libro de construcciones
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Rocío González | Cátedra Gómez Diz | 2008 construcciones 2
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libro con recopilación de información de steel frame y hormigón armado.rociogonzalez.com.ar
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Rocío González | Cátedra Gómez Diz | 2008construcciones 2
trabajo final
ConstruCCiones 2 Cátedra Gomez Díz Alumna Rocío González DNI 31 337 810
Cursada 2do cuatrimestre, 2006 Mesa 6
Final Julio 2008
ÍNDICe
hormigón armado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
GeneRaliDaDes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
estRuCtuRas De hoRMiGón aRMaDo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
eleMentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
columnas
vigas
losas
fundaciones
tipos de estucturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
eDifiCio PiRelli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
eDifiCio iBM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
eDifiCio PRouRBan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
relaciones entre los elementos de hormigon armado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
losa / viGa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
viGa/ColuMna/losa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
losa/ColuMna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
viGa/ColuMna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
sistemas de ejecución de estructuras de hormigón armado . . . . . . . . . . . . . 57
1 . aRtesanales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2 . RaCionalizaDo | ChaPa ColaBoRante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
consideraciones generales
armados mixtos acero-hormigón
productos para armados mixtos de chapa colaborante
3 . inDustRuializaDo | PRefaBRiCaDo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
columnas
vigas
losas
CeRRaMientos De estRuCtuRas De hoRMiGón aRMaDo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
CeRRaMientos veRtiCales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
convencionales
no convencionales
cerramientos horizontales
Steel frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
GeneRaliDaDes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Del sisteMa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
antecedentes del framing
CaRaCteRístiCas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
conceptos que definen el steel framing
conceptos que definen el acero galvanizado para steel framing
sistemas estructurales típicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
detalles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
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hormigón armado
Phaeno Wolfsburg, alemania . zaha hadid
Whitney Museum, new York . Marcel Breuer .
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geNerAlIDADeS
Desde el punto de vista de la mecánica la teoría del hormigón armado se funda, básicamente, en la distribución de dos tipos de tensiones unitarias, compresión y tracción, producidas en las estructuras, entre dos materiales de construcción, respectivamente hormigón y acero que, a pesar de su naturaleza esencialmente distinta, actúan en forma perfectamente combinada y solidaria .
Frente a la necesidad de protección contra la intemperie, combustibilidad y acción de los microorganismos, de la madera; y de las dificultades para evitar la corrosión y deformabilidad ante el fuego, del acero; la aparición del hormigón armado a fines del siglo XIX representó un extraordinario hallazgo para los estamentos técnicos de aquella época, que venía a solucionar en forma económica aquellos y otros problemas en la mayoría de las estructuras donde el factor peso propio no incidiera en exceso .
la factibilidad del trabajo conjunto y selectivo, de dos materiales tan disímiles, se debe principalmente a sus dos propiedades fundamentales: ambos tienen el mismo coeficiente de dilatación por temperatura, y el cemento posee una gran capacidad de adherencia al acero .
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a la vez, dado que el hormigón debe rodear completamente al acero para que se verifique la total adherencia del mismo, esa propia disposición constructiva necesaria garantiza la protección del acero contra la corrosión .
en el mencionado esquema de la mecánica, la adecuación de esfuerzos se produce dado que el hormigón se diseña ubicado para absorber los esfuerzos de compresión para lo cual es apto, y el acero para los de tracción (en algunos casos el acero comparte con el hormigón los esfuerzos de tracción) .
seguidamente, y evitando entrar en los cálculos propiamente dichos, describiremos cómo se aplica el concepto de la teoría en las partes más habituales en que se subdividen las estructuras y cómo se produce la distribución de los esfuerzos mencionada hacia cada uno de los dos materiales constituyentes .
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eStruCturAS De horMIgóN ArMADo
elementoscolumnascaracterísticas
en la fig . 28 observamos una columna que soporta el peso de una fuerza P; los 4 puntos en las esquinas representan al acero, y la superficie rayada al hormigón. Toda la carga P se distribuye entre las superficies de ambos materiales, resistiendo cada superficie en proporción a su resistencia unitaria .
La proporción de la superficie del acero respecto de la del hormigón, está reglamentada dentro de ciertos límites prefijados.
en la fig . 29 se observa la armadura de acero solamente, con sus estribos que tienen por objeto confinar el hormigón, y evitar que se alabeen los hierros verticales cuando actúa la fuerza P .
Si la columna es esbelta, va a flexionar lateralmente (efecto de pandeo fig . 30) mucho antes de que las resistencias unitarias lleguen a su máximo .
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en estos casos, los reglamentos establecen que la superficie de la sección necesaria de la columna debe calcularse con una fuerza P incrementada ficticiamente en proporción a su esbeltez - según se establece en tablas apropiadas-, a fin de evitar el efecto del pandeo .
formas
según su sección transversal, existen columnas cuadradas, columnas rectangulares, columnas circulares, columnas en l, columnas en t, columnas en cruz, etc .
según su comportamiento ante las solicitaciones, existen fundamentalmente dos tipos de columnas de hormigón armado: columnas con estribos y columnas zunchadas .
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Johnson Administration Building, frank lloyd Wright .
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vigas
normales
si a nuestra viga cargada con la fuerza P, de la fig 2, la cortamos como en fig 12, podemos suplantar - en sentido figurado - la mitad de la derecha de la viga, con nuestras manos, empujando con la de arriba y tirando con la de abajo, como vemos en fig . 13 .
si el corte de la viga está más cerca del apoyo, como en fig . 14, podremos intuir que la fuerza que deberemos hacer con ambas manos es menor, pues el largo del trozo de viga a sostener es también menor. Esto quiere decir que el esfuerzo de flexión es máximo en el centro de la luz de la viga y disminuye hacia los extremos .
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Como consecuencia, de la cantidad de acero que preveímos para el centro de la viga, parte está sobrando cuando se llega al apoyo .
si insistimos en incrementar la fuerza P en la viga de fig . 2, se producirán fisuras y roturas como las de la Fig. 15, donde las señaladas con j ya fueron solucionadas con el acero que colocamos en fig . 3, pero las indicadas con k en fig . 15, deberán ser soportadas también con aceros, doblando en forma inclinada hacia arriba (Fig. 16) los que, como vimos en el final del punto III, nos sobran de la flexión en los extremos de la viga, y con estribos (Fig. 17). De este modo las posibles fisuras indicadas con en Fig. 18, producidas por los llamados “esfuerzos tangenciales”, quedan absorbidas por el acero (acero doblado y estribos), como se ve en la misma fig . 18 .
en la fig . 17 observamos en la parte superior de la viga, 2 hierros indicados con m, llamados “perchas”, que están al solo efecto de sostener los estribos y no cumplen ninguna función de soportar esfuerzos .
las losas también llevan parte de sus hierros doblados hacia arriba cuando llegan a los apoyos con el fin de absorber los esfuerzos tangenciales, pero no requieren de estribos pues en ellas los esfuerzos tangenciales no son tan importantes como en
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las vigas .planas
se las denomina vigas planas o placa por la colaboración que le brinda a la viga en la zona comprimida de ésta . esto se debe a que , siendo el hormigón armado un material escencialmente monolítico, no existe un límite preciso entre las distintas partes estructurales que lo componen como sucede con el acero o la madera, donde estamos acostrumbrados a identificar claramente cada miembro de la estructura . entre la losa y la viga hay una continuidad natural que no permite definir conexactitud dende termina una y empieza la otra . trabajan conjuntamente .
Beneficios: gran aumento del área comprimida del hormigón en relación a la misma de una viga rectangular lo que trae gran incremento de la capacidad resistente de la viga, en la cual influye además un aumento del brazo elástico .
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planas
se las denomina vigas planas o placa por la colaboración que le brinda a la viga en la zona comprimida de ésta . esto se debe a que , siendo el hormigón armado un material escencialmente monolítico, no existe un límite preciso entre las distintas partes estructurales que lo componen como sucede con el acero o la madera, donde estamos acostrumbrados a identificar claramente cada miembro de la estructura . entre la losa y la viga hay una continuidad natural que no permite definir conexactitud dende termina una y empieza la otra . trabajan conjuntamente .
