21.68 m²
Como se puede observar la distribución en batería ocupa una superficie equivalente menor por lo que
supone un mejor aprovechamiento del espacio. Por tanto, se va a establecer una distribución de las plazas
de aparcamiento en batería.
[8] [7]
18
3.6 Rampas
Se van a considerar dos tipos de rampas: rectas o en hélice.
Ilustración 13 Rampas rectas [8]
Ilustración 14 Rampa helicoidal [8]
19
Las rampas de hélice ocupan una superficie mayor, de cara a la prefabricación son más complejas de
fabicar y suponen un coste de ejecución mayor. Sin embargo, permiten una circulación más rápida y
fluida que las rampas rectas [9]. Finalmente, debido a la facilidad de la prefabricación y al menor coste de
fabricación se va a optar por las rampas rectas.
En cuanto a la pendiente de la rampa se puede decir que es recomendable que sea de entre un 10% y un
17% [7] [9], el CTE permite una pendiente de hasta el 18% en rampas de aparcamiento. Hay que tener en
cuenta que mientras menos pendiente tenga, más longitud tendrá la rampa por lo que ocupará más
espacio, además de ser más cara frente a otra de más pendiente que tenga menos longitud y sería más
barata. Si la pendiente es excesiva podrían aparecer problemas de adherencia por lo que se tendría que
disponer sistemas anti-resbalamiento como pueden ser nervaduras en la superficie de rodadura que
podrían igualmente encarecer la rampa.
Para que los coches no rocen en el suelo en los puntos que presenten convexidad hacia arriba o hacia
abajo, hay que conseguir que el radio de curvatura del tramo con convexidad no baje de 20 m, otra opción
es intercalar un trozo rectilíneo de 3.6 a 4 m de longitud con la pendiente minorada a la mitad. [9]
Ilustración 15 Solución hipotética para la pendiente de la rampa [8]
El ancho mínimo de la rampa interior no debe ser menor de 3 metros en cualquier caso. Este ancho es
adecuado para rampas rectas, como la que se va a considerar, y de una sola dirección. [9] [8]
Se va a discutir ahora la tipología de la rampa recta.
20
3.6.1 Rampas rectas situadas en lados opuestos
Las rampas de subida y bajada se disponen superpuestas. El usuario tiene que ejecutar dos giros de 90º y
un tramo horizontal entre las rampas.
Ilustración 16 Rampas rectas situadas en lados opuestos [8]
3.6.2 Rampas rectas paralelas por pisos
Pueden ser con las rampas de subida y bajada, juntas, o separadas en cada extremo de la planta. Vamos a
hacer dos comentarios respecto a este tipo de rampas.
Primero, en lugar de realizar dos giros de 90º hay que llevar a término cuatro giros de 90º para ir de una
rampa hasta la siguiente.
Y segundo, los trayectos necesarios para ir de una rampa hasta la siguiente generalmente se hacen por
carriles de circulación que tienen a ambos lados plazas de aparcamiento por lo que no se pueden evitar
interferencias entre los vehículos que circulan por los carriles y los que salen y entran en las plazas de
aparcamiento.
[8]
21
Ilustración 17 Rampas rectas paralelas por pisos [8]
Ilustración 18 Rampas rectas paralelas por pisos [8]
3.6.3 Rampas por pisos, rectilíneas y en direcciones contrarias
Se encuentran las rampas de subida y bajada unas junto a otras. Tienen parecido a las anteriores en el
sentido de que es obligatorio realizar cuatro giros de 90º para ir desde una rampa hasta la siguiente. Se
diferencia de la anterior en que el recorrido de la planta se hace en el mismo sentido y se favorece la
circulación.
Como inconveniente tiene que constructivamente es una tipología mas compleja en comparación con las
demás que hemos expuesto anteriormente.
[8]
22
Ilustración 19 Rampas rectilíneas por pisos y en direcciones contrarias [8]
Expuesto lo anterior, se establece la rampa recta paralela por pisos como la elegida para el aparcamiento.
Las rampas de subida y bajada son independientes y se encuentran cada una en un lateral del edificio.
Cada rampa tendrá sentido único. La ubicación de las rampas anteriormente expuestas tienen en común
un inconveniente: al encontrarse dentro del edificio suponen la eliminación de plazas de aparcamiento
para su ubicación. Para un aprovechamiento óptimo del espacio en el interior del edificio, se decide llevar
fuera del edificio las rampas, de manera que se eliminen el menor número posible de plazas.
Teniendo esto en cuenta vamos a establecer como características de la rampa:
- Pendiente: 15%
- Anchura: 3.5 m
- Longitud: 23 m
- Altura que salva: 3.45 m (de solera de planta inferior a solera de planta superior)
Finalmente, la rampas quedan situadas de la siguiente manera:
Ilustración 20 Ubicación de las rampas dentro del edificio [10]
23
3.7 Distribución de pilares y dimensiones de la planta del edificio
En este apartado se va a especificar los criterios que se van a seguir para definir la distribución de los
pilares y las dimensiones del edificio.
La distribución de la malla de pilares tiene que respetar las dimensiones de las plazas de aparcamiento y
los carriles de circulación, no debiéndose colocar el pilar en el extremo de la plaza de aparcamiento
contiguo a la zona del carril de circulación porque de esta manera dificultamos la maniobra de entrada y
salida a la plaza [7]. Es necesario tener en cuenta también que las luces resultantes de la distribución de
pilares tienen que ser luces razonables estructuralmente hablando, es decir, que no sean ni muy cortas ni
muy largas.
En la bibliografía consultada [8] [7] [9] hay un denominador común, las luces entre pilares se encuentran
en un intervalo de entre 4.8 m y 7.5 m. Teniendo esto en consideración, además de tener en mente las
dimensiones de las plazas, el ancho mínimo del carril de circulación, el ancho de las rampas, todo lo dicho
en el párrafo anterior, el número de plazas por planta, y la premisa de un buen aprovechamiento del
espacio, la distribución de pilares y las dimensiones del edificio son:
Los pilares se distribuyen en una malla de 7.5 m x 7.8 m formando un rectángulo de 147 m x 51 m
(medidos de eje a eje de pilar), que se encuentra rodeado de un rectangulo “hueco” cuyo módulo es un
rectángulo de 7.5 m x 6 m en una dirección y 7.8 m x 6 m en la dirección perpendicular (medido de eje a
ejede pilar), y las esquinas de este rectángulo se forman cuatro cuadrados de 6 m de lado.
Esto se ha decidido así porque si toda la planta fuera un rectángulo con una malla de pilares de 7.5 m x 7.8
m, las plazas existentes en las paredes del contorno del edificio quedarían despegadas de la pared unos 2.5
m puesto que la longitud de la plaza es de 5 m y la luz es de 7.5 m y de esta manera se elimina espacio
que no iba a ser utilizado. En total, la planta del edificio es un rectángulo de 147 m x 51 m, 7497 m²,
(medidos de eje a eje de pilar) y dos rectángulos anexos al edificio correspondientes a las rampas
exteriores, cada uno de 37.5 m x 4 m, 150 m², (medido de eje a eje de pilar). En total, cada planta tiene
7647 m².
En estos cálculos se ha tenido en cuenta un área que realmente no es susceptible de albergar plazas de
aparcamiento, como es el área del hueco de los ascensores o de las escaleras. Si se descontara estas áreas
para el cálculo del aprovechamiento del espacio, obtendríamos un mejor aprovechamiento.
Con este área disponible por planta:
- Planta baja: 271 plazas (263 +8 de minusválidos); 7647 𝑚²
271 𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑠 = 28.2 m²/plaza
- Resto de plantas: 279 plazas (271 + 8 de minusválidos), 7647 𝑚²
279 𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑠= 27.3 m²/plaza
24
Ilustración 21 Distribución de la retícula de pilares [10]
El edificio está formado por tres plantas por lo que, la primera planta alberga 271 plazas, la segunda y
tercera planta albergan cada una 279 plazas. En total, el aparcamiento posee 829 plazas de aparcamiento:
24 plazas de aparcamiento para minusválidos y 805 plazas de aparcamiento ordinarias.
3.8 Diseño de elementos para peatones: accesos al exterior y escaleras
Este tipo de elementos tienen que estar dimensionados para que en caso de incendio desempeñen
adecuadamente la función para la que están destinados de manera que el riesgo para el usuario del edificio
sea mínimo. El Código Técnico de la Edificación se encarga de proporcionar las pautas necesarias para
dimensionar correctamente estos elementos, en concreto el Documento Básico de Seguridad en caso de
incendio DB-SI.
