PanelesGRC

CONVENIO DE COLABORACIN ENTRE VETROTEX ESPAA S.L. Y EL DPTO. DE CONSTRUCCIN Y TECNOLOGA ARQUITECTNICA DE LA UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIN TITULADO:

PANELES DE GRC PARA LA VIVIENDAS DE BAJO COSTE Y OTRAS APLICACIONES PARA ATENDER DETERMINADAS SITUACIONES DE EMERGENCIA Y CATSTROFE

Investigador principal: Francisco Hernndez Olivares (1) Equipo de investigacin: Jaime Santa Cruz Astorqui (2) Mercedes del Ro Merino (2) (1) Dpto. de Construccin y Tecnologa Arquitectnica. ETS Arquitectura (2) Dpto de Tecnologa de la Edificacin. EU Arquitectura Tcnica (3) Dpto. de Construcciones Arquitectnicas y su Control. EU Arquitectura Tcnica

Oct-2002 nov-2004

Paneles de GRC para viviendas de emergencia 1 UPM

Objeto del estudio El presente trabajo, trata de proponer la aplicacin del hormign armado con fibra de vidrio (GRC) como material semiestructural en forma de paneles prefabricados para la construccin de viviendas de bajo coste en situaciones de emergencia y catstrofe. Desarrollo del trabajo Para ello, se estudia en primer lugar las diferentes aplicaciones constructivas del GRC comercializadas, su evolucin hasta nuestros das, y los diferentes planteamientos existentes de la prefabricacin en el marco de la edificacin, y en concreto, en la necesidad objetiva de la construccin de viviendas de emergencia. En segundo lugar, se proponen diferentes lneas de trabajo, como alternativas posibles para la formulacin de paneles de fachada portante con el GRC como material base. Por ltimo, se estudia en profundidad el sistema elegido. En dicho estudio se disean los paneles y elementos especiales, as como los sistemas de juntas y montaje, para resolver un caso concreto de viviendas en hilera. La validacin del comportamiento mecnico de los paneles propuestos, se realiza mediante la modelizacin y comprobacin por elementos finitos (ANSYS), cuyos resultados positivos avalan la posibilidad futura de un plan de ensayos en laboratorio sobre modelos a escala real. Indice: 1. ESTADO DEL ARTE: 1.1 LA PREFABRICACIN EN LA CONSTRUCCIN DE EDIFICIOS

1.1.1 Ventajas de la prefabricacin 1.1.2 Inconvenientes de la prefabricacin

1.2 SISTEMAS DE PREFABRICADOS ACTUALES 1.3 PANELES DE HORMIGN

1.3.1 Paneles portantes 1.3.2 Paneles autoportantes 1.3.3 Sistemas de montaje

1.4 PANELES DE GRC

1.4.1 Fabricacin de paneles de GRC 1.4.2 Anclaje y sujecin de paneles 1.4.3 Juntas entre paneles


2. LA EDIFICACIN DE EMERGENCIA: PLANTEAMIENTOS INICIALES 2.1 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA APLICACIN DEL GRC AL CONTEXTO DESCRITO 2.2 PROPUESTA DE POSIBLES LINEAS DE TRABAJO

2.2.1 Paneles de GRC estructurales a) Con estructura de acero b) Muro portante de hormign

2.2.2 Paneles de GRC para conformar estructura in situ de H.A. a) De muros portantes b) De prticos de H.A

3. DEFINICIN DEL SISTEMA PROPUESTO 3.1 DEFINICIN GEOMTRICA Y CONSTRUCTIVA DE LOS PANELES 3.2 DETALLES CONSTRUCTIVOS Y DE MONTAJE DE LOS PANELES

3.2.1 Cimentacin 3.2.2 Forjado inferior 3.2.3 Paneles verticales de planta baja 3.2.4 Forjado y paneles superiores 3.2.5 Cubierta 3.2.6 Junta horizontal entre paneles verticales 3.2.7 Junta vertical entre paneles 3.2.8 Formacin de espacios difanos

4. COMPROBACIN DE LOS PANELES POR EL METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS 4.1 CARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES 4.2 HIPOTESIS DE CARGA 4.3 HIPOTESIS DE CALCULO 4.4 ENSAYOS REALIZADOS 4.5 GRFICOS, DATOS Y EVALUACIN DE RESULTADOS DE ENSAYOS REALIZADOS POR FEM 4.6 COMPROBACIN ANALTICA DEL PANEL DE FORJADO 5. DEFINICIN DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO 6. PROPUESTA DE APLICACIN: VIVIENDA UNFAMILIAR EN HILERA 6.1 PROGRAMA Y SUPERFICIES 6.2 PARTICIONES INTERIORES 6.3 CARPINTERIAS INTERIORES 6.4 INSTALACIONES

6.4.1 Instalaciones de suministro y vertido 6.4.2 Instalaciones interiores

REFERENCIAS COMERCIALES y BIBLIOGRAFA

Paneles prefabricados de GRC Paneles prefabricados de hormign Fijaciones y anclajes Bibliografa


1. ESTADO DEL ARTE

1.1 LA PREFABRICACIN EN LA CONSTRUCCIN DE EDIFICIOS

1.1.1 Ventajas de la prefabricacin 1.1.2 Inconvenientes de la prefabricacin

1.2 SISTEMAS DE PREFABRICADOS ACTUALES 1.3 PANELES DE HORMIGN

1.3.1 Paneles portantes 1.3.2 Paneles autoportantes 1.3.3 Sistemas de montaje

1.4 PANELES DE GRC

1.4.1 Fabricacin de paneles de GRC 1.4.2 Anclaje y sujecin de paneles 1.4.3 Juntas entre paneles


1. ESTADO DEL ARTE 1.1 LA PREFABRICACION EN LA CONSTRUCCIN DE EDIFICIOS: La industrializacin ha evolucionado mucho en los procesos de fabricacin de componentes y materiales para la construccin. Muchos de stos materiales innovadores que actualmente se aplican en la construccin de edificios, provienen de la investigacin aeroespacial y militar, puesto que una vez amortizadas estas investigaciones, se buscan campos de aplicacin en la industria. Es quiz en el mundo de la construccin donde sta aplicacin resulta ms difcil, debido sobre todo a dos caractersticas propias del proceso constructivo:

El objeto arquitectnico es difcilmente estandarizable, tanto por su fundamento creativo como por ser un objeto que se debe adaptar a situaciones muy diversas y a veces poco previsibles.

A diferencia de lo que sucede en una fbrica, en el proceso de montaje

difcilmente se pueden controlar aspectos como las inclemencias del tiempo y (sobre todo) la cualificacin de los operarios.

En realidad, la gran diferencia entre el proceso de industrializacin en una fbrica y en una obra de construccin, es que en la primera resulta rentable invertir en una cadena de produccin, tanto en maquinaria como en formacin especfica del personal, pues esa misma cadena funcionar de forma idntica durante el tiempo necesario para permitir su amortizacin, y no as en el sector de la construccin. Estas limitaciones propias del proceso constructivo, limitan (e incluso imposibilitan) la utilizacin de mtodos tecnolgicos o industrializados. En un mundo altamente tecnolgico, donde se pueden automatizar casi todos los procesos de carcter rutinario (con la consiguiente mejora de la calidad), la distinta evolucin que estn sufriendo el mundo industrial y el mundo de la construccin, y el consiguiente abismo entre sus niveles tecnolgicos, empieza a originar graves problemas de compatibilidad de tecnologas; si bien hace 200 aos los medios de construccin estaban adecuados a los materiales utilizados y a los medios utilizados, en la actualidad se producen ciertas aberraciones con serias consecuencias desde el punto de vista econmico y fundamentalmente de la calidad. Actualmente, se estn colocando en obra componentes y materiales de alta tecnologa, con unos requerimientos de niveles altsimos de control de calidad, por operarios sin ningn tipo de formacin, y con una ausencia de control real de puesta en obra. El resultado es una calidad inferior a la lograda por medios tradicionales y a un coste mayor, en consecuencia, un rechazo a stos sistemas por parte de arquitectos y constructores. Estos son quiz los motivos ms importantes por los que la prefabricacin todava no supone un porcentaje importante en la construccin de edificios hoy en da, aunque como se demostrar en el punto siguiente, desde muchos puntos de vista, su utilizacin slo reporta ventajas.


1.1.1 Ventajas de la prefabricacin Racionalidad del proyecto La prefabricacin, implica un diseo ms riguroso del proyecto de los edificios a construir, as como una necesidad de adaptar las formas y geometra del mismo a una modulacin determinada. Ello supone un mejor aprovechamiento de espacios (menores espesores de cerramiento), y en general, obras mas racionalizadas. No hay que olvidar que inventar es complicado y generalmente merma la calidad, y sin embargo, la utilizacin de componentes industrializados, asegura una solucin constructiva contrastada y experimentada. Economa de tiempo La prefabricacin obliga a una programacin en obra minuciosa, con lo que se evitan retrasos de suministros, plazos de fraguado, interferencias entre oficios, etc. Adems, es importante resaltar la poca incidencia de las condiciones atmosfricas en los tiempos de montaje. Economa de materiales Se produce una utilizacin ms racional de los materiales para obtener los mismos resultados y prestaciones que en los sistemas tradicionales, utilizando componentes de menor espesor y peso. Tambin se reduce al mximo el volumen de escombro, siendo sta tecnologa ms benigna con el medio ambiente. Economa de transporte Se reduce considerablemente el peso total de material a transportar, racionalizndose adems dicho transporte al tratarse de piezas acabadas. Economa de mano de obra Sustituye horas/hombre en la obra, por horas/hombre especializado en fbrica, de mayor rendimiento, calidad y eficacia. En consecuencia, se reduce la mano de obra de colocacin y montaje en obra, y se evita la necesidad de especializacin de la misma. Este aspecto es especialmente importante en la prefabricacin de fachadas, pues los sistemas tradicionales implican un alto nmero de horas para su realizacin (p.ej. una fbrica de ladrillo visto). Economa en la estructura del edificio Pues se reduce considerablemente el peso propio de los elementos constructivos que debe soportar la estructura. En el caso de utilizar paneles portantes, el ahorro sobre la utilizacin de muros de carga convencionales es an mayor.


