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0439-5689 2014 Asociacin Cientfi co-Tcnica del Hormign
Estructural (ACHE). Publicado por Elsevier Espaa, S.L. Todos los
derechos reservados.
Hormign y Acero. 2014;65(271):1-4
Disponible en
www.sciencedirect.com
ScienceDirectwww.e-ache.comwww.elsevierciencia.com/hya
Querido lector:
En la carta similar a sta, publicada hace algo ms de 2 aos (n.
262, octubre-diciembre de 2011), se resuma el camino re-corrido por
la revista en los ltimos aos y se haca hincapi en el proceso
iniciado para incrementar la internacionalizacin y visibilidad de
Hormign y Acero (HyA), culminado con la posibilidad ofrecida a la
comunidad tcnica de acceder libre-mente1 a todos los artculos
publicados en sus ahora ya 64 aos de historia, en formato
digital.
Pero tambin se sealaba que, pese a ello, resultaba claro que no
se haba alcanzado el objetivo de lograr un nivel de difusin
internacional sufi ciente, prueba de lo cual era la no aceptacin de
la solicitud de inclusin en la base de datos de SCIE-Thomson y la
respuesta fi nal negativa de FECYT (Fun-dacin Espaola para la
Ciencia y la Tecnologa del Ministe-rio de Ciencia e Innovacin) en
su II Programa de evaluacin voluntaria de la calidad de revistas
cientfi cas espaolas. Las razones expuestas para tales negativas no
hacan mencin a falta de calidad editorial ni de contenidos de lo
publicado en HyA, pero s a una falta de visibilidad internacional
de la misma.
Culminaba aquella carta indicando que se presentaba ante
nosotros como reto bsico, para los siguientes aos, el lograr ese
incremento de la visibilidad y difusin internacionales, que
hicieran posible lo que, hasta ese momento, se haba quedado en
intento. Para ello se planteaba una renovacin del Consejo Editorial
que analizase el problema, identifi case los mecanis-mos y
herramientas para solucionarlo y afrontase con renova-do mpetu la
tarea de su implantacin.
Con este primer nmero de 2014, se abre una etapa que es fruto de
esos propsitos y esfuerzos y que pretende ser el pri-mer paso en
ese crecimiento de la visibilidad e internacionali-zacin de la
revista: como queda ya refl ejado en la portada, la revista Hormign
y Acero pasa a ser editada, a partir de este momento, por Elsevier,
empresa de reconocido prestigio en la edicin de revistas cientfi
cas, con presencia en todo el mundo.
1. nicamente se establece un periodo de carencia de 2 aos para
los no miembros de ACHE, del cual quedan excluidos los artculos
centrales de cada nmero, que siguen colgando en la web para acceso
pblico, inmediata-mente despus de su publicacin en forma
impresa.
El acuerdo fi rmado por ACHE y Elsevier Espaa S.L., tras ms de
un ao y medio de conversaciones, establece que sta ltima ser
responsable de la publicacin, edicin y distribucin de la revista a
partir de este nmero y durante los prximos dos aos, renovables de
forma automtica por perodos anlogos si, como se espera, el acuerdo
es plenamente satisfactorio para am-bas partes. ACHE, a travs del
Consejo Editorial de HyA, ser responsable de la gestin,
administracin y desarrollo editorial general de la revista,
incluida la coordinacin de las revisiones y presentaciones de
artculos, y de proporcionar a Elsevier los trabajos originales y
contenido editorial sufi ciente para la edi-cin de cada uno de los
nmeros.
La edicin de HyA por parte de Elsevier incluye aspectos de
inters para ACHE y para los autores de los artculos publica-dos en
la revista, como pueden ser:
gestin del envo, evaluacin y aprobacin de los manuscri-tos a
travs del EES (Elsevier Editorial System) exclusivo para HyA
puesta en marcha de una pgina web en elsevier.es para la
revista, incluyendo hasta 4 aos de nmeros anteriores
produccin de la revista con publicacin previa a su impre-sin
(ahead of print), uno a uno, a medida que se aceptan, de la versin
online de los artculos y asignacin de DOI (Digital Object Identifi
er) a cada uno de los artculos, para posibilitar su citacin previa
a su publicacin impresa
publicacin de HyA en ScienceDirect y Scopus realizacin de
estudios bibliomtricos de HyA
Como contrapartida ha sido necesario aceptar la publicacin segn
una de las maquetas standard de Elsevier y renunciar a la
publicacin impresa en espaol e ingls del artculo central (seguir
apareciendo en bilinge en la edicin digital) y al color azul en las
pginas restantes. Tanto el Consejo Editorial de HyA como el Consejo
de ACHE consideran que la decisin adoptada contribuir a incrementar
de forma notable la difusin e inter-nacionalizacin de Hormign y
Acero.
En otro orden de cosas, este primer nmero de 2014 consti-tuye el
primero de los dos que se van a dedicar de forma mono-grfi ca a
artculos relacionados con la experiencia espaola e internacional en
el desarrollo y aplicacin de los Euro cdigos Estructurales en los
distintos mbitos de actividad, segn se
Carta del Director
Acuerdo con Elsevier: un paso hacia adelante en la difusin de
Hormign y Acero
Agreement with Elsevier: moving forward on the publication of
Hormign y Acero
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2 L.M. Ortega Basagoiti / Hormign y Acero. 2014;65(271):1-4
anunci en marzo de 2013. Desde aqu se quiere dejar constan-cia
del especial agradecimiento que merecen todos los autores que se
han sumado a esta iniciativa y los miembros del Con-sejo Editorial
o del Consejo Asesor Cientfi co (Gonzalo Arias Hofman, Jos M
Arrieta Torrealba, Jess Rodrguez Santiago, lvaro Serrano Corral y
Julio Vaquero Garca) integrantes del subcomit de evaluacin y gestin
de estos nuevos nmeros monogrfi cos, por el trabajo realizado y su
contribucin a que estos nmeros sean una realidad.
Estos dos nmeros constituyen un primer punto de arranque del
apoyo institucional decidido por el Consejo de ACHE para la difusin
y fomento del empleo de los Eurocdigos Estructurales.
A continuacin de esta carta podr encontrar una traduccin del
texto de presentacin de los Eurocdigos Estructurales que fi -gura
en la web del Joint Research Center (Laboratorio de inves-tigacin
cientfi ca y tcnica integrado en la Comisin Europea) en el que se
justifi ca su razn de ser y se resume su alcance, contenidos y
desarrollo previsto.
Marzo de 2014
Luis M. Ortega BasagoitiDirector de Hormign y Acero
Los Eurocdigos tienen como objetivo contribuir al
estable-cimiento y funcionamiento del mercado interior de los
produc-tos de construccin y servicios de ingeniera, eliminando las
disparidades que obstaculizan su libre circulacin dentro de la Unin
Europea. Adems, su aplicacin debe conducir a una mayor uniformidad
en los niveles de seguridad de las construc-ciones en Europa.
Los Eurocdigos son los cdigos de referencia para el proyec-to de
estructuras. Tras la publicacin de las normas nacionales que
incorporan los Eurocdigos y sus Anejos Nacionales, todas las normas
que entren en confl icto con ellos quedan anuladas.
Los Estados miembros estn obligados a aceptar los proyec-tos que
estn desarrollados conforme a los Eurocdigos.
Actualmente los Eurocdigos se encuentran en una etapa de
mantenimiento y evolucin con el fi n de coordinar y armoni-zar la
variedad de nuevos mtodos, nuevos materiales, nuevos requisitos
reglamentarios y nuevas necesidades de la sociedad.
mbito de aplicacin de los Eurocdigos
Los Eurocdigos son de aplicacin al proyecto estructural de edifi
cios y obras de ingeniera civil, incluyendo:
aspectos geotcnicos; resistencia frente al fuego; situaciones
tales como sismo, etapa de ejecucin de la obra o
estructuras provisionales.
Para el proyecto de las obras de construccin especiales (por
ejemplo, instalaciones nucleares, presas, etc.) pueden ser
nece-sarias otras disposiciones tcnicas aparte de las contenidas en
los Eurocdigos.
Aspectos cubiertos por los Eurocdigos
las bases de proyecto estructural (EN 1990); las acciones en
estructuras (EN 1991); el proyecto de estructuras de hormign (EN
1992), de acero
(EN 1993), mixtas acero-hormign (EN 1994), madera (EN 1995),
fbrica (EN 1996) y aluminio (EN 1999);
el proyecto geotcnico (EN 1997); el proyecto, evaluacin y
adecuacin de las estructuras frente
a sismo (EN 1998).
Los Eurocdigos como documentos de referencia
Los Estados miembros de la Unin Europea y la Asociacin Europea
de Libre Comercio (EFTA) reconocen que los Euroc-digos son
documentos de referencia para los siguientes fi nes:
como medio para demostrar que las obras de edifi cacin e
ingeniera civil cumplen con los requisitos bsicos del Regla-mento
sobre productos de construccin, en particular con el Requisito
Bsico 1, Resistencia mecnica y estabilidad, y con el Requisito
Bsico 2, Seguridad en caso de incendio;
como base para las especifi caciones en los contratos de obras
de construccin y de los servicios de ingeniera relacionados con
ellas;
como marco para la elaboracin de especifi caciones tcnicas
armonizadas para los productos de construccin (ENs y ETAs).
Conceptos principales en los Eurocdigos
Requisitos fundamentales de las estructuras
Las estructuras deben ser proyectadas, ejecutadas y conser-vadas
de forma que cumplan los requisitos siguientes:
Requisito de servicio la estructura mantendr su adecua-cin al
uso para el que est destinada, durante la vida previs-ta para ella,
con el grado adecuado de fi abilidad y economa.
Acerca de los Eurocdigos1
1. Traduccin del texto de presentacin de los Eurocdigos de
http://eurocodes. jrc.ec.europa.eu/showpage.php?id=1
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L.M. Ortega Basagoiti / Hormign y Acero. 2014;65(271):1-4 3
Requisito de seguridad la estructura soportar todas las acciones
que tengan una cierta probabilidad de ocurrencia durante su
ejecucin y uso.
Requisito de resistencia al fuego la resistencia de una
es-tructura sometida al fuego ser adecuada durante el perodo de
tiempo requerido.
Requisito de robustez el dao ocasionado en la estructura, como
consecuencia de eventos tales como explosiones, im-pactos o errores
humanos, no ser desproporcionado con la causa que lo origin.
Niveles de fiabilidad
Tanto para la resistencia estructural como para las condi-ciones
de servicio, pueden adoptarse diferentes niveles de fi a-bilidad.
Para la eleccin de los niveles de fi abilidad para una estructura
determinada deben tenerse en cuenta los factores siguientes:
La posible causa o forma de alcanzar el estado lmite; Las
posibles consecuencias del fallo estructural en trminos
de riesgo para las vidas humanas, lesiones y potenciales
pr-didas econmicas;
La difi cultad de aceptacin social del fallo y otras
condicio-nes sociales y ambientales en una ubicacin concreta;
El coste y los procedimientos necesarios para reducir el ries-go
de fallo.
Los niveles de fi abilidad de aplicacin a una estructura
de-terminada pueden ser especifi cados de una de las formas
si-guientes o de ambas:
Clasifi cando la estructura como un conjunto; Clasifi cando sus
componentes.
Vida til de proyecto
La vida til de proyecto es el perodo durante el cual se asu-me
que una estructura va a ser utilizada para el objetivo con el que
se construye con el grado de conservacin previsto pero sin que sean
necesarias reparaciones importantes. El concepto de vida til de
proyecto es til para:
La determinacin de las acciones de proyecto (como viento, sismo,
etc.);
La consideracin del deterioro de las propiedades de los
ma-teriales (debido a fatiga, fl uencia, etc.);
La evaluacin del coste del ciclo de vida de la estructura; La
defi nicin de la estrategia de conservacin.
