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Sistema de forjado unidireccional de viguetas y bovedillas

El forjado unidireccional de viguetas y bovedillas se construye con perfiles metálicos en forma de doble T y elementos de ladrillo. Descubre sus características y cómo consolidarlo

Los forjados son elementos técnicos que tienen la función de dividir horizontalmente los pisos del edificio y soportar las cargas que actúan sobre ellos. Pueden realizarse con diferentes materiales y soluciones constructivas.

En este artículo, nos centraremos en los forjados mixtos compuestos por viguetas y bovedillas. Esta es una solución tecnológica que ha representado un paso fundamental en la evolución de los forjados a lo largo del tiempo. Exploraremos las características principales de estos elementos y proporcionaremos una visión clara sobre las técnicas de consolidación relacionadas.

En cuanto al diseño y verificación de los forjados (como cualquier otro elemento estructural), siempre es recomendable confiar en herramientas especializadas que simplifiquen el proceso de análisis estructural. En este sentido, te invito a probar de inmediato un software de cálculo estructural basado en tecnología BIM y con solucionador FEM integrado. Con el apoyo de esta herramienta, podrás modelar tus estructuras utilizando objetos paramétricos inteligentes y realizar análisis avanzados, tanto estáticos como dinámicos, para evaluar el comportamiento estructural de tus edificios de manera rápida y fiable.

¿Qué son los forjados unidireccionales de viguetas y bovedillas?

Los forjados unidireccionales de viguetas y bovedillas representan una técnica constructiva particular utilizada para la realización de los entrepisos de un edificio. Esta técnica puede considerarse como la evolución de los tradicionales forjados de madera, que se impuso después de la introducción del acero como material de construcción.

Esta estructura se compone principalmente de dos elementos:

1. Viguetas

Son elementos estructurales de acero, generalmente fabricados con perfiles en forma de doble T. Las viguetas cumplen la función principal de soporte para el forjado y se colocan paralelamente entre sí a distancias regulares. Su forma de doble T proporciona la resistencia necesaria para soportar las cargas aplicadas a la estructura.

2. Bovedillas

Son elementos de soporte colocados entre las viguetas. Generalmente fabricadas en ladrillo, las bovedillas se colocan en la parte inferior del perfil en forma de doble T. Estos elementos se disponen de manera que cubran uniformemente la distancia entre las viguetas, formando así la superficie efectiva del forjado.

El forjado se completa con un vertido de hormigón que se vierte sobre las bovedillas. Este vertido, a menudo reforzado con una malla electrosoldada, sirve para crear una unión sólida entre las viguetas y las bovedillas, formando así un forjado monolítico. Además, esta estructura está diseñada para distribuir uniformemente las cargas sobre la superficie del suelo. Por lo tanto, garantiza la estabilidad y la resistencia estructural no solo del forjado, sino de todo el edificio.

Tipos de forjados con viguetas y bovedillas

El forjado de viguetas y bovedillas se puede realizar en diferentes variantes, que se describen a continuación:

1. Forjado con bovedilla apoyada en el ala inferior del perfil

Esta es la variante básica, en la que las bovedillas de ladrillo se colocan directamente en el ala inferior de las viguetas de acero, cubriendo la distancia entre ellas. La estructura se completa con un vertido de hormigón reforzado con malla electrosoldada. Esta tipología es sin duda la más sencilla de realizar, pero presenta algunas desventajas relacionadas con el peso excesivo de la estructura y la falta de uniformidad en el intradós causada por la alternancia entre el hierro y el ladrillo.

2. Forjado con bovedilla apoyada en recubrimiento de ladrillo

Se realiza siguiendo la misma lógica que la variante anterior. Sin embargo, implica la introducción de un elemento adicional de ladrillo, cuyo propósito es revestir el ala inferior de la viga, proporcionando al mismo tiempo el soporte necesario para la bovedilla. Esta configuración está diseñada para superar los problemas derivados de la falta de homogeneidad del material en el intradós.

3. Forjado con bovedilla apoyada en el ala superior del perfil

En esta variante, las bovedillas de ladrillo se colocan en el ala superior de las viguetas de acero, creando una cámara de aire que aligera toda la estructura. El forjado se completa con un vertido de hormigón sobre las bovedillas y el uso de elementos fijados debajo del ala inferior de las viguetas, que tienen la función de cerrar el espacio vacío entre ellas y crear una superficie uniforme en el intradós.

4. Forjado con bovedilla y ladrillo

Representa la variante más completa y compleja. En esta configuración, el recubrimiento de ladrillo adquiere una forma más articulada que permite revestir el ala inferior de la viga y proporcionar soporte para dos elementos. Es decir, una bovedilla de ladrillo de espesor reducido colocada en la parte inferior de la viga y un ladrillo pegado encima de la bovedilla con una cámara de aire en el medio. Esta solución permite superar tanto los problemas relacionados con el peso propio de la estructura como aquellos derivados de la falta de homogeneidad del material. El forjado se completa con un vertido de hormigón sobre los ladrillos hasta alcanzar el ala superior de las viguetas.

