Estructuras Trianguladas

Son estructuras formadas por elementos lineales de poca sección, denominadas barras, que crean superficies estructurales planas o tridimensionales mediante la repetición de formas triangulares. Las uniones entre barras normalmente no son rígidas para evitar rigideces perjudiciales. Sin embargo, los triángulos que forman la estructura son indeformables, impidiendo la deformación de las barras. Usualmente se utilizan para salvar grandes luces.

Encofrado

Es el recipiente que contendrá el hormigón armado fresco hasta que endurezca.

Debe cumplir las siguientes condiciones:

• Soportar el peso propio.
• Soportar el peso de las armaduras.
• Soportar el peso y la presión hidrostática del hormigón fresco.
• Soportar la carga de uso (montaje y desmontaje).
• Soportar el vertido, vibrado y compactación del hormigón.
• Soportar la acción del viento.
• Posibilitar la colocación de las armaduras.
• Evitar daños a la estructura ya construida.
• Ser estancos para evitar pérdidas de la lechada.

Los encofrados pueden estar fabricados con los siguientes materiales: madera, acero, cartón (prácticamente relegado al encofrado de pilares circulares), plástico, escayola, planchas de fibra, etc.

Encofrados de Madera

Normalmente de pino. Deben humedecerse para que no absorban el agua contenida en el hormigón.

Ventajas:

• Protege al hormigón de los cambios térmicos.
• Sus juntas tienen buena estanqueidad porque la madera aumenta su volumen al humedecerse.
• Se pueden conseguir texturas estéticas por el dibujo de la madera en la superficie del hormigón.

Inconvenientes:

• Número limitado de puestas. Las tablas se deben limpiar después de cada desencofrado, admitiendo hasta 8 puestas.
• El excesivo coste de la madera.

Encofrados de Acero

Se denomina encofrado de acero a aquel que tiene una chapa de acero en contacto con el hormigón. Cuando el elemento constructivo a hormigonar se repite muchas veces, o sus formas se pueden ajustar a una modulación, el encofrado metálico puede sustituir a la madera, siendo mucho más económico al admitir múltiples puestas.

Desencofrar es retirar el encofrado que está en contacto con el hormigón, con sus elementos auxiliares.

Descimbrar es retirar los elementos resistentes (normalmente puntales) que sostienen el elemento hormigonado en su posición.

Tipos de Metales

Fundiciones

• Fundición gris: Es una de las aleaciones más empleadas y su nombre se debe a la apariencia de su superficie al romperse. Esta aleación ferrosa contiene, en general, más de 2% de carbono. Presenta el carbono en forma de grafito laminar: la cementita se transforma en ferrita y grafito. Son fácilmente mecanizables y frágiles. Dependiendo de su composición, pueden presentar problemas de soldabilidad. Es una aleación común en la ingeniería debido a su relativo bajo costo y facilidad de mecanizado.
• Fundición blanca: El carbono aparece en forma de cementita. Tienen una alta resistencia, dureza y fragilidad, por lo que son más difíciles de mecanizar. Aplicaciones en construcción: tuberías de presión para conducción de agua, radiadores, etc.

Aceros

• Son aleaciones siderúrgicas (materiales polifásicos) con un contenido en carbono menor del 2,14%.
• Sus propiedades físicas y mecánicas dependen de su composición y de los tratamientos aplicados.
• La composición afecta a las fases que contiene y a los defectos puntuales de su microestructura.
• Aceros al carbono: Constituyen la mayor parte de los aceros de construcción. Son soldables.
• Aceros aleados: Contienen otros metales aleados que modifican sus propiedades (físicas y mecánicas).
• Aceros inoxidables: Contienen Cr, Ni u otros elementos en aleación que aumentan la resistencia a la oxidación.
• Aceros patinables (Cortén): Tienen una pátina de acero aleado (herrumbre adherente y muy poco porosa) que protege de los procesos de corrosión-oxidación.

