Fundamentos de Diseño e Ingeniería en la Construcción: Materiales, Estructuras y Suelos

Fundamentos de Diseño e Ingeniería en la Construcción

Aspectos Generales de la Construcción

• Humano: Satisfacer distintas necesidades del hombre.
• Técnico: Conocer tecnologías y aplicar técnicas.
• Artístico: Consecuencia de normas sociales y culturales.

Elementos que Intervienen en un Proceso Constructivo

• Proyecto: Desarrollo gráfico y documental de la obra a realizar.
• Planning: Conjunto de técnicas que permiten la utilización de los medios de producción disponibles, tiempo, fases de ejecución, señalando sus interrelaciones y permitiendo la corrección de los desfases producidos.
• Método: Sistema constructivo a utilizar.
• Suministro de acopios: De los materiales a utilizar en cada fase.
• Controles: Los necesarios para garantizar la calidad requerida.

Proyecto de Ejecución

• Memoria: descriptiva y constructiva.
• Planos.
• Pliego de condiciones.
• Medición y presupuesto.

Comportamiento Estructural

El comportamiento estructural se clasifica en:

• Frágil o compreso-resistente: Materiales capaces de absorber solicitaciones a compresión, resistiendo mal tracciones y flexión (pétreos).
• Tenaz o traccio-resistente: Capaces de responder a las solicitaciones de compresión y tracción, por tanto, a flexión (madera y acero).
• Formáceos o adecuo-resistentes: Similares a los tenaces, pero adoptan una forma más adecuada mediante un encofrado (hormigón armado).

Acciones en la Edificación

• Acciones permanentes: Actúan en todo instante en el edificio, su magnitud puede ser constante (peso propio, pretensado y del terreno).
• Acciones variables: Pueden actuar o no sobre el edificio, como las debidas al uso o acciones climáticas (sobrecarga de uso, barandillas, viento, térmicas y nieve).
• Acciones accidentales: Las que tienen menor probabilidad de ocurrencia pero de gran importancia (sismo, incendio e impacto).

Organización de los Principios de las Estructuras

Principios fundamentales:

• Principio del trilito.
• Principio del pórtico.
• Principio del arco y la bóveda.
• Principio del tirante.
• Principio del triángulo.

Patología de la Edificación y Mantenimiento de Edificios

• Patología: Ciencia que estudia los daños de los edificios, sus causas y propone soluciones.
• Mantenimiento: Establece cuáles son las intervenciones en un edificio para mantener su uso.

Clasificación de los Suelos o Terrenos

• Rocas: Agregado natural de uno o más minerales que, para sufrir modificaciones sensibles en su estructura en presencia de agua, necesita periodos de tiempo superiores a la vida útil de un edificio.

  Características: Gran estabilidad, los estratos más adecuados para la cimentación, resiste mucho a compresión y no presentan problemas de resistencia y asientos.

• Suelos:
  • Gruesos: Están formados por partículas de roca sin ninguna cementación, como la grava y la arena (granulares). Buenos para cimentar si la compacidad es media o alta y tiene espesor suficiente. La resistencia se debe al rozamiento interno.
  • Finos: Su consistencia y capacidad portante depende del contenido en agua (arcillas y limos).

Tipos de Cimientos

• Cimentaciones directas: Zapatas aisladas, zapatas combinadas o corridas, pozos de cimentación, emparrillados y losas.
• Cimentaciones profundas: Pilotes (aislados o grupos) y micropilotes.
• Elementos de contención: Pantallas y muros.

Métodos de Reconocimiento del Estudio Geotécnico

• Calicatas: Es una caja excavada a mano de 2x1x0,2m. Es económica, in situ, proporciona información superficial del terreno y del estrato del nivel freático.
• Sondeos mecánicos: Técnica que se basa en reconocer la naturaleza y localización de las capas y estratos profundos del terreno, obtener muestras, así como realizar diferentes ensayos. Son perforaciones de poco diámetro donde se obtienen muestras del terreno.

  Tipos de muestras:

  • Alteradas: Estrato con variación del estado natural; esta variación no afecta para determinar aspectos cualitativos.
  • Inalterables: Se obtienen del estado natural, permiten reproducir las condiciones de carga sometidas al terreno.
• Pruebas de penetración: Consiste en hincar en el estrato a investigar un utensilio de punta cónica (puntaza), mediante golpeo (penetración dinámica) o por empuje (penetración estática).

  Ventajas: Bajo coste, rapidez de ejecución, datos objetivos, datos in situ y amplitud de gama de datos.

  Limitaciones: Estratos de gran dureza.

• Geofísicas.