El dimensionamiento de losas de hormigón armado debe abordarse considerando simultáneamente el diseño estructural, las características de los materiales, las armaduras, las condiciones de fabricación y, cuando corresponda, los requisitos aplicables a elementos prefabricados.
Antes de realizar cualquier obra, es conveniente conocer la norma NCh170 - 2016.
Normas aplicables al dimensionamiento de losas
“La NCh 3620, cuyo nombre inicial era ‘de losas para sistemas forjados’, quedó como ‘losas’.
Todas estas normas -agregó Nicolás del Valle- ya están estudiadas y publicadas, a excepción de la NCh 3625, que venía bajo el nombre de ‘marcos’ y lo cambiamos por ‘cajones’.
Este paquete normativo, como destacó anteriormente el ingeniero constructor, se refiere exclusivamente a productos y no al diseño.
“Por lo tanto -puntualizó- el diseño tiene que ser hecho específicamente con la norma que involucra al producto que se está diseñando”.
En el caso de las losas prefabricadas, la norma específica del producto debe complementarse con las normas generales relativas al hormigón, las armaduras, las acciones, el diseño sísmico y los procedimientos de control.
- NCh 170: requisitos y clasificación del hormigón.
- NCh 430 Of. 86: disposiciones relacionadas con el hormigón armado y las armaduras.
- NCh 433 Of.: requisitos aplicables al diseño sísmico.
- NCh 1537 Of.: disposiciones relacionadas con las cargas permanentes y sobrecargas.
- NCh 1173 Of. 77 y NCh 1174 Of.: aceros de alta resistencia AT56-50H.
- NCh 169 Of.: elementos cerámicos.
- NCh 3619: reglas comunes para productos prefabricados de hormigón.
- NCh 3620: losas.
Información necesaria antes de dimensionar una losa
El dimensionamiento debe comenzar con la identificación del tipo de losa, su sistema resistente y las condiciones de uso. También es necesario establecer las dimensiones, los apoyos, las cargas, el método de construcción y las exigencias de servicio.
Además, se fijaron aspectos propios del diseño de cada producto, detalló Nicolás del Valle.
“O sea -añadió- hoy día un prefabricado no sólo tiene que cumplir un proceso donde será colocado y donde, finalmente, terminará utilizándose.
Para definir el producto se deben considerar sus diferentes etapas: fabricación, transporte, acopio, izaje, montaje, conexión, hormigonado complementario y utilización definitiva.
“Calcular peso del prefabricado puede resultar en un elemento crítico si se utiliza, por ejemplo, una grúa pluma y se tienen que instalar escaleras o izar secciones de losas.
En esa misma línea, también se establecieron una serie de recomendaciones respecto al transporte, acopio montaje e izaje de los elementos prefabricados.
“Por ejemplo, en montaje e izaje se fijaron parámetros sobre cómo realizar esta labor, lo mismo que en su acopio.
Hormigón para losas armadas
La NCh 170 establece los criterios generales que deben considerarse para especificar el hormigón empleado en una losa.
1. Se especifica la dosis de cemento que debe tener el hormigón, más el tamaño máximo del árido y el asentamiento de cono requerido.
2. El hormigón se clasifica en grados, que están en función de la resistencia a la compresión.
La resistencia se expresa en megapascales (MPa), a 28 días de edad, considerando probetas cilíndricas de 300 mm de altura y 150 mm de diámetro.
La letra G indica el uso de probeta cilíndrica.
El asentamiento de cono, designado de 2 en 2 cm, se debe definir en función del elemento a hormigonar y/o el método de transporte del hormigón al interior de la obra.
En obras de pavimentación, con descarga directa desde el camión, el uso de asentamientos de cono suele ser de 6 cm.
Para los elementos prefabricados, la pauta fue dada por la NCh 170, “que fija un hormigón de grado G17 para todos los hormigones estructurales.
Por lo tanto, el Comité Técnico tomó ese grado de hormigón y lo incluyó en la norma general de prefabricados”.