Beneficios: gran aumento del área comprimida del hormigón en relación a la misma de una viga rectangular lo que trae gran incremento de la capacidad resistente de la viga, en la cual influye además un aumento del brazo elástico .
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losascaracterísticas
las losas son elementos estructurales bidimensionales en elos que la tercera dimensión es pequeña comparada con las otras dos dimensiones básicas. Estas lozas actúan por flexión, ya que las cargas que actúan sobre estas son fundamentalmente perpendiculares al plano principal de las mismas . se pueden distinguir varios tipos de losas; según el tipo de apoyo se pueden encontrar, según la dirección de trabajo y según la distribución interior del hormigón .
Cuando el hormigón ocupa todo el espesor de la losa se la llama losa maciza, y cuando parte del volumen de la losa y es ocupado por materiales más livianos o espacios vacíos se conoce como losa aligerada o losa alivianada
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librería travessa leblon, Río de Janeiro
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simples: en 1 o 2 sentidos
si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determinan que la magnitud de los esfuerzos en dos direcciones ortogonales sean comparables, se denominan losas bidireccionales . si los esfuerzos en una dirección son preponderantes sobre los esfuerzos en la dirección ortogonal, se llaman losas unidireccionales .
las losas cruzadas son aquellas en que la carga se reparte en 2 direcciones en forma proporcional a la rigidez .
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la armadura resistente se reparte en ambas direcciones . va abajo la que corresponda a la dirección de mayor momento flector, pues esta, naturalmente necesita un mayor brazo elástico .
Cuando la relación de luces es igual o mayor a 2, practicamente casi toda la carga es tomada por la luz menor, y se transforma en una losa simple amrada en una dirección, convirtiéndose a su vez la armadura superioren armadura de repartición, con una sección suficiente para absorber el pequeño momento flector que pudiera corresponderle a la luz mayor .
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complejasalivianadas nervuradas
estan constituidas por una serie de nervios longitudinales donde va alojada la armadura resistente separados por materiales alivianados . el más frecuentemente utilizado es el ladrillo hueco .
Conviene utilizar este tipo de losas cuando las losas son de grandes luces y por lo tanto de espesores considerables . el peso propio se incrementa demasiado, resultando entonces más económico colocar en la zona traccionada materiales que alivianen la estructura .
la losa nervurada poseé una versatilidad formal muy amplia que que las formas disponibles son muy variadas si se conocen las propiedades estructurales
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ejemplo
el panel de cubierta Pretensada tt-35 nervurado, está realizado con hormigón de alta resistencia, aplicando las más modernas técnicas de pretensado, sobre moldes metálicos , que le confiere una excelente terminación superficial. La utilización de este elemento permite satisfacer los más variados requerimientos estéticos y económicos de los proyectos de salones, depósitos, supermercados, en donde puede ser utilizado a la vista como elemento decorativo .
Características
Peso propio 134 kg/m2
altura total 0 .35 m
ancho útil 2 .50 m
sobrecarga real 65 kg/m2
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este tipo de cubierta posibilita una óptima distribución de iluminación cenital, debido a que en su diseño se contemplan espacios para lucernarios optativos (fig. 1). Si el proyecto lo requiere, también puede pensarse en lucernarios corridos entre paneles .
los paneles pueden apoyarse sobre vigas transversales de hasta 25 m . de longitud, tabiques premoldeados de tipo portante, muros de mampostería o cualquier otro tipo de estructura “in situ” .
el escurrimiento del agua de lluvia se realiza en el sentido longitudinal del elemento, desde el centro hacia los extremos cerrados, debido a la contraflecha con que se fabrican. El sistema, en el caso del apoyo sobre viga doble t, se completa con el hormigonado in situ y posterior al montaje de la canaleta sobre la cabeza de la viga (fig. 2), con pendientes hacia las columnas que llevan incorporadas los caños de bajada pluvial .
la impermeabilización de la cubierta se consigue mediante la colocación de membrana asfáltica en toda la superficie.
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complejas: waffle o casetonado
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fundacionescaracterísticas
Al llegar las columnas a la tierra firme, se deben trasladar las cargas que soportaba la sección (superficie) de la columna, a un material (tierra) de una resistencia unitaria mucho menor . Como consecuencia, la superficie de tierra que debe soportar a aquella fuerza P debe ser mucho mayor que la superficie de hormigón y acero de la sección de la columna . Por ello las bases toman la forma de la fig . 31 .
Como vemos en la fig . 32, las bases son planas, pero, siguiendo nuestra modalidad, hemos esquematizado en fig . 33 la base bajo el efecto de la carga P y también las pequeñas reacciones de la tierra en forma de múltiples pequeñas flechas, que son las que producen las deformaciones por flexión que se observan, por lo que la armadura de acero se coloca en la parte inferior (tracción) como se indica en la fig . 34, formando una malla cruzada en ambas direcciones .
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en la fig . 35, se ha completado la misma base anterior con los hierros de la columna (y con sus estribos), que llegan hasta los hierros de la base .
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tipos de estuCturas
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edificio Pirelli Año : 1975 Arquitecto: Mario Bigongiari la forma pentagonal del terreno determinó en buena
parte la morfología de este interesante edificio, con requerimientos programáticos que incluyeron un helipuerto, junto con oficinas para la empresa Pirelli, otras independientes para renta y un área cultural .
tiene una estructura colgante . los pisos cuelgan de dos pisos estructurales por tensores perimetrales sin columnas intermedias, ubicados uno a media altura y otro al final del edificio, que conducen las cargas a tierra pasándolas a un núcleo estructural ubicad en el centro . este es un tabique central donde se alojan los servicios .
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edificio IBM
Año : 1979-1983 Arquitecto: Mario Roberto alvarez y asoc . La obra configura un edificio contemporáneo, funcional,
eficiente y económico, que sin ser una extravagancia, es diferente a sus vecinos. Un edificio producto de interpretar y cumplir los criterios, objetivos y conceptos del comitente, compatible con sus vecinos pero distinto de las cajas de cristal circundante de Catalinas norte .
las premisas de diseño para éste proyecto fueron las siguientes:
Todas las restricciones del Código de Edificación.• Máxima superficie en planta.• Planta libre (estructura clara y simple sin columnas • interiores) .Máximo perímetro de iluminación natural .• Ponderación de la escala peatonal y jerarquización de los • accesos en planta baja .Modulado de fachadas y cielorrasos que permita obtener •
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la mayor cantidad de despachos posibles y de ahí en mas flexibilidad en la partición presente y futura.Máximo aprovechamiento de planta .• Cumplimiento de todas las normas de seguridad del • Comitente .solución integral al problema de mantenimiento de fachada • y escape a escalera exterior de incendio, como así también protección solar, mediante alero perimetral .
