El forjado paso a paso

Introducción Examinemos las capas de un piso de arriba abajo.

Suelo: Revestimiento horizontal. Espesor orientativo 7cm.

Clases:

Pétreos: piedra artificial, (cerámicos, terrazos), piedra natural…

Sintéticos: PVC…

Naturales: madera: parqué, tarima…

Textiles: moqueta…

Forjado: Estructura horizontal. Espesor orientativo 30cm.

Techo: Revestimiento horizontal:

Clases:

Adheridos, suspendidos etc. Espesor orientativo de 1,5 a 30cm.

El forjado es la parte resistente de un piso plano1.

Se excluyen bóvedas y estructuras especiales de cubierta.

A veces empleamos la palabra forjado para referirnos a las vigas y al tablero estructural que soportan, y a

veces solo a este tablero.

1 Se incluye aquí como un caso particular de forjado el de las losas macizas, lo que no es muy riguroso pero que

corresponde al uso actual del término.

Clasificación de los forjados Por su forma de resistir

Unidireccionales

Bidireccionales (reticulares).

Por su disposición

Macizos (losas)

Aligerados, con piezas recuperables o no.

Por su material

Madera

Hierro y acero

Hormigón armado, pretensado (alveoplacas) y postensado.

Mixtos, por ej. chapa colaborante, acero - madera etc.

Misión del forjado La misión fundamental es soportar las acciones estructurales.

Además colaborará con las otras capas del piso para cumplir con las exigencias higrotérmicas, acústicas y

al fuego.

La flexión.

Las acciones que soporta un forjado son, sobre todo, verticales (gravitatorias) y el sistema estructural que

adopta el forjado (cuyo plano medio es básicamente horizontal) para conducirlas a los apoyos se conoce

como flexión.

En la flexión una pieza resiste doblándose.

En la flexión de una viga biapoyada, colocada horizontalmente y sometida a cargas verticales, las fibras

superiores de la viga se acortan (compresión), las inferiores se alargan (tracción) mientras que en algún

punto intermedio de la sección no cambian de longitud (fibra neutra). Esta flexión se llama

convencionalmente “positiva”.

Para analizar una viga real la sustituimos por su directriz (lugar geométrico de los c.d.g. de cada sección

transversal)

La magnitud que mide la tendencia a doblarse que sufre la viga a lo largo de su directriz se denomina

Momento Flector. El Momento Flector es un par de fuerzas entre la resultante superior (tensión de compresión por área

comprimida) y la resultante inferior (tensión de tracción por área traccionada) de cada sección.

Naturalmente ambas fuerzas son iguales en magnitud y dirección pero de sentidos contrarios.

M=Fxd

F=∫sxdA

El brazo de palanca del par es la distancia entre ambas resultantes. En el caso de una viga de sección

rectangular es igual a 2/3 de la altura de la viga (canto).

d=2h/3

La capacidad de resistir momentos flectores está pues ligada al canto de la viga (o losa).

Recordemos el ejemplo de una regla de plástico que se dobla fácilmente “de tabla” mientras que apenas

se dobla cuando la sometemos al mismo esfuerzo “de canto”.

Distinguimos entre flexión positiva (sonrisa, cóncava) y flexión negativa (mueca, convexa). Esta última se

produce siempre en los vuelos y en las zonas de apoyos cuando construimos con continuidad o cuando el

apoyo es empotrado.

Continuidad Hablamos de continuidad cuando las viguetas trabajan como si fueran de una sola pieza a lo largo de

varios vanos.

Una estantería de tres estantes (cuatro apoyos) podemos construirla con tres baldas cortas (discontinuas)

o con una balda larga de longitud tripe. En este último caso tenemos continuidad.

La continuidad es una condición deseable en general pero en voladizos es inexcusable (si no establecemos

continuidad se nos cae).

Un forjado en continuidad no sólo tiene momentos menores (es más resistente) que uno apoyado sino

que es mucho menos flexible, es decir sus descensos (flechas, deformada) son mucho menores. A cambio

debe ser capaz de resistir flexiones de ambos signos (cóncavas y convexas).

Materiales y forma de la sección En los materiales como el acero, y en cierta medida la madera, la capacidad de resistir tracciones y

compresiones es similar (salvo por el fenómeno del pandeo) por eso las secciones típicas de vigas de

acero son simétricas.

