En este post desarrollamos las claves de cálculo para un correcto diseño de andamios. Como se señalaba en este post anterior, la normativa a tener en cuenta es el R.D. 2177/2004, además de las normas UNE-EN 12810-1, 12810-2, 12811-1, 12811-2, 12811-3 y 12811-4.
Acciones a considerar:
Las cargas que han de tenerse en cuenta para el cálculo de la estructura de andamios son:
- Carga permanente: peso propio del andamio y todos sus componentes.
- Carga variable: trabajo, viento y nieve, además de acciones laterales.
- Cargas dinámicas (motores).
- Acciones accidentales.
Dado que las cargas propias no admiten duda, y las dinámicas y accidentales son variables (pueden ser requeridas por normativas de todo tipo, o estar en función de su uso o de la ubicación del andamio -desde vehículos rodados, a ubicaciones en entornos industriales-), nos centraremos en determinar las cargas variables y sus combinaciones.
Como se señaló en esta entrada anterior, las acciones laterales sobre las barandillas serán de hasta 125 kg, y las clases de uso del andamio determinarán la carga vertical repartida a aplicar en el mismo (para andamios en obras de construcción se asignará una clase de uso tipo 4, y cargas de 3kN/m2, y para mantenimiento uso tipo 3, y cargas de 2 kN/m2).
Las cargas de nieve, por su parte, podrán ser las determinadas en el CTE.
Nos centraremos en la determinación de la carga de viento, según la normativa específica de aplicación.
Cargas de viento:
La norma UNE 12811-1 señala la necesidad de que el andamio resista fuerzas paralelas y perpendiculares a la fachada (no se señala específicamente la necesidad de resistir momentos). Señala también la necesidad de comprobar dos combinaciones diferenciadas:
- Máxima carga de viento
- Carga de viento de servicio
Por su parte, las cargas de viento se obtienen a partir de cuatro factores:
- Presión del viento
- Superficie expuesta
- Coeficiente de fuerza aerodinámica
- Coeficiente de sitio
El valor de la presión es un dato directo, que en función de la combinación de cargas a tener en cuenta será:
- Para carga de viento máxima: valor lineal entre 0,8 y 1,1 kN/m2, desde la cota cero a la altura de 24 m
- Para viento de servicio, se establece 0,2 kN/m2
La superficie expuesta será la propia del andamio en carga máxima de viento, pero en el caso de carga de servicio, el área se incrementará por un valor extra de superficie equivalente a la obstrucción al viento que puedan producir los materiales apilados en el andamio, u otros elementos que puedan quedar sobre las plataformas.
El coeficiente de fuerza aerodinámica Cf,i es:
- Andamios sin revestir: igual a 1,3 tanto en paralelo como en perpendicular
- Andamios con red: 0,3 en paralelo y 1,3 en perpendicular
- Andamios con lona: 0,1 en paralelo y 1,3 en perpendicular
El coeficiente del sitio depende de la relación entre el área neta de la fachada (área deduciendo las aperturas) y el área bruta de la fachada para cargas perpendiculares a fachada (para cargas paralelas Cs=1).
Así, siendo ϕB = An / Ab, el coeficiente Cs para cargas perpendiculares a fachada se determina a partir de la siguiente tabla en andamios sin revestir:
En el caso de andamios con redes o lonas, la tabla sería la siguiente:
Combinaciones y coeficientes de mayoración:
Para los casos de carga en servicio del andamio, se considerará, además del peso propio del andamio, la carga de uso distribuida que corresponda sobre la plataforma pésima, y un 50% de la misma en la plataforma inferior o superior (la que sea peor de los dos casos), las cargas de viento de servicio y las posibles acciones laterales.
Para los cargos de carga máxima de viento, en andamios de uso de tipo 3 o 4, no se considerará más que el peso propio, la carga pésima de viento y una carga igual al 50% de la de uso en la plataforma que resulte pésima.
Si el peso de nieve resultara crítico, deberá ser también tenido en cuenta.
Por último, los coeficientes de mayoración de las cargas son iguales a los señalados de manera general en el CTE y Eurocódigos para obras de edificación.
En un próximo post analizaremos el análisis resistente de anclajes y desarrollaremos un ejemplo completo de cálculo.
Es muy interesante el articulo, nos enseña desde el punto de vista de ingenieria las cargas a las que esta expuesto realmente un andamio multidirereccional
Muchas gracias por el post. La interpretacion de ciertos aspectos de la norma para diseñar y calcular andamios es bastante confusa y con esto queda mas claro todo.
Me encantaría ver ese ejemplo de cálculo, porquie cuando me ha tocado hacer un Plan de montaje de algún andamio me ha tocado interpretar bajo mi criterio no pocas cosas de la norma que no me dejaba nada claro. Como curiosidad, paso a comentar inquietudes que he tenido a la hora de diseñar y calcular un andamio de fachada:
Una de las cosas que la norma no aclara es el tema de la acción del viento sobre el andamio, en términos de presión o succión (entendiendo que lo más peligroso es la succión debido al efecto vela que pueda ocasionar que un andamio con lona o red pueda vencerse hacia la calle. En los Eurocódigo 1 y en el CTE , en función de la forma del edifcio y de la dirección del viento, existen zonas de presión y zonas de succión sobre las fachadas.
Ortra cosa que me llama la atencion son los valores tan elevados de cargas de viento que se le piden a un andamio. Trátandose de una estructura temporal, ¿no debería considerarse un periodo de retorno bastante mas reducido?.
¿El coeficiende fuerza aerodinamica para redes es igual o superior que para lonas? Por mi experiencia, las redes suelen ser mucho mas porosas y permiten el paso del viento de forma considerable (quizás los fabircantes de redes tengan en sus prestaciones tecnicas ese coeficiente aerodiámico, porque desde luego el que plantea la norma me parece, excesivo.
Por estos motivos y por tantos otros, la verdad es que ver un ejemplo de cálculo de alguien con más conocimientos/ experiencia seguro que nos facilita la vida a todos.
Muchas gracias
Hola Montxo, muchas gracias por el comentario.
Tendremos en cuenta todas estas consideraciones que nos aportas a la hora de interpretar la normativa y explicar mejor ciertos aspectos de las misma.
Encantados de poder ayudarte.
Un saludo
es muy interesante la información, es posible modelar y aplicar cargas en un software de diseño de elementos finitos?
Hola Cesar, gracias por tu comentario.
Sí, se puede modelar el sistema en un programa de elementos finitos. Es otra manera de enfocarlo.