También llamados forjados compuestos, los forjados de chapa colaborante son un tipo de sistema resistente plano y, generalmente, horizontal, que distribuye las cargas al resto de la estructura. Dicho de forma que lo entienda todo el mundo, la parte estructural del suelo y del techo.
Durante mi experiencia, he comprobado que algunos compañeros no conocen este sistema constructivo, aunque se trate de una solución muy utilizada en ciertos campos de la construcción. Vamos a contaros todo acerca de los forjados de chapa colaborante.
Aprovecho para dar las gracias por confiar en mí a Prontubeam.com, que publicará también este post en su web, un saludo para todos sus lectores y deseo que os guste tanto como a mí escribirlo.
Descripción
Los forjados de chapa colaborante son un tipo de forjado mixto (acero y hormigón) y unidireccional (que distribuye el peso en una sola dirección hacia las vigas).
El elemento fundamental lo constituye una chapa grecada de acero galvanizado que forma unos nervios que, más tarde, serán la principal parte resistente del forjado.
Sobre esta chapa se vierte el hormigón acompañado de la armadura necesaria para completar el forjado. Lo podéis ver en la siguiente imagen.
Este tipo de forjados se comenzó a utilizar alrededor del año 1950 en EE.UU. en la construcción de rascacielos, debido a la ventaja de construir los forjados sin apuntalamiento. Fue desde entonces cuando comenzó a extenderse por el resto del mundo.
Aplicación y uso
Estos sistemas, al presentar como principal ventaja la rapidez en su ejecución, los hace ideales para determinados edificios como:
- Edificios industriales.
- Almacenes.
- Construcciones moduladas.
- Edificios de oficinas y administrativos.
- Pequeños puentes.
- Reformas.
Puesta en obra
Para llevar a cabo el forjado de chapa colaborante, primeramente, será necesario levantar un sistema de pórticos, preferiblemente metálicos, sobre el que luego se apoyará la chapa.
Para evitar su desplazamiento con respecto al resto de la estructura, los perfiles de chapa deben fijarse a ella por medio de conectores aplicados con pistola, soldados o clavados.
Los bordes del forjado pueden solucionarse mediante encofrado tradicional, aunque las casas de chapas colaborantes suelen proveer de elementos de remate perimetral para resolverlos más fácilmente, os dejo unas imágenes a continuación.
Se deberán replantear los huecos en el forjado para el paso de instalaciones anteriormente al hormigonado. La chapa no podrá cortarse hasta que el hormigón esté curado.
Una vez limpiada la cara superior de la chapa, para asegurar la correcta conexión entre la chapa y el hormigón, se podrá llevar a cabo el hormigonado.
Este hormigonado se realizará desde la mínima altura posible, evitando acumulaciones y distribuyéndolo a partir de las vigas y los nervios para no deformar la chapa.
Por último, las chapas deben ser protegidas contra el fuego mediante la utilización de pinturas, morteros o falsos techos.
Comportamiento resistente
Chapa grecada
La chapa grecada sirve como armadura que absorbe los momentos positivos.
Además, Las chapas deben tener una resistencia suficiente para servir de plataforma de trabajo durante la obra y de encofrado para el hormigonado. Si se prevé que la resistencia no es suficiente, será necesaria la colocación de apuntalamientos bajo ella.
Armadura adicional de positivo
Si la resistencia de la chapa a positivo no es suficiente, es posible reforzar mediante unas armaduras longitudinales que discurren a lo largo de los valles de los nervios.
Armadura de negativo
En la mayoría de los casos, estos forjados son continuos sobre las vigas, por lo que se hace necesaria la disposición de una armadura de negativos que se origina en los apoyos de las vigas.
Mallazo electrosoldado
El mallazo que reside en el interior del hormigón tiene dos grandes funciones, la primera sería evitar la fisuración debida a los esfuerzos de retracción generados durante el secado del hormigón, mientras que la segunda es la de ejercer como elemento distribuidor de las cargas puntuales sobre el forjado.