En este sentido, en primer lugar, el CTE establece que “Los establecimientos de uso Comercial o
Pública Concurrencia de cualquier superficie y los de uso Docente, Residencial Público o
Administrativo cuya superficie construida sea mayor que 1.500 m2, si están integrados en un edificio
cuyo uso previsto principal sea distinto del suyo, deben cumplir las siguientes condiciones:
a) sus salidas de uso habitual y los recorridos hasta el espacio exterior seguro estarán situados en
elementos independientes de las zonas comunes del edificio y compartimentados respecto de éste de
igual forma que deba estarlo el establecimiento en cuestión, según lo establecido en el capítulo 1 de
la Sección 1 de este DB. No obstante, dichos elementos podrán servir como salida de emergencia de
otras zonas del edificio,
b) sus salidas de emergencia podrán comunicar con un elemento común de evacuación del edificio
a través de un vestíbulo de independencia, siempre que dicho elemento de evacuación esté
dimensionado teniendo en cuenta dicha circunstancia.” [12]
25
Es decir, en el edificio las salidas normales y las salidas de emergencia deben ser elementos
independientes de las zonas comunes del edificio. Esto se materializará mediante módulos prefabricados
para las escaleras protegidas y salidas de emergencia, que constituirán recintos independientes respecto
del recto del aparcamiento y se comunicarán con el aparcamiento con las puertas que dicta la normativa.
3.8.1 Cálculo de la ocupación
Tal y como se definió al principio de este apartado que nos ocupa “Estudio functional”, el aparcamiento
es de tipo rotacional, es decir, no está vinculado a una acticidad sujeta a horarios. Por tanto, el CTE
proporciona un valor de la densidad de ocupación de acuerdo a este uso del edificio de 40 m²/persona.
Tabla 1 Densidad de ocupación
Para estimar el número de personas por planta que implica esta densidad de ocupación se tiene que
emplear el área de cada planta. Dado que el área de la planta es 7647 m², por lo que
(7647m²/planta) / (40 m²/persona) = 191 personas/planta
[12]
3.8.2 Número de salidas y longitud de los recorridos de evacuación
El número de salidas por planta que es proporcionado por el CTE DB-SI para una ocupación máxima de
100 personas es una. Como se han obtenido más de 100 personas por planta cada planta tiene que tener
más de una salida. Esto nos conduce a establecer un recorrido de evacuación hasta alguna salida de planta
no mayor de 50 m, por lo que es necesario disponer 6 salidas de evacuación en cada planta para cumplir
esta restricción.
El CTE da otra alternativa: “la longitud de los recorridos de evacuación desde su origen hasta llegar a
algún punto desde el cual existan al menos dos recorridos alternativos no exceden de 25 m, excepto en el
caso de uso de Aparcamiento que podrá ser de 35 m”. [12]
26
3.8.3 Dimensionado de los medios de evacuación
3.8.3.1 Escaleras protegidas
Se van a diseñar escaleras protegidas según la norma, que estarán constituidas por un modulo
independiente que se comunica con el edificio mediante puertas normalizadas conforme a la normativa
anti incendios.
Se va a suponer que el número de personas por planta de acuerdo a la ocupación anteriormente calculada
se reparte por igual entre las 6 salidas de cada planta, por tanto:
191
6= 31.8, 32 personas.
Puesto que las escaleras son protegidas no es necesario considerar que alguna de ellas se encuentra
inutilizada. [12]
Según el CTE [12], flujo de personas = min (160*A, número de plantas por encima*32).
Se impone que las escaleras son las mismas para todas las plantas, por lo que, considerando el caso en el
que se tenga que evacuar desde la planta de arriba hasta la de abajo, que sería el más desfavorable, el flujo
de personas sería:
Flujo de personas, E = min (480*A, 3*32) = min (480*A, 96). [12]
Para escaleras protegidas: E<= 3*S+160*A [12]
Siendo,
S: Superficie útil del recinto de la escalera protegida en el conjunto de las plantas de las que
provienen las P personas. Incluye la superficie de los tramos, de los rellanos y de las mesetas
intermedias).
A: Anchura de la escalera protegida en su desembarco en la planta de salida del edificio (m)
[12]
En cada módulo para escaleras se va a poner un ascensor con capacidad para 6 personas, que ocupa
un hueco de 1.8 m x 1.8 m.
Para una distribución provisional del módulo de la escalera, se obtiene un valor de S según:
S(𝑚²
𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎) = 2A + 2A + 1.6= 4A + 1.6 [12]
Se ha supuesto un hueco mínimo para lojar el ascensor de 1.8 m.
La superficie acumulada de las 3 plantas será: S= 3*(4A+ 1.6) = 12A + 4.8
Con esto tenemos que:
E = min (480*A, 96) < 12 A + 4.8 + 160 A [12]
De aquí sale que Amin = 0.5 m, puesto que este ancho es muy pequeño, se considera un ancho de
escalera de 1.2 m.
27
Definición de la escalera:
Cada tramo tendrá 10 escalones con una huella (h) de 28 cm y una contra huella (t) de 17 cm,
cumpliendo con las recomendaciones del CTE [13]. Cada tramo de la escalera salva una altura de 1.7
m y en proyección tiene una longitud de 2.8 m, tienendo una inclinación de 31.26º.
Se cumple la restricción que impone el CTE: 0.54 m <= 2*t+c <= 0.62 [13]
Las mesetas tienen una produndidad de 1.2 m.
Ilustración 22 Distribución final de los módulos de escaleras [10]
3.8.3.2 Puertas de acceso a las escaleras protegidas
Según [12] Tenemos que cumplir: A>= P/200 >= 0.8 m
Con
A: anchura del elemento (m), esta anchura debe ser al menos igual al 80% de la anchura de la escalera
P: número total de personas cuyo paso está previsto por el punto cuya anchura se dimensiona
También temenos que tener en cuenta que la anchura de la hoja de la puerta no debe ser menor de 0.6 m
ni exceder los 1.2 m.
Por lo que P= 31 personas, la anchura de la escalera protegida es de 1.2 m. P/200 = 0.155 < 0.8 m por lo
que establecemos la anchura de la hoja de la puerta en 1.2 m. Se pondrán puertas de características
conforme se establece en el CTE en el apartado de seguridad contra incendio. Cada puerta tendrá una hoja
y la altura de la puerta será de 2.2 m.
28
3.9 Espacios para funciones complementarias
Se va a dejar en cada planta dos zonas, cada una de 39 m², con el fin de dejar un espacio para albergar
instalaciones necesarias para el funcionamiento del edificio, como zona de almacén, mantenimiento, o por
ejemplo las casetas que albergan el personal de seguridad, la central de control de salida y entrada de
vehículos, etc.
Ilustración 23 Distribución de la planta baja del edificio
.
29
4 PROPOSICIÓN DE ALTERNATIVAS
ESTRUCTURALES
En este capítulo se van a presentar varias alternativas para definir el sistema estructural del edificio y la
tipología de los forjados.
4.1 Definición del Sistema estructural del edificio
Comencemos por poner sobre la mesa las diferentes posibilidades en cuanto a la tipología del sistema
estructural.
4.1.1 Sistema intraslacional
Se define el sistema intraslacional como aquel en que los nudos de la estructura no se desplazan
sensiblemente ante la acción de las cargas. Para que esto así suceda tienen que existir zonas de poca
deformabilidad a esfuerzo horizontal (núcleos) que pueden obtenerse mediante muros, por ejemplo. Estos
núcleos deben llegar a la cimentación en zonas donde se concentre la capacidad resistente a esfuerzos
horizontales, debiéndose disponer en cada cuerpo del edificio separado por juntas en número mínimo de
dos pantallas en una dirección y otra en la perpendicular, o bien un solo núcleo en el caso de que posea la
rigidez a torsión suficiente. En tal caso, la longitud de pandeo de los pilares será del orden de la altura de
piso o menor, en consecuencia, no es necesario rigidizar los nudos por lo que se pueden disponer vigas
simplemente apoyadas, aunque en algunos casos con elementos pasantes para garantizar la sujeción a
torsor o durante el montaje. Sí es conveniente garantizar que se transmitan los esfuerzos horizontales a los
núcleos, para tal fin es suficiente con disponer una capa de compresión que solidarice todo el forjado de
manera que trabaje a modo de laja [3]. En la siguiente imagen se refleja dicho núcleo.
