Losa alveolar hueca de hormigón prefabricado: tamaños, luces, beneficios y guía de producción

¿Qué es una losa alveolar hueca de hormigón prefabricado?

En una estructura residencial típica de 12 pisos, el sistema de piso controla el cronograma de construcción más que casi cualquier otro elemento. La respuesta directa utilizada por los diseñadores de elementos prefabricados es la losa alveolar de hormigón prefabricado : un tablón de hormigón pretensado fabricado en fábrica con huecos longitudinales continuos que llega al sitio listo para levantarse, se extiende de 6 a 12 m sin apuntalamiento temporal y forma un piso estructural resistente al fuego en días en lugar de semanas.

Una losa alveolar hueca, también conocida como tabla alveolar o losa alveolar, es un miembro prefabricado de hormigón con huecos circulares o elípticos que se extienden en toda su longitud. Los huecos eliminan el concreto que contribuye poco a la resistencia a la flexión cerca del eje neutro, por lo que la losa es aproximadamente Entre un 30 y un 40 por ciento más ligero que una losa maciza del mismo espesor manteniendo toda la profundidad necesaria para resistir la flexión y el corte.

El truco estructural es el pretensado. Los cordones de 7 hilos de alta resistencia se tensan en fábrica antes de colar el hormigón y se sueltan sólo después de que el hormigón se haya endurecido. Los cordones liberados someten la parte inferior del tablón a una compresión permanente, lo que limita el agrietamiento y permite que una sección relativamente delgada abarque distancias que normalmente requerirían un diseño de viga y losa mucho más profundo colado in situ.

Para el ingeniero, el resultado es un piso con tablas de carga documentadas, sin apuntalamiento y con menos vigas. Para el contratista, el resultado son mayores áreas construidas por día, un equipo de obra más pequeño y una calidad controlada en una fábrica en lugar de depender del clima y la mano de obra en la obra.

Tamaños estándar, tramos y rendimiento de carga típico

Las losas alveolares se producen en series estandarizadas, por lo que la mayoría de las plantas publican tablas de luces y cargas para cada canto. Los rangos a continuación reflejan la práctica internacional típica de prefabricados; Las propiedades de la sección de un producto específico siempre deben confirmarse con los datos técnicos del fabricante.

La profundidad más común para trabajos residenciales y de oficinas es de 200 mm, que con una capa superior reforzada de 50 mm soporta cómodamente cargas vivas típicas de 2 a 5 kN/m2 en luces libres de 7 a 9 m. Una sola lama de 1200 mm de ancho y 10 m de largo cubre 12 m2 de suelo, por lo que el suelo típico de un apartamento se monta con sólo una docena de lamas. Los tablones más profundos, de 300 a 320 mm, están reservados para cubiertas de aparcamientos y suelos industriales, donde la carga es más pesada y las rejillas de columnas son más anchas.

Diseñe siempre a partir de los datos de la propia sección del productor. El patrón de los cordones, la resistencia del concreto y el nivel de pretensado cambian la carga permitida más que la sola profundidad nominal.

Cómo se fabrican las losas alveolares huecas

Los tablones alveolares huecos se producen en lechos de pretensado de líneas largas que normalmente tienen una longitud de 100 a 200 m. El proceso es continuo, altamente mecanizado y se repite dos o tres veces por semana por cama en la mayoría de las plantas.

1. Tensado de hilos. Los cordones de pretensado de siete alambres se tiran con la fuerza de elevación especificada en ambos extremos de la bancada. Los hilos tensados ​​crean la compresión que le da a la tabla terminada su capacidad de expansión.
2. Colocación de barandillas laterales y formadores de perfiles. Los encofrados de borde se alinean con la profundidad y el ancho requeridos de la losa y se sujetan a la base de acero. La mayoría de las plantas modernas sujetan estos carriles con encofrados magnéticos como cajas magnéticas de acero inoxidable Proveedores de cajas magnéticas de acero inoxidable personalizadas, fábrica OEM / ODM - Ningbo Wewin Como proveedores de cajas magnéticas de acero inoxidable OEM/ODM de China y fábrica de cajas magnéticas de acero inoxidable, Ningbo Wewin Magnetics Co., Ltd espec... Ver producto → , porque los imanes permiten cambiar la posición de un riel sin taladrar, soldar ni atornillar.
3. Fundición. Una máquina de encofrado deslizante o de extrusión recorre la longitud del lecho, colocando una mezcla de concreto de bajo asentamiento y formando los huecos en una sola pasada. La operación es continua y se puede formar una cama completa en unas pocas horas.
4. Curación. El hormigón se cubre o se cura con calor hasta que alcanza la resistencia de transferencia requerida, normalmente durante la noche.
5. Corte y destensado. Los tablones se cortan a la longitud exacta con un disco de diamante mientras los hilos aún están tensos, luego los hilos se liberan gradualmente en los extremos para que la compresión se transfiera al concreto.
6. Acabado de bordes y control de calidad. Se inspeccionan los chaflanes, los detalles de los bordes y los defectos de la superficie, se realizan pequeñas reparaciones si es necesario y los tablones se almacenan sobre soportes de madera hasta la entrega.

