Análisis técnico-económico de edificaciones con forjados de hormigón armado reforzados con fibras metálicas HRFA en zonas sísmicas

Abstract

El Perú és un país en desenvolupament en el qual hi ha una gran demanda insatisfeta d'habitatges, a causa de diversos factors com el són l'escassetat de sòl i la inseguretat en l'activitat constructora. Per poder fer en front a aquest problema s'ha proposat canviar els forjats tradicionals alleugerits i massissos per l'ús de forjats de formigó reforçat amb fibres d'acer (HRFA), la prèvia experiència en països europeus van demostrar reduir costos i temps d'execució. Ja que el canvi de el tipus de forjat implica utilitzar també aquest material en les bigues, es va veure per convenient utilitzar la guia metodologia The Model Code 2010, la qual pretén ser la base d'una normativa futura i permet determinar d'una manera simplificada els esforços resistents a les bigues i forjats tant en estats límit últims com a estats límit de servei, a més de ser fàcilment adaptable a les normes peruanes. Pel que fa als esforços requerits en les bigues van ser determinats amb la normativa de formigó armat i la norma sísmiques peruana, aplicant un espectre sísmic dinàmic i les càrregues gravitacionals en el programari ETABS. Per als esforços requerits en els forjats de HRFA es va utilitzar formules estàndard i el programari d'especialitat LimitState: Slab que aplica la teoria plàstica de línies de trencament gràcies a la gran ductilitat que proveeix el HRFA en els forjats. Utilitzant tots els conceptes anteriors es va aconseguir modificar forjats tradicionals de 20 cm de gruix a una capa de 12 cm, així com es va aconseguir reduir les quanties d'acer en un 70%. Tot això comporto a una reducció total del pressupost d'obra aproximadament en un 10% i la seva major avantatge una reducció de l'50% en temps d'execució. La qual cosa tornen rendible l'aplicació d'aquesta nova tecnologia, i permet poder cobrir una major demanda d'estructures destinades a habitatge en un menor temps possible.

El Perú es un país en desarrollo en el cual existe una gran demanda insatisfecha de viviendas, debido a varios factores como lo son la escasez de suelo y la inseguridad en la actividad constructora. Para poder hacer en frente a este problema se ha propuesto cambiar los forjados tradicionales aligerados y macizos por el uso de forjados de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA), cuya previa experiencia en países europeos demostraron reducir costos y tiempos de ejecución. Ya que el cambio del tipo de forjado implica utilizar también este material en las vigas, se vio por conveniente utilizar la guía metodología The Model Code 2010, la cual pretende ser la base de una normativa futura y permite determinar de una manera simplificada los esfuerzos resistentes en las vigas y forjados tanto en estados limite últimos como en estados límite de servicio, además de ser fácilmente adaptable a las normas peruanas. En cuanto a los esfuerzos requeridos en las vigas fueron determinados con la normativa de hormigón armado y la norma sísmicas peruana, aplicando un espectro sísmico dinámico y las cargas gravitacionales en el software ETABS. Para los esfuerzos requeridos en los forjados de HRFA se utilizó formulas estándar y el software de especialidad LimitState: Slab que aplica la teoría plástica de líneas de rotura gracias a la gran ductilidad que provee el HRFA en los forjados. Utilizando todos los conceptos anteriores se logró modificar forjados tradicionales de 20 cm de espesor a una capa de 12 cm, así como se logró reducir las cuantías de acero en un 70%. Todo esto conllevo a una reducción total del presupuesto de obra aproximadamente en un 10% y su mayor ventaja una reducción del 50% en tiempo de ejecución. Lo cual vuelven rentable la aplicación de esta nueva tecnología, y permite poder cubrir una mayor demanda de estructuras destinadas a vivienda en un menor tiempo posible.

Peru is a developing country in which there is a great unsatisfied demand for housing, due to several factors such as the scarcity of land and insecurity in the construction activity. In order to face this problem, it has been proposed to change the traditional lightened and solid slabs for the use of steel fiber reinforced concrete (HRFA) elevated slabs, whose previous experience in European countries has shown to reduce costs and execution times. Since the change of the type of slab implies also using this material in the beams, it was considered convenient to use the methodology proposed in the Model Code 2010 which is intended to be the basis of future regulations and allows the determination of resistance stresses in beams and slabs in a simplified way, both in ultimate limit states and in service limit states, in addition to being easily adaptable to Peruvian standards. Regarding the forces required in the beams, they were determined with the Peruvian reinforced concrete and seismic regulations, applying a dynamic seismic spectrum and gravitational loads in the software ETABS. Standard formulas and the specialty software LimitState: Slab were used for the efforts required in the HRFA floors, which applies the plastic theory of yield lines thanks to the great ductility that HRFA provides in the slabs. Using all the above concepts, it was possible to modify traditional thick slabs from 20 cm to a 12 cm layer, as well as reducing 70% the amounts of steel. All this entails a total reduction of the work budget by approximately 10% and its greatest advantage a reduction of 50% in execution time. Which makes the application of this new technology profitable, and allows to cover a greater demand for structures for housing in the shortest possible time.