Consideraciones de tipo arquitectónico e ingenieril dieron como resultado el esqueleto estructural propuesto, que resultó ser el mas práctico y económico .
la planta tipo está sustentada por dos núcleos centrales y una serie de columnas perimetrales, con un módulo de 1 .50 metros toda la estructura externa . los dos núcleos centrales descansarán sobre fundaciones directas . las columnas perimetrales no llegan al suelo, sino que transfieren su carga a los núcleos centrales por intermedio de un sistema estructural especial . esta estructura de transición consiste básicamente en dos placas, inferior y superior . la placa inferior sube de los núcleos hacia el borde en pendiente e intercepta la placa superior, que es horizontal en la línea de las columnas . De
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esta manera la carga de las columnas perimetrales se desvía suavemente hacia los núcleos por intermedio de una estructura lógica y económica . esta estructura sobresale de la línea de las columnas, distribuyendo sus cargas y creando un espacio para anclaje de las barras de hormigón . la estabilidad necesaria y la sustentación de cargas verticales y asimétricas se obtienen por medio de un emparrillado de vigas .
esta concepción modulada de la estructura permite el máximo de flexibilidad en planta para ubicar las oficinas según los óptimos de IBM y tener dos rangos de oficinas mínimas de 3 m. y un corredor de 1 .50 metros . un alero perimetral con parasoles le darán seguridad y servirá también de medio de escape hacia una escalera de incendio adicional exterior .
la ventana típica es de aluminio anodinado con vidrio superior atérmico . el antepecho, un compacto de vítrea pintado y horneado al exterior . Cada dos ventanas, una de ellas con una banderola de abrir para ventilar en caso de emergencia, de ésta forma ninguna oficina mínima de 3x3 dejará de tener ventilación. En cada una de las fachadas un módulo de éstos se abre de
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Edificio ProUrban
Año : 1977 Arquitecto: M | sG| s | s | s la obra consiste en una estructura portante en un
nucleo central y un muro externo. El edificio no tiene columnas sino que se sostiene con el “tronco central” y una “lámina exterior de hormigón armado” .
el muro en este caso no es el de “curtail wall” como los otros eificios sino que es un muro portante de hormigón con ventanas . solsona dice que “ la idea de resolución del tipo curtain wall nunca nos convención” y que por eso el edificio forma parte de un grupo de obras de los 70s donde volvieron a “una resolución más tradicional” .
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relaCiones entre los elementos de hormigon armado
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Para que el hormigón trabaje bien a la tracción, se le agregan barras de acero, por lo que se transforma en hormigón armado . la cantidad de barras dependerá de las cargas que debería soportar y la distancia entre sus apoyos .
losa / viga
Las experiencias han verificado que las vigas que se encuentran íntimamente ligadas a las losas, arrastran en su deformación una parte de ésta . Por este motivo, la sección de la viga no será rectangular sino en forma de t o l .
las vigas te o ele constituyen sin duda una solución estructural muy racional en hormigón armado, siempre que la losa se disponga del lado de las compresiones . en estas condiciones, la viga cuenta con una gran cantidad de material sujeto a compresión y puede resistir grandes momentos flectores, aún con alturas reducidas .
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viga/columna/losa
unidireccional bidireccional
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losa/columna
losa macisa
con capiteles techo reticular
con capiteles
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viga/columna
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sistemas de ejeCuCión de estruCturas de hormigón
armado
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1. artesanalesse coloca el armazón p hierro .
se realiza el encofrado (que es el molde del elemento)
el hormigón elaborado de buena calidad es aquél que une a la resistencia mecánica solicitada, la durabilidad que lo mantenga en buenas condiciones durante el tiempo de la obra en servicio, y es obtenido a un precio razonable de modo que no pueda ser reemplazado por otro material .
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se le reconocen dos estados físicos:
el de hormigón fresco, que es mientras se mantiene en estado plástico cuando aún no ha iniciado el proceso de fraguado. Este proceso se puede graficar con el ensayo iRaM 1662 (se mide la resistencia del hormigón a la penetración) . si esta resistencia no supera los 3,4 MPa (35 kg/cm2) se dice que no se inició el fraguado, y es lo que se llama el período o momento reológico
del hormigón, caracterizado porque en él se produce un verdadero acomodamiento de las partículas que lo constituyen, en ese medio semilíquido en que se están gestando las reacciones químicas producidas por la hidratación del cemento Pórtland . un hormigón con los mismos materiales constituyentes, con un período reológico más prolongado, tendrá mayor resistencia y en general mejores atributos de calidad .
el hormigón endurecido se caracteriza por su dureza y rigidez, que se produce cuando termina el fraguado, momento que se puede medir con el ensayo ya mencionado, y que está fijado por la misma norma en 27 .4 MPa (280 kg/cm2) de resistencia a la penetración, a partir de la cual el conjunto de materiales granulares, pulverulentos y aguas se ha convertido en una verdadera piedra artificial.
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2. racionalizado | chapa colaborante
consideraciones generalesEn los edificios con estructuras metálicas, los hormigones
armados están constituidos, normalmente, por un entramado de vigas, el armado propiamente dicho, así como los revestimientos inferior (falso
techo) y superior (aislante, capa de nivelación, suelo) . la función resistente básica de los hormigones consiste en la transmisión de las cargas verticales que actúen sobre ellos hacia los apoyos (pilares) . otra función estructural de relevancia consiste en la transmisión hasta los arriostramientos verticales de las fuerzas horizontales debidas al viento y al sismo, ya que actúan como arriostramientos horizontales de las estructuras de edificación. Aparte de sus funciones estructurales, los hormigones armados también desempeñan las funciones de protección contra el ruido, el
Fuego, el calor y la humedad y, finalment, sirven para alojar las instalaciones de un edificio. En edificios de una cierta altura se usan elementos repetitivos . Por este motivo, resulta ventajoso prever soluciones estructurales que cumplan con los siguientes requisitos:
• Altura reducida. • Peso propio reducido. • Montaje rápido.
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es en este contexto donde los armados mixtos de chapa colaborante resultan particularmente competitivos, especialmente en combinación con las estructuras metálicas aunque en algunos casos también se han aplicado en combinación con estructuras de otros materiales constitutivos, por ejemplo madera u hormigón . en todo caso, su campo de aplicación no está limitado a los edificios de altura . en términos generales, los armados de chapa colaborante constituyen una solución particularmente atractiva en todos los casos en los que prevalece cualquiera de los requisitos arriba mencionados .
armados mixtos acero-hormigón un armados mixto de chapa colaborante está constituido por
una chapa grecada de acero sobre la cual se vierte una losa de hormigón que contiene una malla de armadura, destinada a mitigar la fisura del hormigón debida a la retracción y a los efectos de la temperatura (foto 1) . en este tipo de armado, la chapa grecada sirve de plataforma de trabajo durante el montaje, de encofrado para el hormigón fresco y de armadura inferior para el armado después del endurecimiento del hormigón . también puede servir de arriostramiento horizontal de la estructura metálica durante la fase de montaje, siempre y cuando su fijación con ésta sea la adecuada. las chapas grecadas deben tener una resistencia y una rigidez suficientes para desempeñar la función de encofrado, en la medida de lo posible sin apeos provisionales . además, para asegurar una
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buena conexión entre acero y hormigón, deben disponer de un perfil particular en cuanto a la forma de las grecas y de las denominadas indentaciones . los armados mixtos de chapa colaborante están apoyados, normalmente, en un entramado de vigas metálicas . son bien conocidas las ventajas que se pueden obtener al incorporar un armado en el mecanismo resistente de estas vigas, aprovechando mejor las características de cada uno de los materiales puestos en obra . a estos efectos se requiere una conexión adecuada entre el armado y las vigas metálicas que impida los deslizamientos relativos entre estos elementos . al conectar el armado mixto de chapa colaborante con las vigas mediante conectadores, el conjunto resultante constituye un armado mixto de chapa colaborante con vigas mixtas acero–hormigón
(figura 1) .
Para asegurar la colaboración deseada entre el acero y el hormigón, la conexión entre las vigas metálicas y el armado mixto debe transmitir los esfuerzos rasantes y limitar
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los deslizamientos que se producen en la interfaz . esta conexión se materializa a menudo mediante pernos soldados con las alas superiores de las vigas metálicas (fotos 1 y 2) . la realización de estas soldaduras puede presentar algunas dificultades relacionadas con la corriente eléctrica necesaria, con la presencia de humedad en las superficies metálicas, así como con la presencia de una protección contra la corrosión de las vigas (pintura) y de la chapa (galvanizado) . Con el fin de evitar estos problemas se han desarrollado
conectadores cuya fijación con las vigas metálicas se realiza mecánicamente mediante clavos . este tipo de conexión se presta particularmente para las aplicaciones con chapas grecadas ya que su fijación a través de éstas se puede realizar sin dificultades.
en la mayoría de los armados mixtos, las chapas grecadas son continuas sobre las vigas metálicas (figura 1) . Consecuentemente, los armados de chapa colaborante
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suelen ser continuos sobre varios vanos y requieren la disposición de una armadura superior de refuerzo para resistir los momentos negativos .
en algunos casos puede interesar reducir el espesor del armado a un mínimo . Para ello se puede adoptar una solución que integra las vigas de acero dentro del espesor ocupado por las chapas grecazas y el hormigón . este tipo de solución se ha empezado a emplear en los años 1980 en los países nórdicos y en el Reino unido y se conoce bajo su nombre inglés slim floor (armado con vigas integradas) . aparte de un espesor mínimo, esta solución también ofrece una buena protección de las vigas metálicas contra los incendios .
