Sistemas Resistentes en la Edificación
Fases estructurales: Diseño, dimensionamiento y cálculo (acciones, hipótesis de carga, predimensionamiento, cálculo de solicitaciones, cálculo de secciones), construcción, control de construcción, mantenimiento y durabilidad. La forma estructural está condicionada por: uso del edificio, sistema de cargas, emplazamiento, factores energéticos y ambientales, materiales, métodos constructivos y economía.
Clasificación de Sistemas Resistentes
Se clasifican en:
- Enterradas
- Aéreas (elementos de contención: muros; elementos de aislamiento: pilares)
Tipos de Estructuras
- Isostática: Los nudos giran por ser apoyos simples o articulaciones. El ángulo entre barras cambia con la deformación. Al no estar unido, cualquier alteración no afecta a todas las barras.
- Hiperestática: Las barras tienen coacción en empotramientos perfectos. El nudo es rígido, todas las barras giran con el mismo ángulo y las tensiones se transmiten a otras.
Acciones en la Edificación
Las acciones a considerar en la edificación son:
- Gravitatorias: Peso propio, cargas permanentes, sobrecarga (de uso, nieve).
- Viento
- Térmicas
- Reológicas
- Sísmicas
- Acción del terreno
Esfuerzos en Elementos Resistentes
Los esfuerzos que pueden aparecer en los elementos resistentes son:
- Compresión
- Tracción
- Flexión recta
- Flexión esviada
- Torsión
- Punzonamiento
- Rasante (estado originado al deslizar una capa de fibras respecto a otra contigua en sentido longitudinal)
- Pandeo
Comportamiento del Material Estructural
El comportamiento de los materiales estructurales puede ser:
- Frágil
- Elástico
- Plástico
Para aumentar la probabilidad de una respuesta satisfactoria, las resistencias se minoran por coeficientes de seguridad: ladrillo 2.5, hormigón 1.5, acero 1.1.
Cimentaciones
Sistema estructural bajo el terreno que recibe cargas verticales y horizontales, y también ascendentes (nivel freático). La elección depende de: qué construimos, el suelo y el tipo de estructura elegida.
Las cargas se disipan en el terreno creando un estado tensional: Bulbo de presiones.
Tipos de Cimentaciones
Se clasifican en:
- Superficiales: Estrato resistente a 3-4 m.
- Profundas: Firme a 5-6 m o el elemento resistente trabaja por roce lateral.
El CTE (Código Técnico de la Edificación) las clasifica según el plano de apoyo en:
- Directas
- Profundas
Cimentaciones Directas
Dentro de las cimentaciones directas encontramos:
- Zapata aislada (centrada, medianería, esquina)
- Zapata combinada
- Zapata continua
- Losa
- Pozos
- Vigas y emparrillado
Cimentaciones Profundas
Dentro de las cimentaciones profundas encontramos:
- Pilotes (cuando el pilote tiene una longitud 8 veces mayor que su diámetro o lado menor)
- Muros pantalla
Zapata Aislada
La zapata aislada puede ser rígida o flexible.
Losa de Cimentación
Se utiliza cuando el firme es muy profundo, las capas superiores tienen poca capacidad de carga o el suelo es heterogéneo, o las zapatas ocupan el 50% del suelo. Requiere un estudio cuidadoso, la resultante se aproxima al centro de gravedad de la placa, y es de hormigón armado a dos caras. Puede ser:
- Maciza: De hormigón armado. Es la más usada, de canto constante, fácil de hacer, rápida y con poca mano de obra.
- Nervada: Combinación de placa y retícula de vigas con pilar en el cruce. Recomendable para grandes luces entre pilares.
- Aligerada: Dos placas unidas por nervios de gran canto, usada con cargas muy grandes.
Pozos de Cimentación
Se utilizan cuando el firme está a 4-6 m. Se rellenan con hormigón en masa uniendo las cabezas con correas de hormigón armado para apoyar la estructura. Antiguamente se usaba mampostería y mortero o ladrillo. La mano de obra es cara, es difícil el entibado y es posible la presencia de nivel freático.
Emparrillados
Conjunto de vigas de canto en retícula para cimentar conjuntamente pilares y muros no alineados en una dirección.
Correas de Atado y Vigas Centradotas (VC)
Elemento estructural que enlaza diferentes elementos de cimentación. Evita desplazamientos laterales y posibles asientos diferenciales. De hormigón armado (para dos cimentaciones interiores) y viga centradora (elemento perimetral con otro interior o exterior).
Pilotes
Los pilotes trabajan:
- Por punta: Empotrados en el estrato resistente y el bulbo se distribuye por el terreno.
- Flotante: No hay estrato resistente y las cargas se transmiten por rozamiento lateral. El bulbo se extiende por todo el pilote.
- Mixto: Propiedades de ambos. Cuando el estrato de apoyo no es suficientemente resistente, el pilote transmite carga mediante el roce fuste-terreno.
Pueden ser:
- Hincados prefabricados: De taller, cuadrados o circulares, de madera, metálicos o de hormigón armado. Los de madera y hormigón llevan azuche y sufridera. Se saca tierra con barrena.
- Hormigonados in situ: Se extrae la entubación.
Encepado
Atado de la cabeza de los pilotes con hormigón armado para el trabajo conjunto.
Pantallas de Cimentación
Cimentación de pilares perimetrales, muro estanco y contención de tierras. Se usan lodos bentoníticos (arcilla con óxido de aluminio y dióxido de silicio con agua) para rellenar y estabilizar la excavación. Se ponen piezas verticales circulares para hacer las juntas laterales y conseguir el enlace con la contigua. Se mete la armadura de una pieza como jaula. El hormigonado se realiza de abajo a arriba. Después se coloca una viga de coronación demoliendo la parte superior del muro. Una vez hecho esto, se puede excavar el solar.
Muros de Contención
Tipos de muros de contención:
- Muro de Contención (MdCont): Extremo libre. Puede ser:
- De gravedad: Sección grande y se confía en el gran peso para aguantar los esfuerzos generados por el terreno y la carga superior. De ladrillo, piedra, hormigón… sin armadura.
- En ménsula: Menor sección, apareciendo tracción, por lo que necesita armadura.
- Muro de Sótano (MdSótano): Inicialmente se comporta como un muro de contención, pero una vez con el forjado superior trabaja de forma distinta, pues este coacciona su movimiento.