Tipos de Perfiles

• Perfil IPN: Sección en forma de I. Caras exteriores normales al ala. Bordes redondeados interiormente. Resiste muy bien a flexión, pero no tan bien a compresión.
• Perfil IPE: Sección en forma de doble T. Caras exteriores e interiores normales al alma. Espesor constante. Resiste muy bien a flexión. Soporta pequeñas compresiones.
• Perfil HE: Relación b/h mayor que en el IPE (h=b hasta h=30 y a partir de ahí h>b). Tres series: normal (HEB), ligera (HEA) y pesada (HEM). Muy buen funcionamiento tanto a flexión como a compresión.
• Perfil UPN: Sección en forma de U. Unido a otro perfil, funciona muy bien a compresión. Individualmente, funciona bien a tracción y con pequeñas compresiones.
• Perfil en L: Sección en forma de ángulo recto. Soporta tracciones y pequeñas compresiones.
• Perfil LD: Sección en ángulo recto. Alas de distinta longitud. Soporta tracciones y pequeñas compresiones.
• Perfil en T: Sección en forma de T simple. Soporta tracciones, flexiones no muy grandes y pequeñas compresiones.

Vigas y Soportes

Vigas Simples

En vigas, siempre que sea posible, se utilizarán perfiles laminados IPN, pues su costo de mano de obra es mínimo, ya que en muchas ocasiones será suficiente con el corte del perfil. Los rendimientos a flexión son muy buenos en los IPN, ya que conviene resistir las reflexiones con el mayor canto posible. El empleo de los perfiles IPE resulta más económico en general por el mayor rendimiento mecánico y por la simplificación en lo que a empalmes se refiere, debido al espesor uniforme de las alas.

Vigas Múltiples

Son vigas constituidas por dos o más perfiles adosados, unidos a través de elementos de unión, tales como perfiles, presillas, tornillos, pasadores, etc., que solidaricen eficazmente los perfiles componentes. Los medios de unión habituales son:

• Perfiles UPN, IPN, HE con soldadura o tornillería.
• Pletinas o presillas soldadas o atornilladas.

Vigas Reforzadas

El refuerzo de vigas es de gran utilidad para el ahorro de material. Por lo general, el refuerzo más económico en vigas se hace colocando dos pletinas simétricas en ambas alas. Puede haber casos en los que tengamos el canto de la viga limitado. Cuando en un edificio construido hay que reforzar una viga debido a que han aumentado las cargas previstas, puede recurrirse a alguna de las siguientes figuras.

Vigas Armadas

Están formadas por varias pletinas o chapas unidas con cualquiera de los métodos de unión: soldadura, roblones, angulares, tornillos, etc. Son aquellas que se constituyen ensamblando o armando a partir de chapas o de chapas y angulares. Aunque teóricamente pueden hacerse por roblonado y tornillería, las más habituales en España son aquellas ejecutadas mediante soldadura. Para unas solicitaciones determinadas, siempre es posible encontrar una viga armada de menor peso que el perfil laminado que correspondería a esas solicitaciones. Sin embargo, aunque el peso es menor, las vigas laminadas normalmente serán más económicas debido al ahorro en mano de obra en su fabricación. Por esta razón, en construcción suelen estar limitadas a casos especiales como grandes luces o grandes cargas, es decir, cuando los perfiles laminados no alcanzan las características mecánicas necesarias.

Soportes

Son elementos lineales o piezas prismáticas sometidas principalmente a compresión y a flexiones pequeñas o nulas. Son los elementos que transmiten las cargas verticales al terreno a través de los cimientos.

Soportes Simples de un Solo Perfil

Supone menor trabajo de preparación que otro formado por dos o más perfiles. El más habitual es el HEB. La dirección del pórtico siempre debe ser perpendicular al eje de máxima inercia del pilar.

Soportes Simples de Varios Perfiles

Dos o más perfiles unidos a tope con soldadura ofrecen más ventajas que un perfil simple, a costa de más trabajo de taller. El objetivo es obtener un perfil con mejor rendimiento, alcanzando así la inercia requerida.

Soportes Simples Acoplando Perfiles o Chapas

Este tipo de perfiles es el resultado de unir perfiles con chapa continua y soldadura. Pueden llegar a obtener una gran resistencia a compresión y flexión con unas dimensiones muy reducidas.

Soportes Armados

Generalmente formados por chapas continuas unidas por soldadura. El mayor coste de la mano de obra se compensa, dependiendo del caso, por la adaptación exacta a las solicitaciones exigidas.