Calidad final La calidad ya no depende de la idoneidad de las soluciones constructivas ni de la pericia de su ejecucin en obra, pues todos stos factores se controlan en fbrica, bajo estrictos controles de calidad en un proceso de fabricacin industrializado. Su puesta en obra se realiza siguiendo estrictos protocolos y pliegos de condiciones tcnicas que han sido elaborados de forma especfica y experimentada. ++++++++ La nueva legislacin sobre la calidad de la edificacin, y en consecuencia la necesidad de controlar exhaustivamente la calidad de cada unidad de obra, obliga al arquitecto a plantearse la utilizacin de sistemas constructivos industrializados, en donde la incidencia del operario en obra no especializado en la calidad final se minimice. Se trata de reducir el riesgo de malas ejecuciones no controlables en obra debidas a:

- Falta de formacin especfica del operario - Ausencia de control intensivo en cada fase de montaje. - Condiciones de ejecucin no deseables: temperaturas extremas, medios

auxiliares no idneos, etc. En paralelo, la industria est reaccionando a sta creciente demanda, y empieza a dar respuesta con una gran variedad de productos que resultan muy interesantes desde el punto de vista arquitectnico, y aunque a da de hoy todava se les cataloga como soluciones de imitacin (p.ej. morteros impresos, piedra artificial, etc.), se est demostrando que poco a poco van sustituyendo a las soluciones tradicionales. A medida que el mercado se habite a ste tipo de construccin, las empresas invertirn mas en investigar nuevos materiales, y se amortizarn antes los costes de I+D, haciendo estos sistemas perfectamente competitivos. 1.1.2 Inconvenientes de la prefabricacin Lgicamente existen numerosas razones y situaciones en las que no es aconsejable la adopcin de sistemas prefabricados, aunque en cierta medida siempre existe en un grado u otro la industrializacin: Necesidad de modulacin En ciertas situaciones (sobre todo en edificios de viviendas), el aprovechamiento mximo de la superficie edificable y del permetro de ocupacin mxima del solar, obliga a adoptar formas, fundamentalmente en la fachada del edificio, difcilmente resolubles por sistemas industrializados. Cuando en stas situaciones se intenta utilizar un alto grado de prefabricacin, los costes se disparan debido a la imposibilidad de modulacin, a la complejidad de los mismos y al elevado coste de los moldes por el alto numero de piezas especiales. A esto se suman los problemas originados por las soluciones complicadas de encuentros y juntas que normalmente se dan en soluciones arquitectnicas complejas.


Limitaciones de diseo Una caracterstica de stos sistemas es la limitacin en cuanto al diseo de elementos diferentes, pues esto nos llevara a un aumento en los costes. No se debe olvidar que un alto nivel de prefabricacin implica la utilizacin de piezas existentes en catlogo, por lo que en ocasiones ciertos diseos son complejos de realizar. Este ha sido sin duda el factor ms determinante desde el punto de vista arquitectnico, que ha frenado el desarrollo de los sistemas prefabricados. Es un hecho que el espritu creativo con el que se debe iniciar cualquier proyecto, se ve en cierta medida constreido por la poca oferta existente en el mercado. Volumen de obra mnimo Dado que se utilizan piezas cuyo coste empieza a ser competitivo a partir de una cantidad determinada, hay dos alternativas de diseo: Utilizacin de paneles y piezas en stock: el diseo y el molde ya estn amortizados, y el coste final no depende de la cantidad suministrada, pero la oferta comercial es pobre y enfocada sobre todo a edificaciones industriales. Utilizacin de piezas por encargo: para ser competitivos en costes respecto a sistemas tradicionales, hay que amortizar los moldes, y esto obliga al pedido de un gran numero de piezas por molde. En definitiva, ste sistema que es muy flexible desde el punto de vista de diseo, slo es rentable en obras de mucho volumen. Requisitos mnimos en obra Los sistemas de montaje de elementos prefabricados obligan a una coordinacin y una programacin muy estudiadas, as como a la existencia en obra de unos medios auxiliares adecuados al transporte y colocacin de los mismos, fundamentalmente en el caso de paneles pesados frgiles. Adems, aunque la colocacin de estos elementos no suele precisar de mano de obra especializada, s precisa en cambio de un control de replanteo efectuado por un operario especializado, algo que puede convertirse en un inconveniente en ciertas situaciones.


1.2 SISTEMAS DE PREFABRICADOS ACTUALES Al entrar en la industrializacin de la edificacin se puede considerar el producto industrial de dos formas, bien que sea todo un edificio, o bien que sean sus partes. En el primer caso estaremos hablando del mtodo de modelos y en el segundo del mtodo de elementos. El mtodo de modelos se identifica con los sistemas cerrados y el de elementos con la llamada industrializacin abierta por componentes compatibles. Mtodo de modelos: Se caracteriza principalmente porque los elementos que constituyen los edificios a que da lugar no pueden intercambiarse con elementos procedentes de otras marcas, al igual que sucede en la industria del automvil, los electrodomsticos, etc. Dentro de este mtodo se han desarrollado extensamente los sistemas de grandes paneles prefabricados de hormign, los edificios realizados con encofrados-tunel y los mdulos tridimensionales pesados y ligeros. Son todos ellos, sistemas aplicables a edificios de programa simple y duradero. En estos sistemas, las cuestiones de coordinacin dimensional han pasado a un segundo plano, siendo en la mayora de los casos una simple herramienta interna de trabajo, sin ninguna relacin con procedimientos de otros fabricantes.

Mtodo de elementos: Por el contrario, la caracterstica principal de ste mtodo es la intercambiabilidad, es decir, el uso en un mismo edificio de componentes realizados en distintas fbricas, que se montan en obra con uniones sencillas, cada vez ms universales. Por ello, y para que los elementos sean intercambiables, su puesta en marcha exige que dos convenios sean admitidos y aplicados:


- Todos los participantes en el objeto arquitectnico deben ponerse de acuerdo, principalmente en las elecciones de multimdulos y retculas modulares, dimensiones y tolerancias de fabricacin y montaje. - Las juntas deben ser compatibles, aunque los elementos a combinar sean de distinta procedencia.

Este mtodo se basa en la construccin mediante elementos tipo lmina (paneles). Los sistemas actuales de grandes paneles tienen sus precedentes en experimentaciones realizadas con diversas clases de hormign desde mediados del siglo XIX. No obstante, hubo que esperar a la finalizacin de la II guerra mundial, para que la necesidad de viviendas y la escasez de la mano de obra, incidiera en la bsqueda de sistemas industrializados que fueran capaces de satisfacer lo ms rpido posible la demanda. En Espaa se realizaron los primeros elementos prefabricados de este sistema en la dcada de los cuarenta, pero hubo que esperar a 1.970 para la realizacin de experiencias ms serias en el terreno de la construccin industrializada, constituyndose fbricas importantes para la produccin de grandes paneles segn sistemas franceses y daneses principalmente, existiendo tambin uno ruso y varios de origen espaol. Con todos ellos se realizaron conjuntos de viviendas pero por culpa de la depresin econmica y sus negativos efectos en el sector de la construccin se cerraron la mayora de estas factoras, quedando slo algunas que fabrican para su propia inmobiliaria. Para la construccin de paneles tipo lmina, en principio, se necesita un material que mantenga unas condiciones de trabajo no direccionales (isotropa). El hormign y el GRC son los materiales ms adecuados para realizar elementos constructivos de este tipo. Los elementos laminares tienen la ventaja de ser componentes con funciones resistente (a esfuerzos verticales y de arriostramiento del edificio) y divisoria (vertical u horizontal) del espacio (exterior-interior, interior-interior) a la vez, aunque, un nico elemento laminar, no forma espacio ni es estable por si mismo. Estos elementos suelen disponer de: Terminacin de sus paramentos, de tal forma que slo precisan la incorporacin

en obra de los materiales de acabado (pavimentos, pinturas, papeles,...). Los elementos de fachada suelen salir de fbrica con su terminacin definitiva.

Aislamiento trmico en caso necesario. Aislamiento acstico. Incorporacin de instalaciones secas. Incorporacin de carpinteras: ventanas y cercos de puertas. Estos elementos por su composicin se pueden clasificar en: Homogneos, generalmente los elementos interiores. Multicapa, los elementos de cerramiento.


Adems y atendiendo a su funcin, podemos clasificarlos como: Paneles exteriores portantes o no. Paneles interiores portantes o paneles no portantes de tabiqueria. Paneles de forjados. Elementos especficos (bloques tcnicos, escaleras...) Paneles exteriores Estos elementos, adems de su funcin propia de cerramiento (estanqueidad al aire y al agua, aislante higrotrmico, aislante acstico), podrn tener otras como la resistente, en el caso de ser portantes. Atendiendo a diversas consideraciones, se pueden presentar diferentes clasificaciones: Por su forma: Elementos cerrados y abiertos. Los primeros comprenden paneles que cubren la distancia suelo-techo y suelen incorporar la carpintera. Los segundos pueden adoptar formas muy variadas, que pueden ir desde los sencillos paneles de peto a los elementos de macrocelosa. Por su composicin:

Paneles multicapa: de hormign o GRC con aislamiento en la capa intermedia;

Paneles mixtos de hormign y cermica. Paneles homogneos: (hormigones ligeros). Paneles cscara que precisan de trasdosado en obra.

Por su peso, segn la NBE-CT-79: Se clasifican en pesados o ligeros, si pesan ms o menos de 200 k/m. Por su funcin: Actualmente, los paneles prefabricados se utilizan en dos situaciones diferentes, que a su vez definen dos grandes tipologas:

- Paneles portantes (fachada + muro de carga) - Paneles de fachada autoportantes para fijar a una estructura existente

Por el material que los constituye:

Hormign GRC


Lgicamente, este ltimo mtodo abre enormemente las posibilidades creativas y de aplicacin. A pesar de esta gran ventaja, se decide continuar este estudio en el campo del mtodo de modelos, pues se entiende que es el ms adecuado para resolver el objetivo de este trabajo, es decir la construccin de viviendas de bajo coste para casos de emergencia en caso de catstrofes. Dependiendo de si son homogneos o multicapa, los paneles estarn constituidos por una o varias hojas. En general, adems, si el material base que los constituye es hormign armado, el panel se definir como panel pesado si el material que lo constituye es GRC entonces se definir como panel ligero. 1.4 PANELES DE HORMIGN Material base Se utiliza el hormign armado con acero (malla electro soldada en armadura de reparto, y barras de alta adherencia en refuerzos). Cuando se trata de piezas sin requerimientos mecnicos excesivos, se pueden utilizar hormigones aligerados:

- Mediante ridos ligeros (arlita, vermiculita, etc.) - Mediante granulometras exentas de finos - Con la adicin de espumantes (hormign celular)

Estos hormigones son de alta calidad, pues en su fabricacin se controla de forma precisa tanto la granulometra como el vibrado y el curado en condiciones higrotrmicas ptimas. En el caso de paneles multicapa, se trasdosar a la capa base de hormign:


