Estructuras Prefabricadas: Diseño, Uniones y Tipos de Elementos

Riostras niveladoras

Son puntales telescópicos que se utilizan para asegurar la verticalidad (aplomado) y el arriostramiento provisional de los muros. Se fijan a los muros y a las láminas horizontales. Aseguran la correcta ejecución de las uniones de los paneles.

Coordinación modular

Se basa en un sistema de medidas, una serie de números en consonancia con el sistema de medida elegido y la forma de acoplar piezas, tolerancias y errores.

Efecto diafragma en cubierta y forjados

Un diafragma es una estructura horizontal y plana cuya función es transmitir a los elementos verticales estabilizadores la acción de las fuerzas horizontales que actúan en distintas zonas de la estructura. Para que este efecto sea lo más efectivo posible, hay que cuidar de que el forjado tenga todos sus componentes perfectamente enlazados. En muchas ocasiones, para asegurar esta continuidad entre los elementos del forjado, se recurre al uso de una capa de compresión.

Tipos de uniones

• Uniones húmedas: Requieren vertido de hormigón para asegurar la transmisión de esfuerzos a través de las armaduras soldadas o solapadas.
• Uniones secas: Los esfuerzos se transmiten por atornillado o soldado entre los elementos metálicos incluidos en la pieza metálica.

Tipos de juntas según esfuerzos

• Juntas resistentes a momentos flectores: Basadas en el empalme de armaduras mediante solape simple, atornillado o soldado.
• Juntas articuladas: Son muy habituales para realizar apoyos entre piezas. Emplean barras de acero con relleno de los cajeados de mortero.
• Juntas resistentes a torsores: Necesitan de conexiones muy resistentes, capaces de transformar el momento torsor en un momento flector.

Tipos de paneles según posición

• Láminas: Los esfuerzos verticales actúan en su mismo plano.
• Losas: Los esfuerzos verticales son perpendiculares a su superficie.

Funciones de losas y láminas

Losas (para forjados)

• Resistencia a esfuerzos verticales.
• Arriostramiento (efecto diafragma).
• División horizontal interior.

Láminas (muros)

• Resistencia a esfuerzos verticales y horizontales.
• Arriostramiento.
• División interior y con el exterior en los paneles.

Tipos de industrialización

• Industrialización abierta: Se considera al productor industrial como parte del edificio. Hay intercambiabilidad de fabricantes. Forman parte de este método elementos estructurales lineales, forjados, paneles de cerramiento de fachada, tabiques prefabricados.
• Industrialización cerrada: El producto es todo un edificio. No hay intercambiabilidad de fabricantes. Forman parte de este método módulos tridimensionales pesados y ligeros (cuartos de baño), sistemas de grandes paneles y sistemas de encofrado túnel.

Prefabricación: Ventajas e inconvenientes

Ventajas

• Independencia de los agentes atmosféricos para trabajar en fábrica.
• Necesidad de poco personal y fácil especialización del mismo.
• Disminución del plazo de ejecución por muchos factores y del coste de producción por el alto nivel de industrialización posible.
• Aumento de la calidad en relación con los sistemas de construcción tradicionales.
• Permite mayores distancias entre juntas.
• Fabricación simultánea de piezas sin necesidad de esperas.

Inconvenientes

• Necesidad de fuertes inversiones en fábrica y de medidas de elevación y transportes especiales, sobre todo para prefabricados de hormigón.
• Rigidez en los proyectos.
• Cuidado especial de las juntas y enlaces.
• Menores tolerancias de montaje que en otras realizadas con sistemas tradicionales.
• Sustitución de mano de obra por inversión industrial.

Aspectos a tener en cuenta en construcción con piezas prefabricadas

Transporte

Necesidad de medios de transporte muy específicos y con suficiente potencia para su elevación. Las piezas se tienen que producir en función de las capacidades de los medios de transporte y eso determina la posición de las juntas de las estructuras.

Fabricación de piezas

Es conveniente realizar piezas versátiles con el mayor número posible de funciones dentro de un edificio. Buscar elementos que puedan colocarse de muchas maneras en la estructura. Piezas de fácil adaptación que no requieran moldes complejos o que las mesas de fabricación sean adaptables por medios sencillos.

Manipulación

La pieza no trabaja a esfuerzos para los que no está pensada durante las fases de desmolde, almacenamiento, transporte a la obra y colocación en su posición final. La manipulación de las piezas da lugar a la previsión de juntas necesarias para el transporte y correcta puesta en obra.

Conexiones y apoyos

En el caso de losas alveolares pretensadas sin losa superior hormigonada en obra, se dispondrá un atado en la zona de unión de las losas a las vigas principales o muros para asegurar el trabajo conjunto de las losas y la transmisión transversal de las cargas.

Paneles exteriores o de fachada

Funcionan como elemento resistente y cerramiento. Tipos: sándwich o multicapa, hormigón ligero, cáscara u homogéneos de hormigón y de hormigón y cerámica (ceramicreto).

Tipos de elementos estructurales planos según dimensión predominante

• Barra: Una dimensión superior a las otras dos.
• Lámina: Dos dimensiones superiores a la otra.
• Bloque: Ninguna dimensión predomina.

Tipos de armadura en las losas de forjado

• Principales: Barras inferiores y superiores que absorben los momentos flectores.
• Secundarias: Para absorber los cortantes y mejorar el reparto de cargas.
• De anclaje: Posibilitan las uniones con vigas de carga y uniones entre forjados.
• De manipulación: Para transporte y montaje de las losas.

Racionalización

Conjunto de estudios sobre tecnología y métodos de gestión y producción realizados para obtener mejoras en la productividad y en la rentabilidad.

Industrialización

Proceso que permite el uso de tecnología y métodos avanzados aplicados a todo el proceso.

Procesos industrializados

Son los que se basan en la organización programada y en la mecanización con producción de elementos fabricados en serie.