Soluciones para las plantas de hoy

J. L. de Miguel

La organización estructural de las plantas de piso ofrece muchas posibilidades diferentes.

La solución inmediata es la losa maciza , obviamente de hormigón armado . La losa transmite las cargas a los puntos de soporte por el camino más corto, "campo a través". Aunque el hormigón haga de cordón comprimido, se puede comprimir en todas direcciones simultáneamente o en la dirección que interese . El acero de tracción sin embargo resiste sólo en la dirección que se ponga , y o se distribuye de forma complicada o se dispone en cuadrícula pero se desaprovecha bastante - estadísticamente se dispone el doble de lo estricto- ; de una manera u otra su eficacia es menor. Con la solución de losa , el peso propio es importante y repercute desfavorablemente en el resto de la estructura. El canto adecuado - el menor posible por flecha - , habida cuenta de la generosa cantidad de hormigón, es , en losas, del orden del trigésimo de la luz máxima entre soportes puntuales, o el cuadragésimo si la losa esta empotrada en todo su perímetro a muros o vigas de altura importante, con un mínimo de 12 cm . Al tener que disponer un único canto en toda la superficie, éste es un pacto entre las necesidades de unos puntos y otros; sistemáticamente sobra resistencia en los puntos centrales del vano y hay agobio en las proximidades de los soportes.

La losa maciza de canto constante es una solución recomendable para luces pequeñas - menores de 5m - en edificios ordinarios, y en luces medias - entre 5 y 8m - para cargas fuertes si se refuerza con capiteles las zonas próximas a los soportes; para luces mayores, cuando el canto de la losa supere 25 o 30 cm , el peso propio es excesivo, siendo recomendable complementar la solución con vigas de descuelgue o pasar a otra solución con más canto que no suponga necesariamente tanto peso. La solución de hormigón aligerado con arcilla expandida, hoy por hoy, no resulta competitiva.

La solución de losa es indiferenciada en resistencia; la solución opuesta es la de estructurar la superficie con elementos lineales jerarquizados. Naturalmente hay que acabar siempre con elementos de relleno superficial, no necesariamente estructurales.

Con luces cortas y apoyos lineales - muros- , basta con una única familia de viguetas paralelas. En solución húmeda las viguetas son de hormigón armado, o pretensado, a intervalos entre 50 y 100cm, rellenando la superficie con hormigón sobre bovedillas recuperables o no, que salvan la distancia entre viguetas. La solución de viguetas de acero está arrumbada por costo; la solución metálica es la de chapa grecada, con nervios cada 15 a 50 cm, y una capa de hormigón de 3 a 10 cm sobre toda ella. En la solución seca, las viguetas o tablones de madera se disponen a intervalos entre 30 y 60 cm , cubriendo la superficie con tableros de fibras o partículas clavados a las viguetas.

Si los apoyos son puntuales - soportes- , la solución jerarquizada para una superficie de piso, consta de una familia de vigas de soporte a soporte , y otra superpuesta - en solución seca- o embebida - en solución húmeda- de viguetas y tablero o bovedillas del tipo anterior. Si una luz predomina mucho sobre la otra, la familia de vigas debe ser de altura mayor que la del forjado. Si las luces no son muy diferentes, en la solución húmeda se puede por simplicidad constructiva ir a vigas planas del mismo canto, con un mínimo de 16 cm. Si las luces en ambas direcciones son importantes -por ejemplo mayores de 8m- se hace necesario la organización en hasta tres familias con cantos diferenciados, a partir de tecnología de madera, de hormigón, de acero o mixtas.

En todos los casos de forjado sobre apoyos puntuales, aunque cada elemento es unidireccional, la solución completa debe entenderse como bidireccional, ya que la carga debe recorrer camino en las dos direcciones para llegar al soporte . La única diferencia es que en la losa lo hace "campo a través", y en la solución jerarquizada lo hace en zig-zag, de acuerdo con la disposición de piezas.

Los tableros no estructurales y las bovedillas pueden cubrir una luz de 0,50m a 1,00m; los tableros prefabricados o las losas sobre chapa grecada cubren bien entre 1,50m y 2,50m . Las viguetas convencionales de forjado son idóneas entre 3m y 7m de luz. Las vigas principales pueden salvar cualquier luz si pueden disponer de un canto proporcionalmente elevado. Para el forjado y las vigas planas, para vigas sueltas, tramos sencillos o piezas doblemente apoyadas el canto razonable está entre el décimo y el décimocuarto de la luz; para luces continuas es casi imposible superar el vigésimoquinto de la luz en tramos extremos y el trigésimo de la luz en los tramos interiores; los voladizos exigen generalmente del quinto al décimo del vuelo.

Hasta un canto de 0,40m en madera, 0,60m en acero ; y 1,00m en hormigón y mixtas, la sección de vigas es la trivial -perfil, listón o sección rectangular constante - ; por encima de esos valores se justifican soluciones sofisticadas, como sección compuesta, alveolada, triangulada, de láminas encoladas, en doble te , o de canto variable.

La solución jerarquizada de familias de vigas obliga a conducir la carga a los apoyos a través de recorridos específicos. Cada pieza soporta su carga en su dirección sin posiblidad de hacerlo en otra distinta más eficaz . Todo lo que cabe, al superponer o embeber los cantos de dos piezas confluyentes, es que la sección completa puede ser mixta en una de las direcciones.

Para simplificar los recorridos de la carga, asimilándolos a los -más efectivos- de una losa, en solución húmeda se pueden disponer vigas o nervios cruzados en todo punto, de manera que la carga pueda atajar saltando de una familia a otra, para elegir el camino más corto al soporte . Es la solución de forjado reticulado, con canto constante, peso y efectividad intermedia entre el forjado jerarquizado y la losa . La congestión de tensiones en los puntos angustiados se resuelve organizando un ábaco macizo en torno al soporte . El forjado reticulado es competitivo para cargas elevadas y luces medias , entre 6 y 10m. En cuanto a resistencia y cantidad de estructura, esta solución se parece mucho a la de dos familias -vigas y viguetas-, y en cuanto a deformación se parece a una losa, y como tal se puede diseñar con cantos entre el trigésimo y el trigésimo quinto de la luz mayor del módulo, con un mínimo de 20cm.

En los casos de forjado simple unidireccional sobre muros , y, en solución húmeda, los forjados con viga plana o reticulados , al tener que elegir un único parámetro de canto para satisfacer todos los elementos, y al crecer el peso bastante rápidamente con él, casi siempre la solución es el menor canto con flecha tolerable . En los casos de familias de vigas con libertad de altura, se puede optimizar cada una con independencia de las demás, y al no crecer el peso con el canto -que es básicamente sólo el del último elemento superficial-, la solución óptima es dotar a cada viga de canto amplio, adecuado a su propia luz; los valores aconsejables en vigas diferenciadas oscilan entre el quinto y el décimo de la luz, o el tercio del vuelo.

La solución con vigas en solución seca exige geometría rigurosa, soportes enfrentados, y que pueda modularse ; la solución húmeda , sobre todo la de viga plana , admite tanta libertad como la losa o el forjado bidireccional, aunque en ocasiones, la anarquía de medidas en viguetas, aconseja también realizar los nervios "in situ", sin prefabricados.

...