El siguiente artículo procede de la Primera Compañía de la Octava División de Ingeniería de China Construction y la Red de Edificios Prefabricados  

         
Recientemente, un nuevo sistema estructural prefabricado propuesto por el académico Xiao Xuwen junto con el Instituto de Investigación de Ingeniería de la Octava División de China Construction —Sistema de muro de corte de hormigón prefabricado con armadura de distribución vertical sin conexiónEl sistema se aplicó en la parcela B-11 del proyecto piloto de viviendas de alquiler del sector Wenzhuang, en Jinan. Dicho sistema elimina el complejo proceso de conexión por inyección de lechada en manguito de la estructura tradicional de muro de corte prefabricado, lo que mejora la calidad de la obra.

         

         

Parcela B-11 del proyecto piloto de viviendas de alquiler del sector Wenzhuang

         

En este sistema, la armadura de distribución vertical de los muros prefabricados se dispone según los requisitos constructivos y se interrumpe en el nivel de cada planta; al mismo tiempo, se garantiza la capacidad portante aumentando adecuadamente la longitud y la cuantía de armadura de los elementos de borde colados in situ en ambos extremos. Los paneles de muro prefabricados superior e inferior se conectan en el nivel de planta mediante asiento de mortero por compresión, lo que asegura el comportamiento integral del sistema estructural de muro de corte. En el caso de los muros con una relación de brazo de cortante baja y requisitos elevados de resistencia a cortante, se pueden añadir barras diagonales para mejorar la ductilidad, la resistencia a cortante y la capacidad de disipación de energía del muro.

         

Sistema de muro de corte de hormigón prefabricado con armadura de distribución vertical sin conexión

         

Rendimiento y calidad fiables

         

El equipo de investigación del académico Xiao Xuwen, tras realizar estudios teóricos sistemáticos, análisis de las normativas vigentes y análisis por elementos finitos, propuso el método de diseño de este sistema y verificó mediante ensayos la fiabilidad de la estructura: bajo la misma relación de carga axial, el comportamiento sísmico de los especímenes prefabricados fue equivalente al de los especímenes de referencia colados in situ, e incluso algunos indicadores, como la ductilidad y la disipación de energía, fueron ligeramente superiores a los de estos últimos.

         

         

Proceso de construcción sencillo

         

El tramo sur del segundo lote del proyecto comprende 6 unidades de construcción, todas ellas con estructura de muro de corte prefabricado; de ellas, los muros de corte prefabricados de las plantas 1 a 18 del edificio 3# y los de las plantas 1 a 16 de los edificios 4# y 6# adoptan esta tecnología. En la actualidad, el edificio 3# está construido hasta la planta 7 y el edificio 4# hasta la planta 4. En la práctica de aplicación, los componentes de este sistema no llevan manguitos: los trabajos de preparación solo requieren comprobar las cotas de nivel y aplicar el asiento de mortero, sin necesidad de las tradicionales barras de posicionamiento; el proceso es sencillo y, al no requerir inyección de lechada en obra, la eficiencia constructiva es mayor sin menoscabo de la calidad.

         

         

Mayor eficiencia de construcción

         

Tras la aplicación de este sistema tecnológico, el izado y el asentamiento solo requieren controlar la cota de nivel y el posicionamiento horizontal; en comparación con el sistema tradicional de conexión por manguito con inyección de lechada, el tiempo de izado se reduce en más de la mitad, la utilización de encofrados disminuye entre un 50 % y un 60 %, y se eliminan más de 200 manguitos de inyección por planta. Dado que el muro de corte no requiere inyección de lechada, el tiempo de construcción de cada planta puede ahorrarse en un día; además, al no existir en la parte inferior del muro prefabricado una gran cantidad de orificios de entrada y salida de lechada, el tiempo de inspección y aceptación de los componentes se reduce en un 50 %.

         

         

La exitosa aplicación de este muro de corte con armadura de distribución vertical sin conexión ha sentado una base sólida para su posterior promoción y aplicación.

         

Sistema estructural de muro de corte prefabricado integral 

con armadura de distribución vertical sin conexión

         

Principales contenidos técnicos

         

En la actualidad, las principales formas de conexión de la armadura vertical en las estructuras de muro de corte de hormigón prefabricado son la conexión por inyección de lechada en manguito, la conexión por anclaje con lechada y la conexión atornillada, entre otras; aunque están recogidas en las normativas correspondientes, durante el proceso de construcción aún existen algunos problemas:

         

(1) el número de conexiones es elevado y el coste de los materiales de los accesorios de conexión es alto;

         

(2) los requisitos de precisión de fabricación y de construcción son altos, la instalación y colocación resultan difíciles y la eficiencia constructiva es baja;

         

(3) la calidad de la conexión por inyección de lechada es difícil de garantizar.

