Sustitución del hormigón armado por HRFA en forjados convencionales de edificación

A lo largo de la historia, la construcción de forjados ha ido evolucionando y mejorando, tanto a nivel de técnicas constructivas como en la utilización de materiales novedosos, en la ejecución de forjados de edificación se ha empleado tradicionalmente el hormigón armado en todas sus variantes (viguetas prefabricadas, losas macizas, forjados reticulares, placas alveolares, etc.) así como, se han utilizado otros materiales, como el acero y la madera. En esta tesina se muestran, de forma resumida, las técnicas y procedimientos de cálculo, más utilizadas en forjados, diferenciando entre los sistemas de cálculo lineal y de cálculo no lineal. Con la evolución de esta tesina se quiere mostrar, un nuevo material con grandes posibilidades estructurales, el hormigón reforzado con fibras (HRFA) para la construcción de forjados bidireccionales apoyados directamente sobre pilares, o bien sobre muros; como alternativa al uso del hormigón armado, mostrando así sus propiedades y su características en el diagrama tensión – deformación, también se pondrán de manifiesto sus ventajas e inconvenientes para su uso en edificación. El estudio se plantea desde la forma general, analizando toda la información y los procedimientos disponibles y estudiados hasta el día de hoy del hormigón reforzado con fibras, hasta el punto concreto con la realización de un análisis numérico de diferentes soluciones y aplicaciones de forjados para poder obtener así unas conclusiones lo más concretas posibles. Al igual que en dimensionado de hormigón armado, en primer lugar, tenemos que determinar las acciones solicitantes, definidas en la instrucción correspondiente. Después debemos determinar la respuesta de una placa de HRFA sometida a una carga, para ello utilizamos la teoría plástica, ya que la incorporación de fibras en el hormigón proporciona un comportamiento altamente dúctil e isótropo. La carga última de una placa depende de su momento último, de sus dimensiones y del mecanismo de rotura posible. El momento último que agota la sección debe obtenerse a través del análisis seccional. Para este último paso son necesarios ensayos experimentales en probetas de HRFA para obtener así la resistencia residual a tracción del HRFA. Por último, una vez se han adquirido los conocimientos necesarios, se plantea una serie de análisis numéricos de forjados usando las teorías explicadas para el dimensionamiento de secciones de HRFA. Esta tesina muestra que es completamente viable el diseño y construcción de forjados bidireccionales utilizando el hormigón reforzado con fibras de acero. A día de hoy no existen demasiadas experiencias sobre la utilización de este material en forjados de edificación, por este motivo, para poder avanzar hay que poner en práctica los conocimientos que se tienen sobre el HRFA con el fin de obtener mejores resultados en el futuro.Throughout history, the building slab has been evolving and improving, both in terms of construction techniques as the use of new materials. In the execution of building floors as traditionally been used reinforced concrete in all its variants (prefabricated beams, solid slabs, waffle slabs, hollow core, etc.) and have been used other materials such as steel and wood. In this dissertation are shown in summary form, techniques and procedures of calculation used in floors, differentiating between linear and nonlinear computing system. With the evolution of this dissertation will be shown a new material with great potential structural, steel fiber reinforced concrete (SFRC) to build bidirectional slabs supported directly on pillars or on walls, as an alternative to the use of reinforced concrete, thus demonstrating its properties and characteristics in the stress - strain curve, also will reveal its advantages and disadvantages for use in buildings. The study is approached from the general form, analyzing all the information and procedures availables and studied until today of steel fiber reinforced concrete, to the specific form to the implementation of a numerical analysis of different solutions and forged applications for obtain conclusions as concrete as possible. As in design of reinforced concrete, first, we must determine the actions defined in the regulations. After we determine the response of SFRC slab subjected to a load, for this we use the plastic theory, since the incorporation of fibers in the concrete provides a highly ductile and isotropic behavior. The ultimate load of a slab depends on its final moment, their dimensions and the possible failure mechanism. The final moment exhausting section is obtained by sectional analysis. For the latter procedure experimental trials are needed to obtain test tubes of SFRC and residual tensile strength of SFRC. Finally, once you have acquired the necessary knowledge, raises a number of analysis using forged theories explained for the dimensioning of SFRC sections. This dissertation shows that it is entirely feasible the design and construction of two-way slabs using reinforced concrete with steel fibers. Today there are not many experiences in the use of this material in building floors, therefore, moving forward we must implement what is known about the SFRC to perform better in the future