Ventajas
- Rapidez y economía de ejecución.
- No necesita encofrado.
- Actúa como plataforma de trabajo.
- Ausencia o disminución de apuntalamientos.
- Menor cantidad de hormigón y armadura.
- Menor canto.
- Limpieza.
- Relación entre resistencia/peso.
- Colocación de instalaciones en el interior de las grecas.
Desventajas
- Difícil adaptación a estructuras no metálicas.
- Las luces que se pueden salvar son reducidas.
- No permite improvisación durante su ejecución.
- Se precisa de personal especializado para su montaje.
- Necesita protegerse contra el fuego.
- En ocasiones, el suelo podría vibrar de manera perceptible.
- Limitada resistencia al esfuerzo rasante
Principal fallo resistente
Y he dejado que la última desventaja mencionada sea ésta para hablar un poco sobre ella ya que me parece curiosa.
Y es que, pese a que existen tres solicitaciones básicas que producen el fallo en un forjado de chapa colaborante (tensión rasante, cortante y momento flector), la mayoría fallan por tensión rasante, o sea, por el deslizamiento entre el hormigón y la chapa.
Resulta que, para pequeñas luces, la rotura se produce debido al cortante, mientras que para luces mayores la rotura es siempre por rasante.
Fuente de fotos:
- www.clgeng.com
- www.hiansa.com
- www.abeijon-fernandez.com
Gran artículo. ¿Hay alguna manera de ocultar la parte de abajo que queda al descubierto? Me sugirieron colocar un panel sandwich de madera para ocultarlo ¿alguna otra alternativa?
Hola! Muchas gracias por compartir esta información, es bastante interesante conocer este tipo de forjados a la hora de hacer una instalación.
Muchas gracias Nakron, es un placer.
He aprendido mucho de esta artículo, había cosas que no me había planteado,
Gracias
Muchísimas gracias a ti, un saludo.
Un artículo verdaderamente interesante. Te felicito Manuel.
Hola,con chapa colaborante de 1.2mm admite una luz de 4 metros solo con apoyos en los extremos?
Buenas Israel, esto siempre dependerá de varios factores tales como la carga a soportar, tipo de HA, armadura utilizada, etc. Debe estudiarse cada caso individualmente. Te aconsejo que consultes tu caso con el fabricante.
También te comento, las casas suelen tener software dedicados al cálculo de estas estructuras, te adjunto un ejemplo: http://www.dovalbuilding.com/area-de-descargas
Un saludo.
Consulta, en una de las imgenes veo que los canales de la chapa es tan perpendiculares entre sí…en otros no… Lo que me hace preguntar hay un por qué? Para el sentido de la colocacion de la lámina? Gracias por el artículo…hace meditar
Hola, buenas tardes. En la primera imagen, pone que la chapa colaborante se sitúa sobre una estructura metálica,¿ sería posible, utilizarla sobre una estructura de hormigón?
Buenos días, en primer lugar gracias por el artículo, muy útil.
Tengo una duda, tengo que hacer un forjado colaborante para soportar como mucho 100 kg/m2 (no es de paso). Los vanos existentes serían como máximo 4,5 m de luz. Mi pregunta es, qué espesor total debería tener el forjado incluyendo el hormigon? Con 12-15 cm sería suficiente? Hay alguna tabla que te indique según las cargas, el espesor que debe tener?
Gracias un saludo.
Buenos días enhorabuena por el artículo, me gustaría hacer la siguiente consulta, si el principal problema es la tensión de rasante, se puede emplear chapa colaborante en tejados de 20% de pendiente?.
