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Resistencia al fuego de forjados reticulares de hormigón armado

29/09/2013 14:00 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Estudio realizado en colaboración con la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) dirigido por el Sr. Antoni Marí, Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Catedrático del Departamento de Ingeniería de la Construcción

Estudio realizado en colaboración con la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) dirigido por el Sr. Antoni Marí, Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Catedrático del Departamento de Ingeniería de la Construcción.

En el 2005, a petición de Alsina, la Universidad Politécnica de Cataluña, llevó a cabo el desarrollo de un modelo numérico, que permite simular el comportamiento de secciones de hormigón sometidas a la acción del fuego. Tradicionalmente se ha considerado que las estructuras de hormigón no presentaban problemas especiales ante la situación accidental del fuego. Por esta razón, y a diferencia de otros materiales como el acero, a nivel de análisis, el número de estudios y el número de expertos a nivel mundial han sido, y son, muy reducidos.

Ejemplos como el incendio del rascacielos Windsor, permiten afirmar que un edificio de hormigón armado, con forjado reticular, aguanta mucho más que lo que la legislación exige. En los casos más frecuentes de incendios en instalaciones industriales, son precisamente los elementos resistentes de hormigón los que permanecen erectos tras el siniestro, rodeados de un amasijo de hierros retorcidos procedentes de la cubierta. Con el objetivo de profundizar en el estudio de la resistencia de los forjados reticulares con casetón recuperable, Alsina contactó con el Sr. Antonio Marí, Dr. Ingeniero de Caminos y Catedrático del Departamento de Ingeniería de la Construcción, de la UPC, quien asumió la función de director del trabajo. Se pretendía conocer los mecanismos termo-mecánicos resistentes y los parámetros que influyen en ellos, y en segundo lugar hacer propuestas, si procede, de mejoras a realizar en el tratamiento normativo del fuego.

La primera fase del proyecto consistió en realizar un estado del conocimiento, para conocer las investigaciones experimentales y teóricas realizadas con anterioridad sobre el comportamiento al fuego. Se repasaron aquellos puntos de la EHE (Instrucción de Hormigón Estructural) que tratan de la problemática objeto del estudio, y se confirmó la inexistencia de ensayos a fuego de forjados reticulares de hormigón armado con casetón recuperable. El único ensayo que se encontró en la bibliografía, sobre forjado con bovedilla de poliestireno expandido, proporcionó resultados más que aceptables. El siguiente paso fue iniciar la programación del modelo numérico no lineal para la simulación del comportamiento al fuego de secciones de hormigón armado. Se tuvo en cuenta el efecto de evaporación del agua debida al contenido de humedad del hormigón. Además se propuso también un método numérico para representar el análisis mecánico seccional en cualquier instante durante la exposición al fuego. El modelo predice la evolución en el tiempo de la distribución de tensiones y la capacidad resistente de una sección de un elemento de hormigón armado expuesto a la acción del fuego.

Destacar que el estudio realizado se queda en el análisis de una sección de forjado, siendo por ello muy penalizado dicho forjado frente al comportamiento a fuego, frente a lo que sería al análisis de

El modelo teórico desarrollado se contrastó con resultados disponibles de la experimentación, obteniendo resultados muy satisfactorios e incluso mejores que los de otros modelos previamente elaborados. Por tanto, el modelo desarrollado permitiría estudiar con fiabilidad la influencia de determinados parámetros (como recubrimientos, geometría de la sección, resistencia de los materiales y otros), y a su vez jugar el papel de un laboratorio virtual de la resistencia al fuego de secciones de hormigón armado.

Con el modelo numérico en la mano, el último paso del estudio llevado a cabo por la UPC, consistió en aplicarlo al caso de forjados reticulares construidos con cubetas recuperables de Alsina. Se analizó el efecto de los posibles recubrimientos, se observaron temperaturas, etc, para el caso de un forjado con casetón recuperable de 25 cm de canto y 12 cm de ancho inferior de nervio, armado con dos barras de diámetro 20 mm. Con los criterios habituales de disposición de armaduras (Caso A) se obtiene una resistencia a fuego R de 84.5 min, mientras que cambiando el criterio de colocación del armado, juntando las armaduras en el centro de la pieza (Caso C), con un recubrimiento lateral de 46 mm, se obtiene una R de 91.5 min, con una mejora de más de 6% respecto de la anterior solución, cumpliéndose las exigencias de la EHE.

Destacar que el estudio realizado se queda en el análisis de una sección de forjado, siendo por ello muy penalizado dicho forjado frente al comportamiento a fuego, frente a lo que sería al análisis de una estructura completa. El proyecto realizado aporta una nueva herramienta muy valiosa, pero no termina aquí, y deja la puerta abierta a ampliarlo en un futuro, pasando justamente del análisis seccional al estructural, así como a la ejecución de ensayos reales en laboratorio.


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Autor:
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Nota de prensa
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