En esta etapa se deciden varios detalles de calidad. Una cubierta de concreto uniforme sobre los cordones controla la resistencia al fuego, mientras que los bordes lisos y los chaflanes reducen la cantidad de lechada y enlucido necesarios en el sitio. Muchos productores tienen un chaflán de hormigón prefabricado a lo largo de la arista inferior para que los plafones terminados luzcan uniformes sin un costoso pulido manual.

La fijación magnética de los carriles laterales también resulta beneficiosa en la planificación de la producción. Debido a que los imanes se liberan con una acción de palanca y se adhieren a cualquier parte limpia de la base de acero, el mismo encofrado magnético se puede restablecer para una profundidad de losa diferente en minutos. el La reutilización de los imanes de encofrado beneficia la producción de hormigón. directamente reduciendo el trabajo de instalación y manteniendo la línea de producción lo suficientemente flexible como para manejar varias profundidades de losa en la misma semana.

Beneficios estructurales y de rendimiento

Luces largas y diseños sin columnas

Una tabla alveolar de 200 mm se extiende de 7 a 9 m bajo cargas de piso típicas, y una sección de 400 mm alcanza de 16 a 20 m. Esta gama libera al arquitecto de una estrecha red de columnas, reduce el número de cimientos y reduce la profundidad estructural total del edificio en comparación con una losa reforzada convencional de menor luz.

Resistencia al fuego

El hormigón pretensado conserva su integridad estructural a temperaturas elevadas mucho mejor que el hormigón armado ordinario, porque el ala inferior comprimida mantiene las grietas herméticas y la densa cubierta de hormigón aísla los torones. Los tablones estándar de 200 mm suelen durar entre 60 y 90 minutos, mientras que las secciones más profundas con mayor cobertura y agregados seleccionados alcanzan los 120 minutos o más, lo que satisface la mayoría de los requisitos de separación contra incendios residenciales y comerciales.

Masa térmica y separación acústica.

La masa de hormigón amortigua los cambios diarios de temperatura, reduciendo las cargas máximas de refrigeración en los pisos superiores de los edificios de oficinas. En proyectos residenciales, una tabla de 200 mm con una capa superior de 50 mm proporciona un aislamiento acústico del aire, normalmente en el rango de 52 a 57 dB, que es lo suficientemente fuerte para paredes entre apartamentos y pasillos cuando los caminos flanqueantes están sellados adecuadamente.

Velocidad y eficiencia del sitio

Un forjado alveolar prefabricado se erige varias veces más rápido que una losa equivalente colada in situ. No hay encofrados que montar, ni apuntalamientos que esperar, ni largos ciclos de curado del hormigón ni secuencia de hormigonado que dependa de las condiciones climáticas. Un pequeño equipo de montaje coloca, alinea y une un tramo de piso completo y, a menudo, la plataforma se puede cargar a los pocos días de la instalación.

Uso sostenible de materiales

• 30-40% menos hormigón que una losa maciza del mismo canto.
• Los cordones de alta resistencia ofrecen una mayor capacidad de flexión por kilogramo de acero.
• En la plataforma de fundición se reciclan los recortes de fábrica, el agua y los residuos de hormigón.
• El menor peso propio reduce las emisiones del transporte por metro cuadrado de suelo.

Aplicaciones comunes

La combinación de luces largas, altas clasificaciones de resistencia al fuego y montaje rápido hace que el sistema de piso alveolar sea el sistema de piso predeterminado para una amplia gama de tipos de edificios:

• Residencial de varias plantas. Apartamentos, residencias de estudiantes y hoteles donde la placa del piso repite todos los niveles y la velocidad es fundamental.
• Oficinas y edificios de uso mixto. Interiores sin columnas, plafones planos para servicios y alturas de plantas eficientes.
• Estructuras de estacionamiento. Las cargas puntuales pesadas y las rejillas de rampa anchas se manejan fácilmente con tablones de 300-320 mm.
• Escuelas y hospitales. Bajas vibraciones, programas rápidos y excelente separación acústica.
• Pisos y cubiertas industriales y comerciales. Áreas largas e ininterrumpidas con una superficie duradera y de bajo mantenimiento.
• Puentes. Los tablones de núcleo hueco pretensados ​​forman cubiertas de luces cortas a medianas con cimbra mínima.

