El siguiente artículo procede dela Primera Compañía del Octavo Buró de CSCEC y de la Red de Construcción Prefabricada  

         
Recientemente, un nuevo sistema estructural prefabricado propuesto por el académico Xiao Xuwen junto con el Instituto de Investigación de Ingeniería del Octavo Buró de CSCEC —el sistema de muros de corte de hormigón prefabricado sin conexión de la armadura de distribución vertical— se implementó y aplicó en la parcela B-11 del proyecto piloto de viviendas de alquiler de la zona de Wenzhuang en Jinan. Este sistemaelimina el complejo proceso de conexión por inyección de manguitos del sistema tradicional de muros de corte prefabricados, lo que mejora la calidad de la obra.

         

         

Parcela B-11 del proyecto piloto de viviendas de alquiler de la zona de Wenzhuang

         

La armadura de distribución vertical de los muros prefabricados de este sistema se dispone según los requisitos constructivos y se desconecta a nivel de forjado; al mismo tiempo, se amplían adecuadamente la longitud y la cuantía de armadura de los elementos de borde hormigonados in situ en ambos extremos para garantizar la capacidad portante. Los paneles prefabricados superior e inferior se conectan a nivel de forjado mediante aplastamiento con mortero, garantizando el comportamiento integral del sistema estructural de muros de corte. Para muros con baja relación de esbeltez de corte y altos requisitos de resistencia al corte, se puede añadir armadura diagonal para mejorar la ductilidad, la resistencia al corte y la capacidad de disipación de energía del muro.

         

Sistema de muros de corte de hormigón prefabricado sin conexión de la armadura de distribución vertical

         

Rendimiento y calidad fiables

         

Tras una investigación teórica sistemática, el estudio de las normativas vigentes y análisis por elementos finitos, el equipo de investigación del académico Xiao Xuwen propuso el método de diseño de este sistema y verificó mediante ensayos la fiabilidad de la estructura: con la misma relación de compresión axial, el comportamiento sísmico de las probetas prefabricadas es equivalente al de las probetas de comparación hormigonadas in situ, y algunos indicadores, como la ductilidad y la disipación de energía, son ligeramente mejores que los de las probetas de comparación hormigonadas in situ.

         

         

Proceso constructivo sencillo

         

La zona sur del segundo lote del proyecto cuenta con 6 unidades constructivas, todas ellas con estructura de muros de corte prefabricados. Los muros de corte prefabricados de las plantas 1-18 del edificio n.º 3 y de las plantas 1-16 de los edificios n.º 4 y 6 utilizan esta tecnología. Actualmente, el edificio n.º 3 ha alcanzado la planta 7 y el edificio n.º 4 la planta 4. En la práctica, los componentes de este sistema tecnológico carecen de manguitos; la preparación solo requiere verificar las cotas y el mortero de asiento, sin necesidad de considerar los pasadores de posicionamiento tradicionales. El proceso es sencillo y no se requiere inyección in situ, lo que garantiza la calidad y mejora la eficiencia constructiva.

         

         

Mejora de la eficiencia constructiva

         

Tras la aplicación de este sistema tecnológico, el izado y el posicionamiento solo requieren controlar las cotas y el posicionamiento horizontal; el tiempo de izado se reduce a la mitad en comparación con el sistema tradicional de conexión por manguitos de inyección, el uso de encofrados disminuye entre un 50 % y un 60 % y se reducen más de 200 manguitos de inyección por planta. Como los muros de corte no requieren inyección, se ahorra un día de tiempo de construcción por planta; además, la parte inferior de los muros prefabricados no presenta una gran cantidad de orificios de entrada y salida de mortero, lo que reduce en un 50 % el tiempo de aceptación de los componentes.

         

         

La aplicación exitosa del muro de corte sin conexión de la armadura de distribución vertical ha sentado una base sólida para su futura promoción y aplicación.

         

Muros de corte monolíticos prefabricados 

sin conexión de la armadura de distribución vertical

         

Contenido técnico principal

         

Actualmente, las formas de conexión de la armadura vertical en las estructuras de muros de corte de hormigón prefabricado incluyen principalmente la conexión por inyección de manguitos, la conexión por anclaje de mortero y la conexión atornillada. Aunque están incluidas en las normativas pertinentes, existen algunos problemas durante su ejecución:

         

(1) Gran cantidad de conexiones y elevado costo de los materiales de los accesorios de conexión;

         

(2) Altos requisitos de precisión en la fabricación y la construcción, dificultad en el montaje y posicionamiento, y baja eficiencia constructiva;

         

(3) Dificultad para garantizar la calidad de la conexión por inyección.