Ilustración 24 Sistema intraslacional con núcleo [3]
30
Generalmente, el sistema intraslacional está especialmente recomendado para:
- Edificios de más de 5 plantas de altura
- Edificios en zonas sísmicas
4.1.2 Sistema traslacional de nudos rígidos
Este sistema se caracteriza por tener nudos rígidos, existiendo muchas maneras de conseguir en obra este
tipo de nudos. La deformabilidad de la estructura que ofrece este sistema es acceptable hasta un cierto
número de plantas, siendo mayor que la deformabilidad que ofrece el sistema intraslacional. Con este
sistema nos ahorramos la presencia de núcleos o pantallas, a veces de dificultosa situación y con
cimentación de alto coste, no obstante, su sistema de montaje no es tan sencillo como el de nudos
articulados. [3]
4.1.3 Sistema traslacional de nudos articulados
Se van a comentar ahora las características que definen el sistema traslacional de nudos articulados. Este
sistema puede considerarse como específico de las estructuras prefabricadas de hormigón, además de ser
el más empleado. El sistema estructural resiste los esfuerzos horizontales gracias a los pilares empotrados
en la cimentación. El funcionamiento estructural resulta favorecido por los forjados que trabajan en laja,
igualando deformaciones y repartiendo esfuerzos. [3]
En la siguiente figura se muestra un esquema de una estructura típica de nudos articulados además de una
disposición de nudos y barras para ser modelada de cara a su cálculo.
Ilustración 25 Estructura de nudos articulados y esquema de cálculo [3]
31
Este sistema supone una labor de montaje fácil, lo cual es una ventaja con respecto al sistema de nudos
rígidos. Se recomienda este sistema para:
- Estructuras con 1 ó 2 niveles intermedios
- Edificio en zonas no sísmicas
[3]
4.2 Tipología de forjados
4.2.1 Forjados de placas alveolares
La placa alveolar pretensada es un panel de hormigón pretensado que tiene un canto constante que es
aligerado con unos alveolos longitudinales. Esta placa es fabricada en taller empleando medios y técnicas
específicos, sometidos a rigurosos controles de calidad que garantizan la calidad del producto. En la
siguiente figura podemos ver una sección de una placa alveolar con sus diferentes partes. [14]
Ilustración 26 Placa alveolar [14]
El ancho de la pieza no superará los 1200 mm, y puede salvar luces de más de 15 m. En sus laterals, la
placa alveolar presenta un perfil longitudinal diseñado de tal manera que al adosar las placas queden en
contacto por el borde inferior, sin embargo en el borde superior quedan separadas para la entrada del
hormigón de cara a la realización de la junta y poder garantizar que el forjado quede monolitizado.
Cuando la junta contenga armadura longitudinal, la anchura de la abertura superior no será nunca menor
de 30 mm. [14]
La alveoplaca posee una armadura activa formada por cables que cumplen unas propiedades geométricas
impuestas por norma. Generalmente, la placa alveolar no tiene armadura pasiva ya que si se pusiera,
supondría un trabajo manual que entorpece el proceso industrial de su fabricación. En caso de que la
armadura pasiva sea necesaria, se coloca en obra durante la ejecución del forjado. De este aspecto
hablaremos más adelante. [14]
32
El elemento principal del forjado de placa alveolar es la placa alveolar. Para que el conjunto de placas
forme un forjado es condición necesaria que exista una continuidad transversal que establezca la
solidarización de unas placas con otras para que se distribuya la carga entre todas ellas, además de
garantizar las condiciones de estanqueidad y aislamiento. [14]
Esta solidarización del conjunto de placas que forman el forjado se consigue mediante un armado y
hormigonado de la junta entre dos placas contiguas. Este armado y hormigonado de la junta obligan a
trabajar conjuntamente a ambas placas y provoca que se desarrolle la resistencia a cortante. Además,
también se consigue que las cargas contenidas en el plano medio del forjado se transmitan de unas placas
a otras y se distribuyan entre toda la estructura, a este fenómeno se le llama efecto diafragma. Este tipo de
cargas contenidas en el plano medio del forjado son la acción del viento, un sismo, efectos de frenado,
empujes, etc. [14] [15]
Ilustración 27 Detalle constructivo placa alveolar [16]
Este efecto diafragma asegura que los desplazamientos de todos los pilares unidos al forjado son los
mismos que los desplazamientos del forjado en sí, si se cumple que las solicitaciones rasantes pueden ser
soportadas por las juntas paralelas a dichas solicitaciones o por elementos a cortante dispuestos en juntas o
bordes perpendiculares. [14]
Ilustración 28 Esfuerzos transversales en placas alveolares [14]
33
Además, la transmisión de fuerzas del forjado a elementos como pilares, núcleos, etc, se hace también a
través de la armadura presente en la capa de compresión.
Hablemos ahora de la armadura pasiva que se coloca en obra. Se pueden distinguir varios tipos de
armadura pasiva: armadura longitudinal para momentos negativos, armadura de reparto y armadura para
flexion transversal.
Los momentos negativos que se consideran en un forjado son [14]:
- Momentos en extremos que están teóricamente apoyados, para soportar un pequeño grado de
empotramiento. No obstante, la placa alveolar, gracias a su armadura activa superior tiene
capacidad por sí misma de soportar momentos negativos.
- Momentos negativos que derivan de la continuidad entre dos tramos de forjado consecutivos.
Cuando se tengan tramos continuos consecutivos es obligatorio disponer armadura pasiva in
situ para coser la discontinuidad, se suele poner en la capa de compresión, o bien alojada en
canales abiertos en la placa.
- Momentos negativos en voladizos. Para resistir los momentos negativos del voladizo puede
ser suficiente con la resistencia a flexión negativa de la placa. En caso de que no sea suficiente
y haga falta poner armadura pasiva se hará como en el punto anterior.
La armadura de reparto alojada en la capa de compresión está formada por barras de al menos 4 mm de
diámetro, no separadas de más de 35 cm en ninguna dirección. En una sección transversal a las placas, la
sección de todas las barras (en cm²) existentes en un abanda de 1 m de ancho no será menor de 50 veces el
espesor de la capa dividido entre la resistencia de cálculo del acero en MPa. En la dirección longitudinal
de las placas esta sección puede ser la mitad que la anterior. [14]
Esta capa de compresión permite elevar los valores de resistencia y rigidez del forjado en comparación
con los que tendría sin capa de compresión. Por contra, se aumenta el peso propio y se pierde algo de
sencillez y rapidez en el proceso constructivo. [14]
En cuanto a la continuidad del forjado, se deben de apuntar varios aspectos. La existencia de continuidad
entre tramos consecutivos del forjado disminuye los momentos positivos y las flechas en comparación
con el mismo forjado con tramos discontinuos y simplemente apoyados, a costa de la existencia de
momentos negativos. Es decir, si temenos menos momento positivo se puede reducir el canto de la placa y
en consecuencia se ahorra dinero, pero por otro lado, para lograr la continuidad es necesario disponer
armadura pasiva in situ por lo que se aumenta el gasto en armadura y en mano de obra, además de exigir
un mayor control de la ejecución in situ. [14] [15] [17]
En un forjado de placas alveolares la capacidad de resistir momentos positivos es tan grande, que rara vez
es necesario recurrir al cálculo en continuidad. Por ejemplo, el cálculo en continuidad tiene sentido cuanto
exista alguna restricción en el canto del forjado o algún otro motivo que obligue a reducir los momentos
positivos. [14]
En caso de que la placa tenga un vuelo lateral con dimensiones considerables, o exista una carga puntual o
lineal importante en un borde, puede existir una flexión transversal negativa que deba resistirse con
armadura pasiva, incluso podría colocarse una capa de compresión con un refuerzo local. [14]
34
Este sistema está formado por pilares prefabricados de hormigón, continuos en toda su altura con
ménsulas sobre las que apoyan las jácenas de hormigón prefabricadas pretensadas en T invertida, sobre
las que apoyan a su vez las placas alveolares en las alas inferiores de las jácenas, con capa de compresión
de 5 cm in situ, mallazo de reparto y sellado de juntas con hormigón también in situ.