Muchas gracias, un saludo
Buenas Manuel. Quisiera hacerte una consulta que ya has respondido en un comentario anterior pero siendo un poco más específico. En la primera foto es cierto que la chapa aperece sobre el ala inferior del perfil y el resto en la superior. Buscando el sistema que permita su ejecución sobre el ala inferior, encontré el sistema slimfloor, pero este coloca un perfil modificado con un ala inferior de mayor dimensión que aumente la superficie de apoyo. En cambio, la primera foto del artículo parece un perfil estándar. ¿Has ejecutado alguna vez este forjado colocándolo en el ala inferior sobre un perfil estándar como por ejemplo un heb? Muchas gracias de antemano
Buenos días, me gustaría saber, que si después de realizar el forjado, se necesita abrir un hueco para una escalera (por ejemplo), no lo veo tan sencillo como en un forjado de hormigón, porque estas cortanto viguetas, que estan soldadas. ¿Habeis hecho alguna vez algún caso parecido?
Excelente articulo, bastante detallado, gracias por compartir la información, Yo como estudiante de arquitectura, me agrado leerlo.
Muchísimas gracias César, un placer.
que espesor de concreto lleva
Buenas José Santis, depende, pero el suficiente para alojar los negativos y la capa de compresión, además de los nervios de la propia chapa.
Buenos días Manuel! Un artículo muy bueno! Te quería preguntar si se pueden utilizar este tipo de forjados para una cubierta plana transitable con estructura metálica!
Muchas gracias de antemano,
Muy buenas María y muchas gracias. Sí, se pueden utilizar sin ningún tipo de problema, exactamente igual que cualquier forjado de viguetas.
¡Un saludo!
Buenos días Manuel.
Un artículo realmente interesante. Tengo una duda, en la primera imagen, el forjado de chapa va dentro de la estructura metálica, es decir, entre las alas de la viga metálica, uniéndose la una a la otra y reduciendo el canto del forjado, no obstante en el resto de imágenes, el forjado va encima de las vigas.
Se pueden colocar de ambas maneras?
Gracias!
Muy buenas Uri, Muchas gracias.
Efectivamente, pueden ir tanto al alma (zona central) de las vigas como apoyados sobre ellas.
¡Un saludo!
Hola Manuel,
Interesante artículo. A la hora del cálculo de estos forjados, ¿como se pueden dimensionar, conoces algún programa de cálculo de estos forjados? ¿hasta que luces aguantan estos forjados?.
Un saludo.
Estos forjados, al ser en parte prefabricados, dependen del fabricante de la chapa y del modelo que elijamos. Por tanto, son estos fabricantes los que estudian la resistencia teórica de la chapa.
Puedes realizar predimensionamientos con los programas de cálculo que cada fabricante suele tener para sus chapas y, además, ellos siempre te asesorarán para el cálculo.
Gracias por tu comentario y un saludo.
Tengo una duda, creo que no se puede usar pintura para proteger un forjado, debido a que por su composición esta, cuando reacciona con la temp de un Incendio se puede puede desprender. Por eso este tipo de elemento se protege con Lana de Roca o mortero de protección pasiva, como puede ser el Promill Ignífugo.
Existen pinturas que, cuando entran en contacto con el fuego, se hinchan y forman una película aislante que ralentiza la propagación del fuego. Por supuesto, existen protecciones más contundentes contra el fuego, pero todo suma y es una medida más. Te diré que nosotros lo que usamos es mortero de perlita vermiculita proyectado. Un saludo y gracias por tu comentario.
Hola, muchas gracias por el artículo. El sistema me sonaba de oídas pero no había leído sobre él. Quería preguntarte, a qué te refieres cuando dices que no permite improvisaciones durante la ejecución? Es decir, no le encuentro la diferencia con un forjado de hormigón en ese aspecto. Gracias y saludos.
Buenas Rubén, gracias por tu interés. Con la frase «no permite improvisación durante su ejecución» me refiero a que, anteriormente a ésta, la planificación que se debe llevar a cabo es bastante mayor que en forjados más tradicionales, piensa en los anclajes entre chapas y la colocación de conectores y remates perimetrales, son materiales más caros y específicos que los típicos encofrados de madera usados en otros forjados. Espero haber respondido tu pregunta, un saludo.