Por el contrario en materiales mixtos como el hormigón armado, se encomienda al hormigón que se

encargue de las compresiones, reservando al acero la misión de soportar las tracciones2. Esto tiende a

producir secciones asimétricas (en T) con mucha más área en la parte comprimida que en la traccionada.

Los negativos

Las armaduras de acero que se sitúan en la parte superior de vigas losas y forjados se llaman armaduras

de negativos o simplemente negativos.

2 El acero también se encarga a veces de soportar compresiones, pero esto resulta mucho más caro.

Elementos del forjado unidireccional. Supongamos que nos hemos decidido por un forjado unidireccional de hormigón armado (de viguetas y

bovedillas)3. Un forjado unidireccional trabaja fundamentalmente en una sola dirección.

Recordemos los elementos constituyentes de estos forjados:

Nervios resistentes. VIGUETAS: normalmente prefabricadas de varios tipos.

Piezas aligerantes. BOVEDILLAS: asimismo prefabricadas de diversos materiales como cerámica,

mortero de cemento, porexpán…

Losa superior4. HORMIGON ARMADO: de un espesor mínimo de 4cm en la clave de la bovedilla.

Rellena los senos de la bovedilla y dota de monolitismo5 al conjunto. Se vierte en obra.

Clases de viguetas de hormigón (armado o pretensado).

Semiviguetas (también llamadas viguetas semirresistentes). Pueden ser de hormigón6

armado7 o

pretensado8. Se pueden usar en cualquier caso salvo en forjados sanitarios. Necesitan apearse9 durante

un mes para que el hormigón endurezca (fragüe)10. Pasado ese mes y comprobados los ensayos del hormigón (rotura de probetas) se autoriza a desmontar los apeos (sopandas y puntales). Viguetas autorresistentes (mal llamadas autoportantes). Solo se fabrican de hormigón pretensado11. No

precisan apearse. Su resistencia inicial es suficiente, por lo que se utilizan especialmente en forjados de

planta baja (sanitarios) donde no es posible desmontar los apeos12.

3 El otro caso posible de forjado unidireccional es el de las placas alveolares. 4 La losa superior se denomina, impropiamente, “capa de compresión”. En efecto, será de compresión en el caso de

flexión positiva (cóncava) pero será de tracción en apoyos y vuelos (flexión negativa). 5 Monolitismo: cualidad de comportarse como una sola pieza (una-piedra).

6 Hormigón: Piedra artificial, compuesta de agua, cemento, árido fino (arena) y árido grueso (grava), que tarda 28

días en alcanzar una resistencia aceptable (fraguado). 7 Hormigón armado: Hormigón reforzado con unas varillas o armaduras de acero embebidas en el hormigón,

colocadas en las zonas donde son previsibles esfuerzos de tracción. Las armaduras se llaman pasivas porque no

trabajan hasta que la pieza (viga, vigueta, losa etc.) entra en carga. 8 Hormigón pretensado: Evolución del hormigón armado donde las varillas de acero, llamadas armaduras activas o

tendones, se estiran en el proceso de fabricación, comprimiendo al hormigón que las rodea. Cuando la pieza se pone

en carga se produce una combinación entre las tensiones de servicio y las que trae de origen. Esto produce piezas

más eficaces (soportan más carga con menos material). 9 Apeo: estructura provisional para llevar las cargas al suelo. Los tablones en los que apoyan las viguetas cada 1,5 m

aproximadamente se llaman sopandas. Los postes que soportan las sopandas se llaman puntales y suelen ser

metálicos con sistema de tornillo para ajustarse a la altura necesaria. 10

El hormigón endurecido soporta las compresiones que se producen en la parte superior del nervio. La armadura de

acero las tracciones de la parte inferior. Esto corresponde a la flexión habitual (positiva). 11

Las viguetas autorresistentes armadas ya no se fabrican en España. 12

Salvo que se cuente con una cuadrilla de enanitos.

La armadura de reparto La armadura de acero embebida en la losa superior se llama armadura de reparto. Generalmente se

dispone como una malla que se suelda en taller (malla electrosoldada)

La armadura de reparto consigue que una parte de la carga que gravita sobre una vigueta se reparta entre

las contiguas. Es como si pegáramos las teclas de un piano con papel Cello. Al tocar una tecla tocaríamos

también un poco las cercanas. De esta manera, aunque el forjado trabaje (flecte) básicamente en la

dirección de las viguetas conseguimos que trabaje en alguna medida en la dirección perpendicular. Por

tanto la mayor parte de la armadura de reparto se coloca perpendicularmente a la dirección de las

viguetas. (Redondos de 5mm de diámetro cada 17,5cm).

