Especificaciones del Cálculo de los Muros de Fábricas

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Paños Tipo

Tradicionalmente, los muros de bloque de hormigón se han regido por la NTE-FFB de bloques.

Esta norma habla sobre el armado que se ejecuta normalmente en fábrica de bloque consistente en formar una red de pilastras y zunchos horizontales que estructuran el muro. Estos elementos se conforman mediante hormigonado de los huecos propios del bloque y armado interior de los mismos con armadura de acero corrugado.

De reciente aparición es la opción de armar dentro de los tendeles y llagas aprovechando la propia construcción de la fábrica con mortero para embeber armaduras galvanizadas o inoxidables.

A partir de ahora nos referiremos a estos sistemas como armado tradicional, el formado por zunchos y pilastras de fábrica armada y armado con el Sistema de Albañilería Integral, el formado por armaduras de tendel y costillas verticales.

Características de los materiales

Aunque la caracterización de una fábrica es difícil se pueden tomar unas características básicas para ejemplificar los cálculos. Si se quiere aplicar con más rigor el cálculo habrá que ir al CTE SE-F o Al EC-6 y aplicar las distintas tablas para definir los parámetros específicos de la misma.

Una propuesta de datos tipo sería:

• Piezas de fábrica de hormigón.

La resistencia normalizada mínima a compresión de las piezas será de 5N/mm². No obstante, pueden aceptarse piezas con una resistencia normalizada a compresión inferior, hasta 4N/mm² en fábricas sustentantes y 3 N/mm² en fábricas sustentadas, siempre que, o se limite la tensión de trabajo a compresión en estado límite último al 75% de la resistencia de la fábrica, fb, o bien se realicen estudios específicos sobre la resistencia a compresión de la misma.

• Fábricas de bloque hueco de hormigón:

- Tipo de bloque: BHH 39x19x19cm ó BHH 39x14x19cm

- Tipo de mortero: mortero realizado con cemento Portland

- Espesor de las juntas: menor o igual a 1 cm.

- Resistencia característica de la fábrica a compresión: f_dm= 4N/mm². (CTE SE-F Tb:4.4)

- Resistencia característica a flexión por tendeles (Fig.4.1. del CTE SE-F):

- f_xk1=0,10N/mm² (CTE SE-F Tb:4.6) (paralelo a los tendeles)

- f_xk2=0,40N/mm² (CTE SE-F Tb:4.6) (perpendicular a los tendeles)

- Resistencia característica a corte puro de la fábrica: f_vk=0,20N/mm² (CTE SE-F Tb:4.5)

• Armaduras corrugadas (en zunchos y pilastras):

Armaduras corrugadas tipo B-500 S, con un valor de límite elástico garantizado de 500 N/mm² (UNE ENV 10080:1996).

• Armaduras prefabricadas de tendel:

Armaduras de tendel tipo cercha Murfor RND.4/Z-150mm con acabado galvanizado constituidas por alambre de 4 ó 5mm de diámetro, de acero tipo B-500S, con un valor de límite elástico garantizado de 500 N/mm² (UNE EN 845-3:2001).

• Costillas prefabricadas verticales:

Costillas tipo AllWall AW-COS., constituidas por 2 barras de acero galvanizado B-500 S de 10mm como cordones longitudinales y una barra de 5mm conformando la celosía en forma de cercha, con un valor de límite elástico garantizado de 500 N/mm². también se pueden fabricar inoxidables B-800 S con un valor de límite elástico garantizado de 800 N/mm² (según Manual AllWall).

Bases de cálculo

La soluciones de cálculo de cualquier muro han de cumplir satisfactoriamente cuatro requisitos fundamentales:

• Resistencia y estabilidad frente a los esfuerzos a los que esté sometida. Normalmente peso y carga lateral si se trata de elementos de cerramiento.

• Control de fisuración: Este control se puede realizar dotando al paño de resistencia a tracción con armaduras de tendel. La fisuración producida por efectos higrotérmicos se controla armando con el 0,03% de la sección de la fábrica con separaciones máximas de 600mm (según CTE SE-F apartado 7.5).

• Para evitar el agrietamiento por posibles deformaciones de la base de apoyo de la fábrica, se aconseja armar los tres primeros tendeles.

• Durabilidad: los elementos utilizados han de cumplir los requisitos exigidos para garantizar su resistencia a los agentes externos como la humedad. Tabla 3.3 CTE SE-F.

Los procedimientos de análisis y dimensionado de elementos utilizados son, en general, los establecidos por la Resistencia de Materiales; y, en particular, en lo que se refiere a la determinación de esfuerzos de flexión en fábricas, y al dimensionado de la armadura, los expuestos en el CTE SE-F.

El procedimiento de comprobación utilizado es el conocido como "Método de los Estados Límite", que constituye el método unificado por todos los Eurocódigos relativos a materiales estructurales.

Se analiza y justifica el cumplimiento del estado límite de agotamiento, que conduce al dimensionado propuesto.

El cumplimiento de los estados límite de utilización (deformación y fisuración) queda garantizado; por un lado, limitando las dimensiones máximas de los paños en función de su espesor y; por otro, disponiendo la cuantía mínima de armadura para prevenir fisuración.

Normativa

• EC-6: "Proyecto de Estructuras de Fábrica, Parte 1-1 (ENV 1996-1-1): Reglas generales para edificios. Reglas para fábrica y fábrica armada; y Parte 1-3 (ENV 1996-1-3): Reglas generales para edificios. Reglas detalladas para acciones laterales".

• CTE SE-F: Seguridad Estructural: Fábrica.

Acciones y coeficientes

Aunque al igual que en las características de los materiales estas acciones y coeficientes pueden variar tomaremos los más comunes.

Los valores de acciones que se consideran en el dimensionado son los siguientes:

• Acción gravitatoria:

• Densidad de la fábrica ρ=13 kN/m³

• Acción horizontal:

• Carga lateral equivalente: w=0,2 / 0,4 / 0,6 / 0,8 kN/m² de viento, según ubicación y condicionantes de la obra.
• Para muros esbeltos en interiores, se aconseja una carga de 0,2 kN/m².

En el método de cálculo desarrollado, la seguridad se ha introducido a través de los siguientes coeficientes:

• Coeficiente de seguridad de la fábrica: γm=2,5

• Coeficiente de minoración del acero: γs=1,15

• Coeficiente de ponderación de acciones:

γf=1,50 desfavorable variable

γf=0,80 favorable permanente

(γf=1,0 según EC-6 Tabla 2.2)

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