Elevación, manipulación e instalación

La erección comienza con el levantamiento. Los tablones se funden con anclajes especialmente diseñados en las posiciones diseñadas y el equipo de la grúa conecta el gancho a un conector dedicado. anclaje de erección echado en la tabla. Un ancla especialmente diseñada es más rápida y segura que una eslinga de alambre enrollada alrededor del cuerpo, porque la conexión se realiza en el extremo de la losa, la carga se aplica en la dirección para la que fue diseñado el ancla y el gancho se puede soltar del suelo después de asentar la tabla.

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1. Rodamiento. El tablón debe descansar sobre un apoyo mínimo de 75 a 100 mm, normalmente sobre muros de mampostería, muros de hormigón o ángulos de estantería de acero.
2. Alineación. Los tablones se colocan uno al lado del otro, comprobando las uniones con la línea topográfica antes de levantar el siguiente tablón.
3. Lechada de juntas. Las juntas longitudinales entre los tablones se rellenan con lechada cementosa fluida para transferir el corte entre unidades adyacentes.
4. Remate estructural. Cuando el suelo debe actuar como diafragma, se coloca un tope reforzado de 50 a 75 mm sobre todo el tablero y se amarra a los muros perimetrales y núcleos.
5. Conexiones de corte y amarre. El refuerzo en la parte superior, o los tirantes fundidos en el soporte, distribuyen las fuerzas del viento y sísmicas a los elementos laterales resistentes a las cargas.

Las juntas de cemento y una capa superior reforzada hacen que el suelo terminado actúe como un diafragma rígido. Eso es lo que transfiere las fuerzas del viento y los sísmicos desde la fachada a los núcleos y muros de corte, por lo que los detalles de conexión en sí son tan importantes como la propia capacidad estructural de los tablones.

Consideraciones clave de diseño

Aperturas y bloqueos

Se pueden perforar pequeñas penetraciones de servicio para conductos de plomería y electricidad en las zonas del alma entre los huecos sin tocar los cordones de pretensado. Las aberturas más grandes requieren la revisión de un ingeniero porque cortar un hilo en la zona de tensión elimina la compresión que mantiene la tabla libre de grietas. La regla general es mantener los agujeros alejados del ala inferior y enmarcar cualquier abertura que sea mayor que aproximadamente el ancho de un hueco.

Elementos empotrados y fijaciones fundidas.

Las placas, clavijas, manguitos de elevación y canales moldeados se colocan durante el moldeado con insertar imanes , que presionan el artículo contra la superficie del encofrado y lo mantienen en su lugar mientras se coloca el hormigón. Debido a que los imanes de los insertos se adhieren magnéticamente directamente a la base de acero o al riel lateral, reposicionar una batería de insertos para el siguiente ciclo de producción lleva minutos en lugar de una hora de atornillado y medición. Los especificadores que quieran entender dónde se pueden colocar estas fijaciones deben revisar cómo insertar imanes are used in precast concrete production antes de finalizar los planos de taller.

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Espesor de la capa superior y comportamiento del diafragma.

Cuando se utiliza una capa superior estructural, 50 mm es el mínimo práctico para el control de grietas, y 75 mm es común para estacionamientos y otras áreas de carga pesada. La cubierta debe reforzarse con malla soldada atada a las paredes y a las vigas del borde perimetral, y debe colocarse a los pocos días de su montaje para que los tablones no se desvíen bajo las cargas de la construcción antes de que se unan permanentemente.

Tolerancias de fábrica

Las tolerancias típicas de fábrica para los tablones de núcleo hueco son aproximadamente más o menos 10 mm de largo, más o menos 5 mm de ancho y profundidad, y un margen de 10 a 15 mm para la curvatura de pretensado. Verificar estos valores con los supuestos de diseño al principio del proyecto evita problemas en el sitio con los asientos de los cojinetes y el espesor de la capa superior.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la profundidad más común para una losa alveolar de hormigón prefabricado?