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productos para armados mixtos de chapa colaborante
Sistema mixto de construcción de un armado formado por un perfil de acero que además de actuar como encofrado del hormigón, colabora en la resistencia de la losa de hormigón sustituyendo total o
parcialmente a las armaduras tracción o positivos . la acción mixta se fundamenta en la adherencia entre la chapa colaborante y el hormigón fraguado, que debe ser superior al esfuerzo rasante solicitado, y junto con las armaduras adicionales formar un solo elemento estructural .
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Colocación de conectores
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3. industruializado | prefabricado
columnaslas columnas transmiten los esfuerzos verticales de
las estructuras . las cargas se trasmiten al suelo mediante empotramientos previstos en las bases .
las dimensiones en planta y las longitudes pueden ser adaptadas a distintos requerimientos de los proyectos de ingeniería o arquitectura .
es posible alcanzar, en forma normal, alturas de 15 m ., sin uniones intermedias .
las secciones mas comunes son las rectangulares o cuadradas, de dimensiones variables según se muestra en la fig 1.
los conductos de desagüe de la cubierta, pueden ser incorporados en el interior de las columnas, en estos casos la sección mínima recomendable será 40 x 40 cm (fig 2).
el caño de desagüe inserto en las columnas es de P .v .C . reforzado y
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su diámetro puede variar entre 4” y 8”, de acuerdo a la superficie a desagüar o a las necesidades específicas de proyecto.
en la parte inferior de la columna, a 20 cm por debajo del nivel de piso terminado, se deja prevista la salida del caño . se prevee a dicha altura un rebaje perimetral en el hormigón, a efectos de facilitar el ensamble in situ de los tramos horizontales de conexión a la cámara (fig. 3).
en muchos casos será necesario incorporar a las columnas, apoyos para vigas de entrepisos, vigas carrileras p/ puente grúa o vigas de cubierta . Dichos apoyos o ménsulas podrán ser de forma variada y se ejecutarán a distintos niveles según necesidades del proyecto .
sobre las ménsulas se dejarán pernos de anclaje para conformar una articulación en el apoyo de las vigas y tacos de neopreno en el apoyo propiamente dicho (fig 4, 5 y 6).
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Los edificios que superan los 15 metros representan un caso especial, en donde las columnas se deben ejecutar por tramos, pudiendo variar su sección en altura . la unión entre las mismas puede ser encastrado verticalmente o soldado entre sí, según se muestra en fig 7.
en el caso de la unión por encastre, el tramo superior se posiciona en forma análoga al empotramiento de la columna en el tintero de la base .
Para la solución por placas soldadas, éstas deben ser previstas en los extremos de los tramos, debidamente ancladas para transmitir los esfuerzos de tracción a la armadura longitudinal de la columna .
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montaje, traslado y acopio
las columnas tendrán previstas armaduras adicionales para neutralizar las tensiones producidas en el momento del desmolde, traslado y aco-pio previos al montaje .
se dejarán previstos cáncamos de acero en una de las caras de la co-lumna para permitir ser tomada por la grúa .
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vigasviga rectangular
son utilizadas para casos de luces reducidas y también como dinteles de portones .
Pueden premoldearse con armaduras pasivas tradicionales o pretensadas .
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viga doble t
sección ideal para cubrir grandes luces con cargas importantes de cubiertas y entrepisos . Debido a su excelente diseño se obtienen óptimos resultados con dimensiones relativamente pequeñas .
en la siguiente tabla de predimensionamiento se pueden apreciar algunas alturas usuales para diferentes cargas y luces de apoyo .
la forma habitual de vinculación de las vigas con las columnas es mediante un macizado del extremo con rebaje a mitad de la altura .
en el cabezal macizo de los extremos de las vigas , se dejará previsto un orificio para anclaje del perno previamente dejado en el apoyo de la columna. Dicho orificio deberá ser llenado in situ ,con mortero fluido en el momento del montaje (fig 1). Es posible dejar, en el alma de las vigas, pases previstos en el proyecto para conductos de ventilación, aire acondicionado , etc .
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las vigas de sección doble t, pueden utilizarse también como vigas portapanel (para apoyo de paneles de cerramiento) . en estos casos, trabaja como viga de fundación apoyada en las paredes de los tinteros de las bases .
es necesario preveer en el premoldeado, una armadura adicional sobre una de las alas de la viga que servirá de estribos al hormigón de cierre que se debe ejecutar in situ .
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viga cruz
este tipo de sección permite reducir la altura del paquete estructural en caso de apoyos de entrepisos
su geometría permite el apoyo de los elementos del entrepiso, minimizando la altura de la solución . .
se puede diferenciar dos tipos según su ubicación en la estructura: de borde o intermedias (fig.1).
en caso de necesidad, se puede mejorar el comportamiento estructural de la viga ejecutando in situ la cabeza comprimida mediante la utilización de los elementos que resuelven el solado, como encofrado (fig.2).
una solución similar se obtiene con la viga t invertida .
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viga canaleta
Por la forma de su sección es ideal para conducir las aguas pluviales hasta los conductos de desagüe alojados en las columnas, evitando conductos a la vista .
la vinculación a las columnas es mediante pernos de anclaje, similar al de la viga Doble “t”, y se diferencia dos tipos de conductos de desagüe :
a) Canaletas continuas (fig.1),b) Canaletas por tramos (fig.2).
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losaslosa hueca
son elementos prefabricados alivianados por la presencia de perforaciones longitudinales, de caras planas superior e inferior y cantos diseñados para su vinculación .
las losas huecas se producen en distintosanchos y espesores . la fabricación se realiza en pistas de pretensado con máquinas deslizantes de última generación, que mediante un correcto vibrado posibilitan el uso de hormigones de muy baja relación agua/cemento, con lo que se consiguen máximas resistencias en corto tiempo .
la forma de la sección transversal y la presencia de acero pretensado, optimizan el aprovechamiento del hormigón, y lo hacen un elemento ideal para entrepisos y cubiertas, por su elevada resistencia a la flexión.
la producción en pistas metálicas de las losas huecas , asegura una excelente terminación inferior de hormigón visto .
es utilizada también como cerramiento vertical, con distintas variantes en la forma de colocación y diseño .
algunos otros usos se mencionan en este manual, pero lo cierto es que la posibilidad de contar con un elemento premoldeado de caras planas, de destacadas características resistentes y a bajo costo, amplia el campo de aplicación de las losas huecas pretensadas al límite que fije el proyectista.
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entrepiso de losas huecas
Conformación:las losas huecas pretensadas permiten materializar una
superficie capaz de resistir cargas, pero para que el conjunto de ellas conforme un verdadero entrepiso, es necesario proveer una continuidad transversal . esto se consigue con el llenado de juntas .
En efecto, el perfil transversal de las losas es tal que al adosar una con otra, se establece el contacto sólo en el borde inferior (achaflanado para una mejor terminación). El espacio que queda por arriba es de mayor ancho en su parte media que en la parte superior, el cual al ser macizado con hormigón genera una interacción que proporciona la continuidad requerida (fig. 1).
las juntas permiten el trabajo conjunto entre las losas a partir de uniformizar las deformaciones . Dicho en términos sencillos: la losa más cargada se apoya sobre las contiguas,lo que produce una redistribución de esfuerzos verticales .
la transmisión de los esfuerzos horizontales que se producen en una estructura, como los debidos al viento, frenado de vehículos
o empujes, son también transmitidos en el entrepiso a través de la continuidad proporcionada por las juntas (efecto diafragma) .
