ANÁLISIS DE UNA LAMA DE HORMIGÓN DE ULTRA ALTA RESISTENCIA CON FIBRAS: IHU ENFERMEDADES INFECCIOSAS Y TROPICALES DE MARSELLA

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DIRECCIÓN FACULTATIVA: AIA Architectes Ingénieurs Associés

EMPRESA: François Fondeville

CLIENTE: IHU Maladies Infectieuses et Tropicales de Marseille

EL EDIFICIO

Creado en el año 2012 en Marsella, el “IHU Enfermedades infecciosas y tropicales” es el único Instituto Hospital Universitario específicamente dedicado a la investigación de enfermedades infecciosas y tropicales en Francia.

El proyecto consiste en el suministro y la instalación de la estructura portante de acero galvanizado para el revestimiento de la fachada mediante un sistema de lamas de hormigón prefabricado de ultra alta resistencia (BFUHP), según el diseño personalizado del estudio AIA Architectes Ingénieurs Associés.

OBJETO DEL ESTUDIO

Estudiar una lama de hormigón de fibras de ultra alta resistencia (BFHUP) que se preveía colocar en el eficio “IHU Enfermedades infecciosas y tropicales de Marsella”.

Hormigón de fibras de ultra alta resistencia (BFUHP/UHPFRC):

Los componentes más importantes del UHPFRC són cemento y un significante volumen de fibras. Sus propiedades son una baja relación agua/cemento, más micro-sílica que el hormigón convencional y ausencia de gravas superiores a 4mm.

Las fibras reducen los requerimientos iniciales del armado convencional del hormigón. La relación agua/cemento es muy baja, alrededor de 0.20 o 0.25, para reducir la fracción de los poros y ganar más resistencia y durabilidad. La micro-sílica llena los poros aumentando la resistencia a compresión y la fragilidad respecto al hormigón convencional.

  • Mejora de la capacidad estructural y rigidez.
  • Reducción de la necesidad de armado debido a las fibras de acero.
  • Aumento de la resistencia al impacto, fuego y abrasión.
  • Reducción de la anchura de las grietas y control de éstas, que comporta un incremento de la durabilidad.
  • Baja permeabilidad que comporta una mejora de la resistencia térmica.
  • Necessidad de plastificantes o super-plastificantes.
  • Rentable

MÉTODO EXPERIMENTAL

Se hizo un prototipo a escala real de la lama de hormigón y algunos más a escala reducida con tal de hacer diversos ensayos.

  • Prueba de carga para la verificación de las deformaciones, resistencia y fisuración.
  • Ensayo sobre el arranque de los elementos de connexión lama-estructura de soporte.

Se proponía evaluar también la sensibilidad de la lama a la presión del viento mediante una prueba dinámica donde se determinarían las frecuencias naturales de la misma y se compararían con las frecuencias correspondientes a las frecuencias que la normativa vigente asocia a las ráfagas de viento.

Se realizaron dos tipos de prueba con tal de determinar la resistencia a la fatiga:

  • En la primera se aplica una carga a la pieza con una cierta frecuencia y se mide el desplazamiento inducido.
  • En la segunda se aplica un desplazamiento vertical a la pieza y se mide la fuerza necesaria para obtener ese desplazamiento

Como se podía intuir los esfuerzos fueron principalmente inducidos por las cargas existentes (peso propio del edificio), ya que los desplazamientos estaban fuertamente influidos por la rigidez de la estructura de apuntalamiento.

EQUIPO UTILIZADO

  • Sistema de adquisición estático: transductores de desplazamiento y galgas extensométricas.
  • Sistema de adquisición dinámico: acelerómetros.
  • Para comprobar la resistencia a la fatiga de las uniones atornilladas se utilizó una máquina hidráulica de ensayo de la fatiga, concretamente la Servosis ME 402E. Esta máquina tiene la capacidad de medir la resistencia a tracción, a compresión y fatiga del material de estudio.

RESULTADOS

Deformación de la pletina metálica:

Esta pletina conecta en realidad los tornillos y la lama de hormigón a un perfil metálico del edificio. Los tornillos, la unión con el hormigón y el hormigón mismo no recibieron ninguna influencia negativa perceptible de las cargas cíclicas, y los tornillos no se doblaron después de aplicarlas. La principal conclusión de las pruebas fue que las soldaduras de la pletina metálica al perfil metálico serian probablemente el componente más débil de la unión.

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