El contenido de este anejo constituye un conjunto de recomendaciones para aplicarse a las estructuras de hormigón estructural que, por razones de seguridad general frente a incendios, deben cumplir las condiciones siguientes cuando están expuestas al fuego:

    Tanto las estructuras laminares como aquellas con pretensado exterior, contempladas en esta Instrucción, deberán comprobarse mediante métodos específicos y, en particular, no serán de aplicación los métodos simplificados y de comprobaciones por tablas incluidos en este anejo.

    Asimismo, para hormigones de alta resistencia contemplados en el anejo 11, deberán tenerse en cuenta disposiciones adicionales de acuerdo con la bibliografía especializada.

    En las estructuras laminares que trabajan fundamentalmente por forma, el principal problema es el efecto de las deformaciones por causas térmicas, aspecto éste no contemplado en los métodos simplificados propuestos, que tienen en cuenta sólo los problemas seccionales derivados de la acción del fuego.

    Se excluyen de este Anejo las estructuras con pretensado exterior, debido a que el efecto del fuego sobre las armaduras activas situadas fuera de la sección, corresponde a elementos exclusivamente metálicos.

    2 Definiciones

    Se denomina, a los efectos de este Anejo, resistencia al fuego de una estructura o de un parte de ella a su capacidad de satisfacer las funciones requeridas (capacidad portante o función separadora) frente a la exposición a un fuego específico durante un tiempo determinado.

    Se denomina, asimismo, resistencia normalizada al fuego de una estructura o parte de ella (usualmente sólo elementos aislados) a su resistencia al fuego normalizado, dado por la curva de temperatura-tiempo UNE 23093:98. El tiempo máximo de exposición hasta que resulte inminente la pérdida de capacidad para satisfacer las funciones requeridas se denomina periodo de resistencia al fuego normalizado, y se expresa en minutos.

    Los periodos nominales de resistencia al fuego normalizados se ajustarán a la serie siguiente:

30, 60, 90, 120, 180 y 240 minutos

    Se establecen tres requisitos básicos de comportamiento frente al fuego:

    3. Bases de proyecto

    Para la obtención de los esfuerzos debidos a la acción del fuego y otras acciones concomitantes, la combinación correspondiente se considerará como una situación accidental, de acuerdo con lo expresado en el Artículo 13º de esta Instrucción.

    Dado que las normas de acciones para edificación, en su versión actual, no incluyen ningún criterio para la definición del valor representativo frecuente o cuasipermanente de la acción variable, se pueden adoptar los valores de la tabla A.7.1. para los casos más frecuentes.

    3.2 Coeficientes parciales de seguridad para los materiales

    4 Métodos de comprobación

    En general, se pueden utilizar diferentes métodos de comprobación frente al fuego que dan lugar a diferentes niveles de comprobación y, consecuentemente, complejidad.

    El método general consiste en la comprobación de los distintos Estados Límite Últimos, teniendo en cuenta, tanto en la obtención de esfuerzos de diseño como en el análisis de la respuesta estructural, la influencia de la acción de fuego considerando el comportamiento físico fundamental.

    El análisis estructural debe representar adecuadamente las propiedades del material dependientes de la temperatura, incluyendo la rigidez, la distribución de temperatura en los distintos elementos de la estructura y el efecto de las dilataciones y deformaciones térmicas (acciones indirectas debidas al fuego).

    Por otra parte, la respuesta estructural debe tener en cuenta las características de los materiales para las distintas temperaturas que pueden producirse en una misma sección transversal o elemento estructural.

    Cualquier modo de fallo no tenido en cuenta explícitamente en el análisis de esfuerzos o en la respuesta estructural (por ejemplo insuficiente capacidad de giro, expulsión del recubrimiento, pandeo local de la armadura comprimida, fallos de adherencia y esfuerzo cortante, daños en los dispositivos de anclaje) deberá evitarse mediante detalles constructivos apropiados.

    Pueden emplearse métodos simplificados de comprobación siempre que conduzcan a resultados equivalentes o del lado de la seguridad con respecto a los que se obtendrán con los métodos generales.

    En general, los métodos simplificados suponen una comprobación de los distintos Estados Límite Últimos considerando elementos estructurales aislados (se desprecian las acciones indirectas debidas al fuego - dilataciones, deformaciones, etc.-), distribuciones de temperatura preestablecidas, generalmente para secciones rectangulares y, como variaciones en las propiedades de los materiales por efecto de la temperatura, modelos asimismo simplificados y sencillos.

    El empleo del método de comprobación mediante tablas, que se desarrolla en los siguientes apartados de este Anejo, consiste en la realización de comprobaciones dimensionales de las secciones transversales y los recubrimientos mecánicos, a partir de hipótesis simplificadas y del lado de la seguridad. Para algunas tipologías pueden requerirse otras comprobaciones adicionales y en estos casos pueden obtenerse datos más específicos en la norma del producto.

    Un método alternativo a los expuestos, es la comprobación frente al fuego mediante ensayos realizados e interpretados de acuerdo con las UNE correspondientes al tipo de elemento estructural estudiado.

    5 Método de comprobación mediante tablas

    Para los casos normales puede considerarse que un elemento aislado de una estructura tiene resistencia al fuego normalizado suficiente si se cumplen los requisitos que se especifican en las tablas y apartados siguientes.

