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Hormigón Cclase de resistencia a la compresión Rckresistencia característica cúbica fcresistencia cilíndrica a la compresión fckresistencia característica cilíndrica fcdresistencia de cálculo cilíndrica (= fck/γc) fctresistencia a la tracción fcfmresistencia media a la tracción por flexión fcfdresistencia de cálculo a la tracción por flexión (= fcfm/γc) fctkresistencia característica a la tracción fctk 0,05valor característico inferior (5%) fctk 0,95valor característico superior (95%) fctmresistencia media a la tracción fctdresistencia de cálculo a la tracción (= fctk/γc)

Acero pasivo fyktensión característica de deformación residua ftkresistencia característica a la tracción fsdresistencia de cálculo (= fyk/γs) f0,2ktensión característica al 0,2% de deformación residua εuk ductilidad

Acero para pretensado fpktensión característica de rotura fp0,1ktensión característica al 0,1% de deformación residua

1.1Reseña histórica

LAS LOSAS HUECASCapítulo 1º

Capítulo 1º LAS LOSAS HUECAS

1.1. Reseña histórica

En los años treinta el alemán Wilhelm Schaefer junto con un colega llamado Kuen pusieron las bases para la realización de una cosa muy parecida a la que hoy en día conocemos como “losa hueca”. Se trataba de una placa estructural aislada constituida por una losa alveolada de hormigón de piedra pómez situada entre dos lositas de H°A° normal. Tras años de intentos y modificaciones en la planta de producción, tan solo fue a finales de los años cuarenta y a principios de los cincuenta cuando se obtuvo cierto éxito en la planta “Schaefer”.

Se vendieron licencias de producción a cinco sociedades en Alemania del oeste, a una sociedad de Alemania del este y a una sociedad de los EU.

La BUDERUS’SCHE EISENWERKE, la empresa productora más importante de las empresas de Alemania occidental, introdujo en su propia planta que aún siguen en funcionamiento en Burgsolms, primero el pretensado en las losas huecas y el Prof. Friedrich de la Universidad Técnica de Graz (Austria) estudió el cálculo estático.

Muy pronto, alrededor de 1955, se abandonó la losa de hormigón de piedra pómez para poder permitir la realización de losas huecas de hormigón monolítico, con luz y capacidad de carga más altas, que no sufrieran más la escasa resistencia al corte de la piedra pómez.

En esos años la sociedad americana que había adquirido la instalación Schaefer también introdujo el pretensado y se desarrolló hasta tal punto que se convirtió ella misma en productora de instalaciones patentadas con el nombre de SPANCRETE.

101.1. Reseña histórica

Capítulo 1ºLAS LOSAS HUECAS

Las plantas Spancrete cuentan con una máquina de moldear fijada sobre un pórtico puente-grua y la producción de las losas huecas se hace por losas sucesivas, una sobre otra, separadas por una simple hoja plastificada.

La situación respecto a la planeidad de las superficies no es la mejor posible, pero resulta aceptable, tal y como puede observarse en muchos edificios construidos como aparcamientos en Estados Unidos.

Tras curado natural de los elementos más elevados de un grupo de losas superpuestas, sobre el mismo pórtico puente-grua se fija una máquina aserradora con discos abrasivos y se procede al corte y al acopio de las losas huecas.

La planta con máquina moldeadora sobre bancos de vertido individuales tal y como se utiliza aún actualmente, fue inventada en 1955 por el ing. Max Gessner de Lochham (Monaco de Baviera).

Las sociedades germano-occidentales MAX ROTH y WEILER KG adquirieron en 1957 la patente del Ing. Gessner y en 1961 inició la gradual difusión por Europa y por el mundo de las losas huecas producidas con maquinas moldeadoras.

En 1960 en Canadá la sociedad SPIROLL desarrolló una máquina original para producir losas huecas mediante hélices que extruyen el hormigón. Con este nuevo procedimiento de producción se procedía a la compactación y vibración del hormigón de relación de agua/cemento baja mediante moldes cilíndricos y los orificios se caracterizaban por una típica sección circular bien distinta de la sección típicamente oblonga producida con las máquinas maldeadoras.

Este procedimiento por extrusión también fue muy bien acogido especialmente en el norte de Europa y en muchas zonas de la parte Soviética. Como sucede siempre en caso de competencia, el estímulo para conseguir la supremacía de alguno de los dos sistemas productivos, sistema “slipform”(deslizamiento) y por extrusión (extruder), supuso óptimos efectos beneficiosos para el desarrollo del componente prefabricado alveolar en todo el mundo.

1.2Generalidades

LAS LOSAS HUECASCapítulo 1º

En lo que respecta al impulso dado al desarrollo dimensional de las losas huecas merece una especial atención la Casa italiana NORDIMPIANTISYSTEM especializada desde 1974 en la construcción de máquinas moldeadoras, trefiladoras por vibración y de instalaciones. En 1987 tuvo el mérito de realizar con éxito las máquinas para la producción de una importante serie de losas huecas de tres alvéolos de 50, 60, 70, y 80 cm de altura. Estos ultimos tres espesores récord todavía no han sido superados ni igualados.