4.2.1.1 Características de los forjados de placas alveolares
a) Simplicidad de transporte y acopio. Las placas alveolares son elementos estructurales fácilmente
transportables desde la fábrica a la obra, además de ser fácilmente apiladas por lo que no ocupan
mucho espacio. [14]
Ilustración 29 Acopio de placas alveolares [18]
b) Facilidad en el montaje. El montaje de la placa alveolar es muy sencillo y repetitivo, además un
solo elemento cubre bastante superficie. La rapidez de montaje es bastante considerable, el
rendimiento por operario puede ser del orden de 500 m² en 8 horas, con un equipo de 3 hombres y
los medios de colocación adecuados. Una vez colocada la placa alveolar, constituye una amplia y
segura zona sobre la que poder pisar, por lo que el trabajo se realiza más cómodamente. [14] [15]
c) Posibilidad de prescindir de la capa de compresión. Las placas alveolares tienen de por sí una
resistencia que les permite soportar grandes cargas y salvar grandes luces sin colaboración del
hormigón in situ. Se trata de un elemento autoportante. En los forjados de placas alveolares se
acepta la no existencia de la capa de compresión, siempre y cuando las juntas entre placas se
macicen adecuacamente. Sólo es obligatoria la capa de compresión in situ cuando existen
solicitaciones laterales de embergadura.
35
La capa de compresión se emplea cuando se desea reforzar la rigidez del forjado, el efecto
diafragma, un buen reparto de cargas puntuales o móviles. También se emplea cuando deba
disponerse armadura de negativos cuando hay continuidad entre tramos consecutivos o porque
existan tramos en voladizo que exija armadura pasiva adicional. En el caso que nos ocupa, la
construcción de un edificio para uso principal de aparcamiento, está recomendado el empleo de la
capa de compresión con el fin de repartir adecuadamente entre las placas las cargas móviles o los
esfuerzos de frenado. Este aspecto viene comtemplado en el artículo 59.2.1 de la EHE-08. [17]
d) Resistencia a flexión negativa. Las placas llevan una armadura activa superior que le aporta gran
resistencia a flexión negativa. Esto supone que en muchos casos se pueda prescindir de armadura
pasiva adicional. [14]
e) Resistencia a cortante. Los forjados de placas alveolares poseen una resistencia a cortante superior
a la que presentan otros tipos de forjados, debido a la elevada cantidad de almas que posee el
forjado. En el supuesto de que necesitáramos una resistencia a cortante adicional, se conseguiría
macizando en fábrica los alveolos en la longitud necesaria. [14]
4.2.2 Forjado de chapa colaborante
El forjado mixto de chapa nervada forma parte del campo de las estructuras mixtas. En este tipo de
forjado, el hormigón se dispone sobre una chapa nervada de espesor muy reducido (0.7 – 1.25 mm),
teniendo el conjunto un espesor del orden de 12 – 30 cm. Se denomina chapa colaborante a una chapa
grecada que posee unas hendiduras, de manera que cuando el hormigón penetra en ellas “colabora” en la
tarea de resistir el esfuero rasante. La tipología de la chapa grecada es muy variada, la forma de la chapa
grecada también contribuye a la resistencia de esfuerzo rasante. Hay dos grandes familias en cuanto a la
forma las chapas grecadas: nervio abierto y nervio en cola de milano. [19]
Ilustración 30 Chapa grecada en nervio abierto [20]
36
Ilustración 31 Chapa grecada en cola de milano [21]
El producto final se comporta como un forjado unidireccional donde la armadura que se necesita
trabajando a tracción es la propia chapa grecada y el hormigón se comporta como bloque comprimido que
se complementa con un mallazo de reparto que se dispone en la parte superior con el fin de repartir las
cargas y resistir esfuerzos de temperatura y de retracción. También es necesario en zonas de momentos
negativos, incorporar la armadura necesaria para resistirlos. [19]
Este tipo de forjado reduce la operación de encofrado ya que la chapa hace las veces de encofrado,
además, supone una rápida ejecución del forjado y no necesita mucha mano de obra, hecho que compensa
el encarecimiento de la chapa grecada. [19]
Ilustración 32 Detalle en 3D de forjado de chapa colaborante
[22]
37
En las ilustraciones 33 y 34 la chapa grecada aparece atornillada a un perfil metálico, en el caso que se
considera la jácena sería de hormigón.
Ilustración 33 Detalle de sección de forjado de chapa colaborante [22]
Un detalle importante a tener en cuenta en este tipo de forjados es la posición relativa que tienen que
presentar la chapa y las viguetas. La dirección de las nervaduras de la chapa debe ser perpendicular a la
dirección de las viguetas.
Para que la sección de hormigón y chapa grecada se comporten como una estructura mixta, la chapa tiene
que estar cercana a su agotamiento, por tanto, es necesario que la sección tenga la resistencia suficiente al
esfuerzo rasante al que se ve sometido la zona en la que se encuentran la chapa y el hormigón. Es decir, en
este tipo de forjados juega un papel muy importante la resistencia a esfuerzo rasante, es más, la mayoría
de los forjados de este tipo suelen fallar por esfuezo rasante. [19]
Para conseguir aumentar esta capacidad ante un esfuerzo rasante es posible añadir al forjado unos pernos
conectadores que se disponen en los apoyos y actúan como elementos de absorción de esfuerzo rasante.
Además, la misma chapa puede llevar unas hendiduras en las que penetra el hormigón y de esta manera
también se resiste el esfuerzo rasante. [19]
38
Ilustración 34 Detalle de hendiduras en la chapa grecada
En esta imagen se observan las hendiduras de la chapa que hemos comentado en el párrafo anterior.
Como ya hemos apuntado antes, la mayor limitación de este tipo de fojado es la capacidad resistente
frente a solicitaciones rasantes y supone en la gran mayoría de los casos la causa de su agotamiento.
Hoy en día, empleando espesores mayores que 0.75 mm, con las hendiduras adecuadas y con
conectadores suplementarios en los apoyos, se pueden llegar a obtener luces de hasta 5 ó 5.5 m en
ocasiones determinadas.
Como elemento estructural, este tipo de forjado, se puede realizar con todas las tipologías de estructuras
en las que se pueda llevar a cabo correctamente el apoyo de la chapa, pero es en concreto en estructuras
metálicas o mixtas donde tiene una mayor aplicación para luces más importantes. Hay que tener en cuenta
también en este tipo de forjados la existencia de cargas puntuales puesto que pueden ser limitativas y
llegar a punzonar el forjado. [19]
En lo que a la resistencia al fuego respecta, se les suele atribuir un tiempo de 30 minutos por lo que en
algunos casos este valor queda por debajo del mínimo exigido. Por tanto, será necesario emplear los
revestimientos pertinentes para cumplir las exigencias requeridas. [19]
El sistema estructural está formado por pilares prefabricados de hormigón, continuos en toda su longitud,
con ménsulas sobre las que apoyan las jácenas de hormigón prefabricadas pretensadas en T invertida,
sobre las que apoyan en las alas inferiores viguetas de hormigón prefabricadas pretensadas sobre las que
se fija la chapa grecada. Como ya se ha mencionado anteriormente, los nervios de la chapa grecada irían
en dirección perpendicular a las viguetas.
39
4.2.2.1 Características de los forjados mixtos de chapa colaborante
a) Es adecuado para edificios en altura en los que gracias al forjado de chapa colaborante es posible
avanzar en el montaje de la estructura sin tener que hormigonar el forjado. Además, la chapa aporta
capacidad resistente ante esfuerzos horizontales en la etapa de ejecución y en la de servicio.
b) Una vez que la chapa está colocada constituye una plataforma segura de trabajo para los operarios
y para el acopio de materiales.
c) Se puede suprimir la colocación de apuntalamientos o apeos para soportar el peso del hormigón
fresco, esto facilita la ejecución y la hace más rápida.
d) Al no precisar apuntalamientos, se disminuye el coste de ejecución.
e) La forma de la chapa permite alojar elementos de instalaciones sin necesidad de colocar falsos
techos.
f) Es un sistema específico de estructuras mixtas o metálicas por lo que su instalación en estructuras
de hormigón es algo más dificultosa.
g) Las luces que permite este tipo de forjado vienen limitadas a 5 metros, excepto aplicaciones muy
concretas.
h) Requiere la intervención de personal especializado para el montaje, y se han de cuidar muy bien las
condiciones de limpieza.
i) La fabricación de chapas de altas prestaciones que permitan luces mayores encarece su coste.
j) La resistencia al fuego mayor de 30 minutos implica el empleo de un recubrimiento adicional que
implica un sobrecoste.
k) Si el canto del forjado es reducido, generalmente la absorción acústica del forjado debe ser
mejorada con elementos complementarios.