    En general:

    Para elementos estructurales en zonas de almacén:

    Los valores dados en las tablas son aplicables a hormigones de densidad normal, confeccionados con áridos de naturaleza silícea.

    Cuando se empleen hormigones con áridos de naturaleza caliza, pueden admitirse las reducciones siguientes:

    El valor del recubrimiento mecánico equivalente permite tener en cuenta la coexistencia de distintos tipos de acero en una misma sección transversal, con características diferentes frente al fuego, que las armaduras estén dispuestas en distintas capas y la influencia de diferente exposición al fuego de las armaduras de una capa.

    5.2 Pilares

    En la Tabla A.7.2 se indican los valores recomendados de las dimensiones y recubrimientos mecánicos equivalentes mínimos para pilares de hormigón armado y sección rectangular o circular.

    5.3 Muros

    Se recomienda que los muros de hormigón estructural no portantes, de cerramiento o particiones, dispongan de una esbeltez geométrica, relación entre la altura del muro y su espesor, inferior a 40 y cumplan con las dimensiones mínimas indicadas en la Tabla A.7.3.

    5.3.2 Muros portantes

    Se recomienda que los muros portantes de hormigón estructural cumplan con las dimensiones y recubrimientos mecánicos equivalentes mínimos indicados en la Tabla A.7.4.

    5.4 Tirantes. Elementos sometidos a tracción

    La dimensión mínima de un tirante y el recubrimiento mecánico equivalente mínimo no serán inferiores a los recomendados en alguna de las combinaciones indicadas en la Tabla A7.5.

    Cuando la estructura soportada por el tirante sea sensible a su alargamiento por efecto del calor debido al fuego, se incrementarán los recubrimientos definidos en la Tabla A.7.5 en 10 mm.

    5.5 Vigas

    Se consideran vigas expuestas al fuego por tres caras aquellas en las que la cara superior está aislada debido al solado o a cualquier otro tipo de elemento que mantenga su función aislante durante todo el periodo de resistencia al fuego. En este caso son de aplicación los criterios del apartado 5.5.2. En el resto de los casos las vigas se considerarán expuestas por sus cuatro caras y son de aplicación los criterios indicados en 5.5.3.

    Para vigas de ancho variable, como ancho mínimo se considerará el que existe a la altura del centro de gravedad mecánico de la armadura traccionada.

    Para vigas doble T, el canto del ala inferior deberá ser mayor que la dimensión mínima que se establezca como ancho mínimo. Cuando el canto del ala inferior sea variable se considerará, a los efectos de esta comprobación, el canto medio.

    5.5.2 Vigas con las tres caras expuestas al fuego

    Los recubrimientos por exigencias de durabilidad serán normalmente mayores (ver tabla 37.2.4).

    5.5.3 Vigas expuestas en todas sus caras

    5.6 Losas macizas

    Cuando de la losa se requiera sólo su función resistente (criterio R, definido en 2), el espesor será el necesario para cumplir con los requisitos de proyecto a temperatura ambiente cumpliendo el recubrimiento mínimo lo indicado en la Tabla A.7.7.

    Para resistencias normalizadas R90 o superiores se recomienda que la armadura de negativos se prolongue un 33% de la longitud del vano con una cuantía no inferior a un 25% de la requerida en apoyos.

    Para losas macizas sobre apoyos puntuales, en los casos de resistencia normalizada al fuego R90 o superiores, el 20% de la armadura superior sobre soportes se recomienda disponerla en toda la longitud del vano, en la banda de soportes.

    5.7 Losas nervadas o forjados reticulares

    Para losas nervadas unidireccionales son de aplicación los criterios establecidos para vigas, en lo que respecta al ancho y recubrimiento mecánico equivalente de las armaduras de los nervios (ver tabla A.7.6). Para el espesor de la capa de compresión (tabla A.7.7), ancho de alma y ancho de nervio se podrán tener en cuenta los espesores del solado y de las bovedillas no recuperables que mantengan su función aislante durante el período de resistencia al fuego, que puede admitirse igual a 120 minutos a falta de datos experimentales. En caso de bovedillas cerámicas pueden considerarse como espesores adicionales de hormigón equivalentes a dos veces su espesor real.

    Para losas nervadas y forjados reticulares se recomiendan las dimensiones y recubrimientos mecánicos equivalentes mínimos establecidos en alguna de las combinaciones indicadas en la tabla A.7.8.

    6 Capas protectoras

    La resistencia al fuego requerida puede ser obtenida mediante la aplicación de capas protectoras.

    Las propiedades y funcionamiento del material aislante que se use para las capas protectoras deben ser determinadas utilizando procedimientos de ensayo. Dichos ensayos deben confirmar que el material permanece coherente y cohesivo para todas las temperaturas y deformaciones previsibles y debe proporcionar información sobre los siguientes aspectos:

    Alternativamente podrá realizarse una comprobación específica de acuerdo con el método general.

    No obstante, y aún a falta de datos experimentales, los revestimientos de yeso pueden considerarse como espesores adicionales de hormigón equivalentes a 1,8 veces su espesor real para duración de fuego normalizado de hasta 120 minutos. En el caso de enlucidos aplicados bajo paramentos horizontales, como techos, para R90 se recomienda que su puesta en obra se realice por proyección, mientras que para valores superiores a R120 resulta necesario y además debe disponerse un armado interno no combustible firmemente unido a la vigueta.