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acopio, transporte y montaje:
en el acopio en planta de prefabricación o en obra, así comon el transporte de las losas a obra, deben tenerse ciertos cuidados para no alterar la calidad final del producto.
las losas pueden ser apiladas unas sobre otras utilizando por lo general tirantes de madera como separadores, los cuales deben quedar alineados en vertical y ubicados cerca de los extremos de las losas para evitar voladizos y momentos negativos que puedan producir fisuras en la cara superior.
a excepción de la mini losa, cuya colocación se verá en detalle más adelante, el resto de las losas huecas pretensadas debe ser montado con el apoyo de medios mecánicos adecuados .
estos pueden ser grúas telescópicas, grúas torre, autoelevadores, etc . la elección del equipo a utilizar en cuanto a tipo y capacidad depende entre otros de los siguientes factores:
Distancia máxima de montaje y peso de los elementos .• Superficie de trabajo: en caso de tener pavimento o terreno • compactado y nivelado puede emplearse (siempre que la altura lo permita) un autoelevador . este equipo puede representar alguna ventaja económica, pero tiene ciertas limitaciones para la
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colocación en posición definitiva de los elementos.infraestructura de obra: en obras de importancia suele recurrirse • al uso de grúas torre para movimiento de materiales y máquinas . en dichas obras es muy frecuente el uso de losas huecas pretensadas, las cuales pueden ser montadas con ese tipo de maquinaria .en algunos casos en que no es posible el montaje directo con • grúas hasta posiciones distantes, puede recurrirse al deslizado de las losas sobre zorras o carros que corren sobre las vigas de apoyo . una vez en posición, mediante gatos hidráulicos manuales se retiran estos elementos auxiliares y se apoyan las losas .Debe tenerse en cuenta la posibilidad de ingreso de camiones • y grúa a obra, espacios de maniobra, radios de giro, estado del terreno, etc ., para que puedan realizarse sin mayores inconvenientes las tareas de montaje .el mínimo personal necesario es de dos operarios en el camión • para la sujeción de la losa a elevar, y dos operarios para el posicionado definitivo. El montaje no requiere mano de obra especializada y puede realizarse con la misma gente de obra . la dirección puede estar a cargo de personal idóneo de la empresa contratista .
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panel portante
el panel de cerramiento autoportante u35, esta constituido por una placa de hormigón armado, diseñado para resolver a la vez, cerramiento vertical y estructura portante, reemplazando de esta manera el uso de columnas y vigas .
No requiere ningún tipo de terminación superficial, manteniendose inalterable a través del tiempo y la acción de los agentes climáticos . en caso de requerimientos estéticos o arquitectónicos puede recibir pintura o revestimientos diversos .
A los fines de ventilación e iluminación es posible colocar aberturas de medidas variables, en el espacio entre nervios (fig.1).
se adapta a cualquier tipo de cubierta premoldeada, (panel tt, panel casetonado, losa hueca, canalón) permitiendo una solución optima y económica para cada requerimiento .
la altura máxima, esta en función de las cargas permanentes y accidentales, transmitidas por los distintos tipos de cubierta y por las cargas de viento, que se trasladan a la base en la cual se empotran .
estas serán tinteros, donde se alojarán las patas de los nervios de dos paneles contiguos . usualmente este tipo de fundaciones se comporta como macizos empotrados en el suelo .
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montaje
Para el montaje de estos elementos se deja previsto , en el premoldeado, cárcamos de izaje en la cabeza maciza .
una vez posicionado dentro de los tinteros se aplomará, y se rellenarán los espacios con hormigón in situ, previo apuntalamiento en ambas caras con puntales telescópicos (fig. 2).
sobre el apoyo de los paneles portantes se pueden materializar las canaletas de desagüe . Para las mismas se dejarán previstas en la cabeza del panel los huecos necesarios para las bajadas verticales (fig 3).
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En la figura 4, puede observarse la geometría de los paneles para el caso de cubierta canalón con descarga libre, y la solución de viga pantalla para eventuales portones .
este panel, puede ser usado como cerramiento no portante, según lo requieran las necesidades del proyecto, en las caras de la nave que no reciben cargas .
en estos casos se apoyará sobre viga de fundación continua, hormigonada in situ (fig. 5).
casa de hormigón prefabricado steel frame + cemento
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el panel de cerramiento u35, se presenta como una excelente opción para el caso de proyectos de salones, cocheras, depósitos de mercaderías, talleres etc . de altura media y sin posibilidades decrecimiento lateral .
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losas huecas detalles | apoyos directos
Reciben esta denominación los asientos de losas pretensadas sobre estructuras resistentes existentes al momento del montaje, ubicados total o parcialmente debajo de ellas .
el apoyo puede hacerse sobre vigas o tabiques de hormigón in-situ, vigas pretensadas, perfiles metálicos o muros de mampostería (fig.1). En este último caso deberá ejecutarse un encadenado
superior para una mejor repartición de las cargas .las vigas de hormigón pueden completarse
en segunda etapa junto con el llenado de las juntas, aprovechando de esa forma el espesor de las losas para aumentar la altura estática .
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detalles | apoyos indirectos
el apoyo indirecto se da cuando las losas descargan sobre vigas planas incorporadas parcial o totalmente en el espesor del entrepiso . las piezas montadas son apoyadas sobre estructuras auxiliares provisorias (fig. 16).
se debe prever armadura inferior de enlace de la propia de la losa pretensada con la rama inferior de los estribos de la viga . se disponen también barras superiores para los momentos negativos de alguna de las formas que fueron descriptas .
Cortes y agujeros en las losas
las losas huecas pretensadas pueden ser cortadas o perforadas para ajustarlas a las dimensiones de planta y accidentes en ella como pueden ser columnas, pasaje de cañerías, etc . es deseable realizar la menor cantidad posible de este tipo de ajustes . Pueden por lo general hacerse tanto en obra como en planta de prefabricación . en este último caso es necesario el replanteo exacto de los mismos para evitar diferencias durante el montaje .
se describen a continuación los tipos de cortes más frecuentes en losas huecas y algunas posibles formas de evitarlos:
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Cortes longitudinales• : se deben realizar por lo general cuando la distancia a cubrir no es múltiplo de los anchos de las losas o combinación de ellos . este corte se hace en correspondencia con alguno de los alvéolos . Puede evitarse si se separan entre sí las losas, en un máximo de 25cm . la separación puede ser cubierta también con la interposición de una vigueta pretensada . estas alternativas desmejoran la terminación inferior, lo que no tiene mayor importancia cuando está prevista la colocación de cielorraso .Cortes transversales:• se tienen cuando los apoyos no son paralelos o se requieren voladizos con determinados contornos . Puede resultar conveniente en ocasiones hacer los cortes normales en forma escalonada para luego completar con hormigón in-situ el sector faltante en cada losa (esto es posible sólo en el caso de voladizos) .recortes• : se realizan por lo general para sortear columnas o permitir pasaje de cañerías o conductos (fig 7). Si están en los apoyos debe tenerse en cuenta la estabilidad de la losa y si se encuentran en un borde libre de losa, verificar la flexión transversal .
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CerrAMIeNtoS De eStruCturAS De horMIgóN ArMADo
cerramientos verticales convencionales
ladrillo hueco 0 .12/0 .18
la construcción de paramentos con ladrillos huecos es la solución más simple, pues el ladrillo hueco es buen aislante precisamente por ello, pero si el propietario pretende tener ladrillos a la vista deberá buscarse una solución alternativa, cuyas posibilidades pasarán por construir una pared doble con ladrillo macizo, dejando una cámara de aire de 2 cm
entre ambos paramentos o una pared doble con ladrillo visto exte-rior y ladrillo hueco interior, mejorando esta solución, si se mantiene la cámara de aire entre ambos, además la pared de ladrillos huecos permitirá que se pueda aislar el paramento vertical por medio de una pintura asfáltica que quedará tapada por la pared de ladrillos maci-zos .
