Barandillas de protección de borde: cálculos y métodos de ensayo

calculos e hipotesis en una pizarra

Siguiendo con uno de los post anteriores, vamos a terminar de hablar de las barandillas de protección de borde. Nos centraremos en los cálculos y métodos de ensayo que la normativa establece para garantizar un diseño y resistencia adecuados a las exigencias físicas a las que serán sometidas.

A la hora de calcular la barandilla tendrá que tenerse en cuenta que debe de garantizar que aguanta correctamente:

  1.  Las cargas principales a las que será sometida como son la capacidad portante y la estabilidad contra deslizamientos, vuelco y levantamiento.
  2.  Las cargas puntuales o poco frecuentes como por ejemplo una persona subida sobre la protección de borde a modo de escalera.

Además de las consideraciones es importante resaltar que, a la hora de calcular una protección de borde, los cálculos deberán de realizarse al conjunto de la barandilla y cumplir de manera global.

Pero también deberá de verificarse que se cumplen los requisitos de carga individual de forma separada. Cada elemento que compone la barandilla es apto a los requisitos de la normativa de aplicación.

Cálculos del ensayo de las barandillas de protección de borde

El cálculo debe tener en cuenta la combinación de la estructura, el sistema y sus componentes y el método de fijación. Si en algún caso no fuera posible verificar los requisitos de carga estática por cálculo, la verificación debe efectuarse por ensayo.

Lo que buscamos es verificar que:

Ed < Rd

Donde,

Ed           es el valor de cálculo del efecto de las acciones, por ejemplo, la resistencia a la flexión, una fuerza interna o un momento;

Rd              es el correspondiente valor de cálculo de la resistencia

El valor de Ed debe establecerse desde el valor de cálculo de las acciones Qd .

El valor de la acción Qd se calculará utilizando la siguiente formula:

Qd,i = gf,i x Qk,i

Dónde,

Qd,i  es el valor de cálculo de la acción i

Qk,i  es el valor característico de la acción i y debe tomarse de la tabla incluida en la norma

gf,i  es el coeficiente parcial de seguridad de la resistencia Rd,i que dependerá del material utilizado.

Con respecto a las cargas estáticas deberá de calcularse en cualquier parte del sistema, es decir, se podrá suponer que actuar sobre el poste o entre postes.

dibujo de los tipos de cargas para el ensayo de la protección de borde.
Fuente: UNE-EN 13374

El cálculo estructural deberá de incluir el análisis de diferentes cargas:

  • Puntuales
  • Por viento

La combinación de cargas puede derivar a:

  • Paralelas
  • Accidentales  

Por último, hablaremos de manera resumida de los ensayos que deben realizarse a los sistemas de protección de borde.

Métodos de ensayos de las barandillas de protección de borde

Los ensayos dependerán del tipo de sistema de que se trate (A, B, o C) y los requisitos que correspondan.

tabla de las cargas para el ensayo de la protección de borde.
Fuente: UNE-EN 13374

Como vemos en la tabla anterior, para cada tipo de sistema de protección de borde se aplicará un apartado de la norma. Se describirá cómo debe de aplicarse la carga en el ensayo, la muestra requerida para darle validez al ensayo y el procedimiento de seguir para hacer el ensayo junto con la evaluación de los resultados obtenidos.

El procedimiento a seguir para hacer el ensayo requiere de una explicación del dispositivo para hacer la prueba. En el apartado 7.5 se describe cómo debe hacerse dicho dispositivo para cargas dinámicas.

Las cargas dinámicas se simularán con un saco esfero cónico que se dejará caer en una caída controlada bajo la acción de la gravedad y dirigiéndolo hacia una de las posiciones más desfavorables del sistema de protección de borde con el objetivo de que el sistema retenga el saco. Se deberán de efectuar dos tipos de ensayos:

  • Tipo 1: el saco debe golpear la parte más alta del poste, 500 J, y luego en la parte más baja posible del poste con 1.100 J.
  • Tipo 2: El saco debe golpear primero en la parte alta de la protección de borde, 500 J, y luego en la parta más baja posible de la protección de borde, 1.100 J.

Ningún componente puede reemplazarse entre los dos tipos de ensayo.

Ensayo clase B

Se debe llevar a cabo tanto el ensayo de 500 J como el de 1.100 J. Para la clase C, únicamente se debe llevar a cabo el ensayo de 500 J.

El impacto se obtiene por la caída pendular del saco esfero cónico. El cual está aproximadamente en posición vertical en el punto de impacto. El saco debe sujetarse para evitar un segundo impacto y cumplirá con la norma EN 596.

 A continuación, se representa un aparato típico de ensayo.

Dibujo de los dispositivo de ensayo para la protección de borde clase B y C.
Dispositivo de ensayo para ensayo de impacto de la protección de borde clase B y C. Fuente: UNE-EN 13374

El ensayo termina con la medición y el registro de la flecha instantánea generada. Siendo ésta comparada con los requisitos establecidos en la norma UNE EN13374 para verificar si cumple o no el sistema de borde fabricado.

Ensayo clase C

La norma establece un ensayo específico para la clase C independientemente del explicado anteriormente. Consisten en que el impactado de ensayo ruede hacia abajo en una rampa hacia el sistema de protección de borde, en dos puntos críticos:

  • Sobre el poste
  • En el centro entre los postes.
Dibujo del método de ensayo de resistencia dinamice para clase C.
Método de ensayo de resistencia dinamice para clase C. Fuente: UNE-EN 13374

Le impactador de ensayo constará de:

  • Un cuerpo cilíndrico con una masa de 75 Kg aproximadamente,
  • Una longitud de 1000 mm
  • Un diámetro de 300 mm

El cuerpo cilíndrico debe fabricarse con un mínimo 25 mm de goma con una superficie blanda sin bordes afilados.

Finalmente recordar que la norma exige que el sistema de protección de borde vaya marcado en todos sus componentes, identificando:

  • El tipo de sistema
  • El nombre del fabricante
  • El año de fabricación
  • Los contrapesos

El marcado debe ser claramente visible y asegurarse que permanezca visible durante toda la vida de servicio del producto.

Junto con el marcado del sistema, el fabricante deberá de incluir un manual de instrucciones que cumplirá con el apartado 10 de la norma UNE EN 13374.

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