Aislamiento trmico En los paneles multicapa, se utilizan planchas de poliestireno expandido, debido a su bajo coste y suficiente rigidez, sin necesidad de que sea impermeable al agua. En ciertos modelos, si el hormign que constituye el panel est aligerado, el aislamiento se confiere nicamente al hormign. Aislamiento acstico En general, todos los elementos que configuran el panel, colaboran en el aislamiento acstico global. La masa propia de hormign por un lado, y la asimetra usual del panel, son caractersticas mas que suficientes para asegurar un suficiente aislamiento acstico. Acabado interior Normalmente, el acabado de ste tipo de paneles es el resultante del molde, para revestir posteriormente al interior con guarnecido de yeso, pinturas u otros materiales. Acabado exterior Es aqu donde se observa una gran evolucin de la oferta comercial, pues es lo que durante aos ha constituido el factor decisivo en cualquier criterio de diseo de fachadas. Podramos clasificar stos acabados exteriores en:

Acabados por molde directo Acabados por tratamiento del hormign Revestimientos

Acabados por molde directo: Segn las caractersticas del molde, la superficie de hormign resultante puede ofrecer los aspectos de textura deseados. Los moldes utilizados son mas caros y menos reutilizables, pero las posibilidades casi infinitas si combinamos la coloracin del hormign y el tipo de rido, con la textura y forma del molde. Ejemplos conocidos de sta tcnica son los morteros impresos para suelos (Paviprint) y las piezas de hormign aligerado para revestimientos (Ecopiedra). En ambos casos se han conseguido imitaciones casi exactas de materiales como la piedra natural, el ladrillo, la madera, etc. Acabados por tratamiento del hormign: Estn enfocados a conseguir una aspecto de hormign texturado, utilizndose para ello, y preferiblemente durante las primeras horas de fraguado:

Lavado con cido de la pasta superficial (2-3 h despus del hormigonado) Chorro de arena (dem) Cepillado (dem) Fratasado (antes de endurecer) Abujardado (en hormign fresco con rodillo o mecnico en H. duro)


Estos sistemas de acabado superficial (los mas utilizados hasta la fecha) son econmicos, aunque la excesiva rugosidad obtenida, hace que la suciedad se incruste en la superficie del hormign, dificultando en ste aspecto su mantenimiento posterior. Revestimientos: realizados en el mismo proceso de hormigonado del molde. Se trata de la inclusin de un material especfico de acabado en la cara exterior de la pieza: - Piedra artificial: se incorpora un rido de mrmol o granito, y colorante en la pasta de cemento. Una vez desmoldado el hormign, se pule la cara exterior, obtenindose una superficie de gran calidad y alta resistencia. Y alta durabilidad - Aplacados: la inclusin de piezas o placas de piedra natural o material cermico en el molde, que al desmoldar quedan como acabado exterior. Este sistema a abierto grandes posibilidades, pues con los sistemas de corte de piedra actuales, podemos utilizar lajas de espesores mnimos (0,7 -> 1 cm) de bajo coste ,que quedan perfectamente unidas a la base de H.A. El resultado es idntico a de fachadas de gran calidad, pero con costes mas reducidos y un mximo nivel de industrializacin. Otros sistemas de acabados son los realizados en obra, una vez montados los paneles:

Pintura Barnices Chapados

1.3.1 Paneles portantes Este tipo de paneles se suele utilizar de forma conjunta con placas de forjado de tipo alveolar, de tal forma que por combinacin de las mismas se obtiene un armazn estructural completo y cerrado. As, los tiempos de terminacin del edificio son los mnimos conseguidos. Estos paneles se apoyan unos sobre otros mediante gras (son paneles muy pesados), y con diversos sistemas de nivelacin, dejando juntas abiertas para el apoyo de las placas de forjado y arriostrando temporalmente sobre el forjado inferior (ya construido) para evitar el vuelco de los paneles. Una vez estabilizado el conjunto y asegurado el replanteo de cada elemento, se hormigonan las juntas (denominadas hmedas), haciendo solidarios los paneles inferior, superior y placa de forjado. Una vez endurecida la junta, podemos seguir aadiendo mdulos en altura, quedando un conjunto de gran monolitismo. Sistemas de juntas en paneles portantes En este sistema de paneles, las juntas horizontales son casi siempre hmedas, para conseguir el mencionado monolitismo entre estructura vertical (paneles) y estructura horizontal (placas de forjado).


Las armaduras de ambos paneles y de la placa de forjado, pueden unirse por solape o por soldadura, para una vez hormigonada la junta, asegurando la perfecta transmisin de esfuerzos entre elementos. En paneles donde la capa aislante es pasante y la hoja interior del panel es la resistente, la placa de forjado apoya sobre sta ltima, y el hormigonado de junta se realiza contra el material aislante, asegurando as la ausencia de puentes trmicos. En casi todas las tipologas de juntas, existen una serie de elementos que garantizan la estanqueidad de la las mismas:

- Achaflanado de la arista del panel: impide roturas en la manipulacin del mismo.

- Cordn de sellado rehundido, y lmina impermeable.

- Material aislante para evitar el puente trmico de la hoja exterior y el hormign

de junta. Estos mismos elementos los encontramos en el diseo de juntas verticales, aunque en stas, la funcin principal es la resistir los esfuerzos de cizalladura entre paneles. Para reforzar esta unin, se suele incorporar al diseo del canto del panel, unas entalladuras o redientes.


1.3.2 Paneles autoportantes En lneas generales, la colocacin se realiza apoyando la hoja interior (hoja resistente) o nervio del panel, en el forjado inferior, para posteriormente fijar el panel en el forjado superior evitando as la posibilidad de vuelco. En los paneles fijados a estructura vertical, el panel se apoya sobre el panel inferior mediante cuas, y posteriormente se fija a la estructura a travs de placas embebidas en el hormign. Debido a la existencia de una estructura o bastidor de fijacin de los paneles, para la nivelacin y planeidad final de la fachada ser muy importante el buen replanteo de dicho bastidor, y la utilizacin de fijaciones que permitan un ajuste fino en los tres ejes espaciales:

- Reglado horizontal o nivelacin (eje vertical) - Reglado en el plano o alineacin (eje horizontal perpendicular a fachada)

- Replanteo en el plano de fachada (posicin respecto otros paneles)

En todos los tipos de fijaciones, el elemento principal suele ser una pieza de acero embebida en el hormign del panel, a la que se puede soldar o atornillar elementos mas complejos de ajuste de la unin, o sencillamente soldar pletinas a la estructura metlica del edificio. Sistemas de juntas en paneles autoportantes En ste tipo de paneles, la junta tiene otras consideraciones, pues no existe una transmisin de esfuerzos de un panel a otro, y nicamente deben satisfacer los requerimientos siguientes: - Absorber las deficiencias de colocacin y tolerancias dimensionales de

fabricacin. - Permitir movimientos relativos entre paneles debidos a dilataciones diferenciales,

y a movimientos de la base estructural. - Impermeabilizar ante el agua de lluvia, teniendo especial consideracin en las

cmaras de drenaje (cmaras de descompresin), y en las caractersticas de los productos de sellado aplicados una vez montados los paneles. El espesor de junta debe ser suficiente como para no provocar entrada de agua por capilaridad.

- Resolver en la medida de lo posible el problema de puentes trmicos, y

aislamiento trmico, a ser posible con elementos diferentes de los empleados para la impermeabilizacin de la junta.

- Y por ltimo lugar, y muy importante, permitir la sustitucin de paneles daados

de la forma menos traumtica posible.


En paneles con aislamiento incorporado y continuo, se hace necesario poner especial cuidado en el diseo de junta para asegurar dicha continuidad, y en paneles nervados, se intentar aislar por el interior dichos nervios para atenuar el efecto del puente trmico creado. Las juntas pueden ser: - Juntas selladas

o Sellado con mstic + proteccin sellado o Sellado con cubrejuntas a presin

- Juntas secas o drenadas (cmara de descompresin) - Juntas por solape y encaje 1.3.3 Sistemas de montaje A efectos de describir los diferentes sistemas de colocacin de paneles, diferenciaremos entre los sistemas de paneles portantes (o estructurales) y paneles autoportantes:


1.4 PANELES DE GRC El GRC (Glassfibre Reinforced Cement) cemento reforzado con fibras de vidrio, es un material compuesto que surge hace treinta aos como alternativa al hormign armado. En este material, el hormign resiste los esfuerzos de compresin y las fibras de vidrio distribuidas al azar, se encargan de absorber los esfuerzos de traccin. Este sistema presenta el inconveniente de contar con fibras en zonas donde el material trabaja nicamente a compresin y donde por tanto estas fibras no seran necesarias, pero esto se compensa con la reduccin de costes en la mano de obra, al resolverse el proceso de fabricacin de una forma automatizada. El GRC, esta constituido por un cemento ordinario tipo Prtland y una fibra de vidrio tipo AR (resistentes a los lcalis del cemento), con caractersticas de tensin de rotura de 2.500 MPa, un mdulo de elasticidad de 70 GPa y un alargamiento en rotura del 3.6%.

1.4.1 Fabricacin de paneles GRC Existen dos aplicaciones arquitectnicas del GRC, donde su sistema de fabricacin las diferencia, siendo estas; premezclado o pre-mix, para pequeas piezas o de


formas complejas; y la proyeccin simultnea o spray-up, para piezas planas de mayor tamao (principalmente paneles ligeros para fachadas). Siendo ste ltimo el ms empleado y por tanto el ms susceptible de presentar problemas sino se realiza adecuadamente. En ambos sistemas la longitud de las fibras estar comprendida entre 20 y 40 mm y el espesor de la capa o capas de GRC, segn se trate de un panel simple o de un panel sandwich oscilar alrededor de 10 mm. El proceso de fabricacin se realiza manualmente; las dimensiones del panel no deben exceder los 2.00 m, para que el operario pueda abarcar el molde sin dificultad, sin embargo tambin se cuentan con otras medidas llegando a alcanzar hasta los 6-7 m. En el caso del panel sndwich por su espesor (10 mm) y su ligereza puede desempear el papel de panel ligero de fachada, pero deber rigidizarse mediante nervaduras (tambin de GRC) para evitar posibles problemas en el panel, como fisuras o alabeos. Estas nervaduras se realizan durante el proceso de fabricacin del panel, colocando sobre la primera capa de GRC, planchas de aislante compartimentados a intervalos de 1 m aproximadamente.

Dentro de esta fabricacin convencional se pueden presentar diferentes tipos de acabados en superficie, estos pueden ser:

Con cemento blanco. Con cemento gris, con pinturas y / o barnices.

Con pigmentos.