Tipos de forjados con viguetas y bovedillas

Tipos de forjados con viguetas y bovedillas

Principales características de un forjado de viguetas y bovedillas

Los forjados mixtos construidos con viguetas y bovedillas presentan varias ventajas. Además, tienen una facilidad de ejecución que los han convertido en una opción ampliamente utilizada en casos en los que ha sido necesario reemplazar un forjado existente de madera, especialmente en edificios antiguos de mampostería.

A continuación, se presentan las principales características que han contribuido a la amplia difusión de estas estructuras:

1. Alta capacidad de carga

El uso de viguetas de acero como vigas portantes confiere al sistema estructural una notable capacidad de carga. Las viguetas están diseñadas para soportar cargas significativamente superiores a las de los forjados de madera. Esta característica permite la construcción de estructuras robustas y fiables, gracias a la resistencia intrínseca del acero que permite soportar cargas elevadas.

2. Ligereza

En algunas variantes, el uso de bovedillas o soluciones ligeras ayuda a reducir el peso total de la estructura, sin comprometer su resistencia.

3. Durabilidad a lo largo del tiempo

El acero y el ladrillo, al ser materiales resistentes y duraderos, no están sujetos a descomposición, pudrición o ataques de insectos como la madera. Por lo tanto, el forjado con viguetas y bovedillas ofrece una mayor durabilidad a lo largo del tiempo y requiere menos mantenimiento y reparaciones que los forjados de madera.

4. Incombustibilidad

Los elementos que componen el forjado de viguetas y bovedillas son materiales incombustibles. Esto significa que el forjado ofrece una mejor protección contra incendios y la propagación de llamas, contribuyendo significativamente a la seguridad de los edificios.

5. Flexibilidad en el diseño

La naturaleza versátil de los forjados mixtos permite una amplia gama de configuraciones de diseño. Esta flexibilidad permite a arquitectos y diseñadores adaptar la estructura a las necesidades específicas del proyecto y contribuye a obtener soluciones estéticas y funcionales altamente efectivas.

6. Fácil instalación

El uso de viguetas de acero y bovedillas de ladrillo simplifica el proceso de instalación del entrepiso. Estos elementos se realizan en fábrica y se transportan al sitio de construcción, reduciendo los tiempos y costes de construcción. Además, su instalación es muy sencilla, rápida y eficiente.

7. Economicidad

La combinación de materiales como el acero y el ladrillo puede ser una opción más económica que otras soluciones y favorece la contención de los costes de construcción.

Técnicas de consolidación de los forjados de viguetas y bovedillas y análisis de cargas

A pesar de las múltiples ventajas, los forjados con viguetas y bovedillas también presentan algunos defectos. Esto debido a la excesiva deformabilidad de los perfiles de acero y a la vulnerabilidad de los elementos de ladrillo. Especialmente cuando se omitía el vertido de hormigón de remate reforzado con malla electrosoldada. Además, estos forjados solían diseñarse para cargas modestas. Por esta razón, a menudo, es necesario emprender intervenciones de refuerzo estructural.

Acciones efectivas para potenciar la resistencia de un forjado

Las acciones más efectivas para restaurar o potenciar la resistencia de un forjado de viguetas y bovedillas incluyen:

  • superposición de una losa de hormigón: esta técnica implica la realización de una losa de hormigón sobre la superficie existente del forjado. La losa debe tener un espesor de al menos 5 cm y debe estar armada con una malla electrosoldada. Además, la losa se conecta a las vigas portantes de acero mediante el uso de conectores. Este método permite adaptar el forjado a las actuales necesidades constructivas y crea una estructura mixta que aprovecha las características positivas tanto del acero como del hormigón. Por lo tanto, aumenta la resistencia y rigidez general del entrepiso;
  • adición de vigas de soporte: en caso de forjados débiles o subdimensionados, puede ser necesario agregar vigas de soporte para aumentar la capacidad de carga del forjado. Estas vigas se colocan de forma paralela o perpendicular a las vigas existentes y distribuyen la carga de manera más uniforme, reduciendo la deformación del forjado;
  • reparación o sustitución de elementos dañados: si partes específicas del forjado, como las viguetas o las bovedillas, están dañadas, es necesario proceder con la reparación o sustitución de dichos elementos. Esto asegura la integridad estructural del forjado y previene un mayor deterioro;
  • aplicación de materiales fibroreforzados: el uso de materiales fibroreforzados, como redes de fibra de vidrio o carbono, es una opción efectiva e innovadora para reforzar el forjado. Estos materiales se aplican en la superficie del entrepiso mediante el uso de resinas o morteros especiales, proporcionando resistencia adicional y mejorando las prestaciones estructurales.

Solución software para verificar el comportamiento del forjado

Antes de proceder con cualquier intervención, es importante verificar el comportamiento del forjado bajo la acción de las cargas a través del análisis estructural.

Puedes simplificar y hacer más fiable todo el proceso recurriendo al uso de un software de cálculo estructural.

Para profundizar en cómo definir los análisis de cargas de elementos como el forjado de viguetas y bovedillas, te recomiendo ver el siguiente video.

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