Durabilidad
Las estructuras deben ser proyectadas de manera que su
de-terioro, con el previsto grado de conservacin, no perjudique su
durabilidad y el correcto funcionamiento estructural.
Aseguramiento de la calidad
Los Eurocdigos asumen que se toman las medidas adecua-das para
que la estructura cumpla los requisitos e hiptesis he-chas en el
proyecto. Estas medidas incluyen la defi nicin de los requisitos de
fi abilidad, organizacin y establecimiento de con-troles en las
etapas de proyecto, ejecucin, uso y conservacin.
Benefi cios del uso de los Eurocdigos
Los Eurocdigos ayudan a armonizar el mercado de servi-cios en el
sector de la construccin.
Los Eurocdigos fomentan y facilitan el mercado y uso de
materiales, componentes estructurales y equipos.
Los Eurocdigos, al crear un marco comn para el proyecto
estructural, constituyen una base comn para la investiga-cin y
desarrollo en ingeniera civil.
Aumento de la transparencia en los mtodos de proyecto, lo que
facilita la comunicacin entre proyectistas, autoridades y
clientes.
Preparacin comn de herramientas de ayuda al proyecto (manuales,
guas, ejemplos de aplicacin, etc.) as como de herramientas
informticas.
Aumento de la competitividad a nivel mundial de las empre-sas
europeas de ingeniera civil, constructoras, proyectistas y
fabricantes de producto.
Unifi cacin del nivel de seguridad de las construcciones en
diferentes lugares de Europa.
El Joint Research Center da apoyo a la aplicacin, armonizacin y
desarrollo de los Eurocdigos
En 2005, la Direccin General de la Empresa e Industria de la
Comisin Europea encarg al JRC su asistencia para la implementacin,
armonizacin y futuro desarrollo de los Eurocdigos, siguiendo las
directrices de la Recomendacin de la Comisin para la aplicacin y
uso de los Eurocdigos, dedi-ciembre de 2003. Los objetivos
perseguidos son:
armonizacin del proyecto de construcciones y de productos de la
construccin en Europa;
implementacin de los Eurocdigos (programa de forma-cin);
promocin internacional de los Eurocdigos; aumento de la
proteccin de las construcciones frente a fue-
go y a sismo; fomento de la innovacin en la construccin.
De acuerdo con la estrategia para la formacin y promocin, el JRC
ha publicado una coleccin de documentos tcnicos y organizado
diversas jornadas explicativas (Toda la informacin relativa a
jornadas y documentos tcnicos est accesible en la pgina web del
JRC: http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu).
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0439-5689 2013 Asociacin Cientfi co-Tcnica del Hormign
Estructural (ACHE). Publicado por Elsevier Espaa, S.L. Todos los
derechos reservados.
Disponible en
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ScienceDirectwww.e-ache.comwww.elsevierciencia.com/hya Hormign y
Acero. 2014;65(271):5-14
* Autor para correspondencia.Correo electrnico:
[email protected] (J.J. Snchez).
1. Introduccin
El Puente sobre el ro Erne forma parte del proyecto de me-jora
de la carretera N3 a su paso por el condado irlands de Cavan,
situado al norte del pas. La solucin adoptada para el cruce del ro
consiste en un puente extradosado de tres vanosde 36,2 + 69,5 +
36,2 metros de luz, que combina los sistemas deextradosado y
postesado interior. Las normas de referencia para el desarrollo del
proyecto de construccin han sido los Euro-cdigos con los documentos
de aplicacin nacional irlandeses.
2. Descripcin de la estructura
2.1. Tipologa y encaje general
La creacin del concepto y denominacin de los puentes
ex-tradosados se le atribuye al ingeniero francs Jacques Mathivat,
quien en 1988 acu por primera vez este trmino al referirse a la
solucin que plante en el concurso del viaducto Arrt Darr, en el
cual los tendones de pretensado sobresalan del canto de la seccin
por la parte superior del tablero anclndose a una torre de baja
altura con el propsito de ganar excentricidad. Aunque esta
alternativa supona un ahorro de materiales frente a so-luciones ms
convencionales, fue rechazada. Sin embargo, la propuesta de
Mathivat inspir a los japoneses quienes en 1994 construyen el
puente Odawara Blueway en Japn. Desde enton-ces se han construido
cerca de un centenar de puentes extrado-
Resumen
El puente extradosado sobre el ro Erne forma parte del proyecto
de mejora de la carretera N3 a su paso por el condado irlands de
Cavan. Se trata de un puente de hormign de tres vanos (36,2 m +
69,5 m + 36,2 m) que combina postesado extradosado y postesado
interior adherente en un tablero relativamente esbelto, con seccin
en forma de vientre de pez y aligeramientos cuadrangulares. El
mximo canto es de 1,525 m en el eje, y su ancho total es de 17,1 m.
Cada cable extradosado cruza a travs del pilono mediante una silla
que trabaja por friccin. Ambas mitades del puente se construyen
desde su correspondiente ribera sobre una cimbra en una pennsula
artifi cial. El diseo conceptual fue desarrollado por Roughan &
ODonovan para el condado de Cavan y la Autoridad de Carreteras de
Irlanda (NRA), y el proyecto de construccin lo ha desarrollado la
Direccin Tcnica de Ferrovial-Agromn. La normativa de diseo fue el
Eurocdigo con el anejo nacional irlands. 2013, Asociacin Cientfi
co-Tcnica del Hormign Estructural (ACHE). Publicado por Elsevier
Espaa, S.L. Todos los derechos reservados.
Palabras clave: Extradosado; Silla; Pennsula; Fatiga;
Deslizamiento
Abstract
The extradosed bridge over the River Erne was required as part
of the proposed N3 road improvement project in Cavan, Ireland. The
structure is a three span concrete continuous bridge (36,2 m + 69,5
m + 36,2 m) with extradosed and bonded prestressing, resulting in a
relatively slender deck with a curved soffi t and quadratic voids.
The maximum depth of the deck is 1,525 m at the centerline, with a
total width of 17,1 m. A saddle, by means of friction, allows every
extradosed cable to cross through the pylons. Both halves of the
bridge were constructed from their corresponding side of the river
with the help of a scaffolding over a temporary pennsula. The
conceptual design was carried out by Roughan & ODonovan for the
Cavan Council and The National Roads Authority of Ireland, and the
detailed design was developed by Ferrovial-Agromns. The Design Code
was the Eurocode with the Irish National Annex. 2013, Asociacin
Cientfi co-Tcnica del Hormign Estructural (ACHE). Published by
Elsevier Espaa, S.L. All rights reserved.
Keywords: Extradosed; Saddle; Peninsula; Fatigue; Slip
Puente sobre el ro Erne en Irlanda
Bridge over River Erne in Ireland
Jos Emilio Herrero, Juan Jos Snchez* y Pablo LoscosIngeniero de
Caminos, Canales y Puertos. Ferrovial-Agromn, S.A., Madrid,
Espaa
Recibido el 19 de julio de 2013; aceptado el 17 de diciembre de
2013
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6 J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14
sados en todo el mundo, siendo este del Erne el primero de este
tipo en Irlanda.
El encaje general de la estructura viene condicionado por la
posicin de los pilonos, que deben salvar el cauce del ro Erne en el
nivel correspondiente al perodo de retorno de los 100 aos. Este
aspecto da como resultado un vano principal de 69,5 metros. Los
vanos laterales, de 36,2 metros, miden poco ms de la mitad del vano
principal. De esta forma el encaje longitudinal resulta de la
repeticin de un pilono con tramos simtricos de tablero a ambos
lados (fi g. 1).
La va para la que se proyecta este puente dispone de un carril
de circulacin por sentido y arcn a ambos lados (fi g. 2).
El trazado es recto en planta y presenta una ligera pendiente
longitudinal descendente de 0,193% hacia avance de puntos
ki-lomtricos.
2.2. Tablero
El tablero de la estructura presenta una anchura capaz de
albergar dos carriles de circulacin de 3,65 metros, dos arcenes de
2,50 metros y 0,60 metros reservados a cada lado para el bordillo
drenante y la acera, adems de sendos voladizos en los que se
anclarn los tirantes del sistema extradosado. Por ello, la anchura
total alcanza los 17,10 metros (fi g. 3).
Figura 1. Alzado general.
Figura 2. Distribucin de la plataforma.
Figura 3. Principales dime nsiones de la seccion
transversal.
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J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14 7
Tipolgicamente, se trata de una losa aligerada postesada que si
bien tiene canto constante en su desarrollo longitudi-nal,
transversalmente tiene canto variable en forma de vien-tre de pez,
que vara de 1,525 metros de canto mximo en el centro de la losa,
hasta 50 centmetros en el extremo donde se anclan los tirantes, lo
que le confi ere al tablero una ex-traordinaria esbeltez. El
postesado interior esta formado por 10 tendones de 31 cordones ms 6
tendones de 25 cordones, todos ellos de tipo Y 1860 S7 de 0,62 de
dimetro.
El vano principal presenta nueve aligeramientos longitudina-les
cuyo canto se adapta al del tablero, respetando espesores de losa
superior e inferior de 20 centmetros y almas de 60 cent-metros por
las que discurre el postesado interior adherente. En los vanos
laterales los aligeramientos ms pequeos desapare-cen, consiguiendo
as que el tablero presente un mayor peso por unidad de longitud. De
esta manera, el estado estructural de cargas permanentes resulta ms
equilibrado, ya que al ser la luz de los vanos extremos del orden
de la mitad de la luz del vano principal, el tablero tiende a estar
estructuralmente desequili-brado hacia el centro.
Esta losa de 141,9 17,1 metros est apoyada sobre sendas parejas
de apoyos elastomricos en los estribos, sobre POTs multideslizantes
en cada uno de los pilonos, y en diecisis apoyos elsticos por cada
extremo, materializados por el sis-tema de tirantes del que
cuelga.
El hormign del tablero es C40/50, segn nomenclatura re-cogida en
el Eurocdigo 2.
2.3. Sistema de tirantes
Cada uno de los cuatro pilonos es el eje de un sistemas de
ti-rantes que est formado por cuatro tendones de 50 cordones de
0,62 de dimetro, pasantes a diferentes alturas a travs de las
corres pondientes sillas embebidas en los pilonos, y situados en
planos inclinados. Dichas sillas se valen de la friccin de cada
cordn dentro de tubos individuales para materializar un punto fi jo
en los tirantes, y evitar as su deslizamiento dentro de la misma.
Para verifi car la fatiga se realizaron diferentes ensayos tanto
para la silla como del sistema de tirantes de manera que se confi
rmasen las especifi caciones exigidas por el cliente por contrato
(fi gs. 4 y 5).
Los cables presentan inclinacin longitudinal de 12,5 respecto a
la horizontal, mientras que en direccin transversal presentan
inclinacin variable respecto a un plano vertical que vara de 7,5
para la pareja superior a 15 para la inferior (fi g. 6). Esta
inclina-cin transversal contribuye a recoger las cargas
transversales pro-ducidas por el viento, que de otra manera solo
seran soportadas por los aparatos elastomricos de los estribos, ya
que los apoyos POT de los pilonos son multideslizantes.
2.4. Pilonos
Las dos parejas de pilonos que fi jan el paso de los tirantes
presentan seccin rectangular con rehundidos y caras inclina-das,
aligerando de esta manera su apariencia robusta. Tanto la dimensin
longitudinal como la transversal son variables en al-tura,
creciendo en ambos casos en sentido ascendente.
Cada pilono est dividido en dos zonas. La zona bajo tablero es
en realidad una pila sobre la que se disponen los aparatos de apoyo
multideslizantes y que sirve de base para el pilono pro-piamente
dicho. Este arranca desde la pila, por el exterior del ta-blero,
dando continuidad esttica y estructural a aquella (fi g. 7).