Soportes Compuestos Mediante Presillas

Son soportes obtenidos acoplando perfiles separados, enlazados por medio de elementos transversales discontinuos.

Forjados

Forjados Unidireccionales Hormigón-Hormigón

• Forjados nervados: Son aquellos cuyos nervios resistentes se construyen in situ con barras corrugadas y hormigonado in situ. Necesitan un encofrado continuo. Cada nervio sería como una viga. No tienen elementos de aligeramiento. Poco recomendables económicamente.
• Forjados de nervios in situ: Son aquellos cuyos nervios resistentes se construyen in situ, es decir, íntegramente en obra, con barras corrugadas y hormigonado in situ. Tienen elementos de aligeramiento. Necesitan un encofrado continuo. Cada nervio sería como una viga.
• Forjados de viguetas: También llamados forjados de viguetas autoportantes o simplemente viguetas. Es un elemento prefabricado diseñado para trabajar a flexión y servir como nervio resistente del forjado. Soportan todas las cargas desde el primer momento, es decir, es un elemento análogo a un perfil metálico. Apoyado en sus dos extremos, resiste su propio peso, el del hormigón fresco que se vierte para construir el forjado, el de los operarios y, una vez endurecido el hormigón, el de las propias cargas (solados, tabiquería, carga de uso, etc.). Esto significa que no necesita apuntalamiento mientras se construye. Habitualmente lo usaremos en forjados sanitarios.
• Forjados de semiviguetas: Es análogo al anterior, con la diferencia de que la semivigueta es un elemento prefabricado que no resiste por sí solo el peso de los operarios y del hormigón fresco, por lo que necesita que se apuntale. Su ventaja es que son más baratas y más ligeras a la hora de moverlas en obra. Es un sistema habitual de construcción.
• Forjados de losas alveolares: Son elementos prefabricados que, como las viguetas, son elementos prefabricados. En realidad, son como muchas viguetas colocadas muy juntas entre sí. Por lo tanto, es fácil imaginar que las losas alveolares necesitan menos canto que un forjado de viguetas o semiviguetas. Dicho de otra manera, para igual canto y carga, se pueden alcanzar mayores luces con este tipo de forjados.
• Losa: Trabaja en una dirección. Pueden ser macizas, nervadas, aligeradas y alveolares.
• Placa: Trabaja en dos direcciones.

Forjados Bidireccionales/Reticulares

Forjado reticular: Son placas que apoyan sobre pilares, pero que no son macizas, sino que son aligeradas de hormigón y, por lo tanto, su peso es menor. Tendremos casetones recuperables y perdidos.

Función Envolvente del Edificio

La envolvente del edificio cumple funciones de:

• Soporte (resistencia, estabilidad, durabilidad).
• Confort (térmico, al aire, al agua, acústico).
• Protección (a la intrusión, al fuego, a los contaminantes).

Tipos de Fachadas

Fachada Tradicional

La fachada tradicional es la que se lleva ejecutando desde hace más de 50 años. Consiste en un sistema constructivo constituido por una hoja interior cerámica o de pladur, una capa aislante con una pequeña cámara de aire no ventilada, un cerramiento cerámico exterior y un acabado mediante revestimiento cerámico, raseado y pintado, mortero monocapa, revestimiento de piedra, etc. En este sistema, al no encontrarse el aislamiento térmico por el exterior de la fachada, se pueden generar algunos puentes térmicos en la unión con los diferentes elementos estructurales horizontales, lo que hace que energéticamente hablando tenga un peor funcionamiento en comparación con las fachadas ventiladas o las tipo SATE.

Este sistema es el más económico de construir y ofrece una amplia gama de posibilidades para realizar el acabado exterior, aportándole estéticamente más valor a la edificación. A su vez, una fachada tradicional revestida mediante algún tipo de aplacado cerámico o de piedra no requiere de un gran mantenimiento, lo cual es algo muy a tener en cuenta. El coste de este sistema viene determinado por los acabados a utilizar. Para una solución estándar de revestimiento cerámico y 8 cm de aislamiento térmico en poliestireno extruido XPS, la creación de una fachada mediante este sistema tiene un coste aproximado de 75 €/m².

