DAU 06/040 - Servidor de Comunicaciones CGATE … · las vigas cruzadas con estribos verticales o...

DAU 06/040Documentode adecuación al uso

Denominación comercial: Titular del DAU:

HDBHalfen Group

Dirección del titular:

Liebigstraβe 1440764 Langenfeld(Alemania)Tel. +49 2173 9700Fax +49 2173 970123

Tipo genérico y uso:

Armadura de punzonamiento HDB formada por pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos forjados, unidos entre sí mediante pletinas o barras corrugadas de montaje soldadas a los pernos.

Validez Edición y fecha:

Desde: 30.10.2006 A

Hasta: 29.10.2011 30.10.2006

La validez del DAU 06/040 está sujeta a las condiciones del Reglamento del DAU. La edición vigente de este DAU es la que figura en el registro que mantiene el ITeC; a título informativo, se incorpora en la página web del Instituto www.itec.es.

Este documento consta de 40 páginas.Queda prohibida su reproducción parcial.

Plantas de producción:

Liebigstraβe 14 Otto-Brüner-Str. 340764 Langenfeld 06556 Artern(Alemania) (Alemania)

Ul. Kolejowa 18ª63460 Nowe Skalmierzyce(Polonia)

Página � de 40 • DAU 06/040 • Edición A

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Índice

1. Descripción del producto y usos previstos 51.1. Definición del producto 51.2. Usos a los que está destinado 61.3. Limitaciones de uso 6

2. Características de las armaduras HDB y sus componentes 72.1. Armaduras de punzonamiento HDB 72.2. Tipos de armaduras HDB 92.2.1 Para su empleo en construcciones in situ 92.2.2 Para su empleo en losas prefabricadas 102.3. Componentes de la armadura HDB 112.3.1 Pernos a base de barras corrugadas de acero con extremos forjados 112.3.2 Pletinas o barras corrugadas de montaje 122.3.3 Pletinas de sujeción 12

3. Fabricación 133.1. Materias primas 133.2. Proceso de fabricación de las armaduras HDB 133.2.1 Pernos a base de barras corrugadas de acero con extremos forjados 133.2.2 Armaduras HDB 133.3. Presentación del producto 13

4. Control de la producción de las armaduras HDB 144.1. Control de materias primas 144.2. Control del proceso de fabricación 154.3. Control del producto final acabado 154.4. Control de ejecución en obra 15

5. Almacenamiento, transporte y recepción en obra 165.1. Almacenamiento 165.2. Transporte 165.3. Control de recepción de los elementos en obra 16

6. Criterios de proyecto y ejecución del sistema 166.1. Criterios de proyecto 166.1.1 Criterios estructurales 166.1.2 Disposiciones constructivas particulares para zonas con requisitos sísmicos 216.1.3 Metodología de cálculo 216.2. Criterios de ejecución 266.2.1 Introducción 266.2.2 Orden cronológico de colocación 266.2.3 Colocación y fijación de las armaduras HDB 266.2.4 Disposición de los pernos de la armadura HDB 26

7. Referencias de utilización 28

8. Visitas de obra 28

9. Evaluación de ensayos y cálculos 299.1. Introducción 299.2. Evaluación de la adecuación al uso del sistema 299.2.1 Resistencia mecánica y estabilidad (RE núm. 1) 29

de 40 • DAU 06/040 • Edición A

9.2.2 Seguridad en caso de incendio (RE núm. 2) 329.2.3 Higiene, salud y medio ambiente (RE núm. 3) 339.2.4 Seguridad de utilización (RE núm. 4) 339.2.5 Protección contra el ruido (RE núm. 5) 339.2.6 Ahorro de energía y aislamiento térmico (RE núm. 6) 339.2.7 Aspectos de durabilidad y servicio 33

10. Seguimiento del DAU 34

11. Comisión de expertos 35

12. Documentos de referencia 35

13. Evaluación de la adecuación al uso 36

14. Lista de modificaciones de la presente edición 37


1.1. Definición del producto

La armadura de punzonamiento HDB de Halfen Group está constituida por pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos forjados, que se suminis-tran en módulos de 2 o 3 pernos unidos por uno de sus extremos mediante soldadura a una pletina de montaje cuando está previsto su empleo en construcciones in situ. Adicionalmente se pueden fijar pletinas de sujeción conectadas a las pletinas de montaje para facilitar la co-locación en obra de los módulos HDB.

Las armaduras de punzonamiento HDB empleadas en losas prefabricadas presentan barras corrugadas de acero o pletinas de montaje soldadas a las cañas de las barras. También es posible encontrarlas conectadas a las armaduras electrosoldadas en celosía que constitu-yen parte de la losa prefabricada mediante puntos de soldadura.

Los posibles diámetros de las barras corrugadas de acero que constituyen los pernos son 10, 12, 14, 16, 20 y 25 mm. El diámetro del extremo forjado es el triple del diámetro de las barras. La altura de los pernos que se incorporarán en las losas o zapatas corresponde con la distancia entre los bordes más alejados de las armadu-ras longitudinales superiores e inferiores.

Las armaduras de punzonamiento HDB constituyen, junto con el sistema de dimensionado y comprobación incluido en el documento, un sistema para aumentar la resistencia frente a los esfuerzos de punzonamiento en secciones de hormigón. La distribución de las armadu-ras de punzonamiento HDB se lleva a cabo uniforme-mente y de forma radial alrededor de la zona cargada.

Las armaduras de punzonamiento HDB no requieren una cualificación específica en su colocación, a diferencia de lo que sucede con los tipos de armaduras de punzona-miento tradicionales, como las barras inclinadas a 45º, las vigas cruzadas con estribos verticales o las barras verticales en forma de Z. La colocación de esos tipos de armaduras tradicionales se agrava cuando la densidad de las armaduras de los pilares y de la losa en el entorno de la zona cargada es elevada. Las barras inclinadas a 45º presentan un inconveniente añadido en relación con las armaduras basadas en barras verticales, que corres-ponde a su nula actividad frente al punzonamiento inver-so (sismo, asientos y pretensado ascendente).

La colocación de las armaduras de punzonamiento HDB debe llevarse a cabo bajo la supervisión de la Dirección

Técnica de la obra, que comprobará su ajuste a las indi-caciones contempladas en los planos de montaje.

El empleo de las armaduras de punzonamiento HDB per-mite eliminar, en la medida que el resultado de los cál-culos lo permitan, la posibilidad de emplear recrecidos o capiteles en las proximidades de las zonas sometidas a una carga concentrada cuando la sección de hormigón no es suficiente para contrarrestar por sí misma los es-fuerzos debidos a las acciones actuantes.

Los criterios de proyecto declarados por Halfen Group e incorporados en el presente documento incluyen las hipótesis y la metodología de cálculo necesarias para el correcto dimensionado de las armaduras de punzona-miento HDB. El empleo de dichas armaduras representa una alternativa a las soluciones tradicionales para au-mentar la resistencia frente a los esfuerzos transversales producidos por cargas concentradas en secciones de hormigón.

El presente documento no excluye la necesidad de rea-lizar las comprobaciones exigidas por la reglamentación vigente, que permiten garantizar la satisfacción de los estados límite últimos y de servicio de los elementos es-tructurales de hormigón que incorporen las armaduras de punzonamiento HDB.

Las armaduras de punzonamiento HDB se benefician del Zulassung número Z-15.1-213 de diciembre de 2003, emitido por el Deutsches Institut Für Bautechnik (DIBt).

Halfen-Deha SL comercializa en el territorio español las armaduras de punzonamiento HDB fabricadas por Hal-fen Group en sus instalaciones de Langenfeld y Artern, en Alemania, y Nowe Skalmierzyce, en Polonia.

Figura 1: Armadura de punzonamiento HDB de dos pernos, que in-corpora pletinas de montaje y muestra la colocación de las pletinas de sujeción.

1. Descripción del producto y usos previstos


Figura 2: Armadura de punzonamiento HDB de tres pernos, que in-corpora pletinas de montaje y muestra la colocación de las pletinas de sujeción.

1.2. Usos a los que está destinado

Las armaduras de punzonamiento HDB se emplean en losas de hormigón, zapatas y losas de cimentación flexi-bles, y losas prefabricadas, en las que sea necesaria la contribución de una armadura de punzonamiento para resistir los esfuerzos de punzonamiento a los que se en-cuentran sometidos.

1.3. Limitaciones de uso

Se limita el empleo de las armaduras de punzonamiento HDB a losas de hormigón, zapatas y losas de cimenta-ción flexibles, y losas prefabricadas, en las que la re-sistencia1 característica del hormigón empleado no se corresponda con los valores incluidos en el rango entre 25 y 50 N/mm2, ambas inclusive.

Las armaduras de punzonamiento pueden utilizarse en aquellos elementos constructivos cuyo espesor sea su-perior o igual a 180 mm. Ello no modifica en modo al-guno las indicaciones contenidas en la reglamentación vigente en relación con las dimensiones mínimas de la tipología de elemento constructivo en la que se desee incorporar las armaduras de punzonamiento HDB.

Tampoco se prevé el empleo de las armaduras de pun-zonamiento HDB en usos distintos a los contemplados en el apartado 1.2.

1 Resistencia característica del hormigón obtenida mediante ensayos con probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura.

Notas:· La configuración mostrada no presupone tipo.· Se ha obviado el resto de armaduras para dar claridad a la disposición de armaduras HDB. Figura 3: Distribución de armaduras HDB alrededor de una zona cargada.


2.1. Armaduras de punzonamiento HDB

Las armaduras de punzonamiento HDB están constitui-das por pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos forjados, unidos mediante una sol-dadura ligera de fijación a pletinas de montaje. Es posi-ble emplear barras corrugadas de acero en sustitución de las pletinas de montaje. La presencia de las pletinas de montaje permite asegurar la posición de los pernos durante el vertido y posterior vibrado del hormigón.

La tabla 1 relaciona las características geométricas de-claradas por Halfen Group respecto a la armadura HDB.

Dimensión Valores nominales y tolerancias (mm)

Diámetro del perno (d) 10 12 14 16 20 25

Altura del perno2 (h)(Distancia entre bordes más alejados de las armaduras longitudinales superiores e inferiores)

± 3

Diámetro del extremo forjado (d1) (3 veces el diámetro de la barra corrugada)

30 ±2 36 ±2 42 ±2 48 ±2 60 ±2 75 ±2

Espesor del extremo (L3) 7 +3 8 +2 9,5 +2,5 11 +2 13 +2 16 +3

Excentricidad3

eje X |X1-X2| 3 3 4 5 5 6

eje Y |Y1-Y2| 3 3 4 5 5 6

Radio de curvatura en la unión entre la barra corrugada y el extremo forjado (R)

2 +3 3 +3 5 +4 6 +4 8 +4 10 +4

2 Incluye ambos extremos forjados.3 Desviación entre el centro del extremo forjado y el centro de la barra

corrugada, expresada como el valor absoluto de la diferencia entre ambas distancias, medidas en dos diámetros perpendiculares.

Las armaduras de punzonamiento HDB están formadas por 2 o 3 pernos. Se puede emplear cualquier diámetro entre los posibles para las barras corrugadas que los constituyen. No es posible mezclar diámetros distintos de pernos en una misma armadura.

El número mínimo de pernos por armadura es 2. Se pue-den suministrar armaduras HDB con más de 3 pernos bajo pedido; en este caso las distancias entre ejes de pernos y desde ejes de pernos hasta extremos de ple-tinas se regirán por los valores indicados en la tabla 2 para armaduras HDB de 2 y 3 pernos.

2. Características de las armaduras HDB y sus componentes

Figura 4: Planta y alzado de un perno con los extremos forjados.

Tabla 1: Características geométricas de componentes de la armadura de punzonamiento HDB.


Dimensión Valores nominales y tolerancias (mm)

HDB-2: armadura de 2 pernos HDB-3: armadura de 3 pernos

Distancia entre ejes de pernos (b) 0,70·dm ±2 0,75·dm ±2 0,70·dm ±2 0,75·dm ±2

Distancia eje perno – extremo pletina4 (a) 0,35·dm 0,375·dm 0,35·dm 0,375·dm

Longitud total de pletina (L) 1,40·dm 1,50·dm 2,10·dm 2,25·dm

4 Para armaduras de 3 pernos corresponde a la distancia entre el eje del perno extremo y el extremo de la pletina.

Halfen Group dispone de armaduras HDB estándar correspondientes a las dimensiones de las losas más usuales, cuya altura oscila en múltiplos de 10 mm. Es posible solicitar armaduras HDB de alturas especiales.

Los valores nominales y tolerancias indicadas en la tabla 2 se encuentran referidos al canto útil medio de la losa (dm) obtenido como la media aritmética de los cantos útiles de las armaduras en ambas direcciones.

La colocación de varias armaduras de punzonamiento HDB alineadas alrededor de la zona cargada genera conjuntos de armaduras, cuyas posibilidades de combi-

nación se indican en la tabla 3. Un conjunto de armadu-ras de punzonamiento HDB equivale a cada uno de los radios que configuran la distribución radial de armadu-ras de punzonamiento alrededor de la zona cargada.

Con objeto de evitar errores en la colocación de las ar-maduras HDB no se permite mezclar en un conjunto de armaduras de punzonamiento HDB diámetros distintos de pernos, ni armaduras HDB cuyas dimensiones entre ejes de pernos, o entre ejes de pernos y extremos de pletinas de montaje, sean distintas.

Tabla 2: Características geométricas de las armaduras de punzonamiento HDB.

Conjuntos de armaduras HDB. Posibles combinaciones entre armaduras HDB

1 x HDB-2 1 x HDB-31 x HDB-2

+ 1 x HDB-2

1 x HDB-2 +

1 x HDB-3

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2

1 x HDB-3 +

1 x HDB-3

1 x HDB-3 +

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2 +

1 x HDB-2

Tabla 3: Posibles combinaciones entre armaduras HDB que dan lugar a un conjunto.

· a, b y L adquieren los valores indicados en la tabla 2, en función de dm. Figura 5: Dimensiones de una armadura HDB de 2 pernos dispuesta a tope contra el soporte.

· a, b y L adquieren los valores indicados en la tabla 2, en función de dm. Figura 6: Dimensiones de una armadura HDB de 3 pernos dispuesta a tope contra el soporte.


2.2. Tipos de armaduras HDB

Se diferencia entre las armaduras de punzonamiento HDB empleadas en construcciones in situ y las emplea-das en losas prefabricadas.

2.2.1 Para su empleo en construcciones in situ

El apoyo sobre las armaduras longitudinales de las ar-maduras de punzonamiento HDB mediante las pletinas de montaje o las pletinas de sujeción permite el correcto posicionamiento de dichas armaduras en relación con el elemento constructivo del que formarán parte.

En el proceso de ejecución es posible posicionar las ar-maduras de punzonamiento HDB con la pletina de mon-taje en su cara inferior, de modo que apoyen sobre el elemento de encofrado inferior. En este caso es necesa-rio interponer separadores de plástico o similar entre el elemento de encofrado inferior del elemento constructi-vo y dicha pletina, garantizando los recubrimientos míni-mos establecidos en el proyecto. En esta configuración se debe asegurar, mediante algún tipo de fijación o simi-lar, que los procesos de vertido y vibrado del hormigón no provoquen el vuelco de las armaduras HDB.

Figura 7: Apoyo de armaduras HDB sobre encofrado inferior con inter-posición de separadores y con pletina de montaje.

Figura 8: Disposición de armaduras HDB apoyadas sobre las armadu-ras longitudinales superiores sin pletinas de sujeción.

Figura 9: Disposición de armaduras HDB apoyadas sobre las armadu-ras longitudinales superiores mediante pletinas de sujeción.


2.2.2 Para su empleo en losas prefabricadas

En las losas prefabricadas en las que se prevé el uso de armaduras de punzonamiento HDB se considera el uso de armaduras electrosoldadas en celosía que se ajusten a las exigencias indicadas en el artículo 31.4 de la ins-trucción EHE.

Las armaduras de punzonamiento HDB empleadas en losas prefabricadas presentan distintas opciones para asegurar su posición durante el vertido y vibrado de hor-migón, según se indica a continuación:

· Armaduras HDB con seguro de posición soldado.

Las armaduras HDB empleadas en losas prefabrica-das pueden disponer de pletinas de montaje solda-das a la caña de los pernos, en lugar de disponerse soldadas a los extremos de los pernos como sucede con las armaduras HDB para construcciones in situ.

- Armaduras HDB apoyadas sobre la armadura longitudinal superior de las armaduras electro-soldadas en celosía. El apoyo se realiza a través de las pletinas de montaje o de las barras corru-gadas de acero que las sustituyan, y en ambos casos soldadas a las cañas de los pernos de las armaduras HDB.

Cuando se utilicen barras corrugadas de ace-ro soldadas a ambos lados de los pernos que constituyen las armaduras HDB, se deben utilizar barras corrugadas de acero Ø6 como elemento de conexión entre pernos de hasta Ø16, y ba-rras corrugadas de acero Ø8 como elemento de conexión para diámetros de pernos superiores a Ø16.

En esta situación la resistencia al corte del nudo de soldadura entre la pletina de montaje o barra corrugada de acero y el perno, cuando el diá-metro de este último es inferior o igual a 12 mm, debe ser superior al 30% e inferior al 60% de la carga unitaria máxima a tracción (fmax)

5; para diá-metros de perno superiores a 12 mm dicha resis-tencia al corte del nudo no debe ser superior al 50 % de dicha carga unitaria máxima a tracción.

5 La carga unitaria máxima a tracción se define, según la Instrucción EHE, como aquella carga aplicada sobre una armadura a partir de la cual se produce el fenómeno de estricción. Dicha Instrucción deter-mina la estricción como el porcentaje de variación entre la sección recta inicial (sin carga) y la sección recta final (de rotura).

La distancia entre el extremo inferior de los per-nos que constituyen la armadura HDB y la pleti-na de montaje o barra corrugada debe ser como máximo de 80 mm.

Cuando en losas prefabricadas las armaduras HDB se combinan con armaduras electrosolda-das en celosía, la distancia entre el extremo in-ferior de los pernos y la pletina de montaje debe ajustarse a la altura de dichas armaduras electro-soldadas en celosía para evitar interferencias.

- Armaduras HDB apoyadas a las barras longitu-dinales superiores de armaduras electrosoldadas en celosía mediante soldadura de dichas barras longitudinales a las cañas de los pernos. En esta disposición el posicionamiento de las armaduras HDB en el forjado se lleva a cabo mediante la soldadura puntual de las barras longitudinales superiores de las armaduras electrosoldadas en celosía a las cañas de los pernos.

Nota: · Se ha obviado el resto de armaduras para facilitar la comprensión

de la figura.

Figura 10: Armadura de punzonamiento HDB con soldadura de per-nos a las armaduras longitudinales de las armaduras electrosoldadas en celosía.

· Armaduras HDB con seguro temporal de posición.

Se trata de armaduras HDB apoyadas sobre las ban-cadas a través de barras corrugadas de acero en for-ma de U invertida. Dichas barras corrugadas están soldadas a las cañas de los pernos, cuyos extremos


se encuentran protegidos mediante fundas que ga-rantizan los recubrimientos nominales.

En esta disposición se sueldan barras corrugadas de acero, de entre 4 y 6 mm de diámetro en forma de U invertida, a las cañas de al menos dos pernos de la armadura HDB. Dichas barras corrugadas de acero incorporan en sus extremos partes de plástico que recubren el acero en una longitud igual o superior al recubrimiento previsto.

Estas barras corrugadas de acero se colocan a una distancia máxima de 80 mm desde la arista exterior del extremo de la barra forjada en la zona de presión.

Junto con la colocación de los barras corrugadas de acero en forma de U invertida, es necesario que los pernos que constituyen las armaduras HDB es-tén conectados mediante pletinas de montaje en la zona del extremo forjado superior. En este caso se emplean placas de sujeción desmontables una vez el hormigón de la losa prefabricada ha endurecido. A dichos efectos se considera que el hormigón ha alcanzado el endurecimiento cuando su resistencia a compresión es superior o igual a 12 N/mm2.

Las placas de sujeción desmontables se forman con dos listones en forma de V de chapa cuyo espesor varía entre 0,5 y 1,0 mm. Los listones se conectan en al menos dos puntos utilizando cinta o bridas.

Figura 11: Vista tridimensional de armadura de punzonamiento HDB con seguro temporal.

Figura 12: Alzado de armadura HDB con seguro temporal de posi-ción.

Figura 13: Vista en planta de armadura de punzonamiento HDB con seguro temporal.

2.3. Componentes de la armadura HDB

Las armaduras de punzonamiento HDB están constitui-das por los siguientes componentes:

· Pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos forjados

· Pletinas o barras corrugadas de montaje

· Pletinas o barras corrugadas de sujeción

2.3.1 Pernos a base de barras corrugadas de acero con extremos forjados

Se trata de barras corrugadas de acero del tipo BSt 500 S de acuerdo con la norma DIN 488-1:1984, a las cuales se les aplica un proceso de forjado de sus extremos en el transcurso de la fabricación. Dicho proceso de forja-do consiste en el calentamiento, estampado y posterior enfriamiento de dichas barras corrugadas.

En la tabla siguiente se muestran las características mecánicas y los valores límite exigidos en la norma DIN 488-1:1984:

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Característica Valores mínimos

Resistencia a tracción en N/mm2 (fs) 550

Límite elástico en N/mm2 (fy) 500

Relación entre la resistencia a tracción y el límite elástico (fs/fy)

1,05

Alargamiento para la carga máxima (%) 10

Tabla 4: Características mecánicas mínimas del acero tipo BSt 500 S.

2.3.2 Pletinas o barras corrugadas de montaje

Se trata de pletinas de montaje en acero plano con una resistencia frente a la corrosión aumentada según el Zu-lassung Z-30.3-6, o de un acero S 235 JR según DIN EN 10025 con tratamiento de galvanización. También se pueden emplear barras corrugadas de acero de diáme-tros comprendidos entre 6 y 10 mm, del tipo BSt 500 S según DIN 488-1:1984, o acero redondo del tipo BSt 500 NR según DIN 488-1:1984.

Las dimensiones de las pletinas de montaje son inde-pendientes del diámetro o número de los pernos de la armadura HDB a las que se incorporan, correspondién-doles una anchura de 30 mm y un espesor de 4 mm. La figura núm. 13 expresa una posible configuración de perforaciones en las pletinas de montaje; es posible que se vea sujeta a ligeras modificaciones que no alteran las prestaciones del sistema.

El diámetro y distribución de perforaciones en las pletinas de montaje se puede realizar según:· Perforaciones Ø10 mm a 20 mm de distancia entre sus ejes y según

el eje longitudinal de la pletina.· Perforaciones Ø5,5 mm a 20 mm de distancia entre sus ejes y distri-

buidas alternativamente a 7,5 mm de distancia del eje longitudinal de la pletina, de acuerdo con una secuencia definida (VVV VVV VVV).

Figura 14: Posible configuración en pletina de montaje.

Las pletinas de montaje se conectan a los pernos me-diante soldadura. En los conjuntos de 2 y 3 pernos las distancias entre los ejes de los pernos son siempre de 0,75·dm o 0,70·dm, siendo dm el canto útil de la losa, mientras que la distancia entre los ejes de los pernos y los extremos de las pletinas es de 0,375·dm o 0,35·dm, de acuerdo con las indicaciones de la tabla 2. Esta mo-dulación permite posicionar los pernos de forma equi-distante entre ellos al unir varios conjuntos de pernos, y también consigue posicionarlos correctamente en direc-ción radial con respecto al pilar.

2.3.3 Pletinas de sujeción

El posicionamiento correcto de los pernos en la vertical del elemento constructivo se consigue mediante el apo-yo de la armadura de punzonamiento HDB a las arma-duras longitudinales del forjado. Dicho apoyo se realiza a través de pletinas de sujeción que se fijan a las pleti-nas de montaje.


Las armaduras de punzonamiento HDB que comercia-liza la empresa Halfen Deha SL en territorio español se fabrican en las instalaciones que Halfen Group posee en las localidades de Langenfeld y Artern, en Alemania, y Nowe Skalmierzyce, en Polonia.

3.1. Materias primas

Las barras corrugadas de acero de diámetros 10, 12, 14, 16, 20 y 25 mm se adquieren a distintos proveedores que acompañan a cada suministro copias del certificado por el que se ajustan a las indicaciones de la norma DIN 488.

El resto de materias primas lo forman las pletinas de su-jeción y las pletinas de montaje. Estas últimas se reciben en forma de tiras de material que se perfora y corta a la longitud deseada en el transcurso de la fabricación.

3.2. Proceso de fabricación de las armaduras HDB

El proceso de fabricación en planta de las armaduras HDB a partir de barras corrugadas de acero y pletinas de montaje consiste en el forjado de los extremos de las barras corrugadas y el posterior ensamblaje de las pletinas de montaje mediante soldadura.

3.2.1 Pernos a base de barras corrugadas de acero con extremos forjados

Se procede al corte a medida de las barras corrugadas de acero de acuerdo con las especificaciones indica-das en las órdenes de fabricación, para posteriormente calentar sus extremos al rojo vivo mediante un horno de inducción. Una vez hecho esto se procede a su es-tampado y posterior enfriamiento, lo que constituye el perno.

3.2.2 Armaduras HDB

Las armaduras de punzonamiento HDB se obtienen a partir de pletinas de montaje y de pernos a base de ba-rras corrugadas de acero con extremos forjados, cuya unión se realiza mediante soldadura en uno de los ex-tremos de los pernos de una pletina de montaje en la que previamente se ha practicado un proceso de me-canizado.

3.3. Presentación del producto

Los pernos a base de barras corrugadas de acero con extremos forjados que constituyen las armaduras de punzonamiento HDB se presentan con una marca de identificación en cada extremo, llevada a cabo en el transcurso de la fabricación, que contiene la siguiente información:

· Marca H del Fabricante HALFEN, o el nombre del producto (HDB)

· Diámetro del perno

La correcta identificación de las armaduras HDB se completa mediante el marcado, utilizando un método resistente a la intemperie, del perno que se debe colocar más cerca del pilar, entre los que conforman la armadu-ra HDB, y de la pletina de montaje cuando la armadura HDB sea de las que poseen seguro temporal, con la si-guiente información:

· Número de homologación Z-15.1-213

La codificación de las armaduras de punzonamiento HDB responde al siguiente criterio:

HDB –dd/ hhh-n/LLL

donde:

dd: diámetro de los pernos en mm

hhh: altura total de los pernos en mm

n: número de pernos que forman la armadura HDB (2 o 3)

LLL: longitud total de la armadura HDB en mm

Figura 15: Posibles marcas de identificación en los extremos forjados de los pernos a base de barras corrugadas de acero.

3. Fabricación


El Sistema de Gestión de la Calidad que tiene implan-tado Halfen Group con sede en Langenfeld y plantas de producción en Langenfeld y Artern, en Alemania, y Nowe Skalmierzyce, en Polonia, junto con las empresas Halfen Deha AG en Suecia y Halfen Deha Sp. Z.o.o. en Polonia, para los procesos de diseño, desarrollo, pro-ducción y distribución de sistemas de anclaje para hor-migón, sistemas de tesado y transporte de sistemas de anclaje, fijaciones de fachada y sistemas de atirantado, productos y sistemas de fijación, se beneficia del certi-ficado de conformidad número QS-281HH con la norma DIN EN ISO 9001:2000, emitido por Germanischer Lloyd Certification GmbH (GLC) en fecha 21 de julio de 2005 y cuya validez expira el 31 de marzo de 2007.

La suficiencia de los controles que lleva a cabo Halfen Group en relación con el control de la producción de las armaduras de punzonamiento HDB ha sido evaluada por el ITeC en el transcurso de la elaboración del pre-sente DAU, con resultado satisfactorio.

4. Control de la producción de las armaduras HDB

4.1. Control de materias primas

Las materias primas empleadas en el proceso de fa-bricación de la armadura HDB se limitan a las barras corrugadas de acero, a las pletinas de montaje y a las pletinas de sujeción.

El suministrador de las barras de acero corrugado adjun-ta a cada envío una certificación de las características de los productos de acuerdo con la norma DIN 488-1.

Previamente al inicio del proceso de forjado, y para cada lote de cada diámetro de barras de acero corrugado, se lleva a cabo un ensayo de contraste con las caracterís-ticas incluidas en los certificados.

La tabla indicada a continuación muestra las caracterís-ticas evaluadas en dicho ensayo, su frecuencia de rea-lización y los valores de referencia tomados como límite de aceptación, así como la persona responsable de su control.

Característica evaluada Frecuencia Valores límite Responsable del control

Barras corrugadas de acero

Existencia de certificado de garantía por parte del suministrador

Uno para cada suministro --------Jefe del departamento de calidad

Límite elástico (N/mm2)Uno por cada lote y para cada diámetro de barra

> 500Jefe del departamento de calidad

Carga de rotura (N/mm2)Uno por cada lote y para cada diámetro de barra


Alargamiento de rotura (%)Uno por cada lote y para cada diámetro de barra


Análisis químicoUno por cada lote y para cada diámetro de barra

Los establecidos en la norma DIN 488

Jefe del departamento de calidad

Pletinas de montaje y pletinas de sujeción

Existencia de certificado de ensayos emitido por el suministrador

Una pletina por cada bobinaAjuste a las especificaciones contenidas en la ficha técnica


Tabla 5: Controles sobre las materias primas.


4.2. Control del proceso de fabricación

En la tabla indicada a continuación se relacionan las características que son objeto de control para cada subproceso de fabricación de las armaduras de punzo-namiento HDB.

Proceso Característica

Calentamiento de las barras corrugadas de acero

· Duración

· Color que adquiere el acero templado

Estampación · Desplazamiento del pistón

Enfriamiento · Duración

Tabla 6: Procesos objeto de control en el transcurso de la fabricación.

4.3. Control del producto final acabado

Característica Frecuencia Valores límite Responsable del control

Pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos forjados

Longitud (mm)· Una por cada ajuste de las máquinas· Una cada 2000 unidades producidas

± 3 Jefe del departamento de calidad

Diámetro del extremo forjado (mm)

· Una por cada ajuste de las máquinas· Una cada 2000 unidades producidas


Altura del extremo forjado (mm)· Una por cada ajuste de las máquinas· Una cada 2000 unidades producidas


Carga de rotura (N/mm2)· Una por cada ajuste de las máquinas· Una cada 2000 unidades producidas

> 550 Jefe del departamento de calidad

Armaduras HDB

Longitud total (mm)

· Una por cada ajuste de las máquinas· Una armadura diaria · Una armadura por tipo· Una armadura por línea de producción


Distancia entre pernos (mm)



Deflexión relativa6 entre pernos que conforman las armaduras HDB


· Debe superar h/10 sin romperse

· La carga aplicada debe superar 0,5 kN sin que se produzca la rotura


Tabla 7: Controles sobre el producto final

6 Distancia entre el eje de un perno que forma parte de una armadura HDB, antes y después de someterla a ensayo.

4.4. Control de ejecución en obra

El control de ejecución en obra de las armaduras HDB se lleva a cabo mediante la comprobación del ajuste a la información contenida en los planos de montaje, fruto del proceso de dimensionado previo, y que se limita a dos aspectos, según:

· Número total de pernos en zona C7 y en zona D. No es admisible un número de pernos en el área alrede-dor de la zona cargada inferior al consignado en los planos de montaje.

· Distribución de pernos en zona C y zona D. Los per-nos deben distribuirse uniformemente alrededor de la zona cargada.

7 Véase el apartado 6.1.3.5 para la definición de zona C y zona D.


5.1. Almacenamiento

Las armaduras HDB se embalan en cajas a su salida de las instalaciones de Halfen Group. No necesitan un api-lado especial. Asimismo no es necesario el uso de he-rramientas para la manipulación de las armaduras HDB.

El almacenamiento de las armaduras HDB en obra se llevará a cabo cumpliendo los preceptos indicados en el apartado 31.6 de la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE).

5.2. Transporte

No hay que tomar ningún tipo de precaución especial. Únicamente se debe procurar que las cajas en las que se encuentran almacenadas las armaduras HDB no se vean sometidas a movimientos en el transcurso del transporte que provoquen daños en su contenido.

5.3. Control de recepción de los elementos en obra

Para cada lote de productos recibido en obra se com-prueba la coincidencia del material recibido con el indi-cado en el pedido, mediante el control de las siguientes características:

Característica objeto de control Responsable

Número de pernos por armadura HDBResponsable de la Dirección de obra

Ajuste a las dimensiones indicadas en el albarán, que incluyen:· Diámetro de los pernos· Longitud de los pernos· Número de pernos por armadura HDB

Responsable de la Dirección de obra

Tabla 8: Características y responsable del control de recepción en obra.

6.1. Criterios de proyecto

6.1.1 Criterios estructurales

El empleo de las armaduras HDB para la satisfacción del estado límite de punzonamiento en estructuras de hormigón armado o pretensado requiere un proceso de dimensionado previo a su instalación en obra, de acuer-do con la metodología e hipótesis de cálculo propuestas por Halfen Group y trasladadas al presente documento.

El presente documento alcanza exclusivamente las com-probaciones relativas al estado límite de punzonamiento en placas o losas sobre apoyos aislados, en losas de ci-mentación y en zapatas flexibles. Técnicos cualificados pertenecientes a la Dirección Técnica de la obra deben llevar a cabo las comprobaciones exigidas por la regla-mentación vigente correspondientes al estado límite de agotamiento por tensiones normales, al estado límite de agotamiento frente a cortante y, cuando sea necesario, a los estados límite de fisuración, deformación y vibra-ciones.

Las comprobaciones correspondientes al estado límite de agotamiento por tensiones normales en placas o lo-sas sobre apoyos aislados y en losas de cimentación se llevarán a cabo bajo la consideración de un esfuerzo de flexión equivalente que tenga en cuenta el efecto produ-cido por los momentos flectores y torsores existentes en cada punto de la losa.

Los siguientes apartados relacionan las hipótesis y la metodología de cálculo que, de acuerdo con la informa-ción proporcionada por Halfen Group, se deben consi-derar en el proceso de dimensionado de las armaduras HDB, y que permiten la satisfacción del estado límite de punzonamiento.

6.1.1.1 Rangos admisibles de espesor de los elementos constructivos

Se limita el empleo de las armaduras de punzonamiento HDB a elementos constructivos cuyo espesor sea igual o superior a 180 mm, sin que ello afecte a las dimensio-nes mínimas de dichos elementos constructivos esta-blecidas en la reglamentación vigente.

5. Almacenamiento, transporte y recepción en obra

6. Criterios de proyecto y ejecución del sistema


6.1.1.2 Rangos dimensionales máximos de aplicación para las zonas cargadas

El empleo de las armaduras HDB está limitado por las dimensiones de la zona cargada que acomete la losa o zapata, según se indica a continuación en función de la forma de la zona cargada:

· Cuadrada o rectangular: (a+b)·2 ≤ 11·dm

· Circular: dst ≤ 3,5· dm

donde:

a, b: lados que conforman el cuadrado o rectángulo, li-mitados según: b ≤ a ≤ 2·bdm: canto útil medio de la losa dst: diámetro de la zona cargada

En el apartado 6.1.1.5 del documento se presenta más información relativa a los rangos dimensionales máxi-mos en función de la situación de proyecto que se pre-sente.

6.1.1.3 Rangos de cuantía geométrica de armado longitudinal

La cuantía geométrica de armado longitudinal incorpo-rado en la losa o zapata debe ajustarse a las indicacio-nes siguientes:

ρ = (ρ1x·ρ1y)1/2 ≤ min {0,306·fck/fyk; 0,02}, con fyk ≤ 500 N/mm2

siendo:

ρ: cuantía geométrica del armado longitudinal incorpo-rado en la losa o zapata y correspondiente al ancho de losa inscrito en el área delimitada por el perímetro crítico en ambas direcciones principales ρ1x y ρ1y

ρ1x = asx / dm

ρ1y = asy / dm

asx, asy (cm2/m)dm (cm)

Se debe considerar, a su vez, el cumplimiento del artícu-lo 42.2.3 de la instrucción EHE en lo relativo a la cuantía geométrica mínima en ‰ de armado longitudinal en lo-sas, referido a la sección total de hormigón. En dicho artículo se establece una cuantía geométrica mínima de 1,8 ‰ para acero B 500 S, correspondiente a cada una de las armaduras, longitudinal y transversal, repartida en las caras. En zapatas y losas de cimentación se deberán cumplir las indicaciones contempladas en la Instrucción EHE.

6.1.1.4 Clase de resistencia del hormigón

El hormigón que constituye los elementos constructivos en los que está previsto incorporar las armaduras de punzonamiento HDB debe ajustarse a una resistencia característica, incluida en el intervalo entre 25 y 50 N/mm2, obtenida mediante ensayos con probetas cilíndri-cas de dimensiones 30·15 cm.

La instrucción EHE establece en el artículo 30.5 el uso de hormigones cuya resistencia característica a com-presión no sea inferior a 25 N/mm2 cuando se emplee en hormigones armados o pretensados.

6.1.1.5 Perímetro crítico interior y perímetro crítico exterior

El perímetro crítico a lo largo del cual se comprueba la resistencia a cortante se define como el perímetro que rodea el área cargada a una cierta distancia de la misma. En el caso que nos ocupa se considera que el perímetro crítico interior se sitúa a una distancia de 1,5·dm de los bordes de la zona cargada. Situar el perímetro crítico interior a esta distancia obedece a interpretar que, en el proceso de transferencia de esfuerzos mediante el mo-delo de bielas de hormigón y tirantes, la inclinación de dichas bielas de hormigón es de 33,7º.

En las figuras indicadas a continuación se indica el pe-rímetro crítico interior que debe ser considerado en el cálculo para cualquier situación de proyecto que pueda presentarse.

��

�

�

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��

��

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��

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�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

· Caso 1: Área cargada rectangular interior

con: b ≤ a ≤ 2·b, 2·(a+ b) ≤ 11·dm

· Caso 2: Área cargada rectangular de borde paralelo a la dimensión a

con: b ≤ a ≤ 2·b,

· Caso 3: Área cargada rectangular de borde paralelo a la dimensión b

con: b ≤ a ≤ 2·b,


��

�

�

�

�

��

��

�

�

�

��

��

�

�

��

��

�

��

�

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��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

Figura 16: Consideración de perímetro crítico interior en función de la geometría de la zona cargada.

Se considera la presencia de un segundo perímetro crí-tico, más alejado de la zona cargada que el anterior y definido como el perímetro crítico exterior, que se sitúa a 1,5·dm del perno más alejado de la zona cargada.

��

��

�

��

Siendo:· dm: canto útil· ls: distancia desde el borde de la zona cargada hasta el perno de la

armadura HDB más alejado· l1: longitud de anclaje deducida de lb,neta y de la distribución de mo-

mentos flectores en torno a la zona cargada· b: espesor de la zona cargada

Figura 17: Sección lateral de una losa con armaduras. HDB

6.1.1.6 Esfuerzo cortante de cálculo total

El esfuerzo cortante de cálculo empleado se obtiene de la reacción en la zona cargada producida por las accio-nes aplicadas, que se encuentran afectadas por los co-rrespondientes coeficientes de seguridad.

El valor del esfuerzo cortante de cálculo se obtiene a partir de las acciones afectadas por los correspondien-tes coeficientes de seguridad indicados en el Documen-to Básico SE Seguridad Estructural, que forma parte del Código Técnico de la Edificación. La selección de los coeficientes de seguridad adecuados es responsabi-lidad de la Dirección Técnica y de los técnicos que la representan.

La reacción en la zona cargada corresponde con el valor más desfavorable de las combinaciones de carga y co-eficientes de simultaneidad aplicables.

6.1.1.7 Coeficientes de excentricidad de la carga

La influencia de la fracción de momentos flectores trans-mitidos por torsión en forma de tensiones tangenciales en los perímetros críticos sobre la carga aplicable se ex-presa en el cálculo mediante el coeficiente de excentri-cidad de la carga β y βrad, respectivamente. La transmi-sión por torsión provoca que la distribución de tensiones tangenciales en cada uno de los perímetros críticos no sea uniforme.

La identificación de dicho coeficiente de excentricidad puede llevarse a cabo empleando cualquiera de los dos

· Caso 4: Área cargada rectan-gular de esquina

con: b ≤ a ≤ 2·b,

· Caso 5: Área cargada circular interior

con: dst ≤ 3,5·dm

· Caso 6: Área cargada circular de borde


· Caso 7: Área cargada circular de esquina


· Caso 8: Esquina interior de pantalla

· Caso 9: Terminación de pantalla


métodos indicados a continuación, a decisión del pro-yectista:

· Método 1: valores aproximados en función de la si-tuación de la zona cargada

- Para zonas cargadas de esquina: 1,50

- Para zonas cargadas de borde: 1,40

- Para zonas cargadas interiores: 1,15

· Método 2: valores exactos

Cuando se emplea esta opción se debe diferenciar entre el coeficiente de excentricidad de la carga en el perímetro crítico interior (β) y en el perímetro crítico exterior (βrad).

Característica Situación de la zona cargada

Interior Esquina Borde

β 1,15

e0,15·5 c

x5

y

ce1 ·

1,09·c c

+

e0,15·5 c

x5

y

ce1 ·

1,25·c c

+

βrad 1,15 s

m

1,17·1

l1 0,2·

d

β≥

+ s

m

1,17·1

l1 0,15·

d

β≥

+

Donde:· β: coeficiente de excentricidad de la carga en el perímetro crítico

· βrad: coeficiente de excentricidad de la carga en el perímetro crítico exterior

· ls: distancia de la barra corrugada exterior de una combinación de elementos del borde de la zona cargada

· e: excentricidad resultante de la fuerza de la zona cargada del forjado;

Ed

Ed

Me

V=

Si se tiene flexión por dos ejes perpendiculares, la expresión queda según:

2 2M MEd,x Ed,ye

VEd

+=

· MEd: momento de empotramiento de la zona cargada resultante de la conexión entre la zona cargada y la losa

· cx: coeficiente que toma los siguientes valores: · Para zona cargada de borde: longitud del canto de la zona cargada perpendicular al borde libre de la losa. · Para zona cargada de esquina: longitud del canto más largo de la zona cargada.

· cy: coeficiente que toma los siguientes valores: · Para zona cargada de borde: longitud del canto de la zona cargada paralelo al borde libre de la losa. · Para zona cargada de esquina: longitud del canto más corto de la zona cargada.

· c: coeficiente que toma los siguientes valores: · Para zonas cargadas cuadradas de borde y esquina: cx

· Para zonas cargadas rectangulares de borde y esquina:

( )2 2x y0,5· c c+

· Para zonas cargadas circulares de borde y esquina: 0,9·lc lc: diámetro del área cargada

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6.1.1.8 Consideración de los huecos próximos a las zonas cargadas

A efectos de perímetro crítico se considera que la parte del perímetro delimitada por las tangentes extendidas desde el centro de la zona cargada hasta los bordes de las aberturas, cuando éstas se sitúan a una distancia inferior o igual a 6·dm de los bordes de la zona cargada, no contribuye a resistir los esfuerzos actuantes.

Cuando se trata de aberturas de forma rectangular se debe aplicar la siguiente corrección: si el lado de la aber-tura en la dirección de la línea que une dicha abertura con la zona cargada es superior al lado de la abertura perpendicular a dicha línea de unión, se deberá consi-derar, a efectos de calcular la reducción del perímetro crítico, un aumento de las dimensiones del lado de la abertura perpendicular a la línea de unión según:

Si l1 > l2: se debe sustituir l2 por (l1·l2)1/2

6.1.1.9 Losas de canto variable o recrecidos

Por norma general, la ubicación de armaduras HDB tie-nen como objetivo evitar la presencia de recrecidos u oscilaciones en el canto de las losas y zapatas.

Si aun así se desea mantener el recrecido alrededor del soporte, el proceso de dimensionado y la colocación de las armaduras HDB es distinto en función del tipo de recrecido, según se indica a continuación:

· Si el recrecido es variable (capitel en forma de tronco de cono invertido), las armaduras HDB se colocan en la sección de la losa, a partir del encuentro entre el capitel y la losa. La sección del soporte, a efectos de colocación de las armaduras HDB, corresponde a la sección del capitel en su encuentro con la losa.

En ningún caso se colocarán armaduras HDB en la sección del capitel.

· Si el recrecido es constante (resalto de sección cons-tante alrededor del soporte), las armaduras HDB se colocan a partir de donde termina el soporte, procu-rando que todas ellas se coloquen en el recrecido.

6.1.1.10 Aplicación en losas nervadas con zona maciza alrededor de la zona cargada

La aplicación de las armaduras de punzonamiento HDB en losas nervadas con zona maciza alrededor de la zona cargada requiere únicamente que la extensión de la zona maciza en torno a la zona cargada se ajuste a las dimensiones mínimas siguientes:

· La zona maciza en torno a la zona cargada debe ex-tenderse un radio mínimo de 1,5·dm desde el períme-tro crítico exterior. El perímetro crítico exterior está situado a una distancia desde el borde de la zona cargada definida por la variable ls.

6.1.1.11 Presencia de tendones de pretensado

La presencia de tendones de pretensado en las losas que incorporan las armaduras de punzonamiento HDB conlleva lo siguiente:

· Se debe considerar la contribución sobre el esfuerzo cortante a lo largo de la sección crítica de la compo-nente vertical de la fuerza debida a la inclinación de los tendones de pretensado colocados en la zona cargada.

Figura 18: Consideración de los huecos próximos a las zonas cargadas.


· No se modifica la resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perímetro crítico de la losa.

6.1.1.12 Armaduras en bordes libres

La viga o zuncho de borde incluido en un borde libre situado a una distancia de las zonas cargadas inferior a 1·dm, debe dimensionarse para absorber la fracción del momento flector actuante entre losa y soporte que se transmite por tensiones tangenciales según el análisis de pórticos indicado en la instrucción de hormigón es-tructural EHE.

6.1.1.13 Longitud de anclaje de la armadura longitudinal superior

La longitud de anclaje necesaria de la armadura longitu-dinal superior correspondiente a los esfuerzos de trac-ción, a lo largo de la losa y extendiéndose más allá de ls+1,5·dm, se identifica con el parámetro l1. Dicho pará-metro se deduce a partir de lb,neta y de la distribución de momentos flectores en torno a la zona cargada.

La longitud total de anclaje de la armadura longitudinal superior correspondiente a los esfuerzos de tracción (lb,neta) se obtiene a partir de las indicaciones contempla-das en el artículo 66º de la instrucción EHE a partir de las condiciones de anclaje existentes.

6.1.2 Disposiciones constructivas particulares para zonas con requisitos sísmicos

El empleo de las armaduras de punzonamiento HDB en zonas con requisitos sísmicos no introduce medidas constructivas específicas. Únicamente hay que incre-mentar las cargas aplicables de acuerdo con la regla-mentación vigente.

La norma NCSE-02 establece que, cuando y donde sea de aplicación, las acciones sísmicas se tratarán como acciones con carácter accidental, afectadas por los co-eficientes correspondientes en la combinación en la que intervengan.

Es responsabilidad del técnico competente aplicar la norma NCSE-02 según la importancia de las construc-ciones, de los valores de aceleración básica en el lugar de emplazamiento, del número de plantas del edificio y de la estructura de la construcción.

Se debe observar que las armaduras HDB no proporcio-nan el zunchado que pueden aportar los estribos en las crucetas de montaje tradicionales.

6.1.3 Metodología de cálculo

La metodología de cálculo en el proceso de dimensiona-do de las armaduras HDB considera la actuación de una tensión tangencial en la superficie crítica concéntrica a la zona cargada. Dicha tensión tangencial no tiene sig-nificado físico.

A continuación se relaciona la metodología de cálculo proporcionada por Halfen Group empleada en el proce-so de dimensionado de las armaduras HDB que van a ser incorporadas en las losas.

El proceso de dimensionado debe seguir los pasos que se especifican en los apartados siguientes.

6.1.3.1 Necesidad de armadura de punzonamiento

La necesidad de ubicar una armadura de punzonamiento HDB viene definida por la comparación entre la resisten-cia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perí-metro crítico interior de una losa sin armadura de cortan-te, y el esfuerzo cortante por unidad de longitud a lo largo de la sección crítica, tomando la sección crítica como la sección asociada al perímetro crítico interior. Dicha com-paración da lugar a las siguientes situaciones:

· Si vsd < vRd1 No es necesaria armadura de punzonamien-to.

· Si vsd ≥ vRd1 Es necesaria armadura de punzonamiento.

siendo:

vsd: esfuerzo cortante por unidad de longitud a lo largo de la sección crítica [kN/m]

sdsd

crit,i

V ·v

u

β=

Vsd : esfuerzo cortante de cálculo total para la carga puntual o reacción del apoyo [kN]

β: coeficiente que tiene en cuenta los efectos de ex-centricidad de la carga

Ucrit,i: perímetro de la sección crítica interior, situado a una distancia de 1,5·dm del borde de la zona cargada (véase la figura núm. 15). Sustituyendo ucrit,i por ucrit,a se obtiene el esfuerzo cortante por unidad de longitud a lo largo del perímetro crítico exterior, situado a una distancia de 1,5·dm del perno más exterior [m]

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vRd1: resistencia de cálculo a cortante por unidad de lon-gitud del perímetro crítico interior de una losa sin arma-dura de cortante [kN/m]

13

Rd1 1 ck mv 0,14·k·(100· ·f ) ·d

= ρ

k: factor de escala; k =

12

m

2001 2,0;

d

+ ≤

con dm en mm

( )1

ck21 1x 1y

yk

f· min 0,306· ;0,02 ;

f

ρ = ρ ρ ≤

con ykf 500≤ N/mm2

Como se puede observar, la fórmula de la resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud, junto con el perímetro de cálculo, empleados en la metodología de Halfen Group para identificar la necesidad de armadura de punzonamiento, difieren de los empleados en la ins-trucción EHE.

Si se emplea la metodología incluida en la instrucción EHE para identificar la necesidad de armadura de pun-zonamiento y dicho resultado es afirmativo, el posterior empleo de la metodología HDB para el dimensionado de las armaduras de punzonamiento HDB requerirá un pro-ceso de adaptación de las variables empleadas, como consecuencia de la variación en las fórmulas y en los perímetros críticos considerados.

6.1.3.2 Capacidad de carga máxima en la zona de punzonamiento (vRd2)

La capacidad de carga máxima en la zona de punzona-miento se encuentra limitada por la resistencia a com-presión de las bielas oblicuas dentro del hormigón, y se expresa mediante la resistencia de cálculo máxima a cortante por unidad de longitud en el perímetro crítico interior de una losa con armadura de cortante (vRd2). Su valor se obtiene según:

vRd2 = 1,9·vRd1

siendo:

vRd1: resistencia de cálculo a cortante por unidad de lon-gitud del perímetro crítico interior de una losa sin arma-dura de cortante, calculada según se indica en el apar-tado anterior [kN/m]

6.1.3.3 Suficiencia de la sección de la losa para resistir los esfuerzos actuantes sin roturas a compresión de las bielas oblicuas de hormigón

Si del cálculo se desprende que vsd > vRd2, no es sufi-ciente con añadir armaduras de punzonamiento para re-sistir los esfuerzos actuantes. En este caso es necesario actuar de alguno de los modos siguientes:

· Aumentar la cuantía de armadura

· Aumentar la calidad del hormigón

· Aumentar las dimensiones de la zona cargada

· Aumentar el canto útil

· Reducir el porcentaje de huecos próximos a la zona cargada

6.1.3.4 Identificación y comprobación del perímetro crítico exterior

El perímetro crítico exterior alrededor de una zona car-gada se sitúa a una distancia de 1,5·dm del perno que, formando parte de una combinación de elementos HDB, está más alejado del borde de la zona cargada. La dis-tancia entre el borde de la zona cargada hasta el perno más alejado se denomina ls.

En dicho perímetro crítico se debe cumplir que:

vsd ≤ vRd1,ucrit,a

siendo:

vsd: esfuerzo cortante por unidad de longitud a lo largo de la sección crítica definida por el perímetro exterior

sd radsd

crit,a

V ·v

u

β=

Vsd : esfuerzo cortante de cálculo total para la carga puntual o reacción del apoyo

βrad: coeficiente que tiene en cuenta los efectos de excentricidad de la carga en el perímetro crítico ex-terior

Ucrit,a: perímetro de la sección crítica exterior, situado a una distancia de 1,5·dm del perno más alejado del borde de la zona cargada


vRd1,ucrit,a: resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perímetro crítico exterior de una losa sin armadura de cortante

Rd1,ucrit,a Rd1 av v ·K=

( )a

s

m

1K 0,714

0,1·l1

d

= ≥

+

ls: distancia entre el borde de la zona cargada y el perno de la combinación de elementos HDB más alejado

La desigualdad incluida en la fórmula para obtener el coeficiente Ka permite deducir el valor máximo para ls. De dicha desigualdad, y para que pueda servir como referencia, resulta la siguiente expresión:

m s4·d l≥

El valor necesario, y en consecuencia el valor mínimo de ls, se obtiene al aplicar la fórmula siguiente, en la cual aparece el término ls formando parte del perímetro críti-co exterior (ucrit,a):

( )sd rad

sd Rd1,ucrit,a Rd1 a Rd1 Rd1crit,a s

m

V · 1v v v ·K v · v ·0,714

u 0,1·l1

d

β= ≤ = = ≥

+

( )sd rad

sd Rd1,ucrit,a Rd1 a Rd1 Rd1crit,a s

m

V · 1v v v ·K v · v ·0,714

u 0,1·l1

d

β= ≤ = = ≥

+

6.1.3.5 Dimensionado de la armadura de punzonamiento HDB

En el proceso de dimensionado de las armaduras de punzonamiento HDB, se divide la zona que se debe ar-mar en dos, llamadas zona C y zona D. La zona C co-rresponde al área delimitada por los bordes de la zona cargada y por el perímetro situado a una distancia de, aproximadamente, 1,125·dm de los bordes de dicha zona cargada. La forma de dicho perímetro se define de acuerdo con las indicaciones contenidas en el apartado 6.1.1.5 del documento. La zona D corresponde al área delimitada por el perímetro más exterior de la zona C y el perímetro crítico exterior, situado a la distancia ls del borde de la zona cargada.

Existen 4 perímetros que se ven involucrados en el pro-ceso de dimensionado:

· Perímetro interior (ui): situado a una distancia de 1·dm, o 1,125·dm, en caso de armaduras HDB están-dar, de los bordes de la zona cargada. Corresponde con el perímetro que identifica la zona C.

· Perímetro crítico interior (ucrit,i): situado a una distan-cia de 1,5·dm de los bordes de la zona cargada. Es uno de los perímetros empleados en la metodología de dimensionado.

· Perímetro exterior (ua): situado a la distancia desde los bordes de la zona cargada hasta la ubicación del últi-mo perno. Es el perímetro que identifica la zona D.

· Perímetro crítico exterior (ucrit,a): situado a una dis-tancia de 1,5·dm desde el perímetro exterior. Es el otro perímetro empleado en la metodología de di-mensionado.

Número de pernos y sus combinaciones en zona C:

Para el correcto dimensionado de los pernos y sus com-binaciones en zona C se debe cumplir la siguiente ex-presión:

vsd ≤ vRd3

siendo:

sdsd Rd3 Rd,sy

crit,i

V ·v v v

u

β= ≤ =

sd Rd,sy Rd,sy crit,iV · V v ·uβ ≤ =

vRd3: resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud en el perímetro crítico de una losa con ar-madura de cortante

vRd,sy: resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perímetro crítico proporcionada por las armaduras

c c si ydRd,sy crit,i Rd,sy

m ·n ·A ·fv ·u V= =

η

mc: número de combinaciones de elementos HDB en la zona C

nc: número de pernos en una combinación de ele-mentos HDB en la zona C

Asi: área de la sección nominal de un perno

2Ø

·2

π

fyd: valor de cálculo del límite elástico del acero co-rrugado (fyk/γs)

η: factor para considerar el espesor de losa en de-pendencia del canto útil, según:

1,0 si d ≤ 200 mm 1,6 si d ≥ 800 mm

Se permite la interpolación para valores intermedios.


Si se plantea la siguiente expresión:

c c si ydsd

m ·n ·A ·fV ·β ≤

η

siendo:

s,nec c c siA m ·n ·A≤

con:

As,nec: sección de acero necesaria en zona C

resulta:

sds,nec c c si

yd

V · ·A m ·n ·A

f

β η= ≤

con lo que:

s,necc si

c

Am ·A

n≥

El número real de pernos en una combinación de ele-mentos HDB en zona C es igual a 2 (nc=2), de modo que para cumplir la desigualdad anterior se debe actuar so-bre el número de combinaciones (mc) y sobre el área de la sección nominal de un perno (Asi). Al preseleccionar un número de combinaciones en zona C (mc) de acuer-do con las configuraciones previstas, se obtiene el valor mínimo del área de la sección nominal de un perno, y en consecuencia su diámetro [Asi = (π.(Ø/2)2)].

Es posible emplear como primer elemento de armadura HDB colocado desde los bordes de la zona cargada un elemento que incorpore 3 pernos. En esta situación úni-camente 2 de ellos formarán parte de la zona C, mien-tras que el tercero constituirá parte de la zona D.

�

� � ��

��

��

��

Figura 19: Distribución de pernos alrededor de una zona cargada.


Número de pernos y sus combinaciones en zona D:

El adecuado dimensionado de los pernos en la zona D persigue como objetivo obtener el número de combina-ciones necesarias en la zona D (mD). Dicho dimensiona-do responde a criterios dimensionales, cumpliéndose lo siguiente:

( )( )

m Dd m

C C

3·d ·mS 0,75·d

2·n ·m= ≤

siendo:

Sd : distancia en dirección radial entre pernos de la zona D

mD: número de combinaciones de armaduras HDB en zona D

nC: número de pernos en una combinación de ele-mentos en zona C

mC: número de combinaciones de armaduras HDB en zona C

Nota:· La variable (d) incluida en la figura corresponde al canto útil medio (dm).Figura 20: Distancias entre pernos alrededor de una zona cargada.


6.2. Criterios de ejecución

6.2.1 Introducción

No es necesario el uso de herramientas especiales para el proceso de colocación de las armaduras de punzo-namiento HDB. El número de operarios dependerá del ritmo que requiera la obra.

Las armaduras HDB se colocan en los lugares indicados en los planos de armado de la estructura.

6.2.2 Orden cronológico de colocación

La colocación de las armaduras HDB se lleva a cabo una vez colocada la armadura superior e inferior de la losa o zapata.

El proceso de colocación de las armaduras HDB se ini-cia colocando las armaduras HDB próximas al pilar, para colocar a continuación las armaduras HDB contiguas utilizando como guía el contacto a tope entre pletinas de montaje.

6.2.3 Colocación y fijación de las armaduras HDB

La colocación de las armaduras HDB se lleva a cabo mediante su introducción desde arriba y sobre la arma-dura, asegurando que el extremo de la pletina de mon-taje termina enrasado con el borde del pilar.

La fijación de las armaduras HDB al resto de armaduras se puede llevar a cabo de dos modos distintos, según:

· Sin placa de sujeción transversal frente a las arma-duras superiores. En esta disposición las pletinas de montaje apoyan sobre las armaduras superiores del forjado, sin necesidad de utilizar pletinas de suje-ción.

En esta disposición se recomienda atar las placas de montaje a las armaduras superiores mediante alam-bres.

· Con placa de sujeción paralela frente a las armadu-ras superiores. En esta disposición el apoyo de las armaduras HDB a las armaduras superiores se lleva a cabo mediante las pletinas de sujeción, conecta-das a las pletinas de montaje.

Para evitar los solapes entre pletinas de sujeción de distintas armaduras HDB es posible variar la dispo-sición de las pletinas de sujeción en relación con las pletinas de montaje, evitando así las interferencias.

Es posible llevar a cabo la colocación de las armaduras HDB al revés, es decir, con la pletina de montaje en la parte inferior de la armadura HDB. Esta configuración es la comúnmente utilizada en forjados prefabricados. La colocación de dichas armaduras HDB con la pletina de montaje en la parte inferior de la armadura HDB conlleva que las pletinas de montaje, o las placas de sujeción si se incorporan, se sitúen en la cara inferior de las arma-duras HDB, disponiéndose separadores de plástico so-bre el encofrado para el apoyo de las armaduras HDB.

Se recomienda fijar mediante clavos las armaduras HDB junto con los separadores al encofrado si éste es de madera, mientras que si el encofrado está realizado en acero las pletinas de montaje deberían atarse mediante alambres a la armadura inferior.

6.2.4 Disposición de los pernos de la armadura HDB

Los pernos que constituyen las armaduras de punzona-miento HDB deben ajustarse a las condiciones siguientes:

· En relación con los esfuerzos actuantes: los pernos deben colocarse en la dirección de los esfuerzos ac-tuantes, es decir, en posición vertical.

A efectos de cálculo no se contempla la posibilidad que se coloquen de otro modo que no sea en dispo-sición vertical, debiéndose asegurar que se mantie-ne dicha disposición en el transcurso del vertido de hormigón y posterior vibrado.

· En relación con la zona cargada: los pernos deben colocarse en forma de estrella relativa a la zona car-gada, y situando el primer perno a una distancia del área cargada entre 0,35·dm y 0,5·dm.

Es necesario que la distribución de pernos alrededor de la zona cargada se lleve a cabo uniformemente, debido a la fracción de momentos flectores transmi-tidos por torsión en forma de tensiones tangencia-les8 en el perímetro crítico. Dicha transmisión provo-ca que la distribución de tensiones tangenciales en el perímetro crítico no sea uniforme.

8 Conviene recordar que las tensiones tangenciales en el perímetro crítico no tienen significado físico y constituyen sólo un método empírico que permite representar adecuadamente los resultados experimentales obtenidos.


Una distribución no uniforme de pernos alrededor de la zona cargada podría provocar que las tensiones tangenciales máximas no se cubrieran adecuada-mente.

La colocación de armaduras HDB alrededor de una zona cargada cuando existe una abertura en sus proximidades se lleva a cabo distribuyendo unifor-memente las armaduras obtenidas por cálculo al-rededor de la zona cargada. En la distribución de armaduras se excluye la parte del perímetro crítico delimitado por las tangentes extendidas desde el centro de la zona cargada hasta los bordes de la abertura, tal como se indica en el apartado 6.1.1.8, dado que no contribuye a resistir los esfuerzos ac-tuantes.

Una disminución del perímetro crítico implica un in-cremento de vsd.

· En relación con las armaduras superiores e inferiores: los extremos superiores de los pernos deben llegar hasta el borde superior de las armaduras superiores, mientras que los extremos inferiores de los pernos deben llegar hasta el borde inferior de las armaduras inferiores.

Las distancias entre barras corrugadas de acero de armaduras pasivas deben ajustarse a las indicacio-nes contempladas en el artículo 66 de la instrucción EHE.

· En relación con las dimensiones de los pernos: úni-camente deben utilizarse barras de un mismo diáme-tro alrededor de la zona cargada.

Se trata de una medida que persigue simplificar el proceso de diseño y ejecución, y que, además, redu-ce la posibilidad de que se cometan errores.

· En relación con las distancias entre sí de los per-nos:

- En la zona C se necesita un mínimo de 2 pernos por cada combinación de elementos posicionada en líneas radiales en torno a la zona cargada.

- En losas en las que se cumpla simultáneamente que el canto útil sea superior a 50 cm, el diámetro de zona cargada sea inferior a 50 cm, y se pre-senten cargas elevadas (Vsd>0,85·VRd2), en cada línea radial deben posicionarse al menos 3 per-nos aunque el resultado del cálculo no lo exija.

- Se debe observar continuidad entre las combina-ciones de elementos en la zona C hasta el borde

la zona armada. Si son necesarias combinacio-nes de elementos en la zona D, éstas se situarán adicionalmente a las de la zona C, evitando dis-continuidades.

- La distancia mínima entre el primer perno y el borde de la zona cargada debe situarse entre 0,35·dm y 0,5·dm.

- La zona C corresponde a un área concéntrica a la zona cargada cuyo diámetro es 1,125·dm.

- La ubicación de pernos fuera de la zona D se puede llevar a cabo hasta una distancia de 1,5·dm desde el borde exterior de la zona D.

- La distancia entre pernos en zonas C y D en di-rección radial a la zona cargada se ajusta al valor de sD, sin exceder 0,75·dm.

- La distancia máxima entre pernos en la zona C, considerada en dirección tangencial a la zona cargada, es de 1,7·dm, mientras que en la zona D es de 3,5·dm.


Halfen-Deha SL comercializa de forma ininterrumpida en España las armaduras de punzonamiento HDB desde 1999. En el año 1997 fueron presentadas a los distintos agentes técnicos involucrados en su utilización.

En el transcurso del año 2005 se fabricaron en las plan-tas de producción de Langenfeld y Artern, en Alemania, y Nowe Skalmierzyce, en Polonia, del orden de 1,8 mi-llones de pernos a base de barras corrugadas de acero con ambos extremos soldados.

A continuación se indica una breve relación de obras efectuadas en territorio español con las armaduras HDB de Halfen Group:

· Feria de Valencia, fase 1. Paterna (Valencia)

· Ampliación Feria de Valencia, fase 2. Paterna (Valencia)

· Ampliación Feria de Valencia, fase 3. Paterna (Valencia)

· Centro comercial Albaida. Aldaia (Valencia)

· Aparcamiento subterráneo Vialia. RENFE (Málaga)

· Estación de cercanías de Pirámides. Madrid

· Estación de cercanías de La Garena. Alcalá de Hena-res (Madrid)

· Edificio Ludoteca. Cidade Da Cultura. Santiago de Compostela (La Coruña)

Se ha realizado un muestreo entre las obras en ejecu-ción disponibles. La obra seleccionada fue la correspon-diente a la Ampliación de la Feria de Valencia, fase 3. Los procesos de ejecución de los distintos forjados en los que se empleaban las armaduras de punzonamiento HDB han sido objeto de visita.

Las visitas de obra han sido llevadas a cabo por un téc-nico del ITeC durante el segundo trimestre de 2005.

La información recogida en la realización de la visita de obra ha generado un informe de evaluación de las visitas de obra, incorporado en el Dossier Técnico del DAU 06/040.

Aquellos aspectos relevantes detectados en el transcur-so de la realización de las visitas de obra, en relación con la viabilidad de la puesta en obra de las armaduras de punzonamiento HDB de acuerdo con las instruccio-nes subministradas por Halfen Group, y la durabilidad y prestaciones de los elementos que las incorporan, se ha incorporado a las instrucciones de ejecución de las armaduras de punzonamiento HDB.

A continuación se relacionan aquellos aspectos que me-recen ser destacados:

· En la fase de proyecto se debe procurar, en la medida de lo posible, ubicar los huecos de bajantes y de ins-talaciones lo más alejados de las zonas cargadas. Si ello no es posible, se deben extremar las medidas de control sobre la ejecución que tiendan a evitar la mo-dificación de la disposición de las armaduras HDB.

· Es válido el empleo de soldaduras puntuales entre las armaduras de punzonamiento HDB y el resto de ar-maduras longitudinales como mecanismo alternativo a la fijación mediante alambres a dichas armaduras, con objeto de evitar movimientos de la armadura en el transcurso del vertido y posterior vibrado del hormi-gón, siempre que las soldaduras sean realizadas por personal cualificado y sean objeto de control durante el proceso de vertido y vibrado del hormigón.

· Aunque el proceso de colocación de las armaduras HDB es un proceso sencillo que no requiere una cua-lificación especial de los operarios, debe prestarse especial atención a que los pernos que constituyen dicha armadura mantengan la verticalidad. Cualquier inclinación respecto a la vertical de los pernos afecta negativamente a su comportamiento.

· Los elementos de encofrado empleados en la cons-trucción de las losas deben situarse siempre por en-cima o a nivel de la cara superior de los soportes ya ejecutados, es decir, nunca por debajo de éstos. Se garantiza de este modo la continuidad de las bielas de hormigón en su transferencia de esfuerzos.

7. Referencias de utilización

8. Visitas de obra


9.1. Introducción

La evaluación llevada a cabo para las armaduras de pun-zonamiento HDB de Halfen Group, reflejada en el pre-sente documento, ha tomado en consideración aquellas exigencias que pudiesen estar relacionadas con el pro-ducto objeto de DAU y que se encuentran contempla-das en el Código Técnico de la Edificación aprobado mediante el Real Decreto 314/2006 de 17 de marzo.

La evaluación de las armaduras de punzonamiento HDB de Halfen Group y de los sistemas construidos con ellas se ha llevado a cabo principalmente mediante el análisis de los criterios de proyecto y de ejecución proporciona-dos por Halfen Group, así como por su coherencia con los resultados de ensayos llevados a cabo en el trans-curso del proceso de obtención del Zulassung número Z-15.1-213 de diciembre de 2003, emitido por el Deuts-ches Institut Für Bautechnik (DIBt).

La evaluación llevada a cabo sobre los criterios de pro-yecto y de ejecución de las armaduras de punzona-miento HDB, en los que se incluyen la metodología e hipótesis de cálculo para su correcto dimensionado, ha permitido comprobar la ausencia de incompatibilidades y de puntos singulares no alcanzados por dichos crite-rios que pudiesen dificultar que el proyectista satisfaga los requisitos basados en el estado límite de agotamien-to por punzonamiento.

El resultado de la evaluación llevada a cabo sobre los criterios de proyecto y ejecución de las armaduras de punzonamiento HDB y de los sistemas construidos con ellas se encuentra incorporado en el apartado “Criterios de proyecto y ejecución” del presente documento.

El resumen de los resultados de ensayo suministrados, los cálculos de comprobación y comparativos que se han llevado a cabo, junto con el análisis de los criterios de proyecto y ejecución, constituyen el documento Informe de evaluación de los cálculos, ensayos y criterios de pro-yecto, incluido en el Dossier Técnico del DAU 06/040.

El resultado de la evaluación sobre los resultados de ensayos se encuentra relacionado en los apartados del documento relativos a la evaluación al uso del sistema.

9. Evaluación de ensayos y cálculos

9.2. Evaluación de la adecuación al uso del sistema

La evaluación de la adecuación al uso de los sistemas construidos con armaduras de punzonamiento HDB de Halfen Group se ha llevado a cabo en relación con el cumplimiento de los 6 requisitos esenciales estableci-dos en la Directiva Europea de Productos de la Cons-trucción 89/106/CEE y de las exigencias contempladas en el Código Técnico de la Edificación de 17 de marzo de 2006.

A continuación se detalla la evaluación realizada para cada uno de los requisitos.

9.2.1 Resistencia mecánica y estabilidad (RE núm. 1)

Los resultados experimentales obtenidos en el proceso de elaboración del Zulassung número Z-15.1-213 de di-ciembre de 2003, emitido por el Deutsches Institut Für Bautechnik (DIBt) para la armadura de punzonamiento HDB, han sido empleados por el ITeC como evidencia en el proceso de evaluación correspondiente al DAU 06/040.

El proceso de evaluación llevado a cabo ha consistido en validar la metodología de cálculo proporcionada por Halfen Group para las armaduras de punzonamiento HDB a partir del análisis de los resultados experimenta-les obtenidos en el transcurso del proceso de elabora-ción del Zulassung número Z-15.1-213 de diciembre de 2003, y su comparación con los resultados obtenidos mediante la aplicación de la metodología de cálculo su-ministrada por Halfen Group y otros códigos de cálculo nacionales y europeos.

En este sentido se debe observar que el Código Técnico de la Edificación establece que las estructuras de hor-migón se regirán por lo establecido en la Instrucción de Hormigón Estructural vigente.

Los aspectos que han sido objeto de análisis se relacio-nan en los apartados siguientes.

9.2.1.1 En relación con la capacidad de carga máxima estimada por cálculo según metodología HDB y la obtenida experimentalmente

Han sido objeto de análisis los resultados de 22 ensayos de roturas de losas apoyadas sobre soportes aislados. Dichos resultados han sido considerados representati-vos de la gama de situaciones que se pueden presentar.


Las características objeto de análisis de las probetas ensayadas se relacionan a continuación:

· Soporte:

- Dimensiones (sección transversal)

- Forma (cuadrado, rectangular, circular, etc.)

- Ubicación (interior, de borde, esquina)

· Losa:

- Dimensiones (espesor)

- Proximidad de aberturas

- Armaduras longitudinales (cuantía geométrica)

- Armaduras transversales HDB

- Resistencia característica del hormigón (entre C20/259 y C50/60)

El proceso de análisis ha consistido en aplicar a las confi-guraciones ensayadas la metodología de cálculo propor-cionada por Halfen Group e indicada en el apartado 6 del documento; con ello se ha obtenido la capacidad de carga máxima teórica que correspondería a cada una de las pro-betas. La capacidad de carga máxima teórica se expresa mediante el producto entre el esfuerzo cortante máximo admisible correspondiente a la reacción en la zona carga-da (Vsd) y el coeficiente de excentricidad de la carga (β). La capacidad de carga máxima teórica se obtiene del menor valor entre VRd3, VRd2 y VRd1,ucrit,a, donde:

· VRd3: resistencia de cálculo a cortante en el perímetro crítico de una losa con armadura de cortante y que, de acuerdo con la metodología de cálculo propor-cionada por Halfen Group, corresponde con la resis-tencia de cálculo a cortante proporcionada por las armaduras.

· VRd2: resistencia de cálculo máxima a cortante de una losa con armadura de cortante en el perímetro críti-co interior. Corresponde con la capacidad de carga máxima en la zona de punzonamiento, limitada por la resistencia a compresión de las bielas oblicuas de hormigón.

· VRd1,ucrit,a: resistencia de cálculo a cortante de una losa sin armadura de cortante en el perímetro crítico exterior.

9 Resistencia característica a compresión del hormigón expresada de acuerdo con el Eurocódigo 2. Su primer término corresponde a la resistencia característica en probeta cilíndrica de 15 cm de diáme-tro y 30 cm de altura, mientras que el segundo término corresponde con dicha resistencia característica en probeta cúbica de 15 cm de lado.

La razón de asimilar la capacidad de carga máxima teó-rica al valor mínimo entre VRd3, VRd2 y VRd1,ucrit,a respon-de a las pautas de diseño incluidas en la metodología empleada en el proceso de dimensionado de los ele-mentos constructivos que incorporan las armaduras de punzonamiento HDB, que se encuentra relacionada en el apartado 6 del documento.

De dicho análisis se desprenden las siguientes conclu-siones y comentarios:

· Del análisis de todos los casos estudiados se des-prende que la carga de rotura obtenida del ensayo (Vu) es superior a la capacidad de carga máxima teó-rica (Vsd·β) obtenida mediante el proceso de dimen-sionado.

· En losas donde se mantiene constante la forma del soporte y su diámetro (180 mm), y a su vez se varía el canto útil de la losa entre 145 y 215 mm, la cuan-tía geométrica de las armaduras longitudinales y la resistencia a compresión del hormigón, se observa que la relación entre la carga de rotura y la capacidad de carga máxima oscila entre 1,60 y 1,84.

· En losas donde se mantienen constantes la forma del soporte, su diámetro (200 mm), canto útil de la losa (250 mm), cuantía geométrica de la armadura longitudinal y armadura de punzonamiento HDB, de forma que solamente varía la resistencia a compre-sión del hormigón, se observa que la relación entre la carga de rotura y la capacidad de carga máxima oscila entre 1,16 y 1,24.

· Se recomienda, siempre que el resultado del cálculo lo permita y para secciones totales de acero simila-res, optar por configuraciones con mayor número de combinaciones de pernos de diámetro más reducido frente a configuraciones con menor número de com-binaciones de pernos de diámetros mayores.

Esta apreciación, detectada a partir de los resulta-dos de los ensayos, no es identificable mediante la aplicación de la metodología de cálculo.

· El aumento de la resistencia característica del hor-migón, manteniendo el resto de parámetros cons-tantes, no garantiza un aumento proporcional de la carga de rotura obtenida.

· Del análisis de las cargas de rotura correspondien-tes a losas que no incorporan armaduras de punzo-namiento, se observa que la relación entre la carga de rotura obtenida de los ensayos y la resistencia de cálculo a cortante de una losa sin armadura de


cortante (VRd1) que se emplea como referencia para decidir si se incorpora o no armadura de punzona-miento, ha permitido obtener unos valores que osci-lan entre 1,22 y 1,24.

Es necesario advertir que el valor del esfuerzo cortante máximo admisible (Vsd) se obtiene a partir de las acciones que se encuentran afectadas por los correspondientes coeficientes de seguridad indicados en el Documento Básico SE Seguridad Estructural, que forma parte del Có-digo Técnico de la Edificación. La selección de los coefi-cientes de seguridad adecuados es responsabilidad de la Dirección Técnica y de los técnicos que la representan.

9.2.1.2 En relación con la resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perímetro crítico interior de una losa sin armadura de cortante (vRd1) de acuerdo con distintos códigos europeos

La resistencia de cálculo a cortante por unidad de longi-tud del perímetro crítico interior de una losa sin armadura de cortante se emplea como referencia para determinar la necesidad de armadura de punzonamiento, mediante su comparación con el esfuerzo cortante por unidad de longitud a lo largo de la sección crítica (vsd).

Para llevar a cabo la comparación se ha tomado como referencia la instrucción EHE y el Eurocódigo 2 10. Se ha empleado la resistencia de cálculo por unidad de longi-tud del perímetro crítico interior, dado que la situación del perímetro crítico interior establecida en la instrucción EHE (a 2·dm de los bordes de la zona cargada) difiere de la empleada en la metodología HDB y en el Eurocódigo 2 (a 1,5·dm de los bordes de la zona cargada).

Se ha determinado la resistencia de cálculo a cortan-te por unidad de longitud del perímetro crítico interior sin armadura de cortante (vRd1) para cada una de las configuraciones de losa ensayadas, de acuerdo con la metodología de cálculo correspondiente al proceso de dimensionado de las armaduras de punzonamiento HDB. Se ha comparado dicho valor con los obtenidos empleando las metodologías de cálculo incluidas en la instrucción EHE y el Eurocódigo 2, lo que ha permitido obtener las siguientes conclusiones:

· Los valores de vRd1 obtenidos empleando las meto-dologías incluidas en la instrucción EHE y en el Euro-código 2 son inferiores a los obtenidos empleando la metodología para el dimensionado de las armaduras

10 En la fecha de edición del DAU 06/040, el Eurocódigo 2 se encuen-tra según la norma UNE-ENV 1992-1-1:1993.

HDB. Los valores obtenidos empleando la metodo-logía de la EHE y del Eurocódigo 2 corresponden a un porcentaje del 84% de promedio sobre los resul-tados obtenidos usando la metodología HDB, asig-nado a estos últimos el porcentaje del 100%.

Mediante los valores de carga de rotura alcanzados en los ensayos de losas sin armadura de punzona-miento, cuyo resultado se expresa en el apartado 9.2.1.1, se constata que el incremento de vRd1 que conlleva emplear la metodología HDB en compara-ción con el resto de códigos permite mantener már-genes de seguridad razonables.

Asimismo se reducen sensiblemente aquellas situacio-nes en las que debe incorporarse armadura de pun-zonamiento según la metodología HDB, al considerar valores de vRd1 ligeramente superiores a los contem-plados en la instrucción EHE y en el Eurocódigo 2.

9.2.1.3 En relación con la capacidad de carga máxima por unidad de longitud en la zona de punzonamiento (vRd2) de acuerdo con distintos códigos europeos

La carga máxima por unidad de longitud en la zona de punzonamiento (vRd2) representa, de acuerdo con el mo-delo de transmisión de esfuerzos basado en bielas y tirantes, la capacidad resistente de las bielas de hormi-gón que forman parte de las losas.

Para llevar a cabo la comparación de la metodología HDB se ha tomado como referencia el Eurocódigo 211. No es posible la comparación con los valores obtenidos mediante el empleo de la metodología incluida en la ins-trucción EHE, debido a que esta última proporciona los valores de la carga máxima para las bielas de hormigón situadas en el perímetro de la zona cargada, a diferencia de lo que se obtiene aplicando las metodologías HDB y Eurocódigo 2, donde se determina la capacidad resis-tente de dichas bielas en el perímetro que dista 1,5·dm de la zona cargada.

De la comparación de los valores obtenidos mediante la metodología HDB y el Eurocódigo 2, para los casos más representativos, se desprende lo siguiente:

· Los valores obtenidos mediante la metodología HDB son netamente superiores a los obtenidos con el Eurocódigo 2. Ello es debido por un lado a la fórmula para el cálculo, en la que se observa una relación de

11 En la fecha de edición del DAU 06/040 el Eurocódigo 2 se encuentra según la norma UNE-ENV 1992-1-1:1993.


aproximadamente 1,19 entre ambas metodologías, y por otro lado debido a la forma distinta de calcular vRd1 en ambos códigos.

Lo que se traduce en una relación entre la carga máxima por unidad de longitud en la zona de pun-zonamiento entre ambos códigos del orden de 1,40 para los casos considerados representativos.

9.2.1.4 En relación con la resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del perímetro crítico proporcionado por las armaduras (vRd sy) de acuerdo con distintos códigos europeos

Siempre que el esfuerzo cortante aplicado (vsd·β) sea inferior a la carga máxima por unidad de longitud en la zona de punzonamiento de una losa con armadura de punzonamiento (vRd2), la sección de hormigón y las armaduras de punzonamiento resisten conjuntamente dicho esfuerzo cortante. La característica que engloba ambas resistencias se define por la resistencia de cál-culo a cortante por unidad de longitud en el perímetro crítico de una losa con armadura de cortante (vRd3).

La resistencia de cálculo a cortante por unidad de longi-tud del perímetro crítico proporcionado por las armadu-ras (vRd sy) representa el porcentaje del esfuerzo cortante aplicado que deben soportar las armaduras de punzo-namiento.

Para llevar a cabo la comparación de la metodología HDB se ha tomado como referencia el Eurocódigo 2 y la instrucción EHE, bajo las siguientes hipótesis:

· Para la aplicación de la metodología de acuerdo con el Eurocódigo 2 y la instrucción EHE se ha conside-rado que la armadura de punzonamiento incorpora-da en las losas consiste en barras verticales eficaz-mente ancladas.

· Para un mismo valor del esfuerzo cortante aplicado (Vsd·β), los valores del esfuerzo cortante por unidad de longitud del perímetro crítico (vsd) son distintos según el código considerado, dado que los perí-metros de comprobación se encuentran a distan-cias distintas de la zona cargada, según se trate de la metodología HDB y Eurocódigo 2 (perímetro de comprobación a 1,5·dm de la zona cargada) o de la instrucción EHE (perímetro de comprobación a 2·dm de la zona cargada).

· Para cada metodología de cálculo se toma como re-ferencia el mismo valor del esfuerzo cortante aplica-do. Este valor corresponde con un valor próximo al

esfuerzo cortante máximo admisible (Vsd) identifica-do según metodología HDB.

Se han obtenido las siguientes conclusiones:

· La metodología HDB considera, únicamente a efec-tos de cálculo de la sección de acero necesaria, que la sección de hormigón no contribuye a resistir el es-fuerzo aplicado. En consecuencia, todo el esfuerzo aplicado debe ser resistido por las armaduras, a dife-rencia de la metodología incorporada en el Eurocódi-go 2, donde sí se tiene en cuenta dicha contribución, considerada como el valor que toma la resistencia de cálculo a cortante por unidad de longitud del pe-rímetro crítico sin armadura de cortante (vRd1), o la metodología indicada en la instrucción EHE, donde también se considera dicha contribución, pero redu-ciendo su valor en relación con la resistencia a cor-tante por unidad de longitud del perímetro crítico sin armadura de cortante (vRd1).

El hecho de que la metodología HDB no considere la contribución de la sección de hormigón en la resis-tencia del esfuerzo aplicado equivale a aumentar el coeficiente de seguridad sobre la eficacia del anclaje de las armaduras HDB.

· La sección de acero identificada como necesaria de acuerdo con la metodología indicada en la instruc-ción EHE representa del orden de entre un 40% y un 50% de la identificada como necesaria según la metodología HDB. Asimismo, la sección de acero necesaria según la metodología del Eurocódigo re-presenta del orden de entre un 50% y un 55% de la necesaria según la metodología HDB.

9.2.2 Seguridad en caso de incendio (RE núm. 2)

La evaluación de los sistemas construidos con las ar-maduras de punzonamiento HDB se lleva a cabo para las características de reacción al fuego y resistencia al fuego, según se relaciona a continuación.

9.2.2.1 Reacción al fuego

La presencia de las armaduras de punzonamiento HDB de Halfen – Deha SL en el interior de losas de hormigón no modifica las propiedades de reacción al fuego de di-cho elemento. Ello permite, en consecuencia, la selec-ción de la clase de reacción al fuego A1FL sin necesidad de ensayo para el hormigón, según se expresa en el apartado 1.2 del Real Decreto 312/2005 de 18 de marzo


de 2005. Esta clasificación no tiene en cuenta las modi-ficaciones acaecidas sobre la misma cuando se colocan elementos de recubrimiento encima o debajo de la losa de hormigón.

9.2.2.2 Resistencia al fuego

La determinación de la resistencia al fuego de los ele-mentos constructivos que incorporan armaduras de punzonamiento HDB puede realizarse empleando cual-quiera de las formas indicadas en el apartado 6 del Do-cumento Básico SI 6, Resistencia al fuego de la estruc-tura, de Código Técnico de la Edificación.

Si se desean emplear los métodos simplificados inclui-dos en el anejo C de dicho documento para determinar la resistencia de los elementos de hormigón ante la acción representada por la curva normalizada tiempo – tempe-ratura, se deberá considerar, a efectos de la resistencia al fuego, la contribución de las armaduras de punzona-miento HDB en el cálculo de la distancia mínima equiva-lente al eje, en función del tipo de elemento estructural contemplado y del coeficiente de sobredimensionado de la sección en estudio (μfi) con los condicionantes que se establecen.

Una vez determinada la distancia mínima equivalente al eje, se aplica el contenido del apartado C.2.3.3 losas macizas.

A efectos de cálculo se debe observar que la distan-cia de las armaduras de punzonamiento HDB de Hal-fen Group al paramento expuesto más próximo no será nunca inferior a la distancia entre dicho paramento y las armaduras longitudinales inferiores a tracción.

En cualquier caso, la determinación de dichos valores debe ser llevada a cabo por el técnico competente a partir de los datos correspondientes a la barras emplea-das y su ubicación, juntamente con los valores de resis-tencia al fuego exigidos en función del uso propuesto.

9.2.3 Higiene, salud y medio ambiente (RE núm. 3)

9.2.3.1 Permeabilidad al vapor de agua

La incorporación de las armaduras de punzonamiento HDB en las losas de hormigón no modifica el comporta-miento de dichas losas en relación con la permeabilidad al vapor de agua.

9.2.4 Seguridad de utilización (RE núm. 4)

Dada la naturaleza del producto y sus usos declarados, se concluye que la incorporación de las armaduras de punzonamiento HDB en losas de hormigón no modifica en modo alguno el comportamiento de dichas losas en relación con la seguridad de utilización.

9.2.5 Protección contra el ruido (RE núm. 5)

9.2.5.1 Aislamiento al ruido aéreo y aislamiento a ruido de impacto

La incorporación de las armaduras de punzonamiento HDB en las losas de hormigón no modifica el comportamiento de dichas losas en relación con el aislamiento acústico a ruido aéreo y el nivel de ruido de impacto normalizado.

Dicha característica puede determinarse para cada di-mensión de la losa, teniendo en cuenta, además, el con-junto techo – forjado – solado, a partir de las indicacio-nes contempladas en la norma NBE-CA 88.

9.2.6 Ahorro de energía y aislamiento térmico (RE núm. 6)

9.2.6.1 Transmitancia térmica

La incorporación de las armaduras de punzonamiento HDB en las losas de hormigón no modifica el comporta-miento de dichas losas en relación con el coeficiente de transmisión térmica.

Dicha característica puede determinarse para cada dimensión de la losa, teniendo en cuenta, además, el conjunto techo – forjado – solado, a partir de las indica-ciones contempladas en el apéndice E del Documento Básico HE Ahorro de Energía, Exigencia básica HE 1: Limitación de la demanda energética.

9.2.7 Aspectos de durabilidad y servicio

9.2.7.1 Durabilidad

La durabilidad de los materiales que componen los ele-mentos constructivos en los cuales se incorporan las armaduras de punzonamiento HDB (acero, hormigón y sus componentes) se puede considerar garantizada si


se cumplen las indicaciones establecidas para ellos en la instrucción EHE.

La responsabilidad sobre el cumplimiento de los requi-sitos normativos correspondiente a la presente caracte-rística recae en la Dirección Técnica y los técnicos que la representan.

Los requisitos normativos indicados en la instrucción EHE que permiten garantizar una durabilidad adecuada para el sistema exigen que en el proyecto existan refe-rencias a:

· Definición de la agresividad identificada por el tipo de ambiente. El tipo de ambiente vendrá definido por la combinación de:

- Una de las clases generales de exposición fren-te a la corrosión de las armaduras (artículo 8.2.2 EHE)

- Las clases específicas de exposición relativas a otros procesos de degradación (artículo 8.2.3 EHE)

· Definición de detalles estructurales y formas que fa-ciliten la evacuación del agua.

· Medidas de proyecto que faciliten el mantenimiento y sustitución de elementos de equipamiento (apo-yos, juntas, drenajes, etc.) que tengan una vida útil menor que la de la estructura.

· Establecimiento de una estrategia para la durabili-dad haciendo referencia a (artículo 37.2 EHE):

- Selección de formas estructurales adecuadas

- Calidad adecuada del hormigón

- Espesor de recubrimiento adecuado

- Control del valor máximo de abertura de fisura

- Disposición de protecciones superficiales en caso de ambientes muy agresivos

- Adopción de medidas contra la corrosión de ar-maduras.

Para la determinación del recubrimiento se tendrá en cuenta que los pernos y las armaduras longitudinales se encuentran a la misma distancia de los paramentos exteriores, que la pletina de montaje es galvanizada y que ésta queda por encima de las armaduras longitu-dinales.

El presente DAU queda sujeto a las acciones de se-guimiento que periódicamente lleva a cabo el ITeC, de acuerdo con lo establecido en el Reglamento del DAU. El objeto de este seguimiento es comprobar que las ca-racterísticas del producto y del sistema constructivo, así como las condiciones de puesta en obra y de fabrica-ción, siguen siendo válidas para los usos a los que el sistema está destinado.

En caso de que existan cambios relevantes que afecten la validez del DAU, estos darán lugar a una nueva edición del DAU que anulará la anterior (esta nueva edición toma-rá el mismo código del DAU que anula y una nueva letra de edición). La nueva edición del DAU se incorporará en formato pdf a la página web del ITeC www.itec.es.

Cuando las modificaciones sean menores y no afecten la validez del DAU se recogerán en una lista de modifi-caciones que complementa y modifica puntualmente la edición vigente del DAU. Dicha lista se incorpora como capítulo 14 de este DAU.

10. Seguimiento del DAU


Este DAU ha sido sometido a la consideración de una Comisión de Expertos, tal y como se indica en el Regla-mento y en la Instrucción de trabajo para la elaboración del DAU.

La Comisión de Expertos ha estado constituida por re-presentantes de distintos organismos e instituciones, que han sido seleccionados en función de sus conoci-mientos, independencia e imparcialidad para emitir una opinión técnica respecto al ámbito cubierto por este DAU.

Los comentarios y observaciones realizados por los miembros de esta Comisión han sido incorporados al texto del presente DAU.

Zulassung número Z-15.1-213 de diciembre de 2003, emitido por el Deutsches Institut Für Bautechnik (DIBt), para HDB System Durchstanzbewehrung in Platten nach DIN 1045-01.

Durchstanzen schubbewehrter Flachdecken im Bereich von Innenstützen. Rüdiger Beutel. Auflage Aachen, Ei-genverlag, Heft 16. (Schriftenreihe des IMB) Lehrstuhl und institut für massivbau.

Instrucción de hormigón estructural. EHE.

Eurocódigo 2: Proyecto de estructuras de hormigón. Parte 1-1: Reglas generales y reglas para la edificación (UNE-ENV 1992-1-1:1993).

DIN 488-1:1984. Betonstahl; Sorten, Eigenschaften, Kennzeichen.

Código Técnico de la Edificación de 17 de marzo de 2006.

11. Comisión de expertos

12. Documentos de referencia


Vistas las siguientes evidencias técnicas experimenta-les obtenidas durante la elaboración del DAU 06/040 siguiendo los criterios definidos en el Procedimiento Particular de Evaluación del DAU 06/040, elaborado por el ITeC:

· análisis de los resultados de ensayos de caracteriza-ción del producto y de los elementos del sistema

· análisis de los resultados de los ensayos y de los cálculos de adecuación al uso del sistema

· información obtenida en las visitas de obra realizadas

· documentación del control de producción en fábrica de Halfen Group

· instrucciones para el montaje y ejecución del sistema

· criterios de proyecto y ejecución del sistema

se considera que el ITeC tiene evidencias para declarar que las armaduras de punzonamiento HDB fabricadas

en las plantas de producción de Langenfeld y Artern, en Alemania, y Nowe Skalmierzyce, en Polonia, dimen-sionadas e instaladas de acuerdo con las instrucciones que constan en este DAU, son adecuadas para la cons-trucción de:

· losas de hormigón, zapatas y losas de cimentación flexibles, y losas prefabricadas

puesto que cumplen con todos los requisitos reglamen-tarios en materia de resistencia mecánica y estabilidad, protección contra incendios, aislamiento acústico y tér-mico, seguridad de uso, salud e higiene, así como los requisitos de durabilidad y servicio.

En consecuencia, y una vez sometido este documento a la consideración de la Comisión de Expertos y recogi-dos los comentarios realizados por la Comisión, el ITeC otorga el DAU a la armadura de punzonamiento HDB fabricada por Halfen Group.

13. Evaluación de la adecuación al uso

30 de octubre de 2006 El Director General del ITeC

DAU 06/040Documento de adecuación al uso

de 40 · DAU 06/040 · Edición A

14. Lista de modificaciones de la presente edición La versión informática del DAU recoge, si las hubiera, las actualizaciones, modificaciones y correcciones de la edición A del DAU 06/040, indicando para cada una de ellas su fecha de incorporación a la misma, de acuerdo con el formato de la tabla siguiente. Número Página y capítulo Donde dice... Debe decir... Fecha

APLICABILIDAD DEL DAU 06/040 DURANTE EL PERIODO TRANSITORIO DE APROBACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

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Se ha revisado la conformidad del producto y de las soluciones constructivas propuestas para dar cumplimiento a las exigencias básicas de la reglamentación. - En lo que a los requisitos de seguridad estructural, seguridad en caso de incendio, salubridad,

seguridad de utilización y ahorro de energía se refiere, se ha revisado la conformidad del producto y de las soluciones constructivas con los siguientes Documentos Básicos del CTE: DB SE, DB SI, DB HS, DB SU y DB HE.

- La conformidad del producto y de las soluciones constructivas para el requisito de protección frente al ruido está referida a la Norma Básica de la Edificación (NBE-CA-88).

Teniendo en cuenta lo anterior, la aplicabilidad del DAU, de acuerdo con las condiciones transitorias prescritas por el RD 314/2006, de aprobación del Código Técnico de la Edificación, es: DAU plenamente aplicable en cualquier proyecto de edificación y para todos los requisitos básicos.

29/03/07

El usuario del DAU debe consultar siempre la versión informática de la edición A del DAU 06/040, que se encuentra disponible en la página web del Instituto, www.itec.es, para así cerciorarse de las modificaciones del mismo que hayan podido surgir durante su vigencia.

http://www.itec.es/

DAU 06/040 - Servidor de Comunicaciones CGATE … · las vigas cruzadas con estribos verticales o...

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