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no convencionales
mampuesto | retak
la mampostería de hCCa, brinda todas las ventajas del hCCa en piezas de dimensiones estudiadas que permiten ejecutar muros portantes (exteriores e interiores) y tabiques divisorios de simple cerramiento . estas características junto a su exactitud dimensional, permiten colocar muy fácilmente, utilizando una delgada capa de mortero adhesivo, ahorrando tiempo y dinero .
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muros portantes
estructura independientela mampostería de hCCa cumple con
los requerimientos estructurales para ejecutar paredes portantes exteriores en edificios de hasta tres plantas sin necesidad de estructura independiente (columnas y vigas)
doble paredla mampostería de hCCa es óptima para
construir paredes exteriores simples, reemplazar paredes dobles (con cámara de aire intermedia), o combinarse con otros materiales . sus excelentes propiedades higrotérmicas hacen innecesario agregar otros materiales aislantes . Con solo 15 cm de espesor, un muro , supera un 20% la aislación térmica que puede ofrecer un muro doble de mampostería tradicional con cámara de aire intermedia .
Comparativa de muros portantes exteriores:
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azotado hidrófugosu estructura celular disminuye el paso del agua por lo cual
no es necesario agregar otros materiales aislantes como el azotado hidrófugo .
revoque gruesola exactitud dimensional, que presentan los bloques , así como
el sistema de junta delgada empleado para su colocación, confieren al muro una planitud y aplomo que permiten prescindir la realización del jaharro (revoque grueso) permitiendo revestir directamente la pared en mínimos espesores .
el espesor mínimo para paredes portantes y/o exteriores es 15 cm .
tabiques divisoriosla mampostería de hCCa optimiza la realización de paredes
interiores debido a su velocidad de ejecución , simplicidad de construcción y bajo peso, adaptándose a todo tipo de obras nuevas o remodelaciones .
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bastidor madera
un “frame” es un esqueleto estructural compuesto por elementos livianos diseñados para dar forma y soportar peso . así, “framing” es el proceso por el cual se unen y vinculan estos elementos .
el concepto básico del Balloon framing es la utilización de montantes que tienen la altura total de la construcción, con las vigas del entrepiso sujetas en forma lateral a los montantes, quedando así contenido dentro del volumen total del edificio. Esta forma constructiva evolucionó hacia lo que hoy se conoce como Platform framing, que se basa en el mismo concepto constructivo que el Balloon framing, con la diferencia que los montantes tienen la altura de cada nivel o piso, y por lo tanto el entrepiso que los divide es pasante entre los montantes . De esta manera, el entrepiso transmite sus cargas en forma axial, y no en
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forma excéntrica como en el caso del Balloon framing, resultando en montantes con secciones menores . la menor altura de los montantes del Platform framing es otra ventaja de esta variante, ya que permite implementar el panelizado en un taller fuera de la obra dado que no hay limitaciones al transporte, obteniendo así una mejor calidad de ejecución y un mayor aprovechamiento de los recursos .
ventajas del sistema
Ahorro de tiempos y recursos:• es la primera de las mayores ventajas del sistema, que por ser liviano y fácilmente racionalizable nos permite rapidez de ejecución en panelizados, montajes, instalaciones, y un consiguiente mejor aprovechamiento de materiales, mano de obra y tiempos . fundamentalmente, permite ahorrar los desperdicios de material al final de la obra cuyos costos nunca se tienen en cuenta en construcciones tradicionales .
Mayor confort y ahorro de energía:• los materiales utilizados otorgan un confort y calidad de vida ideal, permitiendo además tener costos en calefacción y refrigeración inferiores al 50% de los necesarios para una construcción tradicional . Recordemos que la madera tiene un aislamiento térmico natural 1300 veces mayor que el acero, 40 que el ladrillo y 10 que el concreto . además, la presencia de la madera permite la expulsión normal y permanente
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de la humedad del ambiente, proveyendo así un confort especial para gente con problemas respiratorios o reumáticos .
liviano• : pesa menos del 25% que una construcción tradicional, por lo que se hace ideal para construir en plantas altas de edificaciones, en especial donde no se conoce su estado fundacional y es costoso realizar estudios previos .
Abierto• : se puede combinar con otros materiales y/o sistemas constructivos dentro de una misma estructura .
Flexible• : se puede diseñar sin restricciones, planificar etapas de ampliación o crecimiento, debido a que no tiene un módulo fijo, y permite cualquier tipo de terminaciones tanto exteriores como interiores .
Versátil• : permite ampliaciones tanto en planta baja como en alta, reciclados, etc .
Modular• : está compuesto por sub- sistemas (estructurales, de aislaciones, de terminaciones exteriores e interiores, de instalaciones, etc .) funcionando en conjunto de manera relacionados, generando optimización de recursos de materiales, mano de obra y tiempos de ejecución y como consecuencia final la optimización de los costos . ·
Antisísmico• : no permite la actuación sobre la estructura de los
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efectos de los sismos .
resistente y durable• : puede soportar las exigencias climáticas más severas debido a sus estructuras modulares con materiales nobles como la madera y el acero .
Aislaciones eficientes• : permite pensar y ejecutar de una manera más eficiente las aislaciones térmicas y acústicas, y todos los ítems que redundan en un mayor confort de la construcción y un importante ahorro de energía para el usuario .
Menor costo de mantenimiento• : las reparaciones son muy simples y la detección de los problemas de pérdidas en cañerías de agua es inmediata .
detalles del sistema
fundaciones: La edificación se puede realizar sobre fundaciones de pilotines
o plateas de hormigón armado. Si se pretende modificar la altura se puede agregar mampostería o encadenados donde luego se coloca la estructura resistente de correas y clavadores .
paredes: las paredes se pueden confeccionar con montantes de madera
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tratada secada a horno (Platform framing) o acero (steel framing), con calibres y medidas acordes a las necesidades de la estructura y del cliente .
la cara interior de las paredes puede llevar placas de roca de yeso (tipo durlock), aglomerado de alta densidad, osB, multilaminado fenólico, chapadur o madera machihembrada . Éstos materiales pueden revestirse con pintura látex, empapelado, etc .
asimismo, es posible colocar, entre la placa interior y los montantes, barreras de vapor (polietileno, lámina aluminizada, etc .) para impedir la humedad en las paredes interiores por condensación .
entre los montantes verticales se pueden alojar materiales aislantes termoacústicos (como lana de vidrio, poliestireno expandido, etc .) con calibres y medidas variadas, de modo de impedir el paso de temperaturas y/o sonidos no deseados . esto generalmente se usa en paredes exteriores y cielorrasos, pero es factible hacerlo en cualquier pared .
sobre los montantes hacia el exterior se pueden instalar paneles de rigidización de multilaminado fenólico u osB según las necesidades estructurales, y más exteriormente barreras de agua y viento que aseguren el aislamiento -en especial el hidrófugo- desde el exterior, en caso de que el material exterior final así lo requiera.
finalmente, en la cara exterior de las paredes pueden instalarse placas de multilaminado fenólico, PvC, madera machihembrada o cemento fibrado del alto impacto (Eternit,
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superboard, Pizarreño, siding, etc .) . estas placas permiten terminarlas con revestimientos de pintura látex, ladrillo visto, salpicré, piedra, laja, o cualquier otro material tradicional usado para terminaciones .
techos: los techos interiores pueden ser con cielorrasos de madera
machihembrada, con placas de roca de yeso, aglomerado de alta densidad, OSB, multilaminado fenólico o cemento fibrado (en el caso de baños), o bien con vigas y madera machihembrada a la vista .
los techos exteriores se construyen a una, dos o cuatro aguas, regulares o irregulares, y pueden llevar chapa galvanizada natural o color, pizarra asfáltica o tejas coloniales o francesas de cerámica . Pueden llevar aleros o soleras para evitar la instalación de cañerías de desagotes .
cañerías: las instalaciones de agua pueden ser con caños termofusión
o roscados . Para el gas es posible optar por cañerías galvanizadas o termofusión . en el caso de la luz, se colocan caños corrugados y las cajas correspondientes . todas estas instalaciones van colocadas en las paredes y quedan con las bocas de salida para conexiones necesarias posteriores .
