Estudio de la fisuración en particiones verticales de yeso laminado, producidas por la deformación de forjados

Resumen

Las exigencias de calidad, tanto en el ámbito de la rehabilitación como en el de las
obras de nueva planta, obligan a evitar la fisuración de la tabiquería. Una de sus
principales causas es la deformación excesiva de los forjados. Aunque en la mayoría
de los casos no tiene efectos estructurales sino solamente estéticos, es necesario tomar
precauciones para evitar la fisuración, pues es una de las patologías más frecuentes y
en muchos casos motivo de reclamación de los usuarios.
El aumento del consumo de los paneles de placa de yeso laminado y lana de roca
para la realización de tabiquerías, justifica la necesidad de ahondar en el
conocimiento del comportamiento y del mecanismo de fisuración de este material,
pues hasta la fecha no se ha encontrado ningún trabajo especificamente dedicado al
estudio del comportamiento en fractura de paneles sandwich de placa de yeso
laminado y lana de roca en su plano.
A la hora de abordar el estudio del comportamiento en fractura del material objeto de
esta tesis, es preciso tener en cuenta que se trata de un material compuesto y, como
tal, sus propiedades mecánicas y resistentes dependen en gran medida de las de sus
componentes. Por tanto, para poder explicar el comportamiento en fractura del panel
sandwich, habrá que estudiar también el de sus componentes.
Por otro lado, se considera también muy útil disponer de una herramienta de calculo
para la simulación de la fractura de paneles sandwich que sea predictiva. Este modelo
hará posible facilitar el diseño de tabiquerías que no se fisure con este material, al
poder relacionar las flechas que pueden tomar los forjados con su potencial fisuración.
Para contrastar y validar un modelo de este tipo, es necesario disponer de suficientes
datos experimentales del comportamiento en fractura del panel sandwich de placa
de yeso laminado y lana de roca, que se puedan simular numericamente con el
mismo.
A partir de lo anteriormente expuesto se plantea, en primer lugar, una campaña
experimental con el fin de obtener los parámetros necesarios para caracterizar el
comportamiento en fractura de los paneles sandwich y sus componentes: placa de
yeso laminado y lana de roca, estudiando también, su comportamiento en fractura en
Modo Mixto, y el efecto del tamaño en los parámetros del panel. Por otro lado se propone un modelo de cálculo para la simulación de la fractura en
Modo Mixto de paneles sandwich de placa de yeso laminado y lana de roca,
comprobando la validez del modelo numérico a partir de los resultados
experimentales obtenidos en la campaña de ensayos.
Finalmente, se aplica el modelo para estudiar la fisuración de tabiquería realizada con
el panel sandwich producida por la deformación de forjados unidireccionales
realizados con viguetas de hormigón y bovedilla cerámica, por ser esta tipología la
más usual en obras de edificación de viviendas.
The quality requirements in terms of rehabilitation and new Works, force to prevent
cracking on partitions and one of the main causes is the excessive deformation of the
floor. In most of the cases, there are any structural damages, only aesthetic effects, but
it is necessary to take precautions to avoid cracking because it is one of the most
common diseases and in addition is the main reason of user’s complaints.
The increased consumption of plasterboard panels and mineral wool used to build
partitions, justifies the need to develop a deeper understanding of the cracking
behaviour and mechanism, because by now, any specifically work dedicated to the
study of fractures behaviour of sandwich plasterboard panels and rock wool has been
found.
When approaching the study of the fracture behaviour of the material it must bear in
mind that we are referring to a composite material and as such, its mechanical and
strength properties depend heavily on its components. Therefore, to explain the
fracture behaviour of sandwich panels its components must be studied as well.
On the other hand, it is also considered very useful to have a calculation tool to
simulate the more likely fractures of the sandwich panel in order to predict it. This model
used to perform simulations will enable the design of partitions built with these materials
without cracks because it will relate the deflections in decks with its potential cracking.
To contrast and validate this type of model, it is necessary and imperative to have
enough experimental data of the sandwich plasterboard and rock wool fractures in
order to enable its numerical simulation with it.
On the basis of the above, the question arises firstly an experimental campaign in order
to obtain the necessary parameters to characterize the cracking behaviour of
sandwich panels and its components: plasterboard and rock wool, studying also its
cracking behaviour in a mixed mode fracture and the effect of size parameters of the
panel.
Furthermore, a calculation model to simulate fractures in mixed mode of the sandwich
panels made of plasterboard and rock wool is proposed in order to check the validity
of the numerical model, based on experimental results obtained from the test
campaign. Finally, this model is applied to study cracking on partitions built with sandwich panels
resulting from the unidirectional floor’s deformations built with prestressed concrete
beams and slab pottery pieces being this typology the most common one on
residential buildings works.