Sistemas Trasdosados

1. Trasdosado directo: El aislamiento se aplica directamente sobre una base de apoyo (resistente para garantizar la estabilidad) mediante fijaciones mecánicas, y sobre éste, paneles de yeso laminado adheridas. Sobre estos paneles se le aplica un acabado de pintura.
2. Trasdosado autoportante: Los productos de aislamiento térmico se colocan entre los montantes de la estructura metálica donde se atornillan las placas de yeso laminado. Los productos aislantes deben ser fijados a la pared original para no acabar en el suelo por efecto de su propio peso, la absorción de humedad y suciedad, es lo que se denomina “asentamiento”.

Sistemas SATE

El sistema SATE (Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior) consiste en la colocación en la cara externa de las fachadas de planchas de aislamiento térmico adheridas al muro. La fijación habitual suele realizarse mediante adhesivos y fijación mecánica. Los paneles más habituales están realizados mediante poliestireno expandido, siendo también bastante habituales las planchas de lana mineral. El aislante se protege con un revestimiento constituido por una o varias capas de protección, una de las cuales lleva una malla como refuerzo. El revestimiento exterior se aplica directamente sobre el panel aislante. El hecho de contar con un aislamiento térmico por el exterior de la hoja principal evita la posibilidad de la aparición de puentes térmicos en toda la superficie de la fachada. Este sistema tiene una excelente relación calidad/precio.

A nivel estético, ofrece menos posibilidades que una fachada tradicional. Es una opción técnicamente muy completa para la formación de fachadas. Es duradera y soluciona de manera bastante óptima el aislamiento térmico. A pesar de que el coste inicial de la inversión es algo más elevado que la fachada tradicional, se estima que la colocación de la misma produce unos ahorros energéticos entre el 35-40%, lo que se refleja en las facturas tanto de ACS como de calefacción. El coste de este sistema viene completamente determinado por la terminación a emplear. Para una solución estándar mediante 8 cm de aislamiento térmico en poliestireno expandido y un acabado acrílico, la creación de una fachada tendría un coste aproximado de 105 €/m².

Fachada Ventilada

La fachada ventilada es un sistema constructivo de cerramiento exterior constituido por una hoja interior (hoja exterior del elemento de fachada), una capa aislante y una hoja exterior no estanca. Este tipo de fachada permite cualquier tipo de acabados duraderos, gran calidad y ofrece excelentes prestaciones térmicas y acústicas. La existencia de juntas entre las piezas de fachada evita los problemas típicos de la dilatación, por lo que son fachadas que presentan un buen aspecto durante mucho tiempo. La hoja exterior también amortigua los cambios de temperatura en el aislante térmico, prolongando su vida útil. Al igual que ocurre en la fachada tipo SATE, el hecho de contar con un aislamiento térmico por el exterior de la hoja principal evita la posibilidad de la aparición de puentes térmicos en toda la superficie de la fachada.

La fachada ventilada es la opción más completa para la formación de fachadas. Es muy duradera, la que mejor soluciona el aislamiento térmico y la que aporta estéticamente más valor a la edificación. A pesar de que el coste inicial de la inversión es algo elevado, se estima que la colocación de la misma produce unos ahorros en la factura energética entre el 40-45%. El coste de este sistema viene determinado por los acabados a utilizar. Para una solución estándar de revestimiento cerámico y 8 cm de aislamiento térmico en lana de roca, la creación de una fachada mediante este sistema tiene un coste aproximado de 161 €/m².