[19]
40
4.3 Análisis y comparación de alternativas
En este apartado se van a analizar y comparar los tres tipos de sistemas estructurales mencionados y las
dos alternativas propuestas en aras de establecer la mejor solución para la realización del forjado.
Se va a comparar primero los tipos de sistemas estructurales, a saber: sistema intraslacional, sistema
traslacional de nudos rígidos y sistema traslacional de nudos articulados.
La primera diferencia que se observa versa sobre la deformación que presenta la estructura frente a
solicitaciones horizontales. Debido a que el sistema intraslacional posee al menos un núcleo con las
características definidas en 4.1.1, sufre menos deformación que los sistemas traslacionales debido a que
estos sistemas no poseen tales núcleos que aporten esa capacidad de resistir esfuerzos horizontales.
La segunda comparación que se puede realizar trata sobre la esencia de los nudos de la estructura. Se
puede apuntar que los sistemas de nudos rígidos tienen cabida en la construcción in situ y en la
prefabricada, sin embargo, los sistemas de nudos articulados son específicos de las estructuras
prefabricadas de hormigón.
Ahora es el turno de realizar la comparación entre los dos sistemas de forjados propuestos: forjado de
placas alveolares y forjado de chapa colaborante.
- De entrada, el forjado mixto de chapa colaborante requiere más elementos estructurales que el
forjado de placas alveolares ya que se requieren unas viguetas pretensadas o de acero para el
apoyo de la chapa grecada, que en el caso de disponer el forjado de alveoplacas no sería
necesario. Además, el hecho de tener que poner adicionalmente las viguetas supone un
sobrecoste adicional en el precio del forjado.
- El forjado mixto de chapa colaborante en sí, supone un espesor de forjado reducido, pero al
considerar luces del orden de 7 metros han de emplearse viguetas de hormigón o de acero para
el apoyo intermedio de la chapa, y esto supone un aumento del canto total del forjado ya que
sobre la jácena apoyan las viguetas (este hecho no constituye un aumento del canto del forjado
porque las viguetas que apoyan en las alas inferiores de las jácenas tendrían un canto total que
coincidiría con el canto del alma que sobresale por encima de las alas) y sobre las viguetas
apoya la chapa grecada, por lo que se tiene un incremento del canto del forjado igual al
espesor de la chapa y la losa de hormigón con respecto al canto del forjado de placas
alveolares. En el caso del forjado de placas alveolares el canto sería menor ya que no tenemos
el incremento de espesor de forjado que implican las viguetas auxiliares.
- En cuanto a la resistencia al fuego, el forjado de chapa colaborante presenta menor resistencia
debido a la existencia de la chapa de acero. En el forjado de placas alveolares todos los
elementos estructurales son de hormigón por lo que presentan mayor resistencia al fuego que
el acero de la chapa colaborante.
41
- En cuanto a la luz máxima que pueden salvar ambos forjados podemos decir que, sin el
empleo de apoyos intermedios, el forjado de placa alveolar es capaz de salvar más luz que el
de chapa colaborante. No obstante, si se emplean viguetas auxiliares que soporten el forjado
de chapa colaborante se puede salvar la misma luz que el forjado de placa alveolar.
- El tiempo de colocación de los elementos del forjado de placa alveolar es mucho menor en el
caso del forjado de placas alveolares. El tiempo de colocación de las placas es menor que el de
la chapa grecada ya que las placas alveolares únicamente tienen que ser colocadas mientras
que la chapa grecada tiene que ser fijada a las viguetas auxiliares. Además, el tiempo de
entrada en servicio de la placa alveolar es inmediato en el caso de que se decida eliminar la
capa de compresión. Es decir, se puede reducir el tiempo de entrada en servicio del forjado de
placa alveoalar en el supuesto de que no sea necesario disponer la capa de compresión. Por
otro lado, el tiempo de entrada en servicio del forjado de chapa colaborante no se puede
reducir y es siempre el mismo, puesto que necesariamente se tiene que poner en obra el
hormigón y esperar a que fragüe. Como la estructura que nos ocupa va a alojar un
aparcamiento, es recomendable disponer capa de compresión según lo expuesto con
anterioridad en el apartado 4.2.1.1 por lo que concluimos que ambos forjados tardan el mismo
tiempo en entrar en servicio.
- La calidad final del forjado acabado es mucho mayor en el forjado de placas alveolares debido
a que las placas vienen hechas de fábrica, donde se han sometido a un riguroso control de
calidad que garantiza las máximas prestaciones de los elementos estructurales y de los
materiales empleados. Sin embargo, el forjado mixto de chapa colaborante debe ser
hormigonado en obra por lo que se pierde calidad del hormigón y se pierden garantías de la
calidad del forjado acabado, dejando más cabida al error humano y su correspondiente
influencia sobre las características finales de resistencia del forjado.
- El forjado de placa alveolar resiste mucho mejor los momentos flectores negativos que el
forjado mixto de chapa colaborante gracias a la armadura superior activa que posee. El forjado
de chapa colaborante no posee armadura activa por lo que el forjado de placa alveolar juega
con ventaja en cuanto a la resistencia de esfuerzos.
- El mecanismo de agotamiento más generalizado del forjado de chapa colaborante es el de
fallo por cortante, y precisamente el forjado de placas alveolares es uno de los sistemas que
mejor resiste el esfuerzo cortante gracias a la gran cantidad de almas que le confieren esa gran
resistencia. Por tanto, queda claro que el forjado de placas alveolares es mucho más resistente
en este sentido.
42
5 ELECCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DE LA
ALTERNATIVA ADOPTADA
Primeramente, vamos a establecer la tipología estructural del edificio. En el apartado 4.1.1 dijimos que se
define el sistema intraslacional como aquel en que los nudos de la estructura no se desplazan
sensiblemente ante la acción de las cargas. Y para que esto suceda, la estructura tiene que poseer zonas de
poca deformabilidad a esfuerzo horizontal, por ejemplo, núcleos constituidos por muros, que llegan a la
cimentación y están formados por un mínimo de dos pantallas en una dirección y otros dos en la dirección
perpendicular.
Puesto que los núcleos de escaleras protegidas para la evacuación del edificio en caso de incendio se van a
ejecutar con núcleos de muros in situ continuos cimentados en el terreno, teniendo todos los núcleos dos
pantallas en una dirección y otras dos en la dirección perpendicular, y cumpliendo todos los requisitos
definidos en el punto 4.1.1, podemos concluir que estamos ante un sistema intraslacional.
Además, si asumimos que el sistema estructural es intraslacional, la longitud de pandeo de los pilares es
del orden de la altura de la planta o menor y en consecuencia no es pertinente ejecutar como rígidos los
nudos de la estructura, por lo que los nudos serán articulados, esto implica que las vigas estarán
simplemente apoyadas en las ménsulas de los pilares.
Por tanto, se define el sistema estructural del edificio como sistema intraslacional de nudos articulados.
Pasamos ahora a discutir la tipología del forjado. Las dos alternativas que consideramos son: forjado de
placas alveolares pretensadas y forjado mixto de chapa colaborante.
Debido a que el forjado mixto de chapa colaborante requiere el empleo de viguetas auxiliares para el
apoyo intermedio de la chapa y el forjado de placas alveolares no, es preferible el de placas alveolares
porque implica más sencillez en la composición del forjado y supone el empleo de menos elementos
esturcturales.
Ya hemos comentado en el punto anterior las razones por las que el forjado de placa alveolar posee un
canto total menor. Naturalmente, es preferible el forjado que menor canto suponga pese a que no tenemos
en principio niguna restricción en la altura del edificio que nos imponga la reducción del canto del
forjado.
La resistencia al fuego es un aspecto muy a tener en cuenta a la hora de elegir la tipología del forjado.
Hemos dicho en el punto anterior que el forjado que mayor resistencia al fuego tiene es el de placas
alveolares. Sin embargo, se podrían tomar medidas en el caso de que se pusiera el forjado de chapa
colaborante pero conllevaría un sobrecoste. Por tanto, debido a que el forjado de placas alveolares
presenta de por sí mayor resistencia al fuego, es también preferible si tenemos en cuenta este importante
aspecto.