         

Para resolver los problemas mencionados, el equipo de investigación propuso un sistema estructural de muro de corte prefabricado integral en el que los elementos de borde se cuelan in situ y la armadura de distribución vertical de los paneles de muro prefabricado intermedios no se conecta. El desarrollo de este nuevo sistema duró tres años y logró importantes avances en la teoría de diseño y en la investigación experimental.

         

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

         

(2) se han completado los ensayos a escala real de 8 muros de este sistema, tomando como parámetros la relación de carga axial y la relación de brazo de cortante;

         

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

         

(4) se ha desarrollado la tecnología integrada «cuatro en uno» de fachadas exteriores prefabricadas de alto rendimiento.

         

Este nuevo sistema ha logrado abundantes resultados de investigación; bajo la evaluación organizada por el Comité de Ciencia y Tecnología de la Comisión Municipal de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural de Shanghái, la tecnología en su conjunto alcanzó el «nivel avanzado internacional».Los resultados de investigación correspondientes ya se han incorporado al reglamento de la Asociación China de Normalización de la Ingeniería y la Construcción: «Reglamento técnico para estructuras de muro de corte de hormigón prefabricado integral con armadura de distribución vertical sin conexión».

         

Principales indicadores técnicos

         

(1) El comportamiento sísmico de este nuevo sistema es equivalente al del sistema de muro de corte colado in situ, si bien resulta superior a este último en ductilidad y disipación de energía.

         

(2) Mediante ensayos se ha comprobado que el método de cálculo y diseño es razonable y que la estructura es segura y fiable.

         

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

         

(4) Se ha desarrollado el producto de fachada exterior prefabricada de alto rendimiento «cuatro en uno»; con los mismos requisitos de eficiencia energética, su espesor puede reducirse en 2/3 y la superficie útil del edificio puede aumentar un 2 %.

         

Análisis de los beneficios integrales

         

Beneficios económicos

         

(1) En comparación con el muro de corte prefabricado con la forma tradicional de conexión por inyección de lechada en manguito, el coste de inversión de la estructura se reduce aproximadamente un 10 %.

         

(2) La construcción de la estructura tradicional de muro de corte prefabricado requiere de 5 a 7 días por planta, mientras que con el muro de corte prefabricado de armadura de distribución vertical sin conexión se alcanzan de 4 a 6 días por planta, lo que supone un aumento de la eficiencia constructiva del 15 %.

         

(3) Los beneficios integrales aumentan aproximadamente un 18 % en comparación con la estructura tradicional de muro de corte prefabricado.

         

Beneficios sociales

         

En comparación con las formas de conexión de los muros de corte de fachada existentes en el país, las ventajas del sistema estructural de muro de corte prefabricado integral con armadura de distribución vertical sin conexión son las siguientes: mediante el criterio de resistencia equivalente a flexión se aumenta adecuadamente el área de la armadura resistente de los elementos de borde y, sin reducir el comportamiento sísmico, se eliminan las conexiones por inyección de lechada en manguito, por anclaje con lechada o atornilladas de la armadura de distribución vertical, lo que reduce el coste de los materiales y la precisión y dificultad de fabricación y construcción, mejora la eficiencia constructiva y evita los riesgos de seguridad que entrañan estas conexiones, confiriendo al sistema una gran competitividad en el mercado y amplias perspectivas de aplicación. La introducción de este sistema elimina por completo los inconvenientes de las formas tradicionales de conexión de los muros de corte y supone un hito para la industria de la construcción y el desarrollo de la edificación prefabricada.

         

Ámbito de aplicación

         

(1) Es aplicable a las estructuras de muro de corte prefabricado integral con armadura de distribución vertical sin conexión situadas en zonas con intensidad sísmica de diseño de 6 a 8 grados.

         

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

         

         

(3) El grado sísmico se determina según la siguiente tabla:

         

         

         

(4) Muros de corte cuya relación de carga axial no sea superior a 0,5.

         

（5）Cuando se adopten muros de corte prefabricados en la zona inferior reforzada, sus elementos de borde deberán reforzarse adecuadamente.

         

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