Con aspecto satinado, cubriendo totalmente la porosidad del material.

Con textura estriada: a diferentes escalas y dibujos. Se coloca en el molde

papel vinlico con textura madera proporcionando formas sutiles.

Con superficie de rido visto, capa de ridos con diferente coloracin que se coloca sobre el fondo del molde consiguiendo texturas muy suaves. Estos


tambin pueden conseguir texturas variadas as como el acabado cepillado, con chorro de aire, lavado, tipo martelinado, etc.

1.4.2 Anclaje y sujecin de paneles de GRC El anclaje a la estructura de los paneles de fachada de GRC debe cumplir unos requisitos especficos para su correcta puesta en obra, evitando posibles lesiones de ejecucin que se podran traducir en fisuras e incluso en el desgarramiento de los paneles. Estas condiciones son: Deben de ir sujetos tanto en el extremo superior como en el interior; Deben de ir apoyados en su parte inferior, de tal modo que su centro de

gravedad caiga sobre la zona de apoyo y poder as presentar una mayor resistencia a los efectos del viento;

Las piezas auxiliares de sujecin deben disearse de forma que permitan el libre

movimiento del panel debido a variaciones trmicas, siendo anclajes de tipo flexibles;

La fijacin se har interponiendo arandelas elsticas, tipo neopreno, para no

causar lesiones al panel; Por ltimo, en el caso de los paneles tiposndwich, las fijaciones se realizarn

en zonas macizadas de un GRC de buena calidad; Adems, en paneles simples, se est utilizando recientemente una estructura auxiliar o stud-frame que posteriormente se fija a la estructura principal del edificio y sirve como aislante trmico convirtiendo al panel simple en un panel sndwich con una capa interna de poliestireno expandido o espuma de poliuretano.


1.4.3. Juntas entre paneles de fachada de GRC Existen diferentes juntas entre paneles, las mas utilizadas por su sencillez de ejecucin son: Junta sellada: exige una separacin entre paneles colindantes en funcin a la

anchura mnima permitida por el mstic, donde el sellado es de pasta de silicona para proporcionar mayor durabilidad a la junta. En los paneles sndwich esta junta se complementa con un retn para evitar el desplazamiento del material de sellado al interior de la junta.

Junta abierta: por su fabricacin tan compleja no se usa con frecuencia pero este

tipo de junta permite una mayor separacin entre dos paneles anexos. Junta cerrada: de gran empleo. Estas juntas precisan mantener una cierta

compresin lateral entre los paneles para que funcione el sellado.

Perfil tapajuntas: es poco frecuente debido a la gran perfeccin alcanzada en los acabados de estos paneles que hacen innecesario el empleo de este tipo de junta para disimular los defectos que pudiera presentar el panel tras su proceso de fabricacin. Permiten variaciones de anchura y movimiento de los paneles, pero deben estudiarse cuidadosamente los encuentros entre las juntas verticales y horizontales para no alterar la esttica de la fachada.


2. LA EDIFICACIN DE EMERGENCIA: PLANTEAMIENTOS INICIALES

2.1 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA APLICACIN DEL GRC AL CONTEXTO DESCRITO 2.2 PROPUESTA DE POSIBLES LINEAS DE TRABAJO

2.2.1 Paneles de GRC estructurales a) Con estructura de acero b) Muro portante de hormign

2.2.2 Paneles de GRC para conformar estructura in situ de H.A.

a) De muros portantes b) De prticos de H.A


2. LA EDIFICACIN DE EMERGENCIA: PLANTEAMIENTOS INICIALES Como ya se indic al principio, el objetivo principal del trabajo es el diseo y formulacin de una serie de paneles de GRC, que solucionen por si mismos, y dentro del contexto que supone la edificacin de emergencia, la totalidad de las unidades constructivas que constituyen la obra gruesa de un edificio: El estudio se centra en un contexto bien definido como es la edificacin llamada de emergencia, cuyas caractersticas mas relevantes son:

FABRICACIN de COMPONENTES Debe ser rpida y eficaz en el tiempo, lo que implica un alto grado de prefabricacin, y sistemas altamente modulares. Tambin es importante su bajo coste, debido a las limitaciones de los recursos existentes en estas situaciones. TRANSPORTE Puede limitar el transporte de piezas grandes y pesadas, debido a la precariedad de las vas, accesos y tamao de camiones disponibles. MONTAJE en OBRA Debe ser rpido y sencillo, mediante mano de obra NO cualificada, y con medios auxiliares muy bsicos (o inexistentes). El control de calidad en la recepcin de materiales y en la puesta en obra, es previsiblemente bajo. Esto limita las tipologas constructivas a utilizar, siendo preferible la utilizacin de elementos muy prefabricados, con un sistema de montaje en seco. De utilizar sistemas hmedos, habr que asegurar unas condiciones que permitan los fraguados y curados de las pastas, de tal forma que se obtengan unos mnimos de resistencias.

Las tipologas edificatorias objeto de ste trabajo son bsicamente dos:

- Viviendas unifamiliares adosadas - pareadas de 1 o 2 plantas. - Edificios multifuncionales de una planta, para usos varios (hospitales,

centros de acogida, colegios, edificios administrativos, etc). En cualquier caso, sern edificios con un alto grado de prefabricacin, y diseos altamente modulares. 2.1 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA APLICACIN DEL GRC AL CONTEXTO DESCRITO. En el presente trabajo, se propondrn modelos de fabricacin de elementos prefabricados para solucionar los siguientes captulos constructivos:

Los muros de fachada. Los muros y particiones interiores. La estructura horizontal y vertical.


Obviamente se excluyen aquellos elementos de carpintera y cerrajera tanto de huecos de luz como de paso, aunque se estudiarn sus ubicaciones, fijaciones y sellados. Ventajas: En cuanto a los dos primeros captulos, su cumplimiento queda asegurado con la adaptacin de cualquiera de los tipos de paneles de GRC existentes en el mercado que incorporen un aislamiento, a los condicionantes planteados. Tambin es de resaltar el bajo peso final de dichos paneles, as como su alto grado de calidad (tanto en sus caractersticas fsico-mecnicas, como en las posibilidades de acabados exteriores e interiores). Inconvenientes: Sin embargo, encontramos en el captulo estructural una contradiccin de planteamiento, y es que el GRC nace de la necesidad de armar (reforzar) lminas o cscaras de hormign de bajo espesor (y peso), algo inviable mediante armaduras de acero pero si mediante fibras de vidrio. Esta composicin permite espesores de hormign muy pequeos, y por tanto pesos muy bajos, sobre todo en comparacin al de los paneles de hormign armado (calificados stos como prefabricados pesados, y comnmente utilizados como muros prefabricados estructurales). Es decir, la utilizacin del GRC en fachadas est ligada al concepto de elemento prefabricado autoportante (sobre bastidor o estructura portante independiente), mientras que la idea de panel prefabricado portante (o muro de carga) es propia de los paneles de hormign armado con malla de acero, por ser sta mas idnea para resistir solicitaciones de traccin localizadas y ponderadas. En consecuencia, no parece razonable la utilizacin de GRC en paneles portantes prefabricados para fachadas, debido a su baja capacidad estructural. Otra consideracin a tener en cuenta (sta de carcter econmico) es el alto coste relativo de las piezas de GRC frente a soluciones mas tradicionales e incluso frente a los paneles de hormign armado. Esto nos hace reflexionar sobre la viabilidad de la utilizacin del GRC en un contexto de edificacin de emergencia, por las limitaciones econmicas antes sealadas. 2.2 PROPUESTA DE POSIBLES LINEAS DE TRABAJO Una vez planteadas las necesidades bsicas y los condicionantes de partida, podemos definir como primer paso, diferentes vas de trabajo, de tal forma que todas ellas resuelvan los inconvenientes antes descritos. Desde un punto de vista estructural, el GRC por s solo no permite la formacin de elementos portantes salvo que diseemos piezas de mayor espesor, momento en el que parecera aconsejable la utilizacin armar el hormign con acero y no con FiVi.


Por ello, debemos acompaar los paneles de GRC con un sistema estructural independiente, que podr realizarse in situ o bien estar incorporado en el panel de fbrica. Segn ste criterio podemos hablar de dos tipos de soluciones:

2.2.1 Paneles de GRC estructurales. a) Con estructura de acero b) Muro portante de hormign

2.2.2 Paneles de GRC, para hormigonar in situ la estructura de H.A.

a) De muros portantes b) De prticos de H.A

2.2.1 Paneles de GRC estructurales Sera el sistema de mayor grado de prefabricacin, pues permitira un montaje en seco mediante clips de presin y tornillera, o bien mediante sellantes o adhesivos, prescindiendo as de tiempos de espera de fraguados y controles de calidad. Se proponen dos sistemas bien diferenciados: uno a base de paneles que incorporan la estructura metlica en su interior, y otros que funcionan como muros portantes mediante hormigones aligerados. a) Paneles de GRC con estructura de acero incorporada Este primer modelo propone una solucin altamente prefabricada y de bajo peso, para todas las unidades de obra gruesa del edificio, como son las fachadas, los muros interiores y particiones y las losas de forjado. Se basa en la utilizacin de paneles sndwich de GRC+EPS unidos solidariamente a un bastidor de perfiles de chapa de acero conformada en fro. El conjunto permite asumir las funciones estructurales del edificio, basndonos en la utilizacin de una estructura tipo carpintero, y la mejora del comportamiento mecnico de los perfiles de chapa de forma combinada al panel de GRC. Para el diseo, se ha partido de una tipologa bsica de vivienda en hilera de 1 planta + bajocubierta, de dimensiones 8x8m por vivienda (crujas de 2m), y con cubierta comn a dos aguas.

modelo de viviendas en hilera


Se proponen los siguientes tipos de paneles:

a. Paneles portantes de cerramiento exterior b. Paneles portantes de muro interior c. Paneles de fachada NO portantes d. Paneles de forjado e. Paneles de cubierta f. Paneles de remate de hastiales de cubierta

Las ventajas fundamentales de sta solucin frente a otras, son:

- Bajo peso/m2, y en consecuencia, facilidad de transporte y colocacin - Montaje en seco: no hay esperas de fraguados (sistema mecano)

Panel de muro: Se constituye mediante un panel sndwich de GRC+EPS, en cuyo interior se aloja un bastidor portante de perfiles de chapa tipo CF, configurando un marco rgido solidario con las lminas de GRC. Los acabados superficiales sern del tipo liso al interior y liso/rugoso con color en masa al exterior. Se dejarn previstas las conducciones en fbrica. El ensamblaje entre paneles se realizar a travs de clips de presin entre perfiles, y un sellado posterior entre lminas de GRC.