El hormign de la pila es C50/60, segn nomenclatura del Eurocdigo
2.
Durante la ejecucin de cada pilono se dejan embebidas las cuatro
sillas multitubo para el paso de los tirantes.
Figura 5. Ensayo de fatiga y rotura de tirante.Figura 4. Ensayo
de fatiga de la silla.
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8 J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14
Figura 6. Inclinacin de los tirantes.
Figura 7. Geometra de los pilonos.
Figura 8. Modelo 3D del Estribo sur. Figura 9. Modelo 3D de
estribo con acceso a galera visitable.
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J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14 9
2.5. Estribos
Los dos estribos estn formados por un cargadero con galera
visitable y una meseta para los aparatos de apoyo elasto mricos.
Presentan un murete frontal con doble misin, esttica y de
proteccin, que sigue la forma del tablero por su parte
inferior.
El estribo norte es abierto, presenta doble pantalla y
cimen-tacin directa sobre roca poco alterada con una tensin
ad-misible de 0,8 MPa, mientras que el sur se ha diseado con
cimentacin profunda mediante cuatro pilotes de 1,50 metros de
dimetro y unos 12 metros de profundidad, empotrados en el sustrato
rocoso al menos 3 metros (fi g. 8). Ambos estribos estn dotados de
una puerta de acceso a la galera visitable y unas escaleras que
siguen la cada de tierras por uno de los laterales (fi g. 9).
El hormign empleado para la ejecucin de todos los ele-mentos es
C32/40 segn nomenclatura recogida en el Eurocdi-go2 salvo en los
muretes y aletas, que se disean con hormign C35/45 debido a las
exigencias de durabilidad de la normativa local. Los aparatos de
apoyo son de 600 550 milmetros en planta. Debido al proceso de
regulacin de tirantes y a los im-portantes efectos de fl uencia
debidos al alto nivel de pretensado del tablero, los movimientos
horizontales son elevados, de ah que la altura de goma neta sea de
143 mm.
3. Proceso constructivo
3.1. Condicionantes medioambientales
La decisin sobre el proceso constructivo a emplear esta-ba
condicionada, adems de por los aspectos constructivos y econmicos,
por los cambios estacionales del ro Erne por un lado, y por los
requerimientos medioambientales recogidos en el contrato por otro.
As, por ejemplo, cualquier ocupacin del cauce del ro estaba
limitada en extensin para garantizar el paso del agua en todo
momento, pero tambin en tiempo limi-tando los trabajos de extendido
de pennsulas provisionales a los meses de mayo y septiembre para no
afectar al ciclo vital de los salmones.
La consecuencia de todos estos condicionantes fue un pro-ceso
constructivo dividido en dos grandes etapas en cada una
Figura 10. Estribo norte en ejecucin.
de las cuales se construa medio puente, comenzando por el
estribo correspondiente, la pareja de pilonos y el tablero hasta el
centro del mismo con la ayuda de una cimbra cuajada que se apoyaba
en una pennsula artifi cial unida a una de las riberas del ro.
3.2. Ejecucin de estribos
La ejecucin de ambos estribos constituy la primera etapa del
proceso constructivo. As, mientras que en el estribo norte la
secuencia constructiva comprenda las fases de excavacin, ejecucin
de cimentaciones y alzados (fi g. 10) hasta la cota de apoyos, en
el estribo sur se comenz por la ejecucin de los cuatro pilotes y se
continu con la construccin de la meseta de apoyo y la galera
visitable.
La ltima fase de los estribos, constituida por los muretes
tra-seros y aletas, se retras hasta el fi nal del proceso
constructivo para permitir el tesado del postesado activo adherente
del tablero, y un posible tesado de los tendones de reserva en caso
de que fuese necesario.
3.3. Pennsulas artificiales
Como se ha comentado, la ejecucin de tablero y pilonos requera
de la extensin de una pennsula artifi cial que estre-chara el cauce
del ro, y que se trasladaba de una margen a otra para la ejecucin
de una y otra mitad de la estructura.
La pennsula consista en un relleno de gravas arenosas con bajo
contenido en fi nos no plsticos sobre el nivel del agua. Bajo el
nivel de agua la naturaleza del relleno era la misma, pero vertido
sin compactar. Sobre el relleno se ejecutaba una capa de hormign de
limpieza de espesor variable entre 10 y 30 centmetros para
constituir una superfi cie regular de traba-jo. La pennsula
presentaba adems una escollera perimetral de proteccin frente a las
corrientes de agua (fi g. 11).
El traslado de la pennsula de una margen a la otra del ro se
realiz respetando la zona central de la misma, dando soporte y
proteccin a las pilas provisionales que servan de apoyo tem-poral
al tablero.
3.4. Ejecucin de la primera pareja de pilonos y la mitad del
tablero
Con la pennsula ya ejecutada, se procedi en primer lugar a
excavar y hormigonar las cimentaciones de la pareja de pilonos
correspondientes a la mitad norte del puente y, posteriormente, al
hormigonado de los alzados de los pilonos mediante encofra-do
trepante. En una primera trepa se hormigon la pila que da apoyo al
tablero y de la que arranca el pilono propiamente dicho (fi g.
12).
El ferrallado y hormigonado de la mitad del tablero se reali-z
con la ayuda de una cimbra cuajada apoyada en la solera de hormign
de la pennsula artifi cial sobre la que descansaba el
correspondiente encofrado (fi g. 13).
Una vez el hormign alcanzaba la resistencia especifi cada en los
planos de ejecucin, se tesaba un primer grupo de ten-dones de
trazado recto, desde los anclajes activos situados en el
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10 J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14
Figura 12. Vista de los pilonos en ejecucin.
Figura 13. Vista de cimbra y tablero.
Figura 11. Vista de la pennsula del lado norte.
extremo del tablero correspondiente al apoyo en estribo norte
(fi g. 14). Estos tendones tendrn su continuidad en la mitad sur
del tablero a travs de acopladores dispuestos en el centro del vano
principal.
3.5. Instalacin y primera regulacin de tirantes
Una vez completado el hormigonado y tesado del pretensado
interior de la mitad norte del tablero (fi g. 15), se procedi a
la
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J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14 11
instalacin y tesado de primera fase de los tirantes de este
lado, lo que permiti retirar la cimbra, dejando la mitad del puente
soportada por dichos tirantes, los apoyos defi nitivos en estribo y
pilonos de este lado, y sobre una pareja de pilas temporales
ejecutadas en el centro del vano principal sobre la pennsula artifi
cial.
Los tirantes se instalaron segn el orden preestablecido, y se
tesaron con gato unifi lar mediante el procedimiento de igua-lacin.
Este procedimiento consista bsicamente en tesar los cordones de
cada tirante segn una determinada secuencia, igualando la tensin de
cada cordn con la lectura de una clula de carga colocada en el
primer cordn tesado de ese tirante o cordn patrn, de forma que se
consegua que todos los cor-dones tuvieran la misma tensin despus de
tesados todos los cordones de dicho tirante (fi g. 16).
El tirante ms largo se tesaba solo a un porcentaje de la ten-sin
necesaria, de manera que el tablero no llegase a despegar de las
pilas provisionales del centro del vano. El descimbrado
Figura 14. Vista de los anclajes de postesado interior en zona
de estribo.
permita que dicha pila aumentara su reaccin, pudiendo de esta
manera completar el tesado de los tirantes ms largos sin llegar a
descargar por completo la pila provisional.
3.6. Repeticin del proceso para la mitad sur de la
estructura
En esa situacin, la pennsula se traslad del lado norte del ro al
lado sur, para proceder de la misma manera con cimentaciones y
alzados de pilonos, instalacin de cimbra y encofrados, y
hormigonado del tablero. Posteriormente se procedi al tesado del
grupo de tendones de trazado recto, acoplados a sus gemelos del
lado norte, desde el extremo co-rrespondiente al apoyo en el
estribo sur. A continuacin se tesaron por ambos extremos el resto
de tendones, de trazado parablico, que discurran a lo largo de todo
el tablero.
Seguidamente se procedi al retesado de los tirantes del lado
norte, y a la instalacin y primer tesado de los tirantes del lado
sur con una secuencia anloga a la diseada para la
Figura 15. Vista area de la construccin del lado norte.
-
12 J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14
instalacin de los tirantes del lado norte. En esta fase el
tablero se despegaba ya de las pilas provisionales, y de la prctica
to-talidad de la cimbra, tal y como estaba previsto. As, las pilas
provisionales, la cimbra y la pennsula podan ser ya retiradas defi
nitivamente.
3.7. Regulacin final y acabados
La regulacin fi nal poco antes de la apertura al trfi co del
puente era necesaria para compensar los efectos diferidos que
desequilibran las fuerzas de los tirantes hacia el centro del
puente. La barrera y su zcalo de apoyo estaban ya colocados con
anterioridad a esta ltima fase de regulacin, mientras que la
extensin del pavimento, la ejecucin de las aceras y dems
operaciones de acabado constituyeron la ltima etapa de la
construccin (fi gs. 17 y 18).
4. Aspectos ms relevantes del clculo con el Eurocdigo
El proyecto de este puente se ha desarrollado teniendo en cuenta
lo recogido en los Eurocdigos junto con los anejos de aplicacin
nacional irlandeses. Tambin se recogen dentro del contrato de
proyecto y ejecucin diversas recomendaciones, c-digos y guas
locales, que eran de obligado cumplimiento.
Las acciones, combinaciones y bases de clculo se han to-mado de
los Eurocdigos 0 y 1 con sus correspondientes anejos nacionales. El
Eurocdigo 2 [1,2] se ha empleado para el pro-
Figura 17. Capots de proteccin de anclajes de los tirantes bajo
el tablero.
Figura 16. Instalacin y tesado de tirantes.
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J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14 13
yecto de las partes de hormign armado y pretensado, mientras que
el Eurocdigo 3 parte 1-11 [3] ha servido de base para dise-ar y
calcular el sistema de tirantes.
4.1. Criterios para el diseo del postesado
Dentro el Eurocdigo 2 [1,2] se establecen las bases para el
proyecto de elementos de hormign con postesado. Cabe des-tacar la
necesidad de asegurar que la seccin se encuente com-pletamente
comprimida en cualquier combinacin frecuente de acciones en las
clases de exposicin ms habituales.
El eurocdigo indica que el lmite de descompresin requie-re que
todo el hormign situado a cierta distancia de tendones adherentes o
de sus vainas debe permanecer en compresin bajo la carga especifi
cada. La distancia recomendada es 100 milme-tros, pero se deja
abierto este valor al criterio de cada pas.
El anejo de aplicacin nacional irlands recoge que el estado
lmite de descompresin debe quedar garantizado a toda la sec-cin y
para todas las clases de exposicin.
4.2. Sistema de tirantes
El Eurocdigo 3, parte 1-11 [3] propone una serie de lmites y
verifi caciones que se deben realizar para disear y dimensio-
Figura 18. Acabado final del puente.
nar el sistema de tirantes extradosados. Los dos aspectos ms
destacados son el lmite propuesto para la tensin en el acero de los
tirantes y la comprobacin de la seguridad frente al desliza-miento
de los tirantes en su silla.
El Eurocdigo mencionado, en su tabla 7.2, establece que el lmite
tensional que no deben sobrepasar los tirantes para la combinacin
caracterstica de acciones es el 45% de la tensin de rotura del
acero empleado. Dicho lmite se antoja muy res-trictivo. Atendiendo
a lo expuesto en publicaciones especiali-zadas, como el Boletn 30
de la FIB [4] o las recomendaciones para puentes atirantados del
SETRA [5], este lmite debe de-pender del rango de tensiones en el
que se mueva el cable en servicio, ya que est relacionado con
fenmenos de fatiga en los anclajes. Ambas publicaciones proponen
valores o expresiones que relacionan la tensin mxima del acero en
combinacin ca-racterstica de acciones con el rango de variacin de
tensiones que sufre el cable en combinacin frecuente de
acciones.