La otra misión de la armadura de la losa superior es controlar la retracción13. La retracción se produce en

ambas direcciones por lo que en la dirección de las viguetas también es preciso colocar armadura (aunque

sólo la mitad, redondos de 5mm de diámetro cada 35cm). En la práctica se coloca una malla de acero

electro-soldada con esas cuantías14.

13

Retracción: disminución de volumen que experimenta un mortero u hormigón al fraguar, tendiendo a producir

fisuras e incluso grietas. 14

Cuantía: la cantidad de acero que tiene un hormigón armado. Puede expresarse en kg por m3.

Secciones transversales típicas de forjado

Forjado 25+5 con semivigueta armada Forjado 25+5 con semivigueta pretensada Forjado 25+5 con vigueta autorresistente pretensada

Detalles de uniones A continuación se muestran algunos enlaces entre las viguetas y los zunchos o vigas a los que acometen. En el primero,

vemos seccionada una vigueta semirresistente. Sobre ella vemos seccionados dos redondos que representan los negativos (naturalmente suponemos que hemos seccionado por un sitio en que existen, es decir, cerca de un apoyo). Al lado del zuncho aparece una bovedilla. En esta sección no es necesario el macizado de 10cm de hormigón. En la armadura de reparto aparecen seccionados redondos de 5mm cada 35cm. En el zuncho de 20x40cm (b x h) se aprecia una armadura transversal (cerco) de 8mm de diámetro con cuatro redondos del 12 como armadura principal (longitudinal). El recubrimiento es de 3cm. Se ha dibujado un emparchado de rasilla de unos 5cm de ancho. Asimismo se han dibujado esquemáticamente el muro de cerramiento y el revestimiento horizontal de

yeso, aunque no constituyen elementos del forjado.

A continuación, en la

vemos una vigueta semirresistente en sentido longitudinal. Sobre ella vemos proyectada una barra acabada en un gancho de unos 25cm (patilla) que representa el negativo. Al lado del zuncho aparece una zona macizada de 10cm de hormigón (obligatoria). Seguidamente una primera bovedilla rebajada de 12cm de altura en vez de 25. Esta bovedilla rebajada no es obligatoria, es simplemente una regla de buena construcción Estos macizados de cabeza se disponen para ayudar a absorber el esfuerzo cortante, máximo en los apoyos. En la armadura de reparto aparecen seccionados redondos de 5mm cada 17,5cm. En el zuncho de 20x40cm (b x h) se aprecia una armadura transversal (cerco) de 8mm de diámetro con cuatro redondos del 12 como armadura principal (longitudinal) El recubrimiento es de 3cm. Se ha dibujado un emparchado de rasilla de unos 5cm de ancho. Asimismo se han dibujado esquemáticamente el muro de cerramiento y carga y el revestimiento horizontal de yeso, aunque no constituyen elementos del forjado.

“10-10-10” El primer “10” alude a la entrega (lo que entra) la vigueta en el zuncho. Este modelo de vigueta a menudo tiene armaduras salientes. Si existen también cuentan como entrega. El segundo “10” alude al ancho del macizado de las cabezas de las viguetas (lo que se separan del zuncho las bovedillas). El tercer “10” hace referencia al descuelgue (mayor canto por abajo) del zuncho respecto al forjado15.

15

La norma española exige sólo 5cm pero parece claramente insuficiente. En efecto, con sólo 5 cm estaríamos

pisando una de las armaduras principales del zuncho con lo que impediríamos su eficaz hormigonado y por tanto un

adecuado recubrimiento. En estas condiciones no sería de extrañar la oxidación de esa armadura con fatales

consecuencias (efecto cuña).

Por último, en la

vemos un par de viguetas semirresistentes en sentido longitudinal, acometiendo a un zuncho. Sobre ella vemos proyectada una barra que representa el o los negativos Aquí no son necesarios ganchos o patillas para el anclaje. Es suficiente la prolongación recta a cada lado del apoyo A cada lado del zuncho aparece una zona macizada de 10 cm de hormigón (obligatoria). A continuación una primera bovedilla rebajada de 12cm de altura en vez de 25. Esta bovedilla rebajada no es obligatoria, es simplemente una regla de buena construcción Estos macizados de cabeza se disponen para ayudar a absorber el esfuerzo cortante, máximo en los apoyos. En la armadura de reparto aparecen seccionados redondos de 5mm cada 17,5cm. En el zuncho de 20x40cm (b x h) se aprecia una armadura transversal (cerco) de 8mm de diámetro con cuatro redondos del 12 como armadura principal (longitudinal) El recubrimiento es de 3cm. Asimismo se han dibujado esquemáticamente el muro de y carga y el revestimiento horizontal de yeso, aunque no son elementos del forjado.

