Composite slab on steel beams

Los detalles constructivos recogen la solución de un forjado de chapa colaborante apoyado sobre un conjunto de pórticos y viguetas de acero.

La solución estructural propuesta da respuesta al problema de resolver un forjado con vuelos de hasta 5,00 m y luces entre pilares de 8,00 m, y al mismo tiempo, la imposibilidad de emplear vigas de gran canto, limitado por la altura máxima de la vivienda y la necesidad de espacio en el falso techo para el paso de los conductos de climatización. La solución fue emplear perfiles perfiles HEB e IPE con platabandas laterales para lograr una mayor rigidez. El forjado de chapa colaborante apoya directamente sobre la viguería sin emplear conectores. La correcta ejecución de estos es complicada, y en una situación en la que predominan los momentos flectores negativos, resulta poco efectiva si la conexión entre el forjado y la viguería no garantiza la construcción de una sección mixta. De este modo, la fijación de la chapa se limita a la ejecución de unos botones de soldadura.

En los dos primeros detalles se representa el encuentro de las viguetas con las vigas que más se repite. La sección en cajón permite la ejecución de una unión rígida (empotramiento) entre las viguetas en las vigas y, al enrasar las viguetas a la cara inferior de la viga, la chapa del forjado elegido se eleva dos centímetros sobre el ala superior de la viga y permite la continuidad de la capa de compresión.

En el detalle se refleja la disposición de unas pletinas bajo los puntos de apoyo de las viguetas con el objeto de facilitar el montaje. La chapa colaborante se describe indicando la indicación del fabricante y modelo elegido (algunos de los parámetros de cálculo de los forjados de chapa colaborante son empíricos y se determinan mediante ensayos específicos), así como su armadura de positivo (armadura por valle), negativo y mallazo antifisuración. Estas armaduras se definen indicando su diámetro, tipo de acero y recubrimiento mecánico. Este último varía según se trate de la armadura superior o la inferior ya que en la segunda el recubrimiento cumple con la misión de proteger la armadura frente al fuego.

En el tercero de los detalles se contempla la solución en el caso en el que se emplea una viga mayor que un HEB 280. En este caso, las pletinas de apoyo inferior se sustituyen por un perfil L 60.40.7 para permitir que la sección del forjado sea la misma en todo el forjado.

El cuarto detalle constructivo define el borde del forjado colaborante. El perfil en H se cierra lateralemente con una platabanda para permitir que se pueda soldar una L 60.40.7 sobre la que apoya la chapa del forjado. En el borde se dispone de un perfil de borde con forma de U con lados desiguales para contener el hormigón en la fase de hormigonado.

Construction details show that a slab solution collaborates in a combination of steel frames and joists.

The structural solution gives an answer to the question of how to build a slab with a flight of 5.00 meters and a space between pillars of 8.00 meter, when, at the same time, it is not possible to use beams with a higher edge. It is limited by the maximum height allowed for the house and the requirement of space in the false ceiling for the passage of the air conditioning ducts. The solution was to use HEB and IPE profiles with side plates to obtain greater rigidity. The composite slab rests on the beams without using connectors. The correct execution of these is complicated and, if the correct execution is not guaranteed, it is ineffective in a situation where the negative bending tensions are importants. In this way, the fixing of the profiled steel platform is achieved with button welds.

The most frequent union of the joists with the beams is shown in the first two constructive details. The drawer-shaped section achieves the construction of a rigid joint (underrum) between the beams and the joists, and when making up the joists with the bottom of the beam, the top part of the profiled steel platform chosen is two centimeters above the upper part of the beam. Thus, the continuity of cast concrete in situ is possible.

In these constructive details, the arrangement of some plates under the beam to facilitate assembly is shown . The profiled steel platform is described indicating the chosen manufacturer and the model (some of the calculation parameters of the composite slabs are empirical and are determined by specific tests), as well as the positive and negative reinforcement bars, and the welded wire reinforcement mesh. These reinforcements are described indicating their diameters, type of steel and mechanical coating. The coating changes depending on whether it is the upper or lower reinforcement. In the second case, the coating protects the reinforcement against fire.

The third constructive detail shows the solution in case a larger HEB 280 profile is used. In this case, the lower support plates have been replaced by profiles L 60.40.7. In this way, the height of the slab is the same.

The fourth detail shows the edge of the composite slab. The profile H is closed with a side plate to facility that it will be possible to weld a profile L 60.40.7 that allows support of the profiled steel platform. A U-shaped edge profile is provided with the two uneven sides to contain the concrete in the concreting phase.