En la fi gura 19 se presenta el estado de los cuatro tirantes
representativos del puente sobre el ro Erne en una grfi ca en la
que las abscisas representan el rango de variacin de tensin en
combinacin frecuente, y en ordenadas la tensin mxima alcanzada por
el acero de los tirantes en combinacin caracte-rstica. Estos cuatro
puntos se comparan con la curva lmite que propone el SETRA5.
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14 J.E. Herrero et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):5-14
El deslizamiento de los tirantes en su silla es un tema
de-licado. Muchas variables afectan a este fenmeno, y a su vez,
este afecta de manera decisiva a los tirantes en su
dimensio-namiento en servicio y en el desarrollo de los procesos de
regulacin.
La ecuacin 6.6 del punto 6.3.2.del Eurocdigo 3 parte 1-11 [3]
(ver a continuacin),
maxFEd1FEd2
e
M , fr
establece una verifi cacin para determinar la seguridad frente a
deslizamiento de los tirantes en su silla. Dicha desigualdad
relaciona el cociente entre las fuerzas en el tirante a cada lado
de la silla con una funcin exponencial que depende de un coe-fi
ciente de seguridad, del rozamiento garantizado en la silla y del
ngulo de desvo que se produce en la misma.
Esta comprobacin es muy restrictiva, y resulta muy difcil de
cumplir en puentes extradosados en los que los cables estn muy
tendidos.
Al ser el deslizamiento un fenmeno que no conlleva el colapso de
la estructura, esta verifi cacin se ha interpretado como una
condicin sufi ciente pero no necesaria. Dicho de otro modo, su
verifi cacin se considera por s sola sufi ciente para garantizar la
seguridad del sistema de tirantes frente a desliza-miento, pero su
no verifi cacin no conlleva la necesidad de un rediseo, sino que se
podr incluir el deslizamiento como un caso de carga adicional que
redistribuye las cargas en los tiran-tes, obteniendo un nuevo
estado de equilibrio compatible con las cargas actuantes y el
rozamiento garantizado en las sillas. Dicho caso de carga deber ser
incluido en las combinaciones de estado lmite ltimo, para las
cuales debern verifi carse las comprobaciones de rotura recogidas
en el Eurocdigo 2.
S se entiende necesario verifi car esta comprobacin de no
deslizamiento para combinaciones de servicio frecuentes.
El deslizamiento en la silla determin decisivamente el n-mero de
etapas en las que se desarrollaron las regulaciones de tirantes, as
como el dimensionamiento del tirante ms corto, al ser este el ms
sensible a los desequilibrios en las cargas a ambos lados de la
silla debido a acciones indirectas tales como la temperatura o la
fl uencia, lo que supuso incluir en el manual de mantenimiento del
puente un retesado a los 6 aos de la puesta en servicio para
compensar los desequilibrios inducidos en ese plazo por retraccin y
fl uencia.
5. Bibliografa
[1] IS EN 1992-1-1:2005, Eurocode 2 (2004). Design of concrete
structures Part 1-1: General rules and rules for buildings and
Irish National Annex (2010).
[2] IS EN 1992-2:2005, Eurocode 2 (2005). Design of concrete
structures Part 2: Concrete bridges Design and detailing rules and
Irish National Annex (2010).
[3] IS EN 1993-1-11:2006, Eurocode 3 (2006). Design of steel
structures Part 1-11 Design of structures with tension components
and Irish National Annex (2010).
[4] FIB. Recommendations for the acceptance of stay cable
systems using prestressing steels. Fib Bulletin. 2005;30:8.
[5] Haubans: recommandations de la commission interministrielle
de la pr-contrainte. Pars, Francia: Servicio de estudios tcnicos de
carreteras y autopistas. SETRA; 2001.
Figura 19. Estado tensional de los tirantes del puente sobre el
ro Erne.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
% T
ensi
n
de
rotu
ra
Dsfrecuente [MPa]
SETRA Erne
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0439-5689 2013 Asociacin Cientfi co-Tcnica del Hormign
Estructural (ACHE). Publicado por Elsevier Espaa, S.L. Todos los
derechos reservados.
Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
Disponible en
www.sciencedirect.com
ScienceDirectwww.e-ache.comwww.elsevierciencia.com/hya
* Autora para correspondencia.Correo electrnico:
[email protected] (E. Oller Ibars).
1. Introduccin
La vigente Instruccin Espaola de Hormign Estructural EHE-08 [1],
que entr en vigor en diciembre de 2008, ha sido el resultado de una
profunda revisin de la anterior Instruccin EHE-98 [2], sobre la que
se realizaron numerosas modifi cacio-
nes del articulado, comentarios y anejos. Las modifi caciones
realizadas, de carcter tcnico y administrativo, tenan,
funda-mentalmente, los siguientes objetivos:
1. Actualizar la Instruccin en su contenido tcnico, de acuerdo
con el estado de la tecnologa y del conocimiento consolida-do en la
prctica de la ingeniera estructural.
2. Adaptar la normativa al actual contexto legal y normativo
Europeo y Espaol, compatibilizando los requisitos exigidos
Resumen
La Instruccin Espaola de Hormign Estructural EHE-08 fue el
resultado de una profunda revisin de la anterior Instruccin EHE-98,
sobre la que se realizaron numerosas modificaciones orientadas a
adaptar la Instruccin al actual marco normativo europeo y al actual
estado del conocimiento, promover la mejora de la calidad de las
obras sin sobrecostes injustifi cados y contribuir al desarrollo
sostenible. En dicho contexto, se realiz un trabajo orientado a
comparar los resultados de aplicar la Instruccin EHE-08 y el
Eurocdigo EC-2 al proyecto de diferentes estructuras. Se estudiaron
seis tipos estructurales, que se consideran representativos de las
obras de hormign estructural ms frecuentes en Espaa y que adems
cubren un amplio espectro de las tcnicas de construccin estructural
(hormign armado y hormign pretensado con armaduras pretesas y
postesas, construccin prefabricada y construccin in situ,
estructuras de edifi cacin y de obra pblica). 2013, Asociacin
Cientfi co-Tcnica del Hormign Estructural (ACHE). Publicado por
Elsevier Espaa, S.L. Todos los derechos reservados.
Palabras clave: Hormign estructural; Forjado bidireccional;
Forjado unidireccional; Tablero losa; Tablero de vigas
prefabricadas
Abstract
The Spanish Structural Concrete Code EHE-08 was the result of a
review in deep of the previous code EHE-98. A large number of
modifi cations aimed to adapt the Spanish Code to the current
European Code framework and the current state of knowledge, to
promote the improvement of the quality of the work without
unjustifi ed additional costs and to contribute to sustainable
development. In this context, this work aimed to compare the
results obtained when applying the EHE-08 and the Eurocode 2 to the
design project of different concrete structures. Six structural
types were studied. These types are considered representative of
the most frequent structural concrete works in Spain and also cover
a broad spectrum of techniques for structural concrete (reinforced
concrete and prestressed concrete (post-tensioned and prestressed),
prefabricated and in-place construction, building structures and
public works). 2013, Asociacin Cientfi co-Tcnica del Hormign
Estructural (ACHE). Published by Elsevier Espaa, S.L. All rights
reserved.
Keywords: Structural concrete; Two-way slab; One-way slab; Slab
deck; Precast girder deck
Comparacin de resultados obtenidos en el proyecto de estructuras
de hormign aplicando la Instruccin EHE-08 y el Eurocdigo 2
Concrete structural design using Spanish code EHE-08 and
Eurocode 2: comparison of results
Antonio Mar Bernata, Eva Oller Ibarsa,*, Jess M. Bairn Garcaa,
Noem Duarte Gmezb y Antoni Cladera Bohigasc
a Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Departamento de
Ingeniera de la Construccin, Universidad Politcnica de Catalua,
Barcelona, Espaab Ingeniera Tcnica de Obras Pblicas, Master en
Ingeniera Estructural y de la Construccin, Departamento de
Ingeniera de la Construccin,
Universidad Politcnica de Catalua, Barcelona, Espaac Dr.
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Departamento de Fsica,
Escuela Politcnica, Universidad de las Islas Baleares, Mallorca,
Espaa
Recibido el 19 de julio de 2013; aceptado el 19 de noviembre de
2013
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16 A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
con la existencia del Marcado CE, las Directivas Europeas
relativas a libre circulacin de mercancas y profesionales, los
Eurocdigos y el Cdigo Tcnico de la Edifi cacin [3], entre otras
normas.
3. Mejorar la calidad en las obras, manteniendo o aumentan-do el
nivel de seguridad estructural sin sobrecostes injusti-fi cados,
mediante un impulso al control del proyecto y de la ejecucin y
mediante una apuesta clara por los distintivos de calidad como
herramienta de valor aadido y garanta para el usuario.
4. Contribuir al desarrollo sostenible, introduciendo toda una
serie de medidas orientadas a implantar la cultura del
mante-nimiento, reducir el consumo de materias primas y energa,
aumentar la vida til de las estructuras y reducir los residuos
generados, la contaminacin y el impacto ambiental.
Estas modifi caciones implican consecuencias socio-econ-micas
que conviene estimar a fi n de asegurar la viabilidad de la
aplicacin prctica de la Instruccin en el proyecto y ejecucin de
estructuras de hormign, y tambin para evaluar el coste o el aho-rro
global que supone su implantacin en nuestro pas. Adems, la
Instruccin EHE-08 [1] tiende a converger hacia el Eurocdigo 2 [4]
(EC-2). Por ello, en este contexto, se plantea este documento, cuyo
objetivo es comparar los resultados de proyecto de diversas
estructuras segn estas dos Instrucciones, en trminos
exclusiva-mente de los materiales consumidos. Las estructuras
proyectadas corresponden a los tipos ms frecuentemente utilizados
en edifi -cacin y obras pblicas, de manera que puedan ser
representativas de un alto porcentaje de la totalidad de
estructuras construidas en nuestro pas. En este trabajo no se ha
pretendido proyectar estruc-turas con geometra muy compleja ni
hacerlo de forma exhaustiva, sino cubrir casos habituales con
geometra simple y focalizando ms en los aspectos globales que en
los detalles.
2. Planteamiento general
2.1. Tipos estructurales
Los tipos estructurales elegidos para el estudio comparativo
fueron: 1) edifi cio de viviendas u ofi cinas, con forjado
bidirec-cional, con varios stanos, con pilares, muros pantalla y
losa de cimentacin; 2) edifi cio de viviendas con forjado
unidireccional a base de semivigueta pretensada y losa de
compresin, prticos de hormign armado y zapatas aisladas; 3) edifi
cio industrial, con estructura prefabricada a base de pilares
esbeltos de hor-mign armado, jcenas de hormign armado y cubierta a
base de vigas pretensadas; 4) marco de hormign armado enterrado
construido in situ; 5) paso inferior bajo autova, constituido por
tablero de vigas prefabricadas pretensadas, incluyendo estribos y
su cimentacin y 6) puente losa continuo de hormign poste-sado,
incluyendo las pilas, cimentadas sobre zapatas, y estribos.
2.2. Metodologa empleada
Para la comparacin de los resultados del proyecto con las dos
normas, metodolgicamente, se opt por mantener lasdi-
mensiones y comparar las cuantas resultantes de armado, siempre
que ello no alterase sustancialmente las proporciones y el aspecto
esttico de la estructura. Por otra parte se trat de comparar
soluciones con armados constructivamente realistas tratando de
optimizarla segn criterios de cada norma. Se han considerado en las
mediciones las longitudes de anclaje y de solape necesario, las
armaduras de espera y las de construccin.
