Fundamentos de los Pórticos Estructurales: Tipologías y Materiales Clave

Pórticos Estructurales

Definición de pórtico: Sistema estructural plano constituido por elementos lineales (vigas horizontales y soportes verticales) que permiten construir el edificio en varias plantas.

La columna ha sido, a lo largo de la historia, uno de los elementos fundamentales en Arquitectura, destinada a soportar y resistir cargas importantes.

Tradicionalmente, la columna se componía de Capitel, Fuste y Basa. El capitel era crucial para la distribución de las cargas en los elementos de apoyo.

Con el paso del tiempo, el material utilizado en su construcción ha variado, haciendo que el capitel y la basa pasen a formar parte de otros elementos constructivos como son los forjados o la cimentación.

1. Estabilidad General de los Pórticos Planos

La estabilidad general de un edificio construido con PÓRTICOS PLANOS se basa en la forma de trabajar de los tres elementos que lo componen:

1. Pórticos principales: Se colocan en una dirección (a veces en dos perpendiculares, lo que denominamos crujías).
2. Pórticos de atado: Se colocan en la dirección perpendicular a los principales.
3. Forjados: Son los elementos superficiales horizontales que permiten dividir al edificio en varias plantas.

2. Tipologías Constructivas

1. Pórticos principales en una dirección única y pórticos de atado en la dirección perpendicular.
2. Pórticos principales y de atado en dos direcciones perpendiculares.
3. Elementos de comunicación vertical.

Consideraciones de Diseño

• La magnitud de su pendiente.
• La configuración de su superficie.

3. Materiales a Emplear en Pórticos

Hormigón Armado (HA)

• Buena resistencia frente a los esfuerzos a los que trabaja (flexión, compresión, tracción y cortantes).
• Técnica constructiva para estructuras más económica que el acero.
• Permite diseñar y construir edificios de varias alturas. Puede utilizarse para edificaciones en altura si se emplean hormigones de alta resistencia o muy alta resistencia.

Acero Estructural

• Tiene alta resistencia a tracción, a compresión y a flexión, alcanzando valores límites hasta 10 veces mayores que en el caso del hormigón.
• Al trabajar a compresión, es necesario realizar la comprobación a pandeo en el cálculo estructural.
• Permite el diseño de vigas para grandes luces, compuestas de barras del tipo de vigas trianguladas o tipo viga Boyd.
• Suele utilizarse en estructuras para edificación en altura, lo que supone una mayor superficie útil de los espacios resultantes.
• En obras de rehabilitación o en refuerzos estructurales, es un material muy utilizado por su rápida ejecución y puesta en carga.

Estructuras Mixtas de Hormigón Armado y Acero

Existen dos enfoques principales para la construcción mixta:

1. Uso combinado de elementos: Se construye un edificio con soportes de acero y forjados de Hormigón Armado (HA). Esto agiliza la ejecución de la obra y reduce el espacio que ocupan los soportes.
2. Uso integrado en elementos: Aquellas en las que se utilizan ambos materiales para la construcción de los mismos elementos estructurales. Presenta ventajas (alta resistencia) e inconvenientes (ejecución más lenta), debido a que la adherencia del hormigón y del acero no es buena sobre superficies lisas.

Las estructuras mixtas ofrecen beneficios adicionales:

• Tiene las ventajas de los materiales anteriores.
• Permite diseñar y construir luces más grandes.
• Permite diseñar y construir edificios de un gran número de pisos.

4. Componentes Estructurales Clave

Vigas

Las vigas son elementos lineales, normalmente colocados en horizontal, que trabajan principalmente a flexión. También pueden estar colocadas con una determinada inclinación.

Materiales Empleados en Vigas

1. Acero:
   • Perfiles laminados.
   • Perfiles huecos.
   • Perfiles y placas conformadas.
2. Vigas Mixtas de Hormigón y Acero: Se componen de tres elementos:
   • Un perfil laminado.
   • Una cabeza de hormigón armado.
   • Un conjunto de conectores formados por pernos soldados al perfil laminado.

Soportes

Los soportes son elementos lineales, normalmente colocados en vertical, que trabajan principalmente a flexo-compresión. También pueden estar colocados con una determinada inclinación.

Materiales Empleados en Soportes

1. Soportes Mixtos de Hormigón y Acero: Se componen de tres elementos:
   • Un perfil laminado de acero.
   • Una sección de hormigón armado con armadura longitudinal y cercos (estribos).
   • Conectores en forma de cercos de acero.