Hormigón de sobrelosa
Hormigón de sobrelosa H22.5 según norma NCh 170 OF 85 (resistencia característica cúbica a 28 días) Tamaño máximo de árido ¾”.
La especificación del hormigón de sobrelosa debe considerar la resistencia característica, la edad de referencia y el tamaño máximo del árido.
Componentes de una losa prefabricada
Los materiales utilizados en una losa deben cumplir las normas chilenas correspondientes a cada materialidad.
Respecto a los materiales, al igual que con el diseño, el ingeniero constructor comentó que “como estos pueden ser diversos, se fijaron por la norma para todos los productos, de tal forma que todos los materiales utilizados tengan que cumplir con la norma chilena respectiva a dicha materialidad”.
Viguetas y elementos cerámicos
Ensayo de muestras de hormigón relleno base de viguetas según norma NCh 170 Of.
Elementos cerámicos según norma NCh 169 Of.
La combinación de viguetas, elementos cerámicos, hormigón de relleno y sobrelosa debe resolverse de acuerdo con las características resistentes y constructivas del sistema de losa utilizado.
Acero de refuerzo
Aceros de alta resistencia (AT56-50H)según normas chilenas NCh 1173 Of. 77 y NCh 1174 Of.
Armadura de retracción de sobrelosa en mallas electrosoldada de acero AT56-50H o barras cruzadas en acero A63-42H o A44-28H según norma NCh 430 Of. 86.
La armadura de retracción de la sobrelosa puede materializarse mediante mallas electrosoldadas de acero AT56-50H o mediante barras cruzadas en acero A63-42H o A44-28H, según norma NCh 430 Of. 86.
| Elemento o material | Norma indicada | Especificación |
|---|---|---|
| Hormigón estructural | NCh 170 | Grado G17 para todos los hormigones estructurales |
| Hormigón de sobrelosa | NCh 170 OF 85 | H22.5, resistencia característica cúbica a 28 días, tamaño máximo de árido ¾” |
| Elementos cerámicos | NCh 169 Of. | Elementos cerámicos |
| Acero de alta resistencia | NCh 1173 Of. 77 y NCh 1174 Of. | AT56-50H |
| Armadura de retracción | NCh 430 Of. 86 | Mallas electrosoldadas AT56-50H o barras A63-42H o A44-28H |
Dimensionamiento estructural de la losa
El diseño debe ser hecho específicamente con la norma que involucra al producto que se está diseñando.
En el dimensionamiento se deben definir las dimensiones de la losa, el esquema de apoyo, las cargas actuantes, las solicitaciones de diseño y las armaduras necesarias.
La losa debe verificarse frente a las acciones que se presentan durante su vida útil y durante las etapas transitorias de fabricación, transporte, izaje y montaje.
En los sistemas prefabricados, las condiciones de manipulación pueden generar solicitaciones diferentes de las que actúan cuando la losa ya se encuentra instalada.
Por esta razón, el peso propio del elemento, los puntos de izaje, la posición de los apoyos temporales y la secuencia de montaje deben formar parte de la revisión del producto.
Normas comunes para productos prefabricados
El espíritu de este proyecto es complementar o completar normas de prefabricados, que no tenemos muchas y son más bien específicas las que existen.
Para ello, detalló el ingeniero constructor, se trabajó en la estructura de las normas del paquete normativo las que, puntualizó, “es más o menos parecida entre las normas.
De este primer apronte, se determinaron las normas específicas para productos.
Otro de los aspectos generales que se abordaron previo a la conformación de la norma “NCh 3619, Reglas comunes para productos prefabricados de hormigón” fue el de las tolerancias de fabricación.
En esa misma línea, también se abordó el problema de las tolerancias de montaje y se fijaron distancias libres en este aspecto.
De esta forma, explicó, al fijar distancias libres de montaje, se responde a una discusión que existe actualmente a nivel de industria: qué pasaba cuando el producto prefabricado se colocaba en un vano y éste tenía dimensiones menores.
“Generalmente, el fabricante casi siempre tenía que modificar o se provocaba una discusión sobre quién era el responsable.