De cara a este estudio, se han considerado en las estructuras
construidas in situ los mismos coefi cientes parciales de
segu-ridad de acciones y de resistencias para ambas normas. Para el
caso de estructuras prefabricadas, se ha supuesto en los clculos
segn la EHE-08 [1] que los elementos disponen de un Dis-tintivo de
Calidad Ofi cialmente Reconocido en Espaa y en los clculos segn el
EC-2 [4] que disponen de un sistema de garanta de calidad con
Certifi cado de Conformidad Europeo.
3. Estudio comparativo del proyecto mediante la EHE-08 y el
Eurocdigo 2
3.1. Edifi cio de ofi cinas de forjado bidireccional macizo
3.1.1. Descripcin de la estructuraSe plantea un edifi cio
constituido por dos plantas stano,
planta baja, tres plantas tipo y planta cubierta (seis forjados;
el suelo del segundo stano va apoyado sobre solera). La distancia
entre ejes de pilares es de 5,00 m de luz; la luz de los forjados
tambin es de 5,00 m en ambas direcciones. En la direccin X, el
edifi cio est constituido por cuatro prticos de cuatro vanos cada
uno, formando 4 crujas. En la direccin Y, la estructura est
constituida por cinco prticos de tres vanos cada uno, for-mando
tres crujas. El canto del forjado tipo es de 25 cm siendo la altura
libre entre forjados de 2,50 m.
Los pilares son de seccin cuadrada con una seccin que disminuye
sucesivamente en 5 cm cada dos plantas, desde 25 25 cm en la planta
superior, 30 30 cm en las dos plantas inmediatamente inferiores, y
as sucesivamente. Se considera que los ejes de las vigas y de
pilares se encuentran en el mismo plano.
En la fi gura 1 se muestra una planta de un forjado tipo, y en
las fi guras 2, 3 y 4 se muestra una seccin en la direccin X y
otras dos secciones en la direccin Y donde se pueden observar las
crujas.
Tal y como se observa en las secciones, las plantas stano ocupan
nicamente la mitad de la planta del edifi cio. Por lo tanto, los
pilares de la zona donde hay stano se empotran en unos muros
pantalla, de 0,60 m de espesor, que contienen las tierras del
trasds. El resto de pilares presenta cimentacin su-perfi cial
mediante losa. El nivel fretico se encuentra a 1,50 m de
profundidad.
Para el clculo de los muros pantalla se consideran 7 fases en el
proyecto constructivo: 1) ejecucin de pantalla, rebaje de 1,0 m de
tierras y ejecucin de viga de atado; 2) excavacin hasta una
profundidad de 3,0 m en voladizo; 3) colocacin de un nivel de
apuntalamiento provisional o anclaje a una profun-didad de 2,50 m;
4) Excavacin hasta la cota inferior de la losa de cimentacin; 5)
ejecucin de la losa de cimentacin; 6)eje-cucin de forjado stano 1;
7) ejecucin de forjado planta baja.
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A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30 17
Las acciones del viento se han considerado tambin de acuerdo con
el CTE. Se ha tomado una presin dinmica de0,5 kN/m2, un coefi
ciente de exposicin de 2,0 y los coefi cientes elicos de 0,8 para
la presin y 0,4 para la succin. Los empujes de viento sehan tomado
en las dos direcciones.
El terreno del trasds del muro pantalla tiene una densidad de
2,0 t/m3, cohesin nula, y un ngulo de rozamiento inter-node 30.
Figura 1. Planta de un forjado tipo del edificio en estudio.
Figura 2. Seccin A-A en la direccin X.
Figura 3. Seccin B-B en la direccin Y.
Figura 4. Seccin C-C en la direccin Y.
Tabla 1Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EC-2 y EHE-08
Material Elemento Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coef.
Minoracin
EC-2 EHE-08
Acero Cualquiera B500S B500S gs = 1,15 gs = 1,15Hormign Losa
forjado y pilares C25/30 HA-25/P/20/I gc = 1,50 gc = 1,50Hormign
Zapatas, losa de cimentacin y pantallas C25/30 HA-25/P/20/IIa gc =
1,50 gc = 1,50
Tabla 2Acciones consideradas en el clculo de los forjados
kN/m2 Peso propio Carga perm. Sobrecarga uso Nieve
Planta cubierta 6,25 1,0 1,0 0,4Planta tipo 6,25 2,0 2,0 Planta
stano 6,25 1,0 2,0
3.1.2. Bases de clculoLos materiales empleados en proyecto son
los indicados en
la tabla 1, donde se presenta la designacin de acuerdo con cada
norma y los coefi cientes de minoracin de resistencia emplea-dos.
Se supone que el control de ejecucin es normal y que los materiales
no disponen de distintivos de calidad ofi cialmente
reconocidos.
Se han considerado, en todos los casos, las acciones segn el
Cdigo Tcnico de la Edifi cacin [3] (CTE), resumidas en la tabla 2,
realizando alternancia para las sobrecargas de uso sobre los
forjados.
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18 A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
Las combinaciones de acciones se han desarrollado siguien-do la
formulacin general de la EHE [1] que es igual a la dada en el CTE
[3] y que coinciden con las del Eurocdigo 2 [4].
Segn la Instruccin EHE-08 [1], se ha considerado una cla-se
general de exposicin no agresiva (ambiente tipo I) al tratarse del
interior de un edifi cio (sin condensaciones, para la resolu-cin de
este ejemplo). En la cimentacin y en los muros pantalla se ha
considerado una clase de exposicin IIa. En el caso del EC-2[4], se
ha adoptado clase de exposicin X0 que corres-ponde a no tener
riesgo de corrosin o ataque para el interior del edifi cio. En la
cimentacin se ha considerado un ambiente XC2 que corresponde a la
clase asociada a corrosin inducida por carbonatacin, para el caso
hmedo, raramente seco. En el muro pantalla se ha considerado un
Ambiente IIa segn la Instruccin EHE-08[1] y XC2 segn el Eurocdigo 2
[4]. Se supone que el suelo y el agua del nivel fretico no
presentan agresividad.
3.1.3. Resumen de resultadosLos esfuerzos elsticos calculados
para la resolucin segn
la Instruccin EHE-08 [1] coinciden con los del EC-2 [4] puesto
que los coefi cientes de mayoracin de las acciones coinciden, y
tambin los coefi cientes de simultaneidad adoptados. Las
com-binaciones de acciones son las mismas.
Para el clculo a fl exin de las vigas y fl exocompresin del
pilar, para ambas normas se ha adoptado un factor de cansancio de
acc = 1,00.
Se ha comprobado el fenmeno de inestabilidad en los pila-res. En
primer lugar, se ha calculado la esbeltez mecnica y se ha comparado
esta con la esbeltez lmite inferior para ver si es necesario o no
comprobar este estado lmite. Segn la Instruc-cin EHE-08 [1], la
esbeltez mecnica para el tramo de pilar comprobado es menor que la
esbeltez lmite inferior por lo que no resulta necesario comprobar
el Estado Lmite de Inestabi-lidad. Sin embargo, cuando se aplica el
Eurocdigo 2 [4], la esbeltez mecnica es mayor que la esbeltez lmite
inferior, y se han de considerar los efectos de segundo orden.
En el caso de los muros pantalla, una de las diferencias entre
los clculos realizados con la EHE-08 [1] y con el EC-2 [4] es la
consideracin del recubrimiento en la comprobacin a fi su-racin. Al
ser un muro hormigonado contra el terreno, el recu-brimiento mnimo
a considerar segn la Instruccin EHE-08 [1] es de 70 mm. Segn el
Eurocdigo 2 [4] es de 80 mm,
75 mmpor ser un elemento hormigonado contra el terreno ms 5 mm
porser una superfi cie irregular de hormign. Sin embar-go, para la
comprobacin de fi suracin, la Instruccin EHE-08 [1] permite
utilizar el del ambiente correspondiente (Ambiente IIa, 25 mm).
Esta diferencia infl uye enormemente en el clculo a fi suracin.
Segn la EHE-08 [1], en el dimensionamiento de la pantalla, la
armadura a disponer es de 14F20 + 6F25 de refuer-zo por mdulo de
2,60 m. Con esa disposicin de armadura la abertura de fi sura es
0,297 mm, menor que la mxima permitida de 0,30 mm. Segn el
Eurocdigo, la armadura resultante del dimensionamiento a fl exin
coincide con la de la EHE-08 [1]. Sin embargo, despus de comprobar
fi suracin, para que la aber-tura de fi sura sea menor de 0,30 mm,
es necesario aumentar este armado a 14F25 + 10F25 de refuerzo por
mdulo de 2,60 m.
En cuanto a la comprobacin de cortante, segn el Euroc-digo 2 [4]
sale una cuanta un poco superior puesto que no se considera la
contribucin del hormign a cortante en piezas con armadura de
cortante.
Para la losa de cimentacin, en Estado Lmite ltimo, la
en-volvente de esfuerzos coincide segn ambas instrucciones. La
hiptesis ms desfavorable es aquella en situacin defi nitiva en la
que el nivel fretico se ha recuperado en la zona donde se ha
realizado la excavacin para ejecutar la solera, y est actuando la
subpresin generada por la columna de agua.
En la tabla 3 se listan las cuantas de armadura pasiva
obte-nidas para los diferentes elementos que conforman el edifi cio
segn el clculo de acuerdo con la EHE-08 [1] y con el EC-2 [4].
Se observa que la cuanta de armadura pasiva en forjados y
pilares utilizando la EHE-08 [1] aumenta, respecto del EC-2 [4] un
39% y un 157% respectivamente. Estos valores tan altos son debidos
a que las dimensiones de las piezas, especialmente de los pilares,
se han mantenido, resultando cuantas mnimas, que son muy inferiores
en el EC-2 [4]. Sin embargo, en panta-llas y losas de cimentacin,
la armadura se reduce en un 13,5% y en un 6%, respectivamente. En
valor medio, el consumo de acero con la EHE-08 [1] es de un 18%
mayor que utilizando el Eurocdigo EC-2 [4].
Para el forjado tipo, la diferencia en cuanta total de acero es
de 9,4 kg/m2. La cuanta segn el EC-2 [4] es menor por las
di-ferencias existentes en las cuantas mnimas mecnicas y en la
adopcin del recubrimiento, que es ligeramente menor (22 mm) que el
correspondiente a la Instruccin EHE-08 [1] (25 mm). La armadura de
punzonamiento sale menor segn la Instruccin
Tabla 3Resultados de cuantas de armadura pasiva segn EC-2 y
EHE-08
EC-2 EHE-08 D
Elemento Medicin kg total Cuantas kg total Cuantas
Forjado 1650 m2 42.939 23,8 kg/m2 59.806 33,2 kg/m2 16.867412,5
m3 95,4 kg/m3 132,9 kg/m3
Pilar tipo 255,6 m 1.543 6,0 kg/m 3.969 15,5 kg/m 2.426 40,89 m3
37,7 kg/m3 97,0 kg/m3
Pantalla 550 m2 29.095 52,9 kg/m2 25.156 45,7 kg/m2 3.939330 m3
82,2 kg/m3 76,2 kg/m3
Losa de cimentacin 150 m2 5.727 38,2 kg/m2 5.386 35,9 kg/m2
341150 m3 76,4 kg/m3 71,8 kg/m3
15.013 kgTOTAL 79.304 48,06 kg/m2 94.317 57,16 kg/m2 9,09
kg/m2
-
A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30 19
EHE-08 [1], porque el factor beta que afecta a la tensin
tangen-cial de clculo es mayor segn el EC-2 [4], pero las
diferencias prcticamente no tienen incidencia en la cuanta
total.