“5-10-10” El primer “5” alude a la entrega (lo que entra) la vigueta en el zuncho. Este modelo de vigueta a menudo tiene armaduras salientes. Si existen también cuentan como entrega. El segundo “10” alude al ancho del macizado de las cabezas de las viguetas (lo que se separan del zuncho las bovedillas). El tercer “10” hace referencia al descuelgue (mayor canto por abajo) del zuncho respecto al forjado (Ver

nota anterior).

Dibujo en planta de un forjado paso a paso

Lo primero es decidir la dirección en la que vamos a forjar. Esto dependerá de las luces, la posibilidad de

establecer continuidad, de la existencia o inexistencia de vuelos16 etc. Habitualmente no cambiamos la

dirección del forjado en toda la planta. Esto nos permite la continuidad. La continuidad es deseable

porque con un pequeño incremento de coste, se consiguen forjados menos deformables y más

resistentes. Pero solamente es obligatoria en voladizos. Debemos apoyar cada tramo de forjado en dos

líneas de carga, sean muros o vigas. Naturalmente en el caso de vuelos debemos garantizar su estabilidad.

1º Descontamos unos 5cm. de emparchado17 y se acota definiendo la geometría exterior del forjado y los

huecos. En el ejemplo se ha dejado la línea de emparchado en línea discontinua. Esto nos sirve para

replantear y medir la obra. Como de costumbre en metros con dos decimales.

2ª Dibujamos en planta el conjunto de los elementos de hormigón armado, es decir un zuncho perimetral

conectado con los zunchos sobre muros de carga interiores y los elementos necesarios (contorno de

huecos de escaleras, brochales18, encadenados de borde de voladizos, etc.).En planta se representan igual

los zunchos sobre muros de carga y de atado que las vigas. Establecemos un ancho de entre 15 y 30 cm

para estos elementos, en general, 20cm.

3º Se dibujan los ejes de los elementos resistentes muros de carga o vigas y se acota. Esto es necesario

para replantear los zunchos, calcular los momentos flectores, los negativos etc.

4º El espacio entre ejes de los nervios de estos forjados es casi siempre 70 cm (paso de un obrero de la

construcción). Podemos construir una falsilla 12-58-12-58 a la escala en que vayamos a dibujar (1:50

normalmente) así repartiremos las viguetas y bovedillas de la manera más racional posible. Con acotar el

espacio entre ejes de viguetas una vez por plano es suficiente.

5º Dibujamos con detalle la unión entre vigueta y zuncho. Deberá verse como la vigueta se introduce en

el zuncho 10 cm en los muros exteriores y 5 en los interiores. La primera línea de bovedillas se retira

10cm.Esto constituye el “macizado de cabezas”. Podemos indicar dicho macizado con un punteado.

6º A continuación dibujamos los negativos. El grosor, de 8mm de diámetro en adelante, no se pide en

este curso. Aunque las medidas generales se suelen dar en metros las longitudes de los negativos se

suelen dar en centímetros. Las longitudes se dibujaran según lo siguiente:

Apoyos extremos. 10% Luz tramo exterior + b +p (b: ancho del zuncho, p (patilla) canto útil del

forjado 25+5)19

Apoyos interiores: 25% Luz mayor a cada lado.20

Voladizos: Longitud interior=Vuelo( exterior) como mínimo.21

7º Repasar y acotar los elementos pasantes (ascendentes y bajantes). Hay que recordar que las viguetas

no se pueden partir. Por tanto los elementos que atraviesen el forjado deberán hacerlo por las bovedillas.

16

Vuelo: parte de la estructura por fuera del plano de la fachada o dicho de una manera más precisa por fuera de la

línea de carga más exterior. Equivale a voladizo. 17

Emparchado: elemento de albañilería para ocultar la cara exterior del forjado, a menudo del mismo aspecto que el resto de la fachada. 18

Brochal: viga que apoya en otra viga normalmente para permitir la formación de un hueco en el forjado. 19

Ejemplo: en el apoyo exterior de un tramo de 5m tendríamos una longitud de negativo de 25+70. 25 cm es la

longitud de la patilla de anclaje necesaria para un forjado de 25+5 (canto útil).

