Deformaciones en elementos de hormigón. Cantos mínimos (II)

Continuamos con la explicación de los diferentes métodos de comprobación de las flechas en estructuras de hormigón armado. En este capitulo vamos a comentar el método más simple de cálculo según la  EHE-08.

 

Escena de Doctor Who. A él también le traen de cabeza las grietas

La comprobación de la deformación de un elemento entra dentro de las comprobaciones de los Estados Límites de Servicio (ELS). 

Estos estados son aquellos en los que la estructura, aun sin existir peligro de colapso o rotura, deja de ser funcional. 

En el caso de edificación esto se suele traducir en grietas en las paredes.

 La EHE-08 establece, de foma orientativa, las siguientes limitaciones en las flechas de los forjados unidireccionales para evitar este tipo de patologias:

-Flecha total a tiempo infinito máxima:  Min{ L/250,  L/500 +1cm}

-Flecha activa máxima, si el forjado sustenta tabiques, cerramientos o muros de partición: Min{ L/500,  L/1000 +0.5cm }

Siendo L la luz del vano en metros. Si se trata de un voladizo L será 1.6 veces la longitud de voladizo.

Suelen ser las situaciones más restrictivas y los que condicionaran en mayor modo el diseño de nuestras estructuras, imponiendo flechas mínimas, limitación de la fisuración,limitación de las vibraciones, etc.

En efecto, no controlar adecuadamente las deformaciones de la estructura puede derivar en flechas excesivas que los elementos no estructurales son incapaces de soportar. 

Por ejemplo las flechas excesivas en el forjado de una vivienda pueden ocasionar la rotura de elementos no estructurales como los tabiques, atascar puertas, provocar problemas con la red sanataria, etc. 

Todas estas patologías no afectan a la integridad estructural de la vivienda, pero provocan molestias y gastos económicos sobre los propietarios.

Grietas en tabiqueria por exceso de flecha en forjado

Existen diversos métodos para estimar las deformaciones, que  aumentan en dificultad y  por tanto en recursos empleados cuanto más afinados sean los resultados que estos nos pueden ofrecer. 

En un ejercicio de eficiencia, resulta razonable emplear métodos simplificados cuando la estructura que estamos estudiando no presente gran complejidad. No hay que matar moscas a cañonazos.

El método más rápido para comprobar que la deformación de nuestra estructura no va a ocasionar problemas consiste en dimensionar las vigas o forjados con unos cantos mínimos.

 El método al que vamos a hacer mención viene recogido en la EHE-08, y consiste en definir una relación mínima entre el canto y la luz de la viga o forjado que nos asegura que no existirán problemas de flechas.

Según este método en vigas y losas de edificación no es necesaria la comprobación de flechas cuando cumplamos la  relación de luz “L” y canto útil “d”  menor o igual que la dada por:

Para vigas y losas aligeradas con sección en T, en la que la relación entre la anchura del ala y del alma sea superior a 3, los valores de L/d se multiplicaran por 0.8.

Además, en cualquier caso, estos valores de L/d se deben de multiplicar por el factor:

Este factor tiene en cuenta el estado tensional de la armadura bajo diferentes cargas de servicio. El mismo se puede aproximar con la expresión:

Donde As,real es la armadura dispuesta y As,necesaria es la obtenida por cálculo en el centro del vano cuando se trata de apoyo continuo o en el apoyo de "empotramiento" cuando se trata de un voladizo.

fyk, fck, son las resistencias de calculo del acero y del hormigón, respectivamente, para ELS.

El valor de “K” se obtiene en función del sistema estructural empleado:

En el caso particular de forjados de viguetas con luces menores de 7m y de forjados de luces alveolares pretensadas de luces menores de 12m, y sobrecargas no mayores de 4 KN/m2, podemos simplificar aún más el proceso, pues la norma EHE-08 nos dice que basta con comprobar que el canto es mayor que un hmin dado por:

Un tramo es aislado en el caso de un pórtico formado unicamente por dos apoyos en los extremos (viga biapoyada).

 Los tramo extremo e interior se dan en los casos de un portico con más de dos apoyos (viga continua hiperestatica); el tramo extremo es el vano correspondiente al cerramiento (solo hay continuidad del momento en un apoyo) y el tramo interior es cualquiera de los interiores (donde existe continuidad del momento en ambos apoyos)

Si quieres más informacíón puedes descargar y consultar la EHE-08 (con comentarios)