Dentro de ste tipo, diferenciamos el panel de fachada no portante, cuyo bastidor metlico ser mas esbelto y carecer de la celosa superior. Este panel tendr preparados los huecos de fachada (ventanas y puertas). En cuanto a la diferencia del panel portante de fachada (en testeros) y el interior (muros transversales), radica en el acabado superficial de la cara exterior, siendo su constitucin idntica. La transmisin de esfuerzos del forjado a los perfiles verticales se realiza mediante el bastidor superior en forma de celosa, que asegura una deformacin mnima en el plano del panel, de tal forma que sea compatible con las deformaciones admisibles del GRC. Panel de forjado: siguiendo con el mismo sistema, el forjado se forma de un conjunto de perfiles de chapa tipo CF, unidos solidariamente a un panel sndwich superior de GRC+EPS, que sirve de tablero de piso. En su cara inferior, se cierra el conjunto con una lmina de GRC, que colabora con los perfiles y al mismo tiempo sirve de proteccin a los mismos y de falso techo del piso inferior. El acabado de la cara superior (el piso) puede realizarse con un GRC moldeado y coloreado en masa, con adicin de resinas para formar directamente el solado.

Seccin del panel de forjado

Vista del apoyo del panel sobre murete de cimentacin


Panel de cubierta: mediante una cscara moldeada de GRC, con adicin de un agente hidrfugo, se forman los elementos de cubierta que apoyados en los muros interiores, y solapados entre ellos, cierran totalmente la edificacin, permitiendo un cierto grado de ventilacin. Estos elementos son autoportantes, para lo cual incorporan unos nervios del mismo material.

Panel de remate de hastiales: para resolver el pin entre la cabeza de los muros y el perfil de cubierta a dos aguas. Su constitucin ser idntica a la del panel de muro intermedio interior, al no necesitar aislamiento trmico. b) Paneles de GRC como muros portantes prefabricados Se trata de un panel portante prefabricado, en cuya definicin encontramos las siguientes propiedades: Es un panel estructural, capaz de soportar cargas estticas y dinmicas (de

cierto orden). Tiene un gran aislamiento trmico, as como cierta inercia trmica al interior

(estabilidad trmica). Asegura un suficiente aislamiento acstico al ruido areo. Incorpora de fbrica tanto el acabado exterior como el interior. Permite el paso de conductos. Tiene un peso/m2 que permite su colocacin sin necesidad de M.Aux. complejos. Definicin del panel: Se resuelve a base de un sndwich de dos elementos cscara de GRC, que incorporan el acabado exterior y el interior respectivamente. Dichas cscaras o lminas, se fabrican contra molde dejando gran rugosidad en las caras internas del panel, para rellenar el sndwich (y asegurar la adherencia entre fases) con un ncleo de GRC aligerado (con ridos ligeros, arcilla expandida, perlitas de EPS, corcho, etc) en masa, que permita conseguir una suficiente resistencia a compresin (para dos plantas al menos 3 Kp/cm2, manteniendo un bajo peso que haga fcil el transporte y manipulacin del panel. Esta masa de relleno aligerado, proporcionara adems unos ndices de resistencia trmica suficientes, as como un buen aislamiento acstico.


Como variante, se podra utilizar una masa de relleno mas densa (y resistente), incluyendo alveolos de aligeramiento en la geometra del ncleo, aunque sta solucin sera sin duda mas costosa de fabricacin. Aunque el material del ncleo por si solo no presente consistencia ni resistencia, hay que considerar el funcionamiento del conjunto a modo de sndwich, en el que es muy importante el papel que juegan las lminas de GRC (este si de alta resistencia) exteriores, confiriendo al conjunto gran resistencia.

Este modelo implica la formulacin de un material nuevo, el GRC aligerado, que abrira un campo nuevo de aplicacin del GRC, como material semi estructural de relleno, muy idneo en nuestro caso. 2.2.2 Paneles de GRC, para hormigonar in situ la estructura de H.A. Este sistema, quiz mas econmico y flexible, utilizara los paneles de GRC tanto en su funcin de acabado y aislamiento, como en la de encofrado perdido para la estructura, que se realizara con hormign armado. A su vez, ste sistema da lugar a otros dos, segn sea la estructura vertical a base de muros de carga o bien a base de prticos. a) Estructura in situ de muros portantes Consiste en un panel cscara de GRC hueco, que incorpora un aislamiento y deja espacio para rellenar con un hormign pobre in situ, para as conformar un muro resistente de H.A. o en masa (dependiendo de si el panel incorpora una malla de acero en su interior o no). La utilizacin del panel de GRC en este caso se justifica por varios motivos: El panel suministrado a obra, constituye un encofrado perdido y de fcil montaje

y ejecucin.


Una vez completada la operacin de hormigonado in situ, tanto la fachada como los muros interiores quedan totalmente terminados, tanto en sus acabados interiores y exteriores como en sus propiedades estructurales y de aislamiento trmico y acstico.

El sistema es rpido, pues los paneles portantes se manipulan fcilmente debido

a su bajo peso, lo que no exige la utilizacin de medios auxiliares especiales. En edificaciones de poca altura, los muros portantes no estn solicitados por

grandes tensiones, lo que nos permite simplificar este modelo con la utilizacin de un hormign en masa (sin armadura) de bajas prestaciones, lo que implica un menor control de calidad tanto en la fabricacin in situ del hormign, como de su puesta en obra.

El GRC se justifica claramente pues la cscara que constituye el panel base

(antes de ser hormigonado) debe ser lo mas fina posible (menor peso) y resistir los esfuerzos provocados por su manipulacin, a la vez de constituir un material de acabado final, situacin claramente favorable al GRC frente a otros materiales.

b) Estructura in situ de prticos de H.A En ste segundo modelo, basado en el anterior, se cambia el modelo de muro de carga por el de estructura porticada de H.A. Para ello, utilizamos un panel tipo sndwich, que conformar ntegramente el elemento de fachada, pero que servir a la vez de encofrado perdido de la estructura de H.A. que soportar todo el conjunto.


Esta solucin puede ser apropiada en aquellas situaciones en las que se existe un control mnimo de la fabricacin y puesta en obra del H.A., puesto que el diseo planteado permite no ser muy exigente con la calidad del hormign, debido fundamentalmente a las pequeas luces de la estructura horizontal. Por ello, y para minimizar la deformacin de las vigas que provocara sin duda aplastamiento en los paneles-encofrado, se propone una separacin de aprox. 150cm entre pilares, lo que sin duda anulaprcticamente dichas flechas. As, el prtico planteado no es el tradicional, sino mas bien un bastidor ligero de H.A. de pequeas secciones, pues dichos pilares sera de 15x20cm o incluso menos, buscando una solucin de compromiso entre el mnimo volumen de hormign (por peso y coste) y unas secciones mnimas que aseguren una correcta respuesta estructural. La envolvente que proporciona el panel de GRC, asegura una buena proteccin de las armaduras ante procesos corrosivos, y permite reducir notablemente los recubrimientos de las mismas.

Vista isomtrica del conjunto propuesto

Definicin del panel tipo Formado por dos finas capas de GRC (8-10 mm), abrazando un ncleo de espuma de poliuretano cuyas funciones sern tanto la de conferir un aislamiento trmico y acstico al cerramiento del edificio, como la de asegurar una suficiente rigidez del panel. Las dimensiones propuestas del panel de150x260 cm, permiten cubrir tramos de fachada de suelo a techo, manteniendo el peso de cada pieza dentro de los lmites para facilitar su puesta en obra. El espesor base puede estar en torno a los 70 mm, salvo en los extremos, que ser de 35 mm, cuya funcin ser nicamente la de servir de encofrado perdido a la


estructura vertical de H.A., junto a los refuerzos laterales, cuyo objetivo, adems de servir como encofrado lateral, ser el de rigidizar el conjunto.

Definicin geomtrica del panel

Por ltimo, y en el borde superior, dichos refuerzos se interrumpen para permitir la formacin de la viga de H.A. que apoyada en los mencionados pilares, servir de apoyo para la placa alveolada del forjado. El hormigonado de sta pieza se realiza sobre un fondillo de GRC que apoya en los paneles, y que servir de encofrado perdido.

Detalle de la unin de los paneles y el fondillo de GRC


Comportamiento estructural El panel propuesto pretende constituir la fachada integral del edificio, funcionando como elemento autoportante sobre una estructura porticada de H.A. realizada in situ, y forjados prefabricados de losa alveolar. La singularidad se produce al utilizar dichos paneles como encofrado perdido de la estructura, por lo que su colocacin debe ser (planta a planta) previa al hormigonado de vigas y pilares. Por ste motivo, el diseo de los bordes verticales de los paneles, permite el hormigonado de pilares de pequea seccin, y evitar el puente trmico, adems de asegurar una continuidad del acabado exterior. Este diseo plantea una serie de problemas que se discuten a continuacin: El panel como encofrado perdido, debe permitir la deformacin de la estructura horizontal, con el objeto de absorber las cargas y transmitirlas a los pilares, sin que intervengan en el proceso los paneles (que de hacerlo, sufriran deformaciones que provocaran su fisuracin). Para ello se plantea un sistema de estructura horizontal de pequeas luces (150cm) y pilares de pequea seccin, que asegura unas deformaciones (flecha) muy pequeas y por tanto asumibles por el panel. Por otro lado, se debe asegurar una sencilla colocacin del panel y su estabilizacin para permitir las operaciones de hormigonado y vibrado. Esta operacin se realizar por nivelacin y aplomo de los paneles sobre la losa inferior de apoyo, mediante piezas auxiliares de apuntalamiento. La rigidez propia de estos paneles, asegura su estabilidad en el proceso. Fases de montaje de paneles y estructura

1) Sobre las esperas dejadas en la solera o en la losa inferior, se colocan los zunchos de armado de los pilares (de forma previa a los paneles).

2) Fijacin, nivelacin y aplomado de los paneles, sellando las juntas con

material elstico.

3) Colocacin de una tapeta de tablero aglomerado hidrfugo, a modo de encofrado perdido de la cara interna de los pilares, sobre los refuerzos de los paneles.

4) Colocacin de los fondillos de GRC para el encofrado inferior de la estructura

horizontal de apoyo de las losas.

5) Colocacin de la armadura de las vigas de H.A. en cabeza de los paneles.

6) Hormigonado de la seccin inferior de dichas vigas (hasta enrasar el borde superior de los paneles).

7) Colocacin de sopandas para apoyo de las placas prefabricadas de forjado.


8) Colocacin del armado de negativos y conectores, as como de las esperas de los pilares superiores.