Asimismo, se detallaron algunas características referentes a las conexiones metálicas respecto a su durabilidad, resistencia y ductilidad.
Dos aspectos que también se consideraron para la norma general fue el de la resistencia al fuego y el de marcado de productos.
Control de fabricación y evaluación de conformidad
Tal y como existen estas recomendaciones, para la NCh 3619 se incorporó un cuadro de conformidad del prefabricado de hormigón, que aborda las dimensiones, las características superficiales, el tipo de hormigón utilizado, las armaduras, insertos y otros elementos.
Con esto, añadió Nicolás del Valle, se “obliga al fabricante a controlar el producto y a hacer público ese control.
Inicialmente se mantuvieron aspectos comunes como “la estructura, términos y definiciones, requisitos, métodos de ensayo, medición de las dimensiones, evaluación de la conformidad, marcado de producto y documentación técnica.
Para cada una de ellas, se estableció una pequeña definición “dentro de lo posible, porque aquí el Comité Técnico estuvo varias sesiones tratando de llegar una y en algún momento se dijo ‘midamos y controlemos’, lo que se hace casi imposible”, relató Nicolás del Valle.
“En el fondo -subrayó- se aceptó un porcentaje de desviación en cada una de estas propiedades o características superficiales.
En ese sentido, el ingeniero comentó que dentro de la norma se estableció un “procedimiento de reparación para cada una de esas características lineales”, en el que se entregan lineamientos sobre cuándo realizar una reparación y cuando esa característica es más bien un tema estético que no afectará estructuralmente al elemento.
Medición de dimensiones y tolerancias
Respecto al Anexo A, el experto comentó que este es de carácter informativo y dice “cómo medir las dimensiones porque hasta el día de hoy, se podría haber tomado una medida al centro del elemento y decir que esa es la única medida.
De esta forma, para determinar la dimensión de un elemento prefabricado que está entre los 50 centímetros y 1 metro, “se deben tomar dos medidas y además, ésta se debe tomar a 10 cm del borde, lo que indica que se debe entrar 10 centímetros y esa es la medida que corresponde para dimensionar al elemento.
La medición de las dimensiones debe realizarse mediante un procedimiento uniforme, de modo que los resultados puedan compararse con las tolerancias establecidas.
Al igual que el Anexo A, el Anexo E también es normativo y entrega las tolerancias de montaje de los elementos prefabricados.
“Esto fue largamente discutido, si este anexo iba a ser normativo o no.
Esto significa que “tanto el proveedor como el cliente tienen un marco regulatorio que les dice cuánto es el margen que se podría tener o contemplar, tanto en el vano o en la estructura que viene”.
Para alabeo, desaplomes, desalineaciones de bordes adyacentes, juntas ocultas, existen también distancias mínimas y máximas de desviación.
“Sobre el alabeo -precisó Nicolás del Valle- existe un procedimiento de medición y una tolerancia normada.
La NCh 3619 generó también un esquema de inspección interno que sea aplicable en empresas de prefabricados más pequeñas, para así tener un mejor control de sus elementos.
Montaje, acopio e izaje de losas
El cálculo del peso de cada losa es fundamental para seleccionar los equipos de transporte e izaje y para establecer condiciones seguras de manipulación.
“Calcular peso del prefabricado puede resultar en un elemento crítico si se utiliza, por ejemplo, una grúa pluma y se tienen que instalar escaleras o izar secciones de losas.
En esa misma línea, también se establecieron una serie de recomendaciones respecto al transporte, acopio montaje e izaje de los elementos prefabricados.
“Por ejemplo, en montaje e izaje se fijaron parámetros sobre cómo realizar esta labor, lo mismo que en su acopio.
La planificación debe considerar las dimensiones reales del vano, las distancias libres de montaje, las tolerancias admisibles, el peso propio del elemento y las condiciones de apoyo durante la instalación.
Marcado y documentación técnica
Respecto al marcado de productos, se establecieron ciertas características que deben estar presentes, como la identificación del fabricante, fecha de fabricación, código de fabricación, peso propio y “cualquier otra información relevante”.