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aberturas: las aberturas pueden ser de aluminio anodizado (prepintado
con material epoxi y secado a horno) madera o chapa, y se puede optar por que incluyan vidrios, rejas, mosquiteros, postigones, etc .
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placas H˚ A˚
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paneles de cerramiento horizontal de acabado liso
paneles de cerramiento vertical con junta de unión a media altura .
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carpintería integral
Cerramiento de pileta climatizada, con formato a dos aguas, con accionamiento mecánico manual de módulos corredizos . Construído en un 80 % con estructura de aluminio color blanco . la estructura de soporte se construyó en hierro tubular tratado con pintura epoxi . la cubierta traslúcida se realizó con policarbonato alveolar opal de 8 mm de espesor .
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Tabiques divisores de oficina construídos con carpintería de aluminio esmaltada horneada con paneles fijos acristalados con float de 4 mm de espesor o revestimientos decorativos provistos con puertas con todos sus accesorios .
Los cielorrasos suspendidos son de paneles de fibra de vidrio con terminación vinílica a la vista, con artefactos de iluminación .
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Seagram Building, new Yok . Mies van der Rohe .
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cerramientos horizontales pisos
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entrepisos convencionales | de madera
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no convencionales | entrepiso técnico
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cubierta
la cubierta es el cerramiento superior horizontal de los espacios arquitectónicos .
esta está dividida en dos partes, en la estructural que será la encarga de transmitir su peso y las cargas generadas en la cubierta hacia los apoyos, la otra parte es la cubierta, es decir, el material que realmente cubrirá .
la cubierta debe ser aislante térmica, acústica, climatológica, debe tener ligereza para escurrir el agua, impermeable, liviana y económica .
la cubierta puede ser continua o discontinua, con pendiente fuerte, mediana o baja . esto según el material, las cubiertas de alta pendiente como las tejas que son discontinuas son con mucha pendiente para que el agua corra más rápido y no halla peligro de que el agua entre por las juntas, en las juntas hay un solape que es mayor con menos pendiente . las cubiertas de mediana pendiente como la chapa, y las de baja pendiente como la loza que es continua .
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Aislaciones térmicas y Acústicas: cuando la cubierta no brinda las aislaciones necesarias para el local se hace una cámara de aire, con la ayuda del cielorraso, esta cámara no debe superar los 10 cm . si se requiere aislamiento hidráulico se pone sobre el entablonado una membrana impermeable .
Para cubiertas accesibles la aislamiento se utilizan tablas aislantes pegadas con asfalto a la estructura resistente y luego el contrapiso .
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aislaciones
la cubierta plana tradicional o convencional puede presentar una serie de efectos perniciosos para el sistema de impermeabilización ya que, al instalar la membrana de impermeabilización por encima del aislamiento, queda sometida a:
“choque” térmico, tanto diario como estacional / anual .•
daños mecánicos, en particular durante la obra .•
degradación por radiación ultravioleta .•
degradación -también del aislamiento- por humedad atrapada • bajo la impermeabilización, procedente de lluvia durante la instalación, de la propia humedad de los materiales de construcción, o de condensación intersticial .
en la cubierta plana invertida, al “invertir” las posiciones convencionales de impermeabilización y aislamiento térmico, colocando el aislante sobre la impermeabilización (figura 01), la durabilidad de cualquier impermeabilización aumenta notablemente al suprimir del todo los efectos perjudiciales mencionados .
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así ocurre, por ejemplo, con el “choque” térmico: en la figura 02 se reflejan las variaciones anuales de la temperatura de la impermeabilización en los casos de cubierta convencional y cubierta invertida . se puede apreciar que las variaciones de la temperatura de la impermeabilización en la cubierta invertida son sustancialmente inferiores a las de una cubierta convencional. En la figura 03 se ve específicamente una probable situación comparativa durante un día soleado en verano .
Construcción en steel frame
Construcción en steel frame frente a st . Mary axe, londres .
steel frame
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geNerAlIDADeS
del sistema
el steel framing es un sistema constructivo liviano, ya que no necesita equipos y maquinaria pesada para su uso, y abierto, dado que permite cualquier tipo de terminación exterior e interior . este sistema de última generación no es mas que la evolución del “ballon frame” americano que se utiliza con estructura de madera desde hace muchísimos años .
antecedentes del framing
Para entender el concepto de steel framing, comenzaremos definiendo el término “Framing”. “Frame” quiere decir conformar un esqueleto estructural compuesto por elementos livianos diseñados para dar forma y soportar a un edificio. “Framing” es el proceso por el cual se unen y vinculan estos elementos .
Para definir los antecedentes históricos del Framing tenemos que remontarnos alrededor del año 1810, cuando en los e .e .u .u . comenzó la conquista del territorio, y hacia 1860, cuando la migración llegó hasta la costa del Océano Pacifico. En aquellos años la población se multiplico por diez, y para solucionar la demanda de viviendas se recurrió a la utilización de los materiales disponibles en el lugar (madera), y a conceptos de
baloon framing
platform framing
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practicidad, velocidad y productividad originados en la Revolución industrial . la combinación de estos conceptos y mateariales gestaron lo que hoy conocemos como Balloon framing (1830) .
el concepto básico del “Balloon framing” es la utilización de Studs (Montantes) que tienen la altura total del edificio (generalmente dos plantas), con las vigas del entrepiso sujetas en forma lateral a los studs, quedando así, contenido dentro del volumen total del edificio. Esta forma constructiva evolucionó
hacia lo que hoy se conoce como “Platform framing”, que se basa en el mismo concepto constructivo que el “Balloon framing”, con la diferencia que los studs tienen la altura de cada nivel o piso, y por lo tanto el entrepiso que los divide es pasante entre los montantes .
De esta manera, el entrepiso transmite sus cargas en forma axial, y no en forma excéntrica como en el caso del “Balloon framing”, resultando en studs con secciones menores . la menor altura de los studs del “Platform framing” es otra ventaja de esta variante, ya que permite implementar el panelizado en un taller fuera de la obra dado que no hay limitaciones al transporte, obteniendo así una mejor calidad de ejecución y un mayor aprovechamiento de los recursos .
antecedentes : primeras obras realizadas en acero . Crystal Palace y torre eiffel .
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los cambios en el concepto de fabricación, tienen aspectos tecnológicos muy relevantes :
la optimización de la utilización de la energía .•
la optimización de la fabricación de acero y su calidad . •
el crecimiento de la industria de las Maquinarias y • herramientas el concepto de Producción en masa o en gran escala, la llamada línea de montaje o producción
la utilización del steel framing en los edificios comerciales es de larga data. en cambio, en el rubro “viviendas” solo después de la segunda Guerra Mundial se comenzaron a ver los primeros ejemplos . actualmente dentro de la construcción de viviendas el acero se posiciona mejor que su competidor la madera, a raíz de los movimientos ecológicos, las fluctuaciones de su precio, y su calidad, que permite que el acero se consolide en el mercado de viviendas en forma creciente .
la tradición constructiva en la argentina tiene sus raíces en sus Colonizadores . la inmigración que hubo
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fue mayormente de origen mediterráneo, donde la piedra, el adobe y la cerámica son los materiales característicos . la tradición constructiva de países como e .e .u .u ., Japón, y China, con condiciones climáticas mas severas que las nuestras, siempre fue distinta . en general, ha estado orientada a materiales más livianos como la madera, sin que esto implique menor categoría o calidad de los edificios. Incluso en países con tradición tipo Mediterránea como la nuestra, la evolución de los sistemas y materiales esta dirigiéndose a los sistemas constructivos denominados livianos, ya que son objetivamente mas eficientes. En nuestro país, esta evolución comenzó en la década del 60, con ejemplos dirigidos a un mercado especifico: el de muy bajos recursos . esto originó que la población en general asociara equivocadamente el término “Prefabricación” o “industrialización” con este tipo de construcción .