Para el pilar, en caso de emplear la escuadra de 0,40 0,40
me-tros, la cuanta de armadura que resulta es la correspondiente a
la mnima geomtrica (que es mayor que la cuanta mnima mecni-ca,
Ustot= 0,1 Nd). La cuanta mnima geomtrica es del 4 por mil segn la
Instruccin EHE-08 [1] y del 2 por mil segn el EC-2 [4], es decir,
la mitad.
Para la pantalla, la nueva Instruccin EHE [1] supone un ahorro
considerable de cuanta de armadura en relacin al EC-2 [4]. El
ahorro es del 14%.
Para la losa de cimentacin, las cuantas de armadura resul-tan
bastante similares segn el EC-2 [4] y segn la EHE-08 [1]. El clculo
segn la Instruccin EHE-08 [1] supone un ahorro de armadura, del
orden de 3 kg/m2 en relacin al clculo segn el EC-2 [4].
En global, la diferencia entre el clculo segn la EHE-08 [1] y
segn el EC-2 [4] es de 15013 kg para todo el edifi cio, es decir se
obtiene una cuanta de 9,09 kg/m2 inferior cuando se proyecta segn
el EC-2 [4].
3.2. Edificio de viviendas con forjado unidireccional
3.2.1. Descripcin de la estructuraSe plantea un edifi cio
constituido por dos plantas stano,
planta baja, cinco plantas tipo y planta cubierta (ocho
forjados; el suelo del segundo stano va apoyado sobre solera). La
distan-cia entre ejes de pilares es de 5,50 m de luz; la luz de los
forjados tambin es de 5,50 m. La estructura est constituida por
cuatro prticos de cinco vanos cada uno, formando tres crujas (fi g.
5). El canto del forjado es de 29 (24 + 5) cm siendo la altura
libre entre forjados de 2,60 m. De este edifi cio se han calculado
las jcenas y los pilares.
Los pilares sern cuadrados con una seccin que disminuye
sucesivamente en 5 cm cada dos plantas, desde 25 25 cm en la planta
superior, 30 30 cm en las dos plantas inmediatamente inferiores, y
as sucesivamente. Se considerar que los ejes de las vigas y de
pilares se encuentran en el mismo plano.
En cuanto al forjado unidireccional, se ha optado por calcu-lar
un forjado de viguetas prefabricadas de hormign preten-sado de dos
vanos, de 5,00 y 5,50 m, y un voladizo de 1,00 m (fi g. 6). Se ha
estudiado este caso en lugar del correspondiente
Figura 5. Prtico interior a calcular.
Figura 6. Geometra del forjado.
-
20 A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
a la fi gura 5 para considerar vanos con longitudes diferentes y
con voladizo. Se supone la existencia de prticos en la direccin del
forjado encargados de resistir las solicitaciones debidas a
esfuerzos horizontales (viento y sismo). El intereje de viguetas es
de 700 mm y las semiviguetas son de 12 cm de canto.
3.2.2. Bases de clculoEn la tabla 4 se detallan los materiales
empleados en el pro-
yecto del edifi cio con forjado unidireccional. Los coefi
cientes de minoracin de resistencia de los mate-
riales, los de mayoracin de acciones y los de simultaneidad son
iguales segn el Eurocdigo 2 [4] (Anejo A en el caso de reduccin
basada por control de calidad y tolerancias redu-cidas) y segn la
EHE-08 [1] (con certifi cado de calidad). En cualquier caso, los
valores de gc y gs adoptados segn el EC-2 [4] podran diferir en
funcin del Anejo Nacional. En el caso de utilizar medidas
geomtricas reducidas o reales en el dimensio-namiento y que el
coefi ciente de variacin de la resistencia del hormign no supere el
10%, los coefi cientes a adoptar podran llegar a ser gc = 1,35 y gs
= 1,05. Los valores adoptados son los indicados en la tabla 4.
Para el clculo del edifi cio se han considerado las acciones
segn el CTE, indicadas en la tabla 5, realizando alternancia para
las sobrecargas de uso.
Las acciones del viento se han considerado tambin de acuerdo con
el CTE. En particular se ha tomado una presin di-nmica de 0,5
kN/m2, un coefi ciente de exposicin de 2,0 y los coefi cientes
elicos de 0,8 para la presin y 0,4 para la succin. Se ha tenido en
cuenta el viento en ambas direcciones.
Las acciones consideradas en el clculo del forjado tipo son:
peso propio del forjado 3,0 kN/m2, solado 1,0 kN/m2, tabiquera 1,0
kN/m2, tendido inferior de yeso 0,2 kN/m2 y sobrecarga de uso 2,0
kN/m2. Adems, en el extremo del voladizo, se conside-ra una carga G
= 8 kN/m, debida a un cerramiento de fbrica.
Se considera que los esfuerzos coinciden segn ambas normas,
aunque la redistribucin plstica de tensiones, tal y como est
ex-puesta en la Instruccin EHE-08 [1], no fi gura en el EC-2 [4],
al tratarse de una norma ms general. Para las jcenas, se contempla
una redistribucin del 15% de los momentos negativos.
Se considera un ambiente XC1, que es vlido para hormi-gones
dentro de edifi cios con baja humedad. Se supone que el edifi cio
es de clase estructural S4 (vida til 50 aos).
El valor de la tolerancia se ha tomado Dcdev = 5 mm (valor
recomendado en caso de un control intenso en el que se inclu-yan
mediciones del recubrimiento). Este valor dependera del Anejo
nacional.
Se considera un factor de cansancio, acc, igual a 1,00 (depen-de
del Anejo Nacional).
3.2.3. Resumen de resultadosEn el caso de las jcenas, la cuanta
de armadura a fl exin es
aproximadamente igual para los dos casos estudiados, si bien
para el EC-2 [4], al ser la armadura mnima menor que en la EHE-08
[1], se podra reducir un poco la cuanta de armado disponiendo los
refuerzos con la longitud mnima estrictamente necesaria. La
armadura a cortante en el dintel es del orden de un 30% ms elevada
en el EC-2 [4], al no considerar esta norma la contribucin del
hormign a la resistencia a cortante, compo-nente muy importante en
el caso de vigas con anchos de alma elevados (i.e. vigas
planas).
La armadura en los pilares obtenida segn el EC-2 [4] es muy
inferior a la dada por la EHE-08 [1], llegando a una re-duccin del
72,5%. Esta reduccin podra no tener senti-do y se debe al hecho de
que los momentos amplificados teniendo en cuenta los efectos de
segundo orden han dado menores que los momentos de primer orden,
por lo que se ha calculado con estos ltimos. La diferencia proviene
de la con-sideracin del momento fl ector de clculo igual a M0ED =
0,6 M02 + 0,4M01 0,4M02, ya que en el EC-2 [4] no se hace
distin-cin de si el pilar es traslacional o intraslacional. En el
casode calcular segn EHE-08 [1], se tomara M0ED = M02 en el caso
depilares traslacionales. Tambin cabe sealar que la cuanta de
armadura mnima prevista para pilares es menor en el EC-2 [4]. La
armadura geomtrica vale la mitad, mientras que la mecnica resulta
inferior al aparecer en el denominador el valor fyd en vez de
fyd,c. Adems, la separacin mxima entre cercos es mayor en el caso
del EC-2 [4] que en la EHE-08 [1]. Para el clculo del pilar, en el
EC-2 [4] no se produce la separacin entre traslacio-
Tabla 4Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EC-2 y EHE-08
Material Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coefi ciente de
minoracin
EC-2 EHE-08 EHE-08 con certifi cado A19
Armadura pasiva B500S B500S gs = 1,10 gs = 1,15 gs =
1,10Armadura activa Y 1770 C Y 1770 C gs = 1,10 gs = 1,15 gs =
1,10Hormign in situ jcenas y pilares C25/30 HA-25/P/20/I gc = 1,40
gc = 1,50 gc = 1,40Hormign in situ forjado C25/30 HA-25 /P/16/I gc
= 1,40 gc = 1,50 gc = 1,40Hormign viguetas C40/45 HA-40/P/16/I gc =
1,35 gc = 1,40 gc = 1,40
Tabla 5Acciones consideradas en el clculo del edifi cio
kN/m2 Peso propio forjado Carga permanente Sobrecarga uso
Nieve
Planta cubierta 3,0 2,0 1,0 1,0Planta tipo 3,0 2,2 2,0 Planta
baja 3,0 2,2 3,0 Planta stano 3,0 1,2 3,0
-
A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30 21
nales e intraslacionales, sino que se habla de braced elements o
unbraced elements. En el caso del ejemplo, al no haber panta-llas
para los esfuerzos del viento, los pilares contribuyen a la
es-tabilidad horizontal del edifi cio, por lo que se trata de
unbraced elements. El valor de llim, necesario para conocer si es
preciso considerar los efectos de segundo orden, se encuentra en
los ane-jos nacionales. Se ha calculado segn la recomendacin
existente en el EC-2 [4], que en el caso de unbraced elements da
valores muy inferiores respecto a la Instruccin EHE-08 [1].
Para el clculo de la resistencia a cortante del dintel, se ha
seguido la recomendacin de limitar el valor de la resis-tencia a
traccin de la armadura a 400 MPa segn la nota del artculo 6.2.3(3)
del EC-2 [4]. Esta recomendacin no es obligatoria, pero se ha
considerado adecuado limitar el valor ya que tambin se ha limitado
en el clculo segn la Instruc-cin EHE-08 [1], que tambin recoge esta
limitacin como un comentario.
El Eurocdigo 2 [4] es una norma generalista no especial-mente
pensada para forjados de semivigueta y bovedillas, por lo que su
aplicacin genera ciertas dudas. En el EC-2 [4] no se presenta ningn
valor para el predimensionamiento del canto ms all del dado para
vigas y losas convencionales, aunque se incluye una correccin para
secciones en T que se ha aplicado en la resolucin de este ejemplo.
Tampoco fi gura en la norma EC-2 [4] la armadura de reparto a
disponer en la capa de com-presin. Se ha tomado idntica a la dada
en la EHE-08 [1].
La comprobacin a cortante se ha realizado utilizando la misma
metodologa dada en la Instruccin EHE-08 [1], aunque no fi gura de
manera explcita en el EC-2 [4]. En cuanto a la resistencia a
rasante, tampoco se contempla en el EC-2 [4] el engarce en cola de
milano.
En la tabla 6 se resumen las cuantas de armadura obtenidas para
dintel, pilar y forjados tipo.
En el caso del forjado, la nica diferencia entre la resolucin
segn la Instruccin EHE-08 [1] (con distintivos) y mediante el EC-2
[4] proviene de la pequea diferencia en las longitudes mnimas de
anclaje.
En su conjunto, para las jcenas y nervios, la solucin con el
Eurocdigo [4] supone un consumo de acero por metro cua-drado de
superfi cie muy similar pero ligeramente superior que segn la
Instruccin EHE-08 [1]. Sin embargo, donde radica la mayor
diferencia de cuantas es en los pilares.
3.3. Edificio industrial prefabricado
3.3.1. Descripcin de la estructuraSe trata de una nave para
almacenamiento, con planta rec-
tangular de 66,0 m 93,5 m, ubicada en un parque logstico
de un puerto (fi g. 7). La estructura es totalmente
prefabricada, constituida por tres alineaciones de pilares de gran
altura, jce-nas que se apoyan sobre los mismos y vigas de cubierta
de gran luz que se apoyan en las jcenas.