El marcado permite relacionar cada elemento con sus antecedentes de fabricación, control, características geométricas, hormigón, armaduras, insertos y documentación técnica.
La documentación técnica debe acompañar la información necesaria para verificar las dimensiones, los materiales, las armaduras, los ensayos, la evaluación de conformidad y las condiciones de montaje.
Resistencia al fuego y conexiones
La resistencia al fuego constituye uno de los aspectos generales considerados para los productos prefabricados de hormigón.
Asimismo, se detallaron algunas características referentes a las conexiones metálicas respecto a su durabilidad, resistencia y ductilidad.
En una losa prefabricada, las conexiones deben evaluarse de acuerdo con las solicitaciones previstas, las condiciones ambientales y la función que cumplen dentro del sistema estructural.
Relación entre losas y otros productos prefabricados
Finalmente, una de las normas específicas para productos prefabricados que se sigue trabajando es la NCh 3625, que se refiere a cajones prefabricados de hormigón.
Estas dos normas, explicó el ingeniero constructor, conviven en la actualidad y el trabajo del Comité Técnico, en este sentido, es “generar una norma que mantenga los esquemas de las anteriores.
Manteniendo el mismo esquema, se plantea la unión de ambos mundos para el cálculo de vialidad y otros usos.
En el fondo, que no todo lo utilizado como cajones significa que será de vialidad, ya que también existen otros usos.
Para ello, el ingeniero constructor explicó que se establecieron divisiones en este elemento, siendo la primera el Cajón Clase A, que es para uso vial.
Una segunda división del elemento es el Cajón Clase B, que prácticamente “es el mismo que el Cajón Clase A en cuanto a sus dimensiones, pero utiliza una malla electrosoldada.
El MOP, en sus cajones, no permite malla de este tipo, tiene que utilizarse un acero especial”.
La normativa de cajones también determinó un Cajón Clase C, el que “se podría fabricar con otras secciones, con solicitaciones diferentes”, dijo el experto.
Este tipo de elementos podría utilizarse en la minería, en el caso que se necesite un cajón con “alguna característica o diseño especial”.
Asimismo, la norma también contempló un Cajón Clase D, el que sería “un elemento que un cliente específico lo necesita, lo calcula y lo manda a hacer.
“De esta manera -dijo- lo que se pretende es agrupar este elemento en determinadas familias y no como la NCh 184/3, que tiene un sinfín de cajones y de los cuales, la mayoría no se fabrican en nuestro país.
Por último, comentó que, en el caso de los Cajones Clase A, al estar bajo estándares del MOP, “la intención es que todos los cajones que estén dentro de esa norma tengan sus respectivos respaldos de sus cálculos aprobados por el Ministerio, de modo que en un proyecto, por ejemplo, podrían participar varios proveedores y no sólo uno, que es lo que generalmente ocurre ya que cada elemento debe presentarse por separado en el MOP.
11 Montajes prefabricados de hormigón - Construcción - PRL - Prevención de Riesgos Laborales
Lista de comprobación para el proyecto
- Identificar la norma específica correspondiente al producto que se está diseñando.
- Definir las dimensiones de la losa, los apoyos y las condiciones de montaje.
- Especificar la dosis de cemento, el tamaño máximo del árido y el asentamiento de cono requerido.
- Definir el grado del hormigón y la resistencia a la compresión a 28 días.
- Comprobar los materiales de acuerdo con la norma chilena respectiva a dicha materialidad.
- Definir las armaduras principales y la armadura de retracción de la sobrelosa.
- Verificar el peso propio de los elementos prefabricados.
- Revisar las condiciones de transporte, acopio, montaje e izaje.
- Controlar las dimensiones, las características superficiales, el tipo de hormigón, las armaduras, los insertos y otros elementos.
- Aplicar las tolerancias de fabricación y montaje.
- Considerar la resistencia al fuego.
- Incorporar la identificación del fabricante, la fecha de fabricación, el código de fabricación y el peso propio.
- Disponer de la documentación técnica y de los respaldos de cálculo correspondientes.