9) Fijacin de los costeros del forjado, formados por pequeos paneles de GRC

tipo sndwich (aprox. de 150x23cm), a modo de encofrado y elemento de continuidad de la fachada.

10) Hormigonado de la capa de compresin, junto con la seccin superior de las

vigas y zunchos.

Seccin horizontal por unin entre paneles y pilar de H.A.

Seccin vertical: apoyo de forjado en panel de fachada y en panel interior


Particiones y trasdosados Si bien el sistema propuesto permite completar la estructura y la fachada del edificio, en los casos en los que se pretenda un mejor nivel de acabado interior (viviendas, edificios pblicos, etc), se deber trasdosar el panel de fachada, y para ello se propone utilizar el mismo sistema que el utilizado en las particiones interiores.

TRASDOSADO DE YESO LAMINADO

PARTICION INTERIOR: YESO LAMINADO

ESTRUCTURA PORTICADA DE H.A.

MAESTRAS DE FIJACION DEL TRASDOSADO

ZUNCHO DE ARMADO DEL PILAR

PANEL DE FACHADA: SANDWICH DE G.R.C. Y ESPUMA DE POLIURETANO

ENCOFRADO PERDIDO: TABLERO HIDROFUGO


3. DEFINICIN DEL SISTEMA PROPUESTO

3.1 DEFINICIN GEOMTRICA Y CONSTRUCTIVA DE LOS PANELES 3.2 DETALLES CONSTRUCTIVOS Y DE MONTAJE DE LOS PANELES

3.2.1 Cimentacin 3.2.2 Forjado inferior 3.2.3 Paneles verticales de planta baja 3.2.4 Forjado y paneles superiores 3.2.5 Cubierta 3.2.6 Junta horizontal entre paneles verticales 3.2.7 Junta vertical entre paneles 3.2.8 Formacin de espacios difanos


3. DEFINICIN DEL SISTEMA PROPUESTO Tomando en cuenta las alternativas formuladas dentro del contexto que supone la edificacin de viviendas de emergencia, se considera que el sistema mas interesante es el definido por placas de GRC sobre bastidor metlico formando un sndwich. Este sistema facilita el montaje, asegura una construccin en seco, y unos acabados de calidad. A continuacin, se presenta la definicin tcnica de dichos paneles y las especificaciones de montaje. 3.1 DEFINICIN CONSTRUCTIVA Y GEOMTRICA DE LOS PANELES Todos los paneles necesarios se resumen en cuatro tipos bsicos, tres de panel de fachada / muro interior y uno de forjado. En el dibujo siguiente se muestran los diferentes paneles verticales acotados:

PC PP PV

Panel PCe de fachada ciego PCi de muro interior ciego PPe de puerta en fachada PPi de puerta en muro interior PV de ventana (nicamente en panel de fachada) PA de remate de peto en azotea


La diferencia entre los paneles de fachada y de muro interior radica en la cara exterior de los primeros, cuya terminacin en el GRC se adecuar a exteriores (color, textura, etc).

junta elsticaGRC

EPS

# 50.2 cortado

UF 60.3

UF 60.3

GRC EPS

# 60 2 # 60.2

JUNTA HORIZONTAL ENTRE PANELES DE FACHADA


En cuanto al forjado, se resuelve siempre con un mismo tipo de panel, cuya terminacin en la placa superior de GRC ser especial, con una capa de mortero de resinas integrando el color en la masa:

PANEL DE FORJADO

La utilizacin de los paneles de forjado, puede realizarse dejando vistos los perfiles inferiores, o bien puede colocarse un falso techo de yeso laminado sobre maestras fijadas a dichos perfiles, creando una cmara que permita la fcil distribucin de conductos.

CF 180.3

GRC EPS

CF 180.3

SECCION TRANSVERSAL PANEL DE FORJADO

fijacion entre perfiles cada 1m

sellado de junta

JUNTA VERTICAL ENTRE PANELES DE FORJADO

Por ltimo, se definen una serie de capiteles en chapa de acero galvanizado, cuya finalidad es la de unir los paneles de forjado a los paneles portantes y la unin entre si de los paneles.


3.2 DETALLES CONSTRUCTIVOS Y DE MONTAJE DE PANELES 3.2.1 Cimentacion Las consideraciones iniciales para el diseo de la cimentacin, son las siguientes:

Bajo peso propio del sistema constructivo Sistema de fcil ejecucin y recuperacin Mnima alteracin del rea de implantacin

Por ello se propone un sistema a base de un bastidor de acero laminado apoyado en soportes metlicos cimentados en dados de hormign en masa, dejando una cmara abierta bajo el edificio. Todas las uniones se realizarn mediante tortillera. El bastidor se formar de perfiles IPE-180 a los que se soldar un tubo #120.50.3 que permitir la fijacin y apoyo de capiteles y paneles superiores. La unin del bastidor a los soportes se realizar mediante tornillos a las placas #180.250.5 de remate de dichos soportes, placas que unirn los bastidores entre si. Se propone como alternativa la construccin de un murete de fbrica cimentado en una zanja de hormign. Dicho murete se rematar con una maestra #120.50.3 que servir de apoyo a la superestructura.

(ver esquemas de montaje D1, D8-b y D9) 3.2.2 Forjado inferior Sobre el bastidor se atornillan los capiteles correspondientes, que servirn de apoyo a los paneles de forjado. Dichos paneles se atornillan a los capiteles y tambin entre si para asegurar la ausencia de deformaciones diferenciales en el plano vertical. En los laterales del forjado, se atornilla el perfil al capitel lateral (CAP-4) para arriostrar los paneles laterales verticales al forjado (ver D8-a) Posteriormente, se aplicar un sellado a la junta entre paneles de forjado.

(ver esquemas de montaje D1,D2, D8-b y D9) 3.2.3 Paneles verticales de planta baja Una vez colocados los paneles de forjado, se procede al montaje de los paneles verticales sobre el remate de la viga de cimentacin. Para ello se coloca primero una banda elstica autoadhesiva sobre dicho remate, que asegurar tanto la estanqueidad de la junta como el perfecto asiento entre los elementos metlicos.


A continuacin se apoyarn los paneles verticales nivelndolos mediante una tornapunta auxiliar. Cada panel se unir al conjunto ya montado mediante tornillera a travs de las cabezas de los bastidores verticales y los capiteles inferiores. Dicha fijacin se realizar desde el espacio inferior bajo el forjado. La unin entre paneles del mismo nivel se asegura por la unin a travs de los capiteles en sus cuatro esquinas. Es importante resaltar la unin firme que se produce entre los cuatro paneles que concurren en el capitel, y entre stos y los dos/cuatro paneles de forjado. Esto asegurar un comportamiento conjunto a efectos de esfuerzos horizontales (viento, sismo, etc). Por otra parte, se minimiza el riesgo de fisuracin en el GRC, pues la unin se realiza a travs de los bastidores de acero, guardando siempre una junta elstica entre placas contiguas de GRC. 3.2.4 Forjado y paneles superiores Se sigue el mismo procedimiento anterior, con la salvedad de que el apoyo de los capiteles se realiza sobre los paneles inferiores. El esquema completo de montaje y unin entre paneles-capiteles-forjado, se explica detalladamente en los esquemas D4, D5, D6 y D7. 3.2.5 Cubierta Se proponen dos sistema de cubierta diferentes, en funcin de la climatologa de la zona de implantacin: Azotea plana: Los paneles de fachada se coronan con paneles idnticos de menor altura (PA) a modo de peto de azotea. Dichos paneles se rematan con una albardilla de chapa plegada (D11), que servir de babero de remate a una lmina de impermeabilizacin de PVC que se fijar directamente sobre el ltimo forjado, creando una cubierta de pendiente cero, cuya evacuacin se realizar a travs de sumideros recibidos en los paneles de forjado (previa perforacin de los mismos) Cubierta inclinada ligera: Formada a varias aguas mediante una estructura ligera de parecillo de perfil de chapa conformada en frio, sobre los que se atornillan las correas que servirn de apoyo de la chapa plegada. Los parecillos se fijarn directamente a los paneles del forjado superior, repartiendo as la carga de la cubierta en la totalidad del forjado.


La evacuacin de pluviales se realizar directamente al exterior por el alero o bien a travs de canaln. El remate del alero se realiza mediante una chapa plegada y fijada a la cabeza del panel de fachada inferior.

(ver esquema D9) 3.2.6 Junta horizontal entre paneles verticales: La transmisin de cargas verticales provenientes del forjado y de los paneles superiores, se realiza de forma puntual a travs del bastidor vertical de los mismos, mediante su unin a travs de los capiteles. No obstante los perfiles horizontales que atan el bastidor, aunque colaboran en el comportamiento estructural del panel, su funcin es la de unir solidariamente el panel inferior con el superior, y transmitir los esfuerzos horizontales provocados sobre el panel, a la estructura vertical del mismo. Para asegurar dicha unin, se atornillan unos tornillos rosca chapa en cajeados en el GRC preparados a tal efecto. La unin se produce a travs de una banda elastomrica que asegura un asiento uniforme e impide el ruido entre perfiles. Las placas de GRC de los paneles quedan con una holgura de 5mm, que ser sellada, para evitar posibles fisuraciones debidas a dilataciones trmicas.

3.2.7 Junta vertical entre paneles verticales Dado el esquema de funcionamiento estructural de los paneles, nicamente se requiere una junta de estanqueidad, proporcionada por una banda elstica auto adherente que queda fijada a las caras de los bastidores contiguos. Por ltimo se aplicar un cordn de sellado en las juntas externas entre las placas de GRC. En la hoja de esquema de montaje D11 se detallan estas juntas, as como los remates en esquina y encuentros en T.


3.2.8 Formacin de espacios difanos En los casos propios de edificios administrativos, escuelas, etc, en los que la luz entre paneles definida (4,12m) no sea suficiente para ciertos usos, se propone una variante de apoyo interior de paneles de forjado. Se trata de sustituir una lnea de paneles portantes por un prtico de acero realizado in situ, sobre cuyas vigas (IPE 180) se realizar el apoyo de los forjados de forma idntica a la descrita para el apoyo del sistema en la viga de cimentacin:

En aquellos casos (figura de la derecha) en los que la viga soporta nicamente los paneles de forjado que acometen a ella, las cargas disminuyen considerablemente (por el bajo peso propio de la estructura), pudiendo llegar a grandes luces con perfiles de bajo canto: Para un supuesto de carga q= 2,516 kp/cm, las luces mximas que nos permiten perfiles IPE-180 e IPE-220 son las siguientes (clculo por deformacin, viga apoyada-apoyada, E=2.100.000 Kp/cm2):

Ix=1300 cm4 (IPE 180) Luz maxima = 515 cm (5 modulos) Flecha = L/612

Ix=2770 cm4 (IPE 220) Luz maxima = 721 cm (7 modulos) Flecha = L/475

Dichas vigas apoyaran en soportes de acero, quedando suficientemente arriostrado el prtico por el forjado (plano horizontal) y por los paneles de fachada (planos verticales).