El fondo de 200 mm es el más habitual para suelos residenciales y de oficinas. Los tablones más livianos de 150 a 180 mm se utilizan en viviendas de poca altura, mientras que las secciones de 250, 300, 320 y 400 mm se especifican para plataformas de estacionamiento, pisos industriales y proyectos comerciales de luces largas donde hay cargas más pesadas o rejillas de columnas más anchas.

¿Hasta dónde puede extenderse una losa alveolar?

En una construcción normal, las planchas alveolares tienen una longitud de entre 4 y 12 m. Con una sección de 400 mm de canto, un alto número de cables y una carga viva modesta, se pueden lograr luces de 16 a 20 m. Los factores que gobiernan son el peso propio y la fuerza de pretensado disponible, por lo que se deben utilizar las tablas de luz del fabricante para la sección y el caso de carga específicos.

¿Un suelo alveolar necesita una capa superior estructural?

No siempre. Las plataformas de techo y algunos pisos livianos se completan sin cubierta, y solo se les aplica lechada en las juntas. Se añade una capa superior reforzada de 50 a 75 mm cuando el suelo debe actuar como diafragma para cargas laterales, cuando la superficie acabada debe estar perfectamente nivelada o cuando cargas puntuales y tabiques requieren una distribución de carga adicional.

¿Qué resistencia al fuego puede alcanzar una losa alveolar?

Los tablones típicos de 200 mm brindan de 60 a 90 minutos de resistencia al fuego, y las secciones más profundas con mayor cobertura de concreto y agregado apropiado alcanzan 120 minutos o más. Debido a que el concreto pretensado mantiene las grietas cerradas bajo la exposición al fuego, se comporta de manera más predecible que las losas reforzadas convencionalmente de espesor similar. Confirme siempre la calificación a partir de los datos de la sección certificada del productor.

¿Se pueden realizar agujeros en losas alveolares en obra?

Sí, pero sólo en las zonas web entre los vacíos. Los pequeños orificios de servicio para tuberías y conductos se perforan sin incidentes, siempre que el operador sepa dónde se encuentran los cordones de pretensado. Cualquier corte que elimine o dañe un hilo, o cualquier abertura mayor que aproximadamente el ancho de un hueco, debe ser revisado por el ingeniero estructural antes de comenzar la perforación.

¿Por qué se pretensan las losas alveolares huecas?

El pretensado somete la base de la losa a una compresión permanente durante toda su vida útil. Esa compresión mantiene cerradas las grietas por flexión, reduce las deflexiones y permite que una sección mucho más delgada cubra distancias que de otro modo requerirían una losa más profunda o fuertemente reforzada. El resultado es un sistema de piso más liviano, más rápido y más duradero a un costo de instalación menor.

Elegir un productor de losas alveolares huecas: qué comprobar

Cuando comienza la adquisición, el método de producción importa tanto como la lista de precios. Una planta que controle la geometría de su fundición y la alineación del encofrado producirá tablones con una cobertura consistente, bordes limpios y una curvatura confiable, lo que hace que el montaje en el sitio sea mucho más fluido. Revise los siguientes puntos antes de realizar un pedido:

• Datos de sección y tablas de carga. El productor debe proporcionar tablas de carga de tramo para cada profundidad, incluidas las clasificaciones de resistencia al fuego y las opciones de cobertura.
• Control de resistencia y cobertura del hormigón. Pregunte cómo la planta verifica la posición de los hilos y la cobertura de concreto en cada cama.
• Precisión del encofrado magnético. Las plantas que utilizan insertos y rieles laterales magnéticos pueden cambiar las configuraciones de producción rápidamente y mantener tolerancias más estrictas en vertidos repetidos.
• Provisiones de elevación y manipulación. Confirme que los anclajes aprobados estén colocados y que los puntos de elevación se adapten a su grúa y a la secuencia del sitio.
• Capacidad de entrega y almacenamiento. Un calendario de entrega fiable protege el programa de montaje y un almacenamiento adecuado sobre soportes de madera evita grietas antes de que los tablones lleguen a la grúa.
• Calidad de acabado. Los aristas inferiores rectos, los chaflanes limpios y los plafones uniformes reducen el trabajo de acabado y mejoran la apariencia de los techos de concreto expuestos.

En la práctica, las plantas que combinan sistemas de encofrado magnético para barandillas laterales, anclajes de elevación e inserciones ofrecen tolerancias más estrictas, cambios más rápidos y menos sorpresas en el sitio. Especifique las losas alveolares huecas para la velocidad y el rendimiento de luces largas, utilice los datos del productor para el diseño y verifique los detalles de la línea de producción antes de firmar el pedido.