La definición de “Industrialización” o “Prefabricación” dista mucho de lo que la gente en general, tenía como concepto de ellas, pero el tiempo y la realidad han permitido que esto cambie rápidamente . se está comprendiendo que evolución, prefabricación e industrialización, no son sinónimos de baja calidad, sino de parámetros necesarios de la era en que vivimos, y la construcción no es una excepción .
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características
Anteriormente, al definirse los conceptos de “Frame” y “framing”, se ha hecho referencia a las características principales que describen al steel framing como un sistema liviano y, a la vez, muy resistente . asimismo, otro aspecto particular del steel framing, que lo diferencia de otros sistemas constructivos tradicionales, es que está compuesto por una cantidad de elementos o “sub- sistemas” (estructurales, de aislaciones, de terminaciones exteriores e interiores, de instalaciones, etc .) funcionando en conjunto . Como ejemplo y para una fácil comprensión, podríamos compararlo con el funcionamiento del cuerpo humano, infiriendo las siguientes asociaciones:
Los perfiles de acero que conforman la estructura se • corresponden con los huesos del cuerpo humano .
Las fijaciones y flejes de la estructura del edificio se • corresponden con las articulaciones y tendones .
Los diafragmas de rigidización en el edificio se corresponden • con los músculos .
las diferentes aislaciones, ventilaciones y terminaciones del • edificio se corresponden con la piel y los mecanismos de
Montaje de estructuras
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respiración y transpiración .
es decir que el conjunto de “sub- sistemas” y el modo en que los mismos están interrelacionados, es lo que hace posible el correcto funcionamiento del edificio en su totalidad como un macro sistema. Por ello, la elección y selección de materiales idóneos y recursos humanos, influirá en un mayor rendimiento de los mismos y en un correcto funcionamiento del edificio. Estos conceptos llevan a una optimización de recursos de materiales, mano de obra y tiempos de ejecución y como consecuencia final la optimización de los costos .
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conceptos que definen el steel framing
Abierto es abierto porque se puede combinar con otros materiales dentro de una misma estructura, o ser utilizado como único elemento estructural. En edificios en altura se utiliza para las subdivisiones interiores y para la estructura secundaria de revestimiento de fachadas. En edificios entre medianeras logra adaptarse perfectamente a las exigencias y situaciones existentes. En viviendas, y en otros edificios de menor altura, puede ser el único material estructural utilizado, haciendo de base a substratos en cubiertas y fachadas .
Flexible El proyectista puede diseñar sin restricciones, planificar etapas de ampliación o crecimiento, debido a que no tiene un modulo fijo sino uno recomendado de 0,40/ 0 .60 mts . o menos . admite cualquier tipo de terminaciones tanto exteriores como interiores .
racionalizado se lo considera racionalizado por sus características y procesos, ya que establecen la necesidad de pensar y trabajar con 3 decimales, lo cual hace mas precisa la documentación de obra, y del mismo modo, su ejecución . una de sus cualidades más destacadas, es la precisión propia del material en su conformación, permitiendo un mejor control de calidad . en situaciones de trabajos de gran envergadura, la estandarización se hace notable y contribuye a la disminución y optimización de los recursos .
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Confort y Ahorro de energía el sistema permite pensar y ejecutar de una manera mas eficiente las aislaciones, las instalaciones y todos los ítems que redundan en un mayor confort de la construcción . el steel framing, es especialmente apto para cualquier tipo de clima y situación geográfica, sobre todo las extremas.
optimización de recursos Por ser un sistema liviano nos da la posibilidad de rapidez de ejecución incluyendo el panelizado, y posterior montaje . la ejecución de las instalaciones es realmente sencilla y muy eficiente. Estas características influyen en gran medida en el aprovechamiento de los materiales y de la mano de obra, ya que la planificación se hace mas sencilla y precisa, pudiendo cumplir las metas fijadas en cuanto a los recursos económicos y de tiempo. Las reparaciones son muy simples y la detección de los problemas de pérdidas en cañerías de agua es inmediata .
Durabilidad el steel framing utiliza materiales inertes y nobles como el acero galvanizado, lo cual lo convierte objetivamente en extremadamente durable a través del tiempo .
reciclaje la composición del acero producido en la actualidad incluye más de un 60% de acero reciclado, por lo que, desde un punto de vista ecológico, lo caracteriza como muy eficiente.
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conceptos que definen el acero galvanizado para steel framing
es un • material de los llamados “nobles”, tiene una gran estabilidad dimensional .
Como material fue utilizado en la construcción con anterioridad que • el hormigón armado, por lo cual es considerado “tradicional”
el acero Galvanizado • liviano es una evolución tecnológica de Acero Laminado y todo indica que en el siglo XXI esta evolución continuará . (por ejemplo, en los autos del 2000 se utiliza el 50% menos de acero que en 1960 y las piezas son un 30% mas livianas pero con mayor resistencia, debido justamente al empleo de acero galvanizado en las carrocerías .)
en la argentina, con recubrimiento estándar z275, reúne las • características aptas para un clima marítimo . esto implica una mayor “barrera” o “defensa” a la corrosión por algún tipo de infiltración de la humedad.
es un material • no combustible con una gran resistencia al fuego . Protegido con los elementos inertes correspondientes ese valor
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aumenta a niveles comparables a los de materiales de los sistemas de construcción tradicional o sistemas húmedos .
No es atacado por termitas• ni otros animales otorgando, sin embargo, el espacio para albergar la aislación requerida .
100%• reciclable .
Construcción en steel frame . vista interiror .
sistemas estruCturales típiCos
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Los perfiles constituyen barras esbeltas. las barras son capaces de soportar esfuerzos axiles de tracción,
compresión y flexiónPermiten desarrollar sistemas de bastidores portantes, para muros y
entrepisos de luces cortas, (en general menores de 6,00 m)también reticulados triangulados y vigas vierendell para mayores
luces, o mayores cargas, en techos y entrepisos .son estructuras de gran resistencia, escaso peso
propio y “transparentes” .
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barrasLos perfiles constituyen barras esbeltaslas barras son capaces de soportar esfuerzos axiles (según su eje) de:
tracción
compresión
flexión
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barras compuestas
sistema cerrado
sistema abierto
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bastidores
Permiten desarrollar sistemas de bastidores portantes, para muros y entrepisos de luces cortas, (en general menores de 6,00 m)
también reticulados triangulados y vigas vierendell en techos y entrepisos, para mayores luces o mayores cargas .
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organización por plataformas
sistema típico para estructuras de muros portantes
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plataforma de fundación
estructura completa de la plataforma durante la tarea de nivelación
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fundación en espera hasta completar la nivelación de la plataforma
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vigas principales de la plataforma antes de recibir las viguetas del piso
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fundaciones consolidadas y plataforma nivelada
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panelizado sobre la plataforma
vista de un panel portante construído utilizando la plataforma como matriz en los momentos previos a su montaje
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montaje de la estructura verticalaparece el volúmen de la obra
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motaje de entrepisos y cubiertasse cierra el volumen de la obra
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ventajas del muy bajo peso propiovivienda de 120 m2 montada sobre una casa chorizo y apoyada sobre
muros existentes de mampostería portante
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alojamiento de las instalacionesubiación de los caños
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alojamiento de las aislacionesaparecen las barreras térmicas, hidrófugas y acústicas
Lana mineral desnuda espesor 50 mm + film de polietileno 100 mic
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terminacionesexteriores e interiores
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detalles
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tipos de perfiles
perfil C perfil U perfil galera
perfil Z perfil omega
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composición del panelcon eIFS ( exterior Isolation Finishing System)aislación externa
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con siding
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vano de panel portante
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tipos de tornillos utilizados
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tipos de cabriadas
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vigas de entrepiso sin voladizo
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sobre panel portante exterior
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instalaciones
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fundaciones encuentro de barrera de agua entre pared y cimiento
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sobre platea
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variantes de fundaciones
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vigas de piso sobre zapata corrida de H˚A˚
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cursada cuatrimestre 2, 2006 . final julio 2008 .