4. COMPROBACIN DE LOS PANELES POR EL METODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

4.1 CARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES 4.2 HIPOTESIS DE CARGA 4.3 HIPOTESIS DE CALCULO 4.4 ENSAYOS REALIZADOS 4.5 GRFICOS, DATOS Y EVALUACIN DE RESULTADOS DE ENSAYOS REALIZADOS POR FEM 4.6 COMPROBACIN ANALTICA DEL PANEL DE FORJADO


4. COMPROBACIN DE LOS PANELES POR EL MTODO DE ELEMENTOS FINITOS A continuacin se muestran los resultados de las comprobaciones realizadas sobre modelos de los paneles mediante clculo por elementos finitos, utilizando la aplicacin ANSYS. Para ello se han discretizado los modelos tridimensionales del panel ciego de muro y del panel de forjado, utilizando los siguientes elementos de clculo: SOLID 95: Elemento tridimensional de 20 nodos del tipo slido estructural.

Se aplica a las placas de GRC y al panel de EPS. SHELL 93: Elemento plano de 8 nodos del tipo shell structural. Se aplica a

los perfiles del bastidor (2mm de espesor) y a las vigas del panel de forjado (3mm de espesor).

4.1 CARACETRIZACION DE LOS MATERIALES La caracterizacin de los materiales empleados es la siguiente: Material 1: Acero A 37b Lmite elstico= 2400 Kp/cm2 Tensin de rotura a traccin= 3700 Kp/cm2 Alargamiento en rotura= 26%

Mdulo de Young Ex= 2.100.000 Kp/cm2 (2100 Mpa) Mdulo de Poisson PRXY= 0,3 Densidad D=0,0078 Kg/cm3

Material 2: GRC Fibra de vidrio AR, al 5% Lmite de proporcionalidad (lim els) LOP= 100 Kp/cm2 (compresin) 50-70 (traccin) 70-100 (flexin) Tensin de rotura: 260 Kp/cm2 (210-310) (flexin) 95 (80-110) (traccin) 650 (500-800) (compresin)

Mdulo de Young Ex= 200.000 Kp/cm2 (200 Mpa) Mdulo de Poisson PRXY= 0,3 Densidad D=0,002 Kg/cm3


Material 3: Poliestireno expandido alta densidad (25 K/m3))

Mdulo de Young Ex= 220 Kp/cm2 Md. Poisson = 0,1 Densidad= 2,5e-005 Kg/cm3

Para simplificar el clculo, se ha optado por modelizar en funcin de las simetras de las piezas. Las figuras a continuacin muestran los planos de simetra y la porcin del panel que se ha modelizado y calculado (parte rayada):

As, los modelos mallados utilizados en ANSYS quedan como se muestra a continuacin:

Panel de forjado mallado Panel de fachada / muro interior mallado


4.2 HIPTESIS DE CARGA Pesos propios Panel de forjado (412x103m):

Placas de GRC (2x1cm): 177,9 Kg Bastidor de acero: 62,1 Kg Panel de EPS (4cm): 4,1 Kg Total: 244 Kg (57,5 Kg/m2)

Panel de fachada /interior ciego (103x274cm):

Placas de GRC (2x1cm) 112,9 Kg Panel de EPS (6cm) 4,2 Kg Bastidor acero 24,05 Kg Total i/ piezas esp: 144 Kg (51 Kg/m2 o 139,8 Kg/m)

Estimacin cubierta (estructura + placas de cubierta): 100 Kp/m2 Sobrecargas

De uso (viviendas): 200 Kp/m2 Tabiquera: 100 Nieve: 80 Viento: 50 (100 Km/h a H

Panel de muro de fachada Peso propio pp= (cubierta + forj cub + forj piso-2)x2,06m + 2 paneles=723 Kp/m Sobrecarga sc= (nieve + sobrecarga forj piso-1)x2.06 = 783 Kp/m Carga puntual sobre el bastidor (cada perfil) P= (ppx1,3 + scx1,6)x1,03/2=1130 Kp Carga superficial perpendicular al panel (viento) V = 0,005 Kp/cm2 4.4 ENSAYOS REALIZADOS: Paneles de forjado: FOR1: Estado de carga segn hiptesis de clculo. Carga aplicada mayorada= 0,0555 Kp/cm2 FOR2: Estado de carga ltimo, comprobando tensiones mximas en estado de lmite elstico (que no rotura). Carga aplicada mayorada= 0,15 Kp/cm2 (1500 Kp/m2) FOR1X: Carga de hiptesis de clculo (0,0555 Kp/cm2) aplicada al bastidor nicamente. Se trata de comprobar el bastidor estructuralmente sin la colaboracin del GRC, en el supuesto de la rotura del mismo. En todos los casos, se ha supuesto un apoyo sencillo en la cabeza de la viga. Paneles de muro: FAC1: Muro interior bajo hiptesis de cargas. Carga aplicada en cada perfil vertical del bastidor, P= 2070 Kp FAC1X: mismas cargas que en FOR1, pero sin contar con el GRC en el modelo de clculo. FAC2: Muro de fachada bajo las hiptesis de carga planteadas. Carga aplicada en cada perfil vertical del bastidor P= 1130 Kp. Presin horizontal de viento V= 0,005 Kp/cm2 FAC2X: mismas cargas que en FAC2, pero sin contar con la colaboracin del GRC. Los modelos FAC1X y FAC2X se plantean para comprobar las deformaciones y el estado tensional del acero, en caso de rotura total de las placas de GRC. En todos los casos, se plantean apoyos inferiores en los perfiles verticales del bastidor, con limitacin de movimientos en el plano horizontal, y libres todos los giros. En la cabeza superior del bastidor, donde se aplica la carga, se impide el movimiento en el eje perpendicular al plano del panel.


4.5 GRFICOS, DATOS Y EVALUACIN DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS POR FEM En las grficas siguientes, se muestra codificado por colores los valores de los resultados en cada tipo de ensayo, en cada punto del panel. No obstante, se han entresacado los valores de inters en cuadros adjuntos. Las unidades en las que se expresan los valores son las siguientes: Desplazamientos: cm (+) hacia arriba (-) hacia abajo Tensiones: Kp/cm2 (+) tracciones (-) compresiones ndice de fichas de resultados de los ensayos:

ENSAYO RESULTADOS 1.1 FOR1 FOR1X Desplazamientos verticales 1.2 FOR1 FOR1X Tensiones longitudinales en el acero (vigas) 1.3 FOR1 Valores mximos de compresin (S3) en el GRC 1.4 FOR1 Valores mximos de traccin (S1) en el GRC 2.1 FOR2 Desplazamientos verticales 2.2 FOR2 Tensiones longitudinales en el acero (vigas) 2.3 FOR2 Valores mximos de compresin (S3) en el GRC 2.4 FOR2 Valores mximos de traccin (S1) en el GRC 3.1 FAC1 FAC1X Desplazamientos verticales 3.2 FAC1 FAC1X Tensiones verticales en el acero (bastidor) 3.3 FAC1 Valores mximos de compresin y traccin en el GRC 4.1 FAC2 FAC2X Desplazamientos verticales 4.2 FAC2 FAC2X Tensiones verticales en el acero (bastidor) 4.3 FAC2 FAC2X Valores mximos de traccin (S1) en el acero 4.4 FAC2 Valores mximos de compresin y traccin en el GRC Nota: algunos ensayos se han presentado conjuntamente (p.ej. FOR1 FOR1X) a efectos de comparar los resultados en los modelos propuestos.


1.1 PANEL DE FORJADO: Desplazamientos en el eje vertical FOR1 punto Valor flecha (cm) Flecha / longitud panel

A 0.51 1/808 B 0.19 1/2168 C 0.43 1/958

FOR1X punto Valor flecha (cm) Flecha / longitud panel

C 1.36 1/303

CONCLUSIONES: Las flechas mximas del panel (FOR1) son mnimas, debido a la colaboracin entre el perfil de acero CF.180.3 y el panel sndwich de GRC+EPS+GRC, actuando de forma similar a una viga mixta. Podemos afirmar que el forjado propuesto tiene gran rigidez, lo que repercutir en un menor ndice de fisuracin en particiones. No obstante, en caso de rotura de la lmina de GRC, comprobamos que el perfil de acero es autosuficiente (FOR1X), sin sobrepasar flechas mximas de 1/300 de la luz, valor obligado por la norma.


1.2 PANEL DE FORJADO: Tensiones longitudinales en el perfil de acero FOR1 punto Tensin (Kp/cm2)

A 692 (tracc) B -328 (comp)

FOR1X punto Tensin (Kp/cm2)

A 1549 (tracc) B -1760 (comp)

CONCLUSIONES: Con estos datos se demuestra que en caso de rotura de las lminas de GRC (FOR1X), el perfil de acero que conforma la viga es autosuficiente, no alcanzando nunca el lmite elstico del acero A 37b (2400 Kp/cm2). Por otra parte, vemos en FOR1 que el panel sndwich est colaborando con el perfil de acero, lo que queda patente por las bajas tensiones mximas y por reducirse considerablemente la tensin de compresin en el ala superior (328 Kp/cm2), lo que supone disminuir el riesgo de abolladura local.


1.3 PANEL DE FORJADO: Valores mximos de compresin en el GRC FOR1 punto Tensin (Kp/cm2)

A -19.38 B -39.96 C -29.33

1.4 PANEL DE FORJADO: Valores mximos de traccin en el GRC

FOR1 punto Tensin (Kp/cm2)

A 31.94 B 0.54

(vista inferior del panel)

CONCLUSIONES: En todos los casos, el comportamiento del GRC queda muy por debajo del lmite elstico, cuyos lmites de proporcionalidad son 100 y 50-70 Kp/cm2 para compresin y traccin respectivamente.