Tipos de Muros

• Muro de gravedad: Un muro de contención que depende solamente de su propio peso para funcionar es designado como un muro de gravedad. Rígidos o por gravedad: es un muro que aguanta por peso. Para que el muro funcione bien, la resultante del empuje y del peso tiene que pasar por el tercio central.
• Muro flexorresistente
  • Muro de contención: Se componen de una armadura principal dispuesta en la cara del terreno. Será la armadura de mayor cuantía porque es la armadura capaz de absorber las tracciones. Se componen de una armadura secundaria vertical en la cara vista del muro, encargada de ayudar al hormigón a absorber las compresiones en torno al 30%. Se componen de una armadura de reparto, colocada horizontalmente en ambas caras para controlar las retracciones, dilataciones y para repartir en varias armaduras longitudinales posibles cargas puntuales. Tendremos una longitud de solape que se corresponde con las esperas de la cimentación. Un refuerzo o zuncho de borde en la coronación del muro, consistente generalmente en dos barras del 16 o superior en la coronación del muro.
  • Muro de sótano: Durante la ejecución del sótano, se tendrá que tener especial cuidado con el relleno de las tierras del trasdós del muro, porque lo normal es que no estén calculados para ese empuje hasta que no estén hormigonadas las cabezas que enlazan con los forjados. Las barras verticales son la armadura principal y las barras horizontales son la armadura de reparto. Generalmente tienen la misma cuantía en ambas caras porque las diferencias son pequeñas. Una vez realizada toda la estructura, se construye toda la viga de coronación, consistente en una viga de hormigón armado que une todas las cabezas de los muros.
  • Muro pantalla: Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible.

Cubiertas

La cubierta debe cumplir con:

• Estanqueidad y evacuación del agua: Grado de impermeabilidad exigido en CTE-DB-HS-1.
• Estanqueidad al viento: Habitabilidad de los espacios bajo cubierta.
• Captación/disipación de energía: La cubierta como captadora de radiación y de disipación térmica, funciones de los lucernarios e irrigación de tejados cerámicos.
• Confort higrotérmico, acústico y lumínico: Ventilación de espacios bajo cubierta, aumento de la reflexión, condensaciones, la claraboya.
• Estructural y contra el fuego.
• Durabilidad: Necesidades de mantenimiento.
• Constructibilidad: Facilidad de construcción.

La cubierta debe:

• Recoger el agua: impidiendo que penetre al interior (debe cubrir toda la parte superior de los espacios habitables).
• Canalizarla: limitando la acumulación y la velocidad excesiva (mediante la inclinación/geometría de sus paños).
• Expulsarla (hacia afuera): mediante sistemas de drenaje abiertos (vertido por el alero) o cerrados (sumideros, canalones y bajantes).

Técnicas para Conseguir la Estanqueidad

• Todas las cubiertas tienen una capa de material continuo e impermeable al agua, que permite evacuar el agua sin que ésta penetre al interior.
• La colocación del material depende del formato con que llega a obra y de la técnica de unión.
• Se pueden distinguir tres técnicas de unión principales:
  • Superposición: Se colocan capas de placas unas encima de otras que impiden el paso del agua, pero no del aire.
  • Solape: Se utilizan tejas o chapas que se montan en sus extremos (permeable al aire).
  • Continuidad (Impermeabilización): El material y las uniones son impermeables al agua y al aire.

Viguetas Autorresistentes y Semirresistentes

Una vigueta autorresistente es un elemento estructural diseñado para soportar cargas sin depender de apoyos intermedios. Su capacidad para resistir las fuerzas aplicadas a lo largo de su longitud, sin necesidad de un forjado adicional, la hace “autorresistente”. Esto significa que la vigueta puede trabajar por sí misma, proporcionando estabilidad y resistencia estructural.

El diseño de una vigueta autorresistente se centra en su forma y características estructurales para lograr esta capacidad.

Este tipo de vigueta se utiliza de manera frecuente en la construcción de diversos elementos, como forjados vistos, techos, entrepisos y otras aplicaciones donde se requiere una estructura eficiente.

Su versatilidad y capacidad para abarcar luces más amplias entre apoyos la convierten en una elección popular en proyectos constructivos.

Una vigueta semirresistente es un elemento estructural que, a diferencia de las viguetas autorresistentes, requiere apoyos intermedios o forjado para proporcionar estabilidad y resistencia. Mientras que las viguetas autorresistentes son capaces de soportar cargas a lo largo de su longitud sin depender de apoyos adicionales, las viguetas semirresistentes necesitan la colaboración de forjado para desempeñar su función estructural.

La característica “semirresistente” implica que estas viguetas no son completamente autónomas en su capacidad de carga y dependen de elementos adicionales para lograr la estabilidad requerida en la construcción. A pesar de esta necesidad de colaboración, las viguetas semirresistentes son una opción común en diversos proyectos constructivos, brindando flexibilidad y eficiencia estructural en diferentes contextos arquitectónicos.