Las vigas prefabricadas de cubierta son de hormign pre-tensado
tipo Y, de 33,2 m de longitud, con una luz entre ejes de apoyos de
33,0 m, dispuestas cada 2,75 m (fi g. 7). Estas vigas se apoyan
sobre jcenas tambin prefabricadas de hormign armado, con seccin en
T, dispuestas en direccin longitudi-nal y 11 m de luz (fi gs. 8 y
9), cuyas dimensiones varan segn se trate del contorno exterior o
de la alineacin interior. Todas las jcenas se apoyan en pilares
rectangulares prefabricados de hormign armado de 60 40 cm de seccin
disponiendo la ma-yor dimensin en la direccin transversal de los
prticos.
El cerramiento est constituido por losas alveolares preten-sadas
colocadas verticalmente, que se apoyan en su base y en la jcena
superior. La altura total del cerramiento es de 12,15 m. La altura
de los pilares vara entre 10,50 y 11 m. La cubierta se resuelve con
una chapa tipo sandwich.
El inters de esta estructura radica en el diseo de jcenas
prefabricadas de hormign armado y pilares esbeltos en una clase de
exposicin IIIa de acuerdo con la Instruccin EHE-08 [1], y vida til
de 50 aos.
La vinculacin de los pilares con la cimentacin, realizada
me-diante una unin en cliz, reproduce un empotramiento
perfecto.
Los prticos transversales, formados por los pilares y vigas en
Y, presentan una elevada fl exibilidad ante la actuacin de cargas
transversales (viento), al no disponer de nudos rgidos de
conexin.
Las jcenas y vigas de cubierta descansan sobre neoprenos,
elementos que permiten el movimiento horizontal y centran la carga.
Las dimensiones de los neoprenos son 150 200 5 mm (fi g. 10).
3.3.2. Bases de clculoLa estructura est ubicada en una zona
prxima al mar, lo
que corresponde a una clase de exposicin marina area, que de
acuerdo con la Instruccin EHE-08 [1] es IIIa y segn el EC-2 [4] es
clase XS1 Corrosin inducida por cloruros del agua marina. Para esta
clase de exposicin tanto la Instruccin EHE-08 [1] como el Eurocdigo
[4] recomiendan un hormign de resistencia en probeta cilndrica no
menor que 30 N/mm2. As pues, se adoptan los materiales indicados en
la tabla 7. Los coefi cientes de minoracin de los materiales
adoptados, de acuerdo con el apartado 2.4.2.4. y el Anejo A del
EC-2 [4] y del Captulo IV de la EHE-08 [1], correspondientes a un
elemento prefabricado, con un sistema de garanta de calidad con
confor-midad certifi cada, son los indicados en la tabla 7.
Tabla 6Resultados de cuantas de armadura pasiva en las jcenas
segn EC-2 y segn EHE-08 considerando o no distintivos de
calidad
EC-2 EHE-08 EHE-08 (con dist. calidad)
Elemento m3 hor. kg acero kg/m2 o kg/m3 kg acero kg/m2 o kg/m3
kg acero kg/m2 o kg/m3
Jcenas 105,2 3,48 kg/m2 108,6 3,59 kg/m2 101,0 3,34 kg/m2
Pilares 0,35 18,2 52,0 kg/m3 82,1 234,6 kg/m3 66,4 189,7
kg/m3
Nervio tipo 1,48 kg/m2 1,62 kg/m2 1,50 kg/m2
-
22 A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
La clase estructural por defecto es S4. Como la resistencia
adoptada es la estricta requerida para el ambiente marino areo, y
la vida til supuesta es de 50 aos, la clase estructural no se
mo-difi ca. Por tanto, el recubrimiento mnimo exigido es de 35
mm.
Los recubrimientos nominales de los elementos son iguales a los
mnimos, dado que la tolerancia es Dr = 0, al ser elementos
prefabricados con control de ejecucin intenso.
Las acciones consideradas en el clculo (tabla 8) son carga
permanente y acciones variables de nieve y viento. Para la ac-cin
del viento se han considerado los coefi cientes elicos de 0,8 para
la presin y 0,5 para la succin.
En relacin a la secuencia de montaje de la cubierta se plan-tea
avanzando simultneamente en ambos vanos, de forma que las jcenas no
estn sometidas a torsiones apreciables. No
Figura 9. Seccin B-B.
Figura 7. Planta del edificio industrial prefabricado.
Figura 8. Seccin A-A
-
A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30 23
obstante, los pilares pueden estar sometidos a fl exocompresin
recta con un momento en el plano ms dbil, cuando solo estn montadas
las vigas de cubierta de una de las dos jcenas que apoyan sobre el
pilar.
3.3.3. Resumen de resultadosEn la tabla 9 se presentan los
resultados de cuantas de arma-
dura pasiva de los elementos jcena y pilar.El Eurocdigo da lugar
a armados algo superiores que la Ins-
truccin EHE-08 [1], tanto en jcenas como en pilares, a pesar de
que el coefi ciente de minoracin del acero adoptado para elementos
prefabricados con un sistema de garanta de calidad
con conformidad certifi cada es de 1,05, en lugar del 1,10
adop-tado por la EHE-08 [1].
En las jcenas, el aumento global de la cuanta de arma-dura
proyectando segn el EC-2 [4] es del 7,3% respecto al proyecto segn
la EHE-08 [1]. El aumento en armadura lon-gitudinal es del 0,48%, y
el aumento de armadura transversal es del 38,22%, debido a que el
Eurocdigo no considerael trmino de contribucin del hormign a la
resistencia a cor-tante, Vcu. Ciertamente esta cuanta podra haberse
reduci-do utilizando un menor ngulo de inclinacin de las bielas
comprimidas.
En los pilares, el aumento de armadura segn el EC-2 [4] es del
3,5% y es debido a la armadura longitudinal (que aumentade 44,8
kg/m a 49,16 kg/m, esto es, un 9,7%). Este aumento pro-cede
exclusivamente del tratamiento de los efectos de segundo orden, que
son algo mayores segn el EC-2 [4], si bien, dada la complejidad del
comportamiento de los soportes esbeltos, esta diferencia es ms que
razonable.
Las diferencias en la armadura transversal radican en que el
Eurocdigo [4] permite una separacin mayor de armadu-ras
transversales en pilares (resultando 400 mm en lugar de 300
mm).
Figura 10. Detalles de cubierta
Tabla 7Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EHE-08 y EC-2
Material Elemento Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coef.
Minoracin
EC-2 EHE-08
Armadura pasiva Cualquiera B500S B500S gs = 1,05 gs =
1,10Armadura activa Vigas de cubierta Y1770C Y1770C gs = 1,05 gs =
1,10Hormign Jcenas C30/37 HA-30/B/12/IIIa gc = 1,35 gc =
1,35Hormign Pilares C30/37 HA-30/B/20/IIIa gc = 1,35 gc =
1,35Hormign Vigas de cubierta C50/60 HP-50/P/12/IIIa gc = 1,35 gc =
1,35
Tabla 8Acciones consideradas en el clculo de los forjados
Elemento Carga permanente (incluye peso propio)kN/m
NievekN/m2
VientokN/m2
Vigas cubierta Y 3,74 0,40 1,50Jcena interior 9,25 1,50Jcena
exterior 7,75 1,50Cubierta Sandwich 0,20 kN/m2 (1,95 m) 0,40
1,50Pilares 6,00 1,50
Tabla 9Resultados de cuantas de armadura pasiva en las jcenas y
pilares segn EC-2 y EHE-08
Armadura pasiva EC - 2 EHE-08 D
Elemento Medicin kg total kg/m kg total kg/m kg/m
Jcenas 561 m 29.469 52,53 27.309 48,68 3,85Pilar tipo 576 m
30.758 53,40 29.710 51,58 1,82TOTAL 60.228 105,93 kg/m 57.020
100,26 kg/m 5,67 kg/m
-
24 A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30
3.4. Marco de hormign armado
3.4.1. Descripcin de la estructuraLa estructura es un marco de
hormign armado cuya luz li-
bre es de LH = 10,0 m y la altura libre de LV = 6,0 m (fi g.
11); el marco est enterrado existiendo altura de tierras de 1,5 m
sobre el mismo. La clase de exposicin es IIa segn la EHE-08 [1] y
XC2 segn el EC-2 [4] por tratarse de un elemento enterrado. La vida
til especifi cada es de 50 aos.
El espesor de las losas superior e inferior es de 0,80 m y el de
los hastiales es 0,60 m.
3.4.2. Bases de clculoPara la clase de exposicin considerada se
recomienda segn
la EHE-08 [1] y el EC-2 [4] un hormign de resistencia en
pro-beta cilndrica no menor que 25 N/mm2. As pues, se adoptan las
resistencias indicadas en la tabla 10. En esta misma tabla se
indi-can los coefi cientes de minoracin de los materiales
adoptados, de acuerdo con el apartado 2.4.2.4. y el AnejoA,
correspondien-tes a un elemento ejecutado in situ, con un sistema
de garanta de calidad con conformidad certifi cada del Eurocdigo
[4].
La clase estructural por defecto es S4. Como la resistencia
adoptada es la estricta requerida para el ambiente XC2, la vida til
supuesta es de 50 aos, y como existe un sistema de ga-ranta de
calidad con conformidad certifi cada, el recubrimiento pasa de ser
S4 a S3. Por lo tanto, el recubrimiento mnimo exi-gido es de 20
mm.
Se han considerado las acciones indicadas en la tabla 11.Se ha
realizado el clculo de los esfuerzos modelizando la
seccin transversal del marco mediante elementos tipo barra. El
terreno de apoyo ha sido idealizado mediante un conjunto de muelles
cuya rigidez se obtiene a partir de un coefi ciente de balasto de 1
kp/cm3 = 10.000 kN/m3.
3.4.3. Resumen de resultadosLa tabla 12 presenta un resumen del
estado de mediciones
relativo a la armadura pasiva por metro de elemento en la losa
superior y en el hastial. Se observa como la cuanta de armadu-ra
segn el EC-2 [4] es ms elevada para la losa superior y re-sulta
ligeramente inferior para el hastial. En trminos globales, el
proyecto de acuerdo con el EC-2 [4] supone un 11% ms de armado que
segn la EHE-08 [1].
Figura 11. Seccin transversal del marco de hormign armado.
Tabla 10Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EC-2 y EHE-08
Material Elemento Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coef.
Minoracin
EC-2 EHE-08
Armadura pasiva Cualquiera A500 B500S gs = 1,10 gs = 1,10Hormign
Marco C25/30 HA-25/B/20/IIa gc = 1,40 gc = 1,40
Tabla 11Acciones consideradas en el clculo del marco de
hormign
Elemento Peso propio Peso de tierras Sobrecargas Empujes
terreno
kN/m2 kN/m2
Cubierta 20,0 30,0 4,0 kN/m2 Vehculo 600 kN
Solera 20,0 Hastiales 15,0 g = 20 kN/m3
F = 30, c = 0
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A. Mar Bernat et al / Hormign y Acero. 2014;65(271):15-30 25
Las diferencias existentes en armadura de fl exin, conside-rando
la longitudinal y transversal, son del orden del 10%. Las
variaciones son debidas a diferencias en las cuantas de ar-maduras
mnimas: la Instruccin EHE-08 [1] presenta valores de cuantas
geomtricas mnimas mayores que el Eurocdigo.
La diferencia importante radica en la armadura de cortan-te. El
Eurocdigo 2 [4], de manera conservadora, no conside-ra la
contribucin que el hormign introduce a la resistencia a traccin en
el alma, debiendo dimensionarse los cercos para absorber la
totalidad del esfuerzo cortante de agotamiento por traccin en el
alma. Los incrementos de armadura a cortante en la losa, que supone
el EC-2 [4], son del 65%. En la losa (elemen-to a fl exin y
cortante) el Eurocdigo 2 proporciona un 17,8% ms de armadura y en
los hastiales (elemento a fl exocompre-sin) un 3,1% menos.