1.2. Generalidades

Las losas huecas constituyen una tipología particular de forjado solo de hormigón con huecos de aligeramiento y pueden ser pretensadas o armadas. Dado que en el mundo es prácticamente inexistente o está muy limitada la producción con armadura pasiva, a continuación se hablará únicamente de losas huecas pretensadas.

El aligeramiento se consigue mediante la realización en el espesor del elemento prefabricado de unos agujeros longitudinales denominados “orificios” de dimensiones adecuadas para crear las almas que con las lositas del intradós y el estradós constituyen la sección de hormigón que debe ser pretensada con el sistema de la armadura pretensada adherente.

El acero armónico de pretensado constituye la única armadura de la losa hueca que por tanto queda sin armadura de corte. La capacidad de resistencia a cortante de la estructura depende totalmente de la resistencia a la tracción del hormigón, cuyo proceso productivo por consiguiente debe garantizar una calidad constante controlada y certificada.

Dicho componente estructural, prefabricado pretensado, para la formación de forjados portantes ha demostrado ser muy fiable desde su principio y se ha aplicado en gran medida en el ámbito internacional, tal y como demuestra el hecho de que casi todas las Normativas nacionales para la construcción (con la única excepción de la Norma DIN Alemana) dedican al menos un párrafo a las losas huecas, librándolas de la obligación genérica de llevar armaduras de resistencia a cortante.

121.2 Generalidades

Capítulo 1ºLAS LOSAS HUECAS

En lo que respecta a la resistencia a cortante que depende exclusivamente del hormigón, existe una gran cantidad de documentos científicos relativos a investigaciones, estudios, ensayos en laboratorio, pruebas en obras y Normas. Entre estas últimas los siguientes documentos destacan por la importancia, así como por la amplitud de sus análisis:

FIP “Recommendations on Precast Prestressed Hollow Core Floors” de 1988. FIP “Quality Assurance of Hollow Core Slab Floors” de 1992. CEB – FIP “Model Code” de 1990. P.C.I. “Manual for the Design of Hollow Core Slabs” (U.S.A.) de 1985. NORmA EUROPEA PR. EN 1168 de 1998 “Forjados de losas huecas pretensadas”.

Fig. 1.1.Secciones de losas huecas de forjado.

1.3Los motivos de la elección de la losa hueca

LAS LOSAS HUECASCapítulo 1º

En este último documento se toman en consideración las losas huecas con un espesor máximo de 4 cm.

En realidad hoy en día se producen losas huecas con espesores de 60 cm, de 70 e incluso de 80 que, no obstante, como medida de prudencia, deben llevar armaduras pasivas verticales y la parte inferior debe ir armada con una malla electrosoldada continua o al menos desplazada en correspondencia con los extremos de cada losa prefabricada.

Para la redacción de este texto se ha tomado un límite de 50 cm como espesor máximo de losa hueca que se puede producir y no siempre sin armaduras pasivas verticales y transversales.

1.3. Los motivos de la elección de la losa hueca

La losa hueca ha tenido gran aceptación y difusión en todos los continentes por muchas razones, debe definirse como el más internacional de los componentes prefabricados en el campo de la industrialización en la construcción mundial.

Entre los numerosos motivos existentes, hay tres de especial relevancia y son los siguientes:

Razones técnicas

Las losas huecas se fabrican en plantas modernas bien equipadas con tecnologías avanzadas y con poca mano de obra, en pistas de moldeo de acero con máquinas trefiladoras o extrusoras, con instalaciones de hormigonado con control numérico de los pesos y casi en todas partes, con instalaciones para el curado acelerado de los hormigones a temperatura y humedad controladas.

141.3. Los motivos de la elección de la losa hueca

Capítulo 1ºLAS LOSAS HUECAS

Por consiguiente desde siempre la producción de las losas huecas ha pasado por un control constante de la calidad muy próximo a las directivas de la Norma EN ISO 9001.

Todo esto técnicamente significa que:

–los hormigones se prepararan con áridos seleccionados y con curvas granulométricas controladas y especialmente constantes en el tiempo, de baja proporción agua – cemento, bien compactados y con elevadas características físico mecánicas, Rck≥ 45 ÷55 MPa; –las armaduras de pretensado poseen resistencias y características de relajamiento certificadas y recubrimiento del acero controlado continuamente quedando así especialmente bien protegidas de los agentes agresivos exteriores y del fuego. La consistencia del hormigón, la baja proporción agua/cemento y el pretensado integral de la sección, además de impedir la fisura, ralentiza sensiblemente la velocidad de carbonatación del hormigón, asegurando su durabilidad y permitiendo su utilización incluso en ambientes muy agresivos cuando se respetan los recubrimientos del acero aceptados por las normativas.

