Mecanismos
principales de Fallo.
Los forjados colaborantes pueden
encontrarse en dos situaciones diferentes durante el proceso constructivo: en
primer lugar cuando la chapa actúa como encofrado perdido del hormigón fresco,
mientras que cuando éste ha endurecido, se comporta junto a la chapa como una
armadura traccionada. La figura siguiente ilustra los tres modos de fallo
posibles en las losas mixtas y las secciones donde pueden producirse.
Fallo por flexión
El fallo por flexión se presenta
cuando la interacción es total entre acero y hormigón hasta alcanzar la
capacidad última a flexión de la sección compuesta, se debe a un momento
positivo excesivo (sección I), que supera el momento resistente de la losa,
calculado mediante la teoría plástica.
Fallo por separación vertical
Es el modo de fallo más frecuente
en los perfiles con nervios de ángulo abierto y se puede analizar de forma
conjunta con el fallo por liberación longitudinal. De hecho, en muchos casos,
se produce un deslizamiento inclinado, suma del longitudinal y el vertical.
En los perfiles abiertos, la
inclinación de las paredes de los nervios crea una componente vertical en las
fuerzas de interacción de las embuticiones, que tienden a separar verticalmente
el hormigón y la chapa. Flexión transversal de la chapa provocada por el
deslizamiento longitudinal.
En perfiles abiertos, la
interferencia geométrica de la parte inferior de las embuticiones entrantes y
la parte superior de las salientes son las que impiden que dicha separación
vertical se produzca. El sistema falla cuando la flexión transversal de la
chapa es la necesaria para liberar verticalmente el movimiento relativo entre
chapa y hormigón. Al producirse esta separación vertical, la
geometría abierta de los nervios
conlleva una disminución de la interferencia geométrica entre la chapa y el
hormigón, disminuyendo así la flexión transversal de la chapa. Esto provoca una
caída resistente. En perfiles re-entrantes, la propia forma cerrada de los
nervios impide la separación vertical por simple interferencia geométrica.
Fallo por rotura del hormigón
En el caso de presentarse
resistencias elevadas a los dos modos de fallo anteriores, se podría llegar a
producir la rotura del hormigón por:
• Tracción vertical en la base de
los nervios cerrados.
• Cizalladura longitudinal en
bases de los nervios cerrados.
• Cizalladura del hormigón en la
base de las embuticiones salientes.
• Desconchado del hormigón
alrededor de las embuticiones.
• Compresión local de las zonas
de contacto.
En cualquier caso se trataría de
roturas frágiles y por tanto, el sistema precisará de cierta ductilidad en la
chapa para evitar la rotura sucesiva, no simultánea, de los sistemas de
retención. La alta resistencia se consigue con una alta resistencia del
hormigón y un dimensionado adecuado en las zonas de rotura.
La compresión local es un
fenómeno muy local dependiente de la resistencia a compresión del mortero
superficial en situación de confinamiento. Cuando se produce el deslizamiento
se transforma en erosión superficial, causando los característicos surcos sobre
la superficie del hormigón.
Fallo por aplastamiento de las embuticiones
En las embuticiones entrantes
hacia el hormigón, si el ángulo de embutición es pequeño, el efecto de cuña que
provocan las embuticiones, crea una fuerza de interacción cuya componente
perpendicular a la chapa puede llegar a presentar intensidades muy importantes,
llegando incluso a aplastar las embuticiones completamente. Este comportamiento
se ha producido en perfiles cerrados en cola de milano con embuticiones
excesivamente suaves.
Fallo por cortante vertical
El fallo es debido a un excesivo
cortante cerca del apoyo (Sección III) donde el cortante vertical es
importante. Es un modo de fallo poco frecuente ya que sólo se da en losas con
luces pequeñas, cantos grandes y esfuerzos cortantes considerables. Debe
evitarse por su carácter frágil. Los parámetros que determinan el tipo de
fallo, para una losa de sección transversal definida, son la luz de rasante Ls
y el esfuerzo cortante Vt :