Hablemos ahora de la luz máxima que pueden salvar. Remitiéndonos a la comparativa realizada en el
punto anterior, podemos concluir que ambos forjados pueden llegar a salvar la misa luz si en el forjado de
chapa colaborante se hace uso de elementos auxiliares como serían las viguetas. Debido a que de por sí el
forjado de placa alveolar es capaz de salvar una luz mayor establecemos que es en este aspecto más
adecuado. Las placas se adaptan perfectamente a la reticula de pilares definida en el estudio funcional sin
necesidad de refuerzos.
43
El tiempo de montaje es un factor a tener en cuenta. Como ya sabemos, una de las ventajas de la
prefabricación es la reducción de plazos debido a que los elementos estructurales vienen hechos de taller.
Puesto que las placas alveoalres son prefabricadas, sólo tienen que ser colocadas en el sitio que les
corresponda, y este proceso de colocación tiene la cualidad de ser sencillo y rápido por lo que presenta
altos rendimientos en su colocacón. El forjado de chapa colaborante requiere un proceso de fijación de la
chapa grecada a las viguetas que no es tan rápido como el proceso de colocación de las placas alveolares,
por lo que en este aspecto es más eficiente la colocación de placas alveolares.
Otro de los puntos a tener en cuenta en esta elección es la calidad del forjado acabado. El forjado de placa
alveolar tiene garantizada su calidad a través de las ventajas que tiene el hecho de que las placas sean
fabricadas en taller y se sometan a rigurosos controles de calidad. En este sentido, el forjado de placa
alveolar tiene más calidad ya que el forjado de chapa colaborante implica hormigonar la losa in situ en
obra y esto implica que la calidad del producto acabado es menor en comparación con el prefabricado. Es
por este motivo por el que en este aspecto es mejor el forjado de chapa colaborante puesto que presenta
mayores garantías en cuanto a la calidad de los materiales y por tanto del producto acabado.
Si consideramos ahora lo expuesto anteriormente en lo que a la resistencia de solicitaciones respecta,
concluimos que el forjado que mayor capacidad posee para soportar esfuerzos grandes es el forjado de
placas alvaolares, según lo expuesto en el apartado anterior.
Una vez desarrollado todo lo anterior concluimos que la mejor alternavida, en base a todo lo expuesto, es
la de forjado de placas alveolares por lo que está será la solución que adoptemos para los forjados de
nuestra estructura.
44
6 DESCRIPCIÓN CONSTRUCTIVA DE LA
SOLUCIÓN
6.1 Cimentación
La cota superior del plano de cimentación se encuentra a -2.4 m por debajo de la rasante topográfica del
terreno, estando esta cota dentro del estrato 3, sustrato rocoso, donde se han identificado dolomías rojizas
con venas de calcita, tal y como se especifica en el anejo geotécnico. La cimentación se realiza mediante
zapatas in situ ya que si se realizara con zapatas prefabricadas se perdería adherencia con el terreno y es
preferible tener un mayor agarre al terreno. Las zapatas que se han obtenido del modelo de cálculo
realizado en Cype son cuadradas de 50 cm de canto, la dimensión del lado de la zapata varía según la
zapata.
Las zapatas serán de tipo cáliz, para ello, se necesita una profundidad de empotramiento del pilar que
viene dada por la siguiente expresión: 1.5 x lado mayor del pilar. Puesto que los pilares tienen una sección
de 40 x 50 cm, el lado mayor es de 50 cm. Por lo que la profundidad de empotramiento que necesitamos
en la zapata es de 0.75 m. Por lo tanto aumentamos el canto de todas las zapatas a 1.25 m. Hay dos tipos
de zapatas: zapatas perimetrales y zapatas interiores. Las zapatas interiores tienen un lado de 2.4 m
(zapatas A) y las zapatas perimetrales tienen un lado de 1.6 m (zapatas B).
Los muros tienen su propia cimentación, del tipo zapata corrida, en el caso de que coincida la cimentación
del muro con la de algún pilar, la cimentación del pilar quedará embebida por la cimentación de los
muros. En total hay 24 muros, y hay dos tipos de cimentación de muros. Zapatas corridas de 4 m de vuelo
y 6.4 m de longitud; y zapatas corridas de 3 m de vuelo 8 m de longitud.
Los muros 1,2,3,4,5,6,7,8, 13,14,15,16,17,18,19,20 están cimentados con zapata corrida de 4 m de vuelo,
y los muros 9,10,11,12,21,22,23,24 están cimentados con zapata corrida de 3 m de vuelo.
Tanto las características de las zapatas, su armado, y las vigas de atado se detallan en el anejo de
cimentación. El plano de replanteo de zapatas y de armado de zapatas están incluidos en el anejo
“Planos”.
6.2 Pilares
Finalmente, y después de un proceso iterativo en el que se han introducido en el modelo de Cype varias
secciones y se ha resuelto el modelo de manera que podamos encontrar la sección óptima, se disponen
pilares de 40 cm x 50 cm de sección. Los pilares son continuos en toda su altura, todos nacen en el plano
de cimentación a una cota de -2.4 m por debajo de la rasante y disponen de unas ménsulas sobre las que
apoyan las jácenas de la estructura.
Distinguimos en función del armado dos tipos de pilares: pilares perimetrales y pilares interiores.
45
Los pilares tienen diferente altura en función del lugar en el que estén situados por lo que en cuanto a
altura distinguimos varios tipos de pilares. Esto se ha decidido así para dar la pendiente requerida a la
cubierta (2%). Además, los pilares presentan en cabeza unos huecos para que encajen las vigas en T del
techo de la última planta y unos redondos a modo de esperas que se introducen en unas vainas que tienen
las vigas en T para fijarlas. Una vez colocadas las vigas en T sobre los pilares y encajadas las esperas de
los pilares en las vainas, se hormigonan los huecos de las vainas.
Ilustración 35 Detalle cabeza de pilar [23]
Las dimensiones que se muestran en la figura no se corresponden con las de los pilares que se van a
poner.
Las ménsulas se calculan en el apartado “Anejo de cálculo” y se detalla su armado en el anejo de
ménsulas cortas. El armado de los pilares se detalla en el anejo de “Planos de Armado”. Los pilares son
prefabricados.
6.3 Jácenas
Las jácenas que se van a disponer en la estructura son de 4 tipos:
- Jácena en T invertida para las vigas de forjado interiores:
46
Ilustración 36 Jácena en T invertida de hormigón pretensado prefabricada [10]
- Jácenas en L para las vigas de los laterales del forjado:
Ilustración 37 Jácena en L de hormigón pretensado prefabricada [10]
47
Ilustración 38 Jácena en L invertida de hormigón pretensado prefabricada [10]
- Jácena en T para las vigas del techo de la última planta:
Ilustración 39 Jácena en T para vigas del techo de última planta [10]
48
Todas las jácenas están simplemente apoyadas sobre neoprenos en sus dos extremos en ménsulas cortas,
es decir, son vigas isostáticas.
Ilustración 40 Apoyo simple de vigas [10]
Vamos a explicar ahora la razón de ser de la forma algo peculiar que tienen las jácenas en uno
de sus extremos.
Debido a las características del apoyo de las jácenas en las ménsulas, se produce una
discontinuidad en el apoyo de las placas alveolares sobre las jácenas. La viga acaba cuando
apoya sobre la ménsula, estando su cara extrema distanciada dos centímetros de la cara del
pilar, y en la cara opuesta del pilar ocurre lo mismo.
Supongamos un pilar que tiene dos ménsulas, cada una en caras opuestas, y en cada ménsula
apoya una jácena, en esta situación existe una zona en la que no hay apoyo para las placas
alveolares ya que ambas vigas que estamos considerando acaban en las caras laterales del pilar
y entre ambas caras no hay viga en la que apoyar las placas. Esta situación se ve reflejada en la
siguiente figura.
49
Ilustración 41 Discontinuidad para el apoyo de placas alveolares [10]
Para evitar esta discontinuidad en el apoyo de las placas alveolares y por tanto tener un apoyo continuo,
en cada zona de apoyo en ménsula vamos a tener la siguiente situación:
La jácena que llega al pilar por la derecha tendrá por ese lado alargadas las alas sobre las que apoyan las
placas, de manera que abracen al pilar y lleguen hasta la otra cara del pilar hasta estar en contacto con la
jácena que llega al pilar por el lado izquierdo.
