Materiales y Elementos Estructurales en la Construcción: Hormigón, Acero y Madera

Materiales Estructurales

Hormigón

Ventajas

• Posibilidad de adoptar casi cualquier forma.
• Continuidad y monolitismo, buenos enlaces entre elementos.
• Acero-hormigón: posibilidad de poner armaduras donde se quiera.
• Durable, impermeable y resistente al fuego.

Desventajas

• Elevado peso específico.
• Dependencia de la climatología para construir.
• Periodos de construcción largos por el fraguado del hormigón.

Armaduras Transversales (Cercos)

Se encargan de:

• Dar rigidez a la armadura en su transporte y montaje.
• Evitar pandeