La construcción de losas de entrepisos tiene diversas soluciones constructivas y estructurales cuyas aplicaciones dependen de las características del diseño, de las cargas y sobrecargas, y del uso o destino de la obra. En general, se entiende que las losas deben soportar las cargas permanentes y las sobrecargas, transmitiendo dichos esfuerzos a las vigas y columnas. Adicionalmente, las losas pueden (y/o deben, según corresponda) actuar como un diafragma rígido que aporte arriostramiento horizontal a las estructuras ante la acción de fuerzas horizontales (viento o sismo). En tal caso, uno de los aspectos que se debe asegurar es la correcta y eficiente conexión entre la losa y las vigas que aseguren la transmisión de los esfuerzos y eviten el roce o el desplazamiento entre ellos.
Las estructuras de acero pueden recibir casi cualquier tipo de soluciones de losas, aún las prefabricadas o industrializadas. Por otra parte, como veremos más adelante, existen soluciones en base a elementos de acero que se complementan muy bien con estructuras de hormigón armado.
Los tipos de soluciones de entrepisos se detallan a continuación.
1. LOSAS
a. Losa Tradicional vaciada en obra sobre estructura metálica:
Sobre una estructura de vigas y columnas de acero es posible vaciar in situ una losa de hormigón armado con barras de refuerzo de acero según el proyecto de cálculo. La evolución de los sistemas de encofrados y el desarrollo de la industria en las últimas décadas permite una faena de alta productividad.
A los componentes convencionales de una losa de hormigón armado (hormigón y acero) hay que sumar los mecanismos de conexión entre la losa de hormigón y las vigas de perfiles de acero. Esta conexión mecánica será la que permita el traspaso eficiente de los esfuerzos de la losa de entrepiso a las vigas y a través de ellas a las columnas. Esto último es particularmente importante si se requiere que la losa actúe como diafragma rígido y absorba parte de los esfuerzos horizontales que actúan sobre la estructura. Para esta conexión losa-viga se usan:
Pernos de corte (stud) de alta resistencia: soldados a las vigas metálicas a un distanciamiento definido por cálculo, penetran en la losa asegurando una conexión que evita los desplazamientos relativos entre los elementos que se conectan.
Elementos conectores según diseño específico soldados a las vigas: con frecuencia se utilizan barras de acero en forma de espiral o resorte, cuyo diámetro y paso se determinan según cálculo.
b. Losa con moldaje colaborante (steel deck) (ver abajo artículo especializado)
Una solución desarrollada por la industria del acero que actualmente se produce en casi todo el mundo es el moldaje (encofrado) colaborante o “steel deck”, que consiste en un molde metálico de geometría generalmente trapezoidal que actúa como encofrado pero simultáneamente como parte de la armadura de refuerzo inferior de las losas. En otras palabras, el moldaje queda incorporado a la solución de la losa, reemplazando la armadura de tracción.
Para mejorar la conexión entre el molde metálico y el hormigón que es vaciado en sitio, el molde tiene indentaciones o muescas que se hacen en la etapa del conformado y que mejoran el anclaje mecánico. Asimismo, se deben proveer conectores de corte sobre las vigas de la estructura metálica según lo comentado anteriormente.
El sistema se complementa con una malla superior, usualmente electro soldada cuya función principal es evitar la aparición de fisuras en el hormigón.
La ventaja de usar este sistema es que se pueden salvar mayores luces reduciendo las necesidad de apoyos o alzaprimados en la etapa de hormigonado. Lo anterior permite liberar espacio en los niveles inferiores a los pisos en que se trabaja, agilizando y acelerando las etapas de construcción siguientes.