Es decir, las jácenas, en su extremo izquierdo tendrán alargadas las alas la longitud suficiente como para
estar en contacto con la jácena que llega al pilar por el otro lado, y el extremo derecho será normal. En la
siguiente figura se ve el detalle de la continuidad en el apoyo de placas que hemos explicado.
50
Ilustración 42 Apoyo continuo para placas alveolares [10]
. En el anejo “Planos” se detallan las dimensiones de todas las jácenas y su armado.
6.4 Forjados
6.4.1 Forjados de plantas primera y segunda
Los forjados de las plantas primera y segunda están formados por placas alveolares que apoyan
simplemente en las jácenas sobre una banda de neopreno de 1 cm de espesor que se extiende en toda la
longitud de las alas de las vigas. La longitud de la placa depende de su ubicación dentro del forjado.
Las placas alveolares que se van a emplear son de la emprea PRECON y se denominan Alveoplaca
PA-120.20+5. Tienen un canto de 20 cm y un ancho de 120 cm. A continuación, se muestran las
propiedades geométricas de las placas.
51
Ilustración 43 Sección de la placa alveolar que vamos a emplear [24]
Ilustración 44 Detalles de la sección de la placa alveolar [24]
52
Ilustración 45 Sección de un forjado de placa alveolar con mallazo de reparto y armadura de negativos
[25]
En la siguiente imagen se ilustra exactamente el apoyo que tienen las placas alveolares del forjado de la
estructura que es objeto de estudio de este trabajo.
Ilustración 46 Detalle de apoyo de placa alveolar sobre jácena en T invertida [23]
53
El forjado tiene una capa de compresión de 5 cm de espesor, realizada in situ con un hormigón HA-25, tal
y como se mencionó en el apartado 4.2.1.1, ya que la capa de compresión tiene un efecto beneficioso a la
hora de repartir las cargas móviles de los vehículos y en la absorción de los esfuerzos provenientes del
frenado.
La armadura de reparto se resuelve con una malla electrosoldada que está constituida por barras ϕ6 cada
15 cm en dos direcciones perpendiculares, cumpliendo la cuantía minima exigida por [17].
El armado de negativos se dispone en la dirección longitudinal de las placas y está constituido por
ϕ10/30cm, y van desde el eje de la viga hasta una distancia de 2.6 m a cada lado, excepto de los rellanos
desde donde salen y llegan las rampas, que van a 1.48 m a cada lado desde el eje de la viga. Esta cuantía
de armadura necesaria de negativos ha sido obtenida del programa Cype una vez resuelto el modelo de
cálculo.
El armado de negativos es igual en los forjados de planta 1 y 2.
Ilustración 47 Detalle de la disposición de armado pasivo
Desde la cota de la capa de compresión de planta inferior hasta la cota de la capa de compresión de planta
superior hay una altura de 3.45 m.
6.4.2 Forjado de planta baja
El forjado de la planta baja será una losa de hormigón armado HA-25 de 20 cm de espesor ejecutada in
situ. Puesto que la solera será de hormigón armado, se considera que es un firme rígido. El armado estará
formado una malla electrosoldada de barras del 10 cada 20 cm en dos direcciones perpendiculares
colocada en la mitad del espesor con el fin de absorver los esfuerzos de fisuración, temperatura y
tracciones.
Para el dimensionamiento de la subbase que se va a disponer se establece primero la categoría de tráfico
pesado. Puesto que ya se ha comentado que el aparcamiento está destinado a vehículos ligeros, vamos a
adoptar la mínima categoría de tráfico pesado según la siguiente imagen. [26]
54
Tabla 2 Categoría de tráfico pesado
Como se puede observar, la minima categoría de tráfico pesado es T42, que supone el paso de menos de
25 vehículos pesados por día. En función de esta categoría de tráfico, se puede establecer la subbase
correspondiente. Dado que el informe geotécnico recogido en el Anejo 1 no se corresponde con el lugar
físico de emplazamiento del edificio, sólo se ha tenido en cuenta para el cálculo de la cimentación. Para el
cálculo de la solera se va a suponer que la categoría de la explanada es E1. Haciendo uso de la siguiente
tabla se puede establecer el espesor de la capa de zahorra. [26]
Tabla 3 Soluciones para paquete de firme
Si se entra en la tabla con la categoría de tráfico T42 y con categoría de explanada E1, se obtienen 3
posibles paquetes de firme. De estas tres opciones, solo una comtempla el firme de hormigón por lo que
será esta opción la que se considere, es decir, la 4214 que sugiere una subbase de zahorra de 20 cm de
espesor. [26]
Finalmente, debajo de la solera se dispone una subbase granular de 20 cm de espesor constituída por
zahorra de granulometría uniforme 6 cm.
55
6.5 Vigas inclinadas para las rampas
Las rampas de subida y bajada de vehículos son todas iguales, con la misma pendiente, las mismas
jácenas y el mismo forjado. Se van a realizar mediante unas jácenas inclinadas diseñadas especialmente
para esta función.
Se ha optado por esta solución con el fin de obtener un buen apoyo de la viga sobre la ménsula. Si la viga
no fuera inclinada, habría que colocarla de tal manera que el apoyo en la ménsula no sería el más
adecuado porque no sería estable puesto que apoyaría un área pequeña de la viga.
La solución constructiva que se ha adoptado implica que en cada ménsula converjan dos vigas, y cada
viga apoya en una mitad de la ménsula tal y como se ve en la imagen.
Ilustración 48 Vigas inclinadas para la ejecución de las rampas [10]
56
Ilustración 49 Detalle de viga inclinada para la rampa [10]
Estas vigas serán de hormigón armado. No se realizan de hormigón pretensado debido a la dificultad que
supone ejecutar un pretensado inclinado. Sobre este aspecto se profundiza más en el anejo de cálculo.
6.6 Cerramiento
El cerramiento está formado por paneles de hormigón prefabricado, de 16 cm de espesor dispuestos en
horizontal, de manera que exista en el contorno lateral del edificio una ventana corrida en cada planta,
menos en la baja, de 1 metro de altura con el fin de aportar luz natural durante el día al interior del
aparcamiento. Estos paneles son machihembrados y están anclados a los pilares mediante anclajes
metálicos tipo Halfen.
Ilustración 50 Detalle anclaje Halfen inferior [23]
57
Ilustración 51 Detalle anclaje Halfen superior [23]
Ilustración 52 Detalle de fachada [10]
Los paneles están fijados a los pilares, en un pilar se anclan dos paneles tocándose ambos a la altura del
eje del pilar menos en los laterales de las ventanas corridas, en estos casos solo se ancla un panel al pilar y
lo hace en el extremo de la cara de manera que el pilar quede oculto.
Hay cuatro esquinas en las que no se pueden anclar los paneles a las caras de los pilares por la disposición
del pilar con respecto a los paneles del cerramiento. Para solventar esta situación se propone fijar a los
pilares unos perfiles metálicos tubulares en los que poder fijar los paneles del cerramiento.
Los paneles que se encuentran en las esquinas y coinciden con los muros in situ de los módulos de las
escaleras y el ascensor, serán fijados a los muros.
Las juntas están selladas con bandas de neopreno sobre las que apoyan los paneles, por lo que son
estancas y no ventiladas.
58
Las esquinas quedan resueltas de la siguiente manera:
Ilustración 53 Detalle esquina [10]
La resolución de la fachada del edificio mediante paneles de hormigón prefabricado supone emplear
paneles de distintas dimensiones. En cuanto a la altura, existen paneles de 2.2 m, 2.4 m, 2.45 m, 1 m, 1.2
m y 1.21 m.
La longitud de la mayoría de los paneles es de 7.8 m y 7.5 m, habiendo algunos paneles que tienen una
longitud de 7.25 m ,7.75 m, 6.2 m y 6.25 m.
Los paneles de hormigón prefabricados serán proporcionados por la empresa PRECON.
La modulación de los paneles que conforman la envolvente se encuentra en el anejo “Planos”.
6.7 Cubierta
La cubierta se resuelve disponiendo una cubierta “DeckRock sintética fm”, proporcionada por la empresa
Rockwool. Se ha optado por esta solución de la cubierta debido a las ventajas que posee este tipo de
cubierta: asilamiento térmico, acústico, es impermeable, es ligera, cubre luces razonables con un canto
pequeño, etc.
