Estructures, Fonaments i Sostres en la Construcció

Estructures de Parets

Materials, Tècniques i Sistemes

• Parets de maons i blocs (armats o no)
• Parets de plafons prefabricats de fusta
• Parets de formigó abocat in situ
• Parets d'entramat de fusta
• Parets de plafons prefabricats de formigó armat
• Parets d'entramat de xapa metàl·lica

Estabilitat de l'Estructura

Han de ser resistents, estables i amb una deformació compatible amb els altres elements que la formen. Les solucions són la col·locació d'una pilastra si la força no és molt elevada, o la col·locació d'una paret d'arriostrament si la força és més elevada. En edificis antics posaven una planta de trava i una de càrrega alternament.

Quadre Resum

• Amorfs (formigó in situ, formigó lleuger estructural) i nus rígid d'estabilitat.
• Petits elements (maó ceràmic, bloc de morter i bloc de formigó) i pilastres o arriostrament d'estabilitat.
• Semiproductes (entramats de fusta o metàl·lics) i arriostraments d'estabilitat.
• Addició de grans components (panell de formigó prefabricat o panell de fusta) i arriostraments, platines o nus rígid d'estabilitat.

Pòrtics

Materials, Tècniques i Sistemes

• Formigó abocat in situ (per edificis d'estatura moderada, 10-15 pisos)
• Formigó prefabricat (per edificis amb certa llum i per elements de fàbriques)
• Perfils d'acer (per edificis alts, per reduir pes a l'estructura)

Estabilitat de l'Estructura

• Nucli central de formigó (perfils d'acer i ciments d'acer, està rígid mentre l'estructura de l'edifici té nusos articulats)
• Nuclis rígids per si sols (està rígid mentre l'estructura de l'edifici té nusos articulats, nusos totalment indeformables perquè els esforços es transmetin als fonaments)
• Creu de Sant Andreu (nusos articulats, perfils metàl·lics, formen triangulació)
• Pantalla de formigó (nusos articulats)

Solucions Constructives

• Estructura metàl·lica (soldadura a l'ànima, casquet rigiditzat, rigiditzadors alineats amb les ales, rigiditzadors alineats amb les ales i una diagonal)
• Estructura armada prefabricada (tot estarà recolzat)
• Formigó armat in situ (s'ha d'encofrar i formigonar)

Quadre Resum

• Formigó in situ (nus rígid)
• Formigó prefabricat (nus articulat per construccions estables i empotrament, nus rígid)
• Acer (nus articulat més nucli rígid, nus rígid)

Sostres

El forjat és un element de suport de tots els medis actius que condicionen l'espai interior i forma part de l'estabilitat de l'edifici. El forjat ha de satisfer:

• Forjat unificat rígid (la rigidesa es donarà amb el cantell de forjat)
• Forjat s'ha de comportar unitari, també dit monolític (es posa un mallat perquè la càrrega sigui uniforme al forjat)
• El forjat ha d'estar encercolat (permet que l'estructura no tingui deformacions i pugui suportar deformacions de dilatació i retracció)

Materials, Tècniques i Sistemes

• Amorfs (llosa de formigó, reticular)
• Semiproductes (semivigueta, prellosa de formigó armat o pretensat, xapa grecada d'acer)
• Components (biguetes, llosa alveolar)

Relació entre Sostres i Tipus d'Encofrat

• Sostre in situ (llosa armada bidireccional: encofrat de planxa completa i cimbrat complet, llosa armada alleugerida reticular o unidireccional: encofrat complet amb alleugeriment recuperable o no)
• Sostre parcialment prefabricat (jàssera plana i biguetes unidireccionals: encofrat complet a les jàsseres i apuntalat a les biguetes, jàssera plana i semibiguetes unidireccionals: encofrat complet a les jàsseres i apuntalat a les biguetes, xapa col·laborant: apuntalament, la xapa fa d'encofrat i només cimbrat)
• Sostre prefabricat (prelloses nervades o alleugerides: encofrat i cimbrat en algunes zones singulars)

El Terreny i els Fonaments

Sol com a Material

El sòl són materials residuals que provenen de la disgregació de roques, la seva qualitat depèn del seu procés de formació, pot suportar més de 5kg/cm² si és de roques i menys de 5kg/cm² la resta de sòls.

Propietats Físiques del Sòl

La resistència a tallants s'assoleix per la cohesió i per la fricció interna.

Efecte de l'Aigua en el Terreny

• En la cohesió: l'aigua redueix la cohesió a nivells molt baixos.
• En la fricció: disminueix els valors de pes i altera la capacitat del sòl de mobilitzar la fricció.

Deformabilitat del Sòl

• Per ruptura (sempre es trencarà a tallant)
• Per assentament (quan hi ha una ruptura hi haurà un assentament, es produirà una deformació vertical)

Criteris d'Assentament

• Assentament màxim (estructures de formigó, habitualment 50mm, en lloses es permet un assentament del 50%)
• Assentament diferencial (és acceptable si entre els dos punts de la fonamentació hi ha una distorsió angular superior al valor 1/500, els pilons no solen presentar deformacions problemàtiques, cada 5m acceptarem un assentament diferencial d'1mm)

Característiques dels Fonaments

Els fonaments han de ser: suficientment resistents per no trencar-se per esforç de tallants, s'han d'acomodar als possibles moviments del terreny, han de suportar esforços a flexió, han de suportar les agressions del terreny i pressió de l'aigua.

Formes de Ruptura del Terreny

L'enfonsament pot ser: per ruptura general (es produeix segons línies de ruptures conegudes) o per punxonament (els fonaments s'enfonsen al terreny tallant-lo en el seu perímetre en un desplaçament vertical).

Fonaments Superficials

• Fonament flexible (les tensions es concentren al pilar, sabata treballa a flexió, sabata amb armadura per suportar traccions, flexible)
• Fonament rígid (la deformació del pla de recolzament és paral·lela a la superfície, les tensions s'acumulen a les vores)
• Càrrega centrada (distribució de càrregues uniforme, ajustar rigidesa de la sabata a la del sòl)
• Rastres (obligatoris en zones sísmiques, bigues que uneixen sabates)
• Llosa de fonamentació (és com una llosa de forjat girada a l'inrevés, s'utilitza quan la capacitat del sòl és baixa, quan la superfície de les sabates en fonaments supera el 50% de la superfície en planta)

Fonaments Profunds

• Pilons in situ (moldejats a l'obra, no s'han de produir bosses d'aire)
• Pilons prefabricats (es fabriquen per trams, es munten a l'obra per clavament al terra)

Estanquitat dels Fonaments

• Drenatge darrere del mur (mantenir impermeables l'espai habitable, solució de drenatge al darrere)
• En pantalles (s'actua per l'interior del mur, pot suportar grans pressions d'aigua, la llosa del fons ha de resistir la subpressió de l'aigua)

Relació Sòl-Fonaments

• La deformabilitat del sòl (s'ha de fonamentar en un sòl rígid)
• La resistència del sòl (cal repassar els estrats que puguin col·lapsar)
• L'heterogeneïtat del sòl (solució per llosa requereix un sòl homogeni per evitar ruptures a flexió)

Relació Fonaments-Estructura

• Rigidesa (com menys rígid l'edifici, més deformacions diferencials assoleix)
• Esveltesa (grans alçades provoquen pèrdua de verticalitat i petites deformacions als fonaments)
• Heterogeneïtat de càrregues (poden generar assentaments inadmissibles per l'edifici)