         

Para resolver los problemas anteriores, el equipo de investigación propuso un sistema estructural monolítico prefabricado de muros de corte con elementos de borde hormigonados in situ y paneles prefabricados intermedios sin conexión de la armadura de distribución vertical. El desarrollo de este nuevo sistema duró tres años y ha logrado avances significativos en la teoría del diseño y la investigación experimental.

         

(1) Se ha establecido el método de cálculo y diseño de este sistema;

         

(2) Se han completado 8 ensayos a escala real de muros de este sistema tomando como parámetros la relación de compresión axial y la relación de esbeltez de corte;

         

(3) Se ha completado el ensayo en mesa vibratoria del sistema estructural de muros de corte a escala 1/2;

         

(4) Se ha desarrollado la tecnología integrada de muros exteriores prefabricados de alto rendimiento «cuatro en uno».

         

Este nuevo sistema ha obtenido abundantes resultados de investigación y, bajo la evaluación organizada por el Comité Científico y Tecnológico de la Comisión de Construcción de Shanghái, la tecnología en su conjunto ha alcanzado un «nivel avanzado internacional».Los resultados de la investigación pertinentes se han incorporado al reglamento de la Asociación China de Normalización de la Ingeniería de Construcción: «Reglamento técnico de estructuras monolíticas prefabricadas de muros de corte de hormigón sin conexión de la armadura de distribución vertical».

         

Indicadores técnicos principales

         

(1) El comportamiento sísmico de este nuevo sistema es equivalente al del sistema de muros de corte hormigonados in situ, pero lo supera en ductilidad y disipación de energía.

         

(2) Los ensayos han verificado que el método de cálculo y diseño es razonable y que la estructura es segura y fiable.

         

(3) Bajo la acción de un sismo raro de intensidad 9, los elementos de borde de la planta baja del modelo de ensayo en mesa vibratoria sufrieron una rotura por flexión; la deformación máxima entre plantas fue inferior a 1/120, cumpliendo los requisitos de la normativa de diseño sismorresistente.

         

(4) Se ha desarrollado un producto de muro exterior prefabricado de alto rendimiento «cuatro en uno» cuyo grosor puede reducirse en 2/3 bajo los mismos requisitos de eficiencia energética, lo que permite aumentar la superficie útil del edificio en un 2 %.

         

Análisis de beneficios integrales

         

Beneficios económicos

         

(1) En comparación con los muros de corte prefabricados tradicionales con conexión por inyección de manguitos, el costo de inversión estructural se reduce aproximadamente un 10 %.

         

(2) La construcción tradicional de estructuras de muros de corte prefabricados requiere de 5 a 7 días por planta, mientras que con los muros de corte prefabricados sin conexión de la armadura de distribución vertical se logran de 4 a 6 días por planta, lo que mejora la eficiencia constructiva en un 15 %.

         

(3) Los beneficios integrales aumentan aproximadamente un 18 % en comparación con las estructuras tradicionales de muros de corte prefabricados.

         

Beneficios sociales

         

En comparación con las formas actuales de conexión de muros exteriores de corte en el país, la ventaja del sistema estructural monolítico prefabricado de muros de corte sin conexión de la armadura de distribución vertical radica en que, mediante un enfoque de igual resistencia a flexión, se aumenta adecuadamente la superficie de armadura de los elementos de borde, y garantizando que no se reduzca el comportamiento sísmico, se eliminan las conexiones por inyección de manguitos, anclaje de mortero o tornillos de la armadura de distribución vertical; se reduce el costo de los materiales y la precisión y la dificultad de producción y construcción; se mejora la eficiencia constructiva y se evitan los riesgos de seguridad asociados a estas conexiones, con una gran competitividad de mercado y perspectivas de aplicación. La introducción de este sistema elimina por completo los inconvenientes de las formas tradicionales de conexión de muros de corte y tiene un significado trascendental para el desarrollo de la industria de la construcción y del edificio prefabricado.

         

Ámbito de aplicación

         

(1) Aplicable a estructuras monolíticas prefabricadas de muros de corte sin conexión de la armadura de distribución vertical en zonas con intensidad de fortificación sísmica de 6 a 8 grados.

         

(2) La altura máxima aplicable debe cumplir los requisitos de la tabla siguiente.

         

         

(3) La categoría sismorresistente se determina según la tabla siguiente:

         

         

         

(4) Muros de corte con una relación de compresión axial no superior a 0,5.

         

(5)Cuando se emplean muros de corte prefabricados en las zonas de refuerzo inferior, sus elementos de borde deben adoptar medidas de refuerzo adecuadas.

         

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