El tipo de hormigón garantiza también un elevado módulo elástico de al menos 1,5 veces el del hormigón vertido “in situ”. De ahí resulta que las losas son muy rígidas con flechas elásticas muy exiguas bajo las cargas de prueba. Por esta razón se pueden realizar forjados con menos espesor a igualdad de luz y sobrecargas respecto a otros forjados analogos, pero que no son totalmente prefabricados y pretensados.

La utilización de máquinas modernas moldeadoras y extrusores de prestaciones muy avanzadas, permite obtener losas estructuralmente y geométricamente bien conformadas que permiten evaluar la calidad con seguridad gracias al inmediato examen visual de las almas, los perfiles laterales y los extremos cortados con disco de diamante.

1.3Los motivos de la elección de la losa hueca

LAS LOSAS HUECASCapítulo 1º

Las pistas de moldeo de plancha de acero de espesor adecuado para garantizar una perfecta planeidad y con perfiles laterales bien perfilados, forman en el intradós de los forjados una superficie perfectamente lisa con bordes laterales bien afinados. Todo ello garantiza que la losa hueca proporcione un óptimo aspecto estético a los pisos en obra.

De las losas huecas pretensadas no sobresalen esperas de acero para engancharlas a las estructuras circundantes de hormigón vertido, aunque estas armaduras de unión indispensables se introducen “in situ” en los canales de unión de las losas adyacentes y en los canales especiales practicados en número y longitud adecuados en los extremos.

Estas eficaces uniones con las estructuras de alrededor que hace monolítico a todo el forjado permiten utilizar losas huecas en prácticamente cualquier tipo de exigencia estructural, incluso sísmica, y permiten además su utilización conjunta con todo tipo de estructuras portantes tradicionales vertidas en la obra, prefabricadas y de acero.

La eficacia de este tipo de uniones ha quedado demostrada en numerosísimos ensayos realizados en los Laboratorios de Ensayo de prestigiosas Universidades y puede garantizar al diseñador de la estructura la obtención de niveles de monolitismo estructural que nunca serán inferiores a los proporcionados por losas más tradicionales que requieren la utilización de mayor cantidad de vertidos de hormigón en obra.

Como resultado final la losa hueca ofrece una gran fiabilidad tanto estética como técnica y funcional, garantizada por un riguroso control de Calidad, posible ya que la placa es producida totalmente en la fábrica, dejando en manos de los equipos de la obra el sencillo montaje y ensamblaje con escasos vertidos de cierre y unión en obra.

161.3. Los motivos de la elección de la losa hueca

Capítulo 1ºLAS LOSAS HUECAS

Razones económicas

Estas razones están relacionadas con una sustancial reducción de los tiempos de ejecución y por lo tanto con una considerable economía en la utilización de máquinas y mano de obra.

De hecho, la cantidad de mano de obra necesaria en todas las fases de producción, almacenamiento, transporte, montaje en la obra y obtención del forjado acabado en dicho lugar es mínima.

Esta muy baja incidencia en mano de obra permite una importante ventaja económica al usuario, pero requiere del productor importantes inversiones en capitales y personal especializado porque todo el proceso productivo se caracteriza por un elevadísimo contenido tecnológico para poder garantizar una fuerte productividad de ciclo continuo manteniendo constante el elevado estándar cualitativo.

La versatilidad de la utilización

Hasta los años 70 la losa hueca se aplicaba casi exclusivamente con apoyo simple sobre vigas de acero, vigas prefabricadas en H°A° y H°P° y sobre muros portantes. Con frecuencia se utilizaba como simple cubierta de naves industriales prefabricadas.

Los bajos espesores de losa que se producían entonces (10 ÷ 15 ÷ 20 ÷ 25 cms) no permitían luces o sobrecargas importantes, pero precisamente en esos años los constructores más perspicaces empezaron a introducir las losas huecas en edificios con estructuras en H°A° vertido en obra.

La positiva utilización conjunta de losas huecas y vigas de H°A° vertido que engloban los extremos de la losa ha favorecido el inesperado desarrollo de aplicaciones y ha supuesto el considerable incremento generalizado de la utilización de losas huecas en todo tipo de construcciones.

Actualmente las losas huecas de gran espesor permiten realizar luces de hasta 20 m con sobrecargas de tipo industrial, ya no como simple apoyo, sino con vínculos de continuidad estructural y asimismo de empotramiento perfecto. Otras ventajas de esta losa se deben al hecho de poder ser colocadas en apoyo indirecto en union con las vigas vertidas en obra que tienen el mismo espesor que el del forjado.

Finalmente estas posibilidades de aplicación han favorecido la adopción de las losas huecas en las construcciones subterráneas donde el monolitismo del conjunto estructural es primordial.

La gran versatilidad de las losas huecas permite su utilización no solo como forjados, sino también como paredes de contención para depósitos hidráulicos, como muros de contención del terreno para obras civiles y carreteras y, con gran eficacia, como paredes de cerramiento y portantes para edificios civiles e industriales de cualquier altura.

1.3Los motivos de la elección de la losa hueca

LAS LOSAS HUECASCapítulo 1º Fig.1.2Las losas huecas en un aparcamiento subterráneo de varios pisos

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