3.5. Paso inferior bajo autova
3.5.1. Descripcin de la estructuraLa estructura analizada se
corresponde con un paso inferior
bajo autova, con una confi guracin habitual en este tipo de
es-
tructuras. Se plantea un paso (fi gs. 12 y 13) con un ancho de
tablero de 14,5 m y una luz de clculo de 25,0 m mediante una
solucin de vigas prefabricadas doble T de canto 1,3 m. Se ad-junta
un croquis de la seccin transversal estudiada y un alzado general
de la estructura.
Se ha considerado un glibo mnimo de 5,3 m, lo cual genera un
estribo de 9,2 m de altura. Los alzados de los estribos tie-nenun
espesor de 1,2 m.
3.5.2. Bases de clculoLas caractersticas de los materiales que
se consideran en el
proyecto son las detalladas en la tabla 13.La clase de exposicin
de la estructura es la XC4 + S4, por lo que
el recubrimiento es de 30 mm en vigas y 35 mm en losa y
estribos.Las cargas aplicadas para el clculo del tablero en los
mode-
los de clculo empleados son las siguientes:
Cargas permanentesPeso propio. Cargas muertas (Pavimento 2,88
kN/m2; Aceras, Barreras y Barandillas 10 kN/m).
Tabla 12Resultados de cuantas de armadura pasiva en el marco
segn EC-2 y EHE-08
EC - 2 EHE-08 D
Elemento Medicin kg total kg/m3 kg total kg/m3 kg/m3
Losa superior 16,0 m3/m 1.592 99,47 1.352 84,50 kg/m3 14,97
(15,0%)Hastial 7,2 m3/m 452 62,83 467 64,86 kg/m3 2,03 (3,2%)TOTAL
2.044 88,09 1.819 78,40 kg/m3 9,69 (11,0%)
Figura 12. Seccin transversal del tablero.
Figura 13. Seccin longitudinal del paso inferior.
-
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Pretensado y esfuerzos hiperestticos del pretensado.Acciones
diferidas derivadas de retraccin y fl uencia. Cargas horizontales
producidas por el rozamiento en apoyos deslizantes.
Accin Permanente de valor no constante (G*): Acciones debidas al
Terreno Las caractersticas del material de relleno de los estribos,
para el diseo de los mismos, se obtendrn a partir de los siguientes
parmetros: g = 20 kN/m3; c = 0; F = 30.
Acciones variables Sobrecargas de uso (sobrecarga uniforme 4,0
kN/m2; vehculo
pesado: 2 600 kN; como frenado y arranque se consideran 270 kN
repartidos en 25 m; fuerza centrfuga; sobrecarga en terraplenes
adyacentes 10 kN/m2). Acciones trmicas: variacin uniforme de la
temperatura de 13 C.Viento (vref = 28 m/s Tipo de entorno II).
Impacto de vehculos sobre barreras Con sistema rgido: 306 kN a
1,00 m sobre la superfi cie del
pavimento, repartidos en 3,00 m de ancho en base de barrera.
Para el diseo de barrera facilitado, esto equivale a unos
100 kN/ms til, actuando a la altura del tubo superior. Este
valor coincide con la resistencia del perfi l y de los tornillos
que forman la barrera.
La estructura considerada se ha calculado distinguiendo en-tre
tablero y estribos. El estudio longitudinal de la estructura,
para realizar el reparto de las acciones horizontales, se ha
de-sarrollado mediante hojas de clculo, simulando el prtico que
confi guran los estribos y el tablero, asignado a cada elemento su
rigidez longitudinal correspondiente.
El anlisis de las estructuras objeto de este anejo de clculo se
ha abordado mediante la tcnica del emparrillado, tanto para el
clculo del tablero, como de los estribos. El tablero se simula
mediante un emparrillado plano, mientras que para el clculo de
estribos se considera un emparrillado tridimensional.
El comportamiento de todos los elementos ha sido conside-rado
elstico y lineal.
3.5.3. Resumen de resultadosEn las tablas 14 y 15 se recoge la
comparativa entre las cuan-
tas de acero obtenidas para cada elemento del paso inferior de
acuerdo con el EC-2 [4] y con la Instruccin EHE-08 [1]. Cabe
mencionar que la superfi cie total del tablero es de 372,65 m2.
Puede concluirse que las modifi caciones en cuantas no son muy
signifi cativas, siendo, en general, menores las cuantas de
armadura pasiva de acuerdo con la Instruccin EHE-08 [1]. La mayor
diferencia se observa en la armadura pasiva de la viga, debido a la
armadura de cortante necesaria, que a pesar de ser vigas
pretensadas, requieren armadura superior a la mnima en ambos casos.
La cuanta de armadura de cortante en el Eu-rocdigo 2 es de 286,3
kg, que es mayor que la requerida por la EHE-08 [1] (242,9 kg) por
no considerar el trmino de la contribucin del hormign Vcu a la
resistencia a cortante Vu2.
Tabla 13Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EHE-08 y EC-2
Material Elemento Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coef.
Minoracin
EHE-08 EC-2
Armadura pasiva Cualquiera B500 B500S gs = 1,10 gs =
1,10Armadura activa Cualquiera Y1860S7 Y1860S7 gs = 1,10 gs =
1,10Hormign prefabricado Vigas tablero C50/60 HP-50/F/12/IIb gc =
1,35 gc = 1,35Hormign in situ Alzados, Losa y Zapatas C30/37
HA-30/B/20/IIb gc = 1,40 gc = 1,40
Tabla 14Resultados de cuantas de armadura pasiva en el paso
inferior bajo autova segn EC-2 y EHE-08
Armadura pasiva EC - 2 EHE-08 D
Elemento m3 hor. kg total kg/m3 kg total kg/m3 kg/m3
Zapata estribo 92,66 3.747,26 40,44 3.860,00 41,66 1,22
(0,30%)Alzado estribo 111,55 7.110,56 63,74 6.907,50 61,92 1,82
(2,85%)Zapata muro 1 3,60 179,78 49,93 184,30 51,10 1,17
(2,51%)Alzado muro 1 5,17 239,02 46,23 231,00 44,68 1,55
(3,35%)Zapata muro 2 10,38 707,7 68,17 665,40 64,10 4,07
(5,97%)Alzado muro 2 17,29 793 45,86 702,40 40,62 5,24 (11,42%)Losa
tablero 80,82 7.705,74 95,34 7.705,74 95,34 0,00 (0,00%)Vigas 8,89
611,86 68,83 675,32 75,96 7,13 kg (10,35%)Total armadura pasiva
21.349,89 57,3 kg/m2 20.931,79 56,2 kg/m2 1,10 (1,91%)
Tabla 15Resultados de cuantas de armadura activa en las vigas
del paso inferior bajo autova segn EC-2 y EHE-08
Armadura activa EC - 2 EHE-08 D
Elemento m3 hor. kg acero kg/m3 kg acero kg/m3 kg/m3
Vigas 8,89 721,90 81,20 721,90 81,20 0,00 (0,00) %
-
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No obstante, esta diferencia se compensa por la mayor cuanta de
armadura de rasante que requiere la Instruccin EHE-08 [1] (175,35
kg) frente al EC-2 [4] (66,08 kg), debido especialmente al valor
mnimo del 1 por mil requerido.
En cuanto a la armadura activa, no hay diferencia alguna, debido
a que en las vigas pretensadas la cuanta de armadura activa viene
condicionada por los clculos a fi suracin.
3.6. Puente losa de hormign
3.6.1. Descripcin de la estructuraSe plantea el proyecto y
clculo de un puente losa carretero
pretensado con armaduras postesas adaptado de [5]. El puente es
de planta recta con 4 vanos de canto constante con una distribu-cin
de luces 20+25+25+20 m, como se muestra en la fi gura 14.
La infraestructura que soporta el tablero ha sido dimensiona-da
especfi camente para este estudio con el objetivo de obtener un
resultado ms completo de la incidencia econmica del uso de las
instrucciones EHE-08 [1] y EC-2 [4]. Aquella se com-pone
fundamentalmente de las 3 pilas de hormign armado, sus respectivas
zapatas y las riostras de soporte del tablero, la cual transmite
sus cargas a los estribos extremos mediante los apoyos. Todos estos
elementos se han proyectado de hormign armado. Las fi guras 14 a 16
muestran la defi nicin geomtrica de los elementos proyectados.
Figura 14. Alzado del puente losa pretensado.
Figura 15. Seccin transversal. Figura 16. Pila y estribo.
En los puntos de apoyo, el tablero se sustenta sobre apo-yos
elastomricos. En las pilas el apoyo es nico, formado por 1 neopreno
circular de 850 mm de dimetro, por lo que no ofrece apoyo a torsin
en estos elementos. En los estribos se disponen dos neoprenos de
400 400 mm separados una dis-tancia de 9,56 m para materializar el
empotramiento a torsin y satisfacer el estado lmite ltimo de
estabilidad. Este esquema requiere el uso de la riostra de apoyo a
la que se hace referencia arriba para transmitir las reacciones
desde el tablero al estribo.
3.6.2. Bases de clculoEn la tabla 16 se indican los materiales y
los coefi cientes de
minoracin empleados segn las normas estudiadas. Tanto la
Instruccin EHE-08 [1] como el EC-2 [4] (Anejo 2) permiten reducir
los factores parciales de seguridad de los materiales si se dispone
de distintivo de calidad y as se ha considerado en este estudio con
la intencin de explotar al mximo las noveda-des de cada norma
investigada. Los coefi cientes parciales de se-guridad de los
materiales, tanto para la EHE-08 [1] como para el EC-2 [4] son: gc
= 1,40 y gs = 1,10.
Se considera que la estructura se encuentra localizada en una
zona prxima al mar en ambiente IIIa segn la EHE-08 [1] y XS1 segn
el EC-2 [4], exposicin que ha sido aplicada a los elementos
tablero, pilas y estribos. Las zapatas, tanto de las pi-las como de
los estribos, no estn en contacto con el ambiente
Tabla 16Materiales empleados, designacin y coefi cientes de
minoracin segn EHE-08 y EC-2
Material Elemento Designacin EC-2 Designacin EHE-08 Coef.
Minoracin
EC-2 EHE-08
Armadura pasiva Cualquiera B500 (C500 en zapatas) B500S gs =
1,10 gs = 1,10Armadura activa Cualquiera Y1860S7 Y1860S7 gs = 1,10
gs = 1,10Hormign Tablero C35/45 HP35/B/20/IIIa gc = 1,40 gc =
1,40Hormign Pilas y estribos C30/37 HA30/B/20/IIIa gc = 1,40 gc =
1,40Hormign Zapatas C25/30 H25/B/20/IIa gc = 1,40 gc = 1,40
-
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y se considera que el terreno de contacto no es agresivo, por lo
que se considera que la clase de exposicin al que estn expues-tas
es IIa segn la EHE-08 [1]. La clase estructural del tablero,
estribo y zapata es S4 y la de la pila es S5.
Por otro lado, se ha considerado que la accin ssmica no es
determinante para la misma por lo que esta ltima no ha sido
considerada en las acciones de proyecto.
Las acciones de proyecto consideradas han sido las
si-guientes:
Peso propio de los elementos estructurales. Cargas permanentes.
Pretensado. Sobrecarga de trfi co de 4 kN/m2 distribuida en las
zonas
ms desfavorables y vehculo pesado de 600 kN colocado en las
zonas ms desfavorables.
Frenado y arranque. Fuerza paralela al eje del tablero
locali-zada a la altura de la calzada de 2,33 kN/m.
Gradiente trmico de 5 C. Viento. Se ha considerado una velocidad
de viento de re-
ferencia de 28 m/s (100 km/h) y una velocidad de clculo
de44,44