2.1 PANEL DE FORJADO: Desplazamientos en el eje vertical FOR2 punto Valor flecha (cm) Flecha / longitud panel

A 1.37 1/300 B 0.53 1/777 C 1.17 1/352

2.2 PANEL DE FORJADO: Tensiones longitudinales en el perfil de acero FOR2 punto Tensin (Kp/cm2)

A 1872 (tracc) B -887 (comp)

CONCLUSIONES: Para la hiptesis de carga mxima, observamos que las deformaciones son pequeas, y similares (1/300) a las producidas en FOR1X (carga de uso) aplicadas nicamente al perfil de acero (1.1 ). En cuanto al estado tensional del acero, estaramos en un coeficiente de seguridad del 1,28 respecto del lmite elstico (2400 Kp/cm2). Es decir, la hiptesis de carga planteada sera viable y estara dentro de los parmetros de seguridad marcados por la norma.


2.3 PANEL DE FORJADO: Valores mximos de compresin en el GRC FOR2 punto Tensin (Kp/cm2)

A -52.4 B -108.0 C -79.3

2.4 PANEL DE FORJADO: Valores mximos de traccin en el GRC

FOR2 punto Tensin (Kp/cm2)

A 86.32 B 1.46

(vista inferior del panel)

CONCLUSIONES: Aqu podemos observar que el GRC ha sobrepasado ligeramente su lmite de proporcionalidad, tanto en compresin como en traccin. Sin embargo, dichos valores mximos todava estn por debajo de los valores de tensin de rotura del GRC, por lo que podemos ratificar lo dicho en las conclusiones anteriores.


3.1 PANEL DE MURO INTERIOR: Desplazamientos en el eje vertical FAC1 FAC1X punto Valor flecha (cm) punto Valor flecha (cm)

A -0.025 A -0.056 B -0.006 B -0.003 C -0.017 C -0.054

CONCLUSIONES: Las deformaciones sufridas en el GRC por efecto de las cargas absorbidas por el bastidor, son de muy pequea magnitud, y por lo tanto perfectamente tolerables por el GRC, pudiendo asegurar la ausencia de fisuracin por ste motivo.


3.2 PANEL DE MURO INTERIOR: Tensiones longitudinales en el bastidor de acero FAC1 FAC1X punto Tensin (Kp/cm2) punto Tensin (Kp/cm2)

A -142 A -431,3 B -321 B -432 C -289 C -432

CONCLUSIONES: Por una parte, el perfecto comportamiento del bastidor ante las hiptesis de carga planteadas, y por otra, podemos afirmar que el bastidor es suficiente en si mismo para desarrollar la funcin estructural, caso que se puede presentar en caso de rotura total del GRC, o bien en el caso de utilizacin de los paneles B o C como paneles estructurales. Por otra parte, podemos observar el alto grado de colaboracin del GRC, que permite rebajar las tensiones de compresin del acero de 431 a 142 Kp/cm2 en el punto A (punto de mxima tensin en caso de pandeo).


3.3 PANEL DE MURO INTERIOR: Valores mximos de compresin y traccin en el GRC FAC1 - compresin FAC1 - Traccin punto Tensin (Kp/cm2) punto Tensin (Kp/cm2)

A -35.4 A 9.28 B -46.6 B 1.92 C -0.5 C 1.67 D -0.13 D 8.14 E -13.3 E 0.035

CONCLUSIONES: En ste anlisis, podemos comprobar que los estados tensionales del GRC estn muy por debajo de los lmites de proporcionalidad que aconsejan los fabricantes, y en consecuencia, podremos asegurar la ausencia de fisuracin por efectos estructurales.


4.1 PANEL DE FACHADA: Deformaciones perpendiculares a su plano FAC2 FAC2X punto Valor flecha (cm) punto Valor flecha (cm)

A 0.038 A 0.13 B 0.045 B --

CONCLUSIONES: En el caso de panel de fachada, podemos comprobar que las deformaciones debidas a los esfuerzos horizontales, son prcticamente inexistentes, muy por debajo de los ndices que marca la norma para elementos de fachada prefabricados.


4.2 PANEL DE FACHADA: Tensiones longitudinales en el bastidor de acero (compresiones verticales) FAC2 FAC2X punto Tensin (Kp/cm2) punto Tensin (Kp/cm2)

A -115 A -384 B -44 B -107

NOTA: El punto A se refiere a la cara exterior y mas comprimida, mientras que el punto B se sita en la cara interior del panel (la menos comprimida).

(detalle de FAC2) CONCLUSIONES: En el caso de panel de fachada, las cargas verticales son menores, pero los efectos en el bastidor pueden verse agravados con motivo de los esfuerzos horizontales. En ste anlisis, podemos comprobar que en ningn caso el acero alcanza estados tensionales cercanos a su lmite elstico.


4.3 PANEL DE FACHADA: Valores mximos de traccin en el bastidor de acero FAC2 FAC2X punto Tensin (Kp/cm2) punto Tensin (Kp/cm2)

A 12.0 A 39.58

CONCLUSIONES: Al igual que en el caso anterior, podemos comprobar el bajo grado de solicitacin del acero a traccin.


4.4 PANEL DE FACHADA: Valores mximos de compresin y traccin en el GRC. FAC2 - compresin FAC2 - Traccin punto Tensin (Kp/cm2) punto Tensin (Kp/cm2)

A -11.15 B 1.53

NOTA: El punto A se refiere a la cara exterior y mas comprimida, mientras que el punto B se sita en la cara interior del panel (la menos comprimida). CONCLUSIONES: Por ltimo, y en ste caso de panel de fachada, podemos comprobar que las tensiones de traccin en le GRC son muy bajas, lo que nos permite asegurar una ausencia de fisuracin por ste motivo.


4.6 COMPROBACIN ANALTICA DEL PANEL DE FORJADO Por ltimo, se realiza una comprobacin analtica del panel sandwich de forjado, empleando el mtodo de clculo de tensiones y deformaciones para un elemento sndwich: Geometra: tipo cajn cerrado por los 6 lados Espesor: 1cm de GRC Ncleo: Poliestireno expandido alta densidad (25 Kg/m3) Mdulo cortante PS: G=11 Gpa

Cargas: Se ha estimado una carga total por panel (peso propio, cargas muertas y sobrecargas) de:

Wtot = 482 Kg Wtot mayorada = 772 Kg = 7,72x103 N (coef 1,6)

Clculo de la tensin mxima:

B=412 cm D= 6 cm B= 410 cm D= 4 cm

Z=1743,1 cm3 f = 0,57 Mpa Clculo de la flecha mxima:

K1=8 K2=77 L= 103 cm E= 25 Gpa C= 4cm T=1 cm Inercia seccin I= 4.944x103 cm4

flecha mxima a flexin: y = 0,089 cm CRITERIOS DE DISEO:


Tensiones:

LOP (lmite de proporcinalidad) = 10 Mpa (4,5 17 Mpa) Factor seguridad FS=1,8 f x FS=1,026 Mpa

5. DEFINICIN DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO


ESQUEMA DE UNIN EN CAPITEL TIPO Y UNIN ENTRE PANELES


6. PROPUESTA DE APLICACIN: VIVIENDA UNFAMILIAR EN HILERA

5.1 PROGRAMA Y SUPERFICIES 5.2 PARTICIONES INTERIORES 5.3 CARPINTERIAS INTERIORES 5.4 INSTALACIONES

5.4.1 Instalaciones de suministro y vertido 5.4.2 Instalaciones interiores


6. PROPUESTA DE APLICACIN: VIVIENDA UNIFAMILIAR EN HILERA Una vez que ha quedado definido el sistema constructivo propuesto, se pretende realizar a su vez una propuesta de aplicacin directa a la construccin de viviendas. La propuesta se disea para ser construida en gran nmero y en hilera, con posibilidad de realizar dos plantas (escalera externa adosada), lo que reducira sustancialmente los costes al compartir paneles medianeros y cubierta comn, adems de obtener un mejor comportamiento trmico. De hecho, los paneles propuestos se han diseado y comprobado como elementos estructurales en edificios de dos plantas y crujas de 4,12 m. 6.1 PROGRAMA Y SUPERFICIES El programa de la vivienda se basa en las necesidades bsicas de una familia con 4 hijos, dentro del contexto mas comn que supone un realojo en situaciones de emergencia. Por ello, la configuracin de los espacios viene determinada por criterios funcionales y de adaptacin a los requisitos y modulacin que el sistema constructivo utilizado permite. El resumen de usos y superficies es el que sigue:

Zona Sup. til (m2) Sala de estar, comedor y cocina integrada

25.83

Distribuidor 2.98 Bao y WC (independientes) 5.47 Dormitorios dobles 3 x 10.62 Total: 66.14 Superficie construida:

71.31

Ratio util sobre construida: 92.7 % A continuacin se muestra un plano de planta con la distribucin propuesta:


Dormitorio

Dormitorio

Bao

Dormitorio

Sala estar - Comedor

LavadoraAcumulador

Cocina

WC

Plano de planta acotado


Propuesta de ubicacin de mobiliario

Propuesta de agrupamiento de viviendas en hilera con calle interior de acceso


ESTUDIO DE COMPOSICIN DE FACHADA


6.2 PARTICIONES INTERIORES. Los paneles de GRC diseados nicamente resuelven las particiones interiores coincidentes con muros de carga, y difcilmente pueden aplicarse para solucionar la totalidad de las particiones en este tipo de edificaciones, dadas sus caractersticas que implican un aprovechamiento mximo del espacio, y por lo tanto una gran dificultad de muodulacin interior. Por ello, se resolvern preferiblemente mediante sistemas de paneles suelo techo de escayola aligerada (alveolada). Esta decisin se justifica en base a su sencillez y rapidez de ejecucin, pero sobre todo debido a no necesitar de un acabado final de superficie (salvo el tratamiento de juntas). 6.3 CARPINTERAS INTERIORES. Se realizarn en madera lisa barnizada, con precerco recibido en fbrica (para las particiones de escayola). En las puertas interiores en paneles de GRC, las puertas se montarn con marco directo en fbrica. 6.4 INSTALACIONES Las instalaciones discurrirn vistas por techo en tubo de proteccin, el cual ir fijado mecnicamente a la placa inferior de GRC del panel de forjado. Brevemente se describen los sistemas propuestos. 6.4.1 Instalaciones de suministro y vertido Aguas residuales: se instalar un grupo autnomo de depuracin al que acometer un colector que recoja los vertidos de un grupo de viviendas. Con ello se pretende eliminar en la medida de lo posible posibles epidemias en implantaciones donde no exista colectores generales. En nuestro caso, se plantea la instalacin de un modelo unifamiliar. Toda la red de saneamiento horizontal se resuelve con tubo de PVC colgado bajo el forjado de PB, en la cmara libre sobre el terreno. Suministro de agua: Se realizar a travs de depsitos por cada agrupamiento de viviendas. Dichos depsitos servirn tanto de acumuladores como de reguladores en caso de irregularidad de suministro. Tanto los depsitos como las depuradores

PanelesGRC

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