La cubierta es plana con un 2% de pendiente, tiene cuatro tramos a dos aguas, cada tramo evacúa el agua
a una viga canalón que se sitúa en la zona de convergencia del agua. La viga canalón lleva un remate de
chapa galvanizada de 0.8 mm de espesor, al igual que las cumbreras.
59
Ilustración 54 Detalle cubierta Deck [27]
Ilustración 55 Leyenda ilustración anterior [27]
6.8 Correas
Las correas sobre las que apoya la cubierta deck son vigas tubulares pretensadas que apoyan en unas vigas
en T dispuestas perpendicularmente a las correas. Estas vigas en T llevan la pendiene del 2% y se ha
conseguido como hemos explicado en el apartado 6.2.
Las correas están dispuestas cada 2 m.
Las correas para la cubierta están denominadas FORSECUSA.T25 serán proporcionadas por la empresa
PRECON.
60
Ilustración 56 Correa FORSECUSA T25 [10]
Ilustración 57 Detalle fijación de correa [10]
6.9 Módulos independientes para escaleras y ascensor
Los huecos que albergan las escaleras y los ascensores, según la normativa empleada contra incendios
(CTE DB-SI) [12], tienen que tener la característica de ser módulos independientes del resto de la
estructura por lo que han de ser tratados de manera especial. Se resolverán constructivamente de la
siguiente manera:
Los módulos independientes están formados por muros todos iguales, realizados in situ, de 30 cm de
espesor, continuos desde la planta baja hasta el techo de la última planta (10.2 m), que delimitan el
espacio del hueco de las escaleras. Los forjados de cada planta dentro de estos módulos serán losas in situ
y las escaleras serán ejecutadas in situ también. Las escaleras nacen y desembarcan desde la losa in situ
del forjado de cada planta, estanto las mesetas intermedias apoyadas en las paredes del muro. Los muros
tendrán su propia cimentación, y en el caso se que coincida con una zapata, compartirán la cimentación.
En el forjado in situ se dejará el hueco para alojar la caja del ascensor.
61
Ilustración 58 Hueco escaleras y ascensor
62
7 PROCESO CONSTRUCTIVO
El proceso constructivo comienza con el desbroce del terreno para eliminar la capa vegetal superficial del
terreno. Una vez acabado el desbroce se procede al replanteo de la cimentación, y posteriormente a la
excavación de la cimentación hasta la cota de -2.4 m. Posteriormente se colocan las armaduras de las
zapatas, la armadura de la cimentación de los muros y la de las vigas riostras. Después se procede a verter
una capa de hormigón de limpieza de 12 cm, y después se hormigona la cimentación.
El siguiente paso es la colocación de los pilares prefabricados en el cáliz de las zapatas, una vez colocados
los pilares hay que hormigonar el cáliz con hormigón en masa HM-25.
Posteriormente, se procede a expandir y compactar la subbase de 20 cm de espesor de zahorra.
Una vez ejecutada la cimentación se procede al montaje de los forjados. Se montan los forjados de las
plantas 1 y 2 y las jácenas del techo de la última planta a la vez, comenzando por un extremo del edificio
y avanzando en dirección al lado opuesto. Esto se hace así para que las máquinas y grúas que se emplean
para el izado tengan espacio para poder trabajar adecuadamente. Primero se colocan los neoprenos en las
ménsulas para el apoyo de las jácenas prefabricadas, después se colocan las jácenas.
Una vez colocadas las jácenas se colocan sobre las alas de las jácenas las bandas de neopreno sobre las
que apoyan las placas y después se colocan las placas alveolares. Al mismo tiempo también se van
colocando las jácenas en T del techo de la última planta. Estas vigas en T encajan en la cabeza del pilar, y
poseen unas vainas huecas donde se introducen unos redondos del 20 que están empotrados en los pilares
pero que sobresalen para que puedan ser introducidos en las vainas de las vigas en T. Una vez que se han
encajado las vigas en T, se hormigonan los huecos de las vainas.
Mientras se va avanzando hacia el lado opuesto del edificio en el montaje del forjado, se pueden ir
ejecutando in situ los muros de los núcleos de las escaleras, las escaleras y las losas de forjado también
ejecutadas in situ.
También se va colocando el mallazo de reparto y las armaduras de negativos sobre el forjado de placas
alveolares ya colocadas. Una vez puestas en obra estas armaduras, se hormigona la capa de compresión.
Cuando se hayan ejecutado los forjados de las plantas 1 y 2 se procede a la colocación de la armadura
para la solera de la planta baja que posteriormente se hormigona. Una vez ejecutada la solera de la planta
baja, se empieza a montar la cubierta.
Primero se disponen las correas sobre las vigas en T del techo de la última planta y se fijan a las vigas en
T. Una vez colocadas las correas, se colocan las vigas canalón, y después se procede al montaje de la
cubierta deck, se ejecutan los remates de cumbrera y se dispone la chapa galvanizada sobre las vigas
canalón.
Finalmente, se colocan los paneles del cerramiento.
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8 PRESUPUESTO
Para realizar el presupuesto se han realizado mediciones de excavación para cimentación, medición de
volumen a aportar de grava para la subbase, medición de metros cuadrados de forjados y medición de
metros cuadrados de cubierta y cerramiento.
El precio por metro cuadrado de forjado ha sido facilitado por la empresa PRECON, al que se le ha
incluido el precio del acero pasivo, que inicialmente no venía incluido.
Los precios que se manejan proceden de la Base de Costes de la Construcción de Andalucía.
El presupuesto viene recogido en el anejo “Presupuesto”.
65
REFERENCIAS
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[2] J. F. G. J. Calavera Ruiz, Prefabricación de edificios y naves industriales, 1999.
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servicios, Madrid, 1996.
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[7] J. N. Estrada, El Arte del Parking. Manual de diseño, construcción y gestión del aparcamiento, 2008.
[8] J. Balsells, Guía de diseño de aparcamientos.
[9] O. Sill, Construcción de aparcamientos. Manual para planificación, construcción y expltación de edificios
de aparcamiento y garajes subterráneos, Blume, 1969.
[10] E. propia.
[11] DECRETO 293/2009, 7 de Julio, por el que se aprueba el reglamento que regula las normas para la
accesibilidad en infraestructuras, el urbanismo, la edificación, y el transporte en Andalucía, Sevilla, 2009.
[12] M. d. Vivienda, Código Técnico de la Edificación DB-SI.
[13] M. d. Vivienda, Código Técnico de la Edificación DB-SU, 2006.
[14] AIDEPLA, Manual Aidepla. Para el proyecto y la ejecución de elementos resistentes con alveoplaca,
Madrid, 1997.
[15] C. ACHE, Recomendaciones para el proyecto, ejecución y montaje de elementos prefabricados, Madrid.
[16] «detalles constructivos,» [En línea]. Available:
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[17] M. d. Fomento, EHE-08. Instrucción de Hormigón Estructural, 2008.
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[19] ACHE, Recomendaciones para el Proyecto y construcción de Forjados Mixtos de Chapa Nervada,
Barcelona, 2008.
[20] «EUROPERFIL,» [En línea]. Available:
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[23] TRABIS, Catálogo técnico.
[24] E. C. Luque, Ficha técnica placa alveolar.
[25] R. Prefabricados, Placas alveolares.
[26] M. d. O. Públicas, Norma 6.1 IC Secciones de firme.
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deck/deckrock-sintetica-fm.
[28] ACHE, Monografía. Método de bielas y tirantes, 2003.
67
Anejos
ANEJO PLANOS
ANEJO 1. DATOS GEOTÉCNICOS
ANEJO 2. CÁLCULO DE JÁCENAS Y MÉNSULAS CORTAS
ANEJO 3. DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE CÁLCULO
ANEJO 4. DATOS DE OBRA
AJENO 5. JUSTIFICACIÓN DE LA ACCIÓN SÍSMICA
ANEJO 6. COMPROBACIONES DE CIMENTACIÓN
ANEJO 7. COMPROBACIÓN ELU DE PILARES
ANEJO 8. COMPROBACIÓN DE MÉNSULAS
ANEJO. PLIEGO DE PRESCRIPCIONES TÉCNICAS PARTICULARES
ANEJO. PRESUPUESTO
ANEJO. FICHAS DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
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PLANOS
PLANO DE SITUACIÓN
69
PLANOS DE DISTRIBUCIÓN
70
PLANOS CONSTRUCTIVOS
71
PLANOS DE LA ENVOLVENTE
72
FICHA DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
73
74
75
76