c. Sistema de Vigas y viguetas de acero con bovedillas
A partir de un sistema de columnas y vigas principales es posible concebir una estructura de entrepiso en base a viguetas secundarias que reciban elementos que actúan como moldajes o encofrados perdidos en forma de bovedillas de diferentes materiales. Entre ellos se pueden mencionar las bovedillas de arcilla o de mortero, así como bovedillas confeccionadas en poliestireno expandido. Dependiendo de las luces a salvar, se deberá proveer un sistema de vigas secundarias que reciban adecuadamente las viguetas. Sobre las bovedillas se vaciará una losa de concreto en la que se incorpora una malla electro soldada a fin de reducir los riesgos de fisuras en el concreto. Una solución interesante es el uso de viguetas en base a perfiles abiertos que serán rellenos con concreto junto con el vaciado de la losa. El perfil abierto actúa de esta forma similar al “deck”, o sea, como moldaje o encofrado y como enfierradura de tracción de la vigueta.
d. Sistemas mixtos
Una alternativa complementaria a la mencionada arriba es la instalación de viguetas de hormigón que se complementan con bovedillas o rellenos de diferentes materiales similares a los mencionados anteriormente. Un sistema de aplicación frecuente es la vigueta de hormigón trelizada en base a enfierradura de tracción incorporada en molde de cemento o arcilla y armadura en espera electrosoldada triangular que será concretada in situ en conjunto con la losa. Estos sistemas deberán considerar conectores de corte en caso de requerirse comportamiento como diafragma rígido.
e. Sistemas de Envigados y Elementos complementarios
Sobre sistemas de envigados de acero en perfiles laminados o conformados en frío se puede estructurar un sistema de entrepisos basados en plataformas prefabricadas de diferente geometría y materialidad que varían desde sistemas de losas pretensadas de hormigón (losas TT, losas alveolares, etc.), pre losas de hormigón, paneles compuestos aislados y hasta planchas o placas simples, de acero, madera o compuestas. La preocupación ha de centrarse en la conexión de cada uno de dichos elementos y la estructura metálica de manera de asegurar un correcto diseño y fijación. Esto último es importante en el diseño de la interface entre elementos de hormigón prefabricado (pretensado o no) y la estructura metálica. Fijaciones mediante conectores o pernos deben asegurar la estabilidad de la conexión, ya que normalmente esta solución es en base a junta seca.
Otro grupo de soluciones que se asocia a esta familia es la que resulta del uso de los perfiles galvanizados de bajo espesor (light gage steel framing) y las soluciones de entrepisos asociadas a ellos. En estos casos, el uso de planchas de madera de partículas (OSB) o contrachapados puede complementarse con una sobrelosa no estructural (simplemente apoyada) en base a hormigón normal o aligerado (celular o con perlas de poliestireno expandido). Estas soluciones livianas demandan apoyos bastante cercanos (400mm o 600mm). Se debe cuidar el patrón de fijación de las planchas de madera contrachapada u OSB (usualmente @ 150mm en el perímetro de la plancha y @ 250mm en las fijaciones que quedan en el centro de la plancha) a fin de que permitan al conjunto trabajar como un diafragma semi rígido.
En proyectos industriales es frecuente el uso de rejillas confeccionadas con pletinas soldadas que permiten elementos de circulación y/o ventilación. Existen de diversas dimensiones, formas y secciones. La ventaja que ofrecen estos sistemas es su modulación y adaptación a condiciones específicas de proyecto que cubren diversas aplicaciones. Inicialmente asociados a las construcciones industriales y su uso a instalaciones de servicios (pavimentos ventilados), se ha incorporado como parte del equipamiento y mobiliario urbano. Existen interesantes aplicaciones en propuestas de arquitectura contemporánea.
g. Sobrepisos o pisos técnicos
se instalan pisos elevados o pisos técnicos que permiten alojar y distribuir libremente las instalaciones eléctricas y de señal bajo ellos, lo que es especialmente necesario en oficinas o salas técnicas. Los pisos técnicos se instalan sobre un piso o pavimento existente y su propósito es generar espacios registrables. Estos sistemas están compuestos por una estructura metálica en base a soportes o gatas mecánicas regulables y viguetas que reciben una palmeta. La palmeta que está compuesta por una o dos planchas de acero que confina diferentes soluciones de relleno y/o pavimento. Los pavimentos pueden ser de madera, cementicios, baldosas o cerámicos y alfombras, en general en módulos de 0,61m x 0,61 m. La altura del pedestal de soporte es variable entre 0,1m y 1,8m.