70=20 +50. Siendo el zuncho 20x40 (bxh) el ancho b=20

50= 10% de500 20

Ejemplo: si tenemos una crujía de 5 m y otra contigua de 4m “manda” la de 5. El negativo mediría el 25% de

500cm es decir 125cm a cada lado, 250cm en total. 21

Para un vuelo V (medido desde el eje de la viga o muro hasta el extremo) la longitud de negativo deberá ser 2V.

Además en el extremo exterior debe añadirse la patilla de anclaje.

Comentarios finales Mejor prever que taladrar En obra conviene reservar el espacio de los tubos pasantes, ascendentes de ventilación, bajantes de saneamiento, antes de hormigonar (por ejemplo con un tubo apoyado en una bovedilla con un lastre) para no tener que taladrar posteriormente la losa superior.

Acerca de los voladizos Para construir un vuelo lo más fácil es que vuelen las viguetas. Para eso es necesario que haya continuidad geométrica. A continuación hay que establecer condiciones de equilibrio y de resistencia. El equilibrio se consigue disponiendo, al menos, las mismas cargas hacia dentro que hacia fuera del apoyo. La resistencia se consigue dotando al vuelo de resistencia a flexión negativa (convexa) es decir colocando las barras de acero necesarias en la parte superior (negativos).Si tenemos un vuelo en esquina lo más sencillo es volar las vigas y a continuación volar el forjado. Si el vuelo es perpendicular a las viguetas la cosa se complica un poco (ver Power Point).

El hueco de la escalera. Es necesario acotarlo. No es preciso el emparchado22

pero si hay que prever el revestimiento (1,5cm).

El desembarco se puede considerar como forjado (espesor aprox. 30cm), o como parte de la losa de

escalera (espesor entre 15 y 20cm). En cualquier caso hay que prever armaduras de espera en las

uniones entre forjado y zanca.

22 En efecto, al no haber ambiente exterior (grandes diferencias de humedad y temperatura) es improbable que se

produzcan grietas. Además según P.G.T. los paramentos verían comprometida su estabilidad. (Un tabicón de 7cm

apoyaría sólo en 3,5cm)

2,70

2,00

1º SE DIBUJA EL CONTORNO DE LA PLANTA CON LÍNEA DISCONTINUA.(EMPARCHADO)

SE TRAZA UNA PARALELA POR EL INTERIOR CON LÍNEA CONTINUA).SE DIBUJA EL HUECO DE LA ESCALERA CON EL MISMO TIPO DE LÍNEA .

2º SE DIBUJAN LOS ELEMENTOS DE HORMIGÓN ARMADOCON UN ANCHO ENTRE 15 Y3O CM,

ZUNCHOS, VIGAS, BROCHALES, ENCADENADOS DE BORDE...

2,70

2,00

3º SE DIBUJAN Y ACOTAN LOS EJES DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES.LÍNEA DE PUNTO Y RAYA.

NECESARIOS PARA CALCULAR LOS MOMENTOS Y LOS NEGATIVOS.SE ACOTA EN METROS CON DOS DECIMALES.

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

5º SE DIBUJAN LAS VIGUETAS CADA 7O CM.58-12-58-12...

LA ENTREGA DE LAS VIGUETAS EN LOS ZUNCHOS SERÁ 5 O 10 CM SEGÚNLOS CASOS.

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

5º SE DIBUJA EL MACIZADO DE CABEZAS10CM DE HORMIGÓN.

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

6º SE DIBUJAN LOS NEGATIVOS.LONGITUD EN APOYOS = 10%LUZ+b+d

LONGITUD EN CONTINUIDAD = 25%LUZ MAYOR A CADA LADOLONGITUD EN VOLADIZOS = 2V+d

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

7º SE DIBUJAN Y ACOTAN LOS ELEMENTOS PASANTES(ASCENDENTES Y BAJANTES).

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

1,90

0,28

0,28

2,41

2,70

2,00

2,20 2,15 3,45

1,40

4,55

4,35 3,45 1,40

3,03

1,53

4,55

1,20

8º SE DIBUJA UN DETALLE DE LA MALLA ELECTROSOLDADACUIDANDO LA ORIENTACIÓN (MÁS ACERO DONDE ES MÁS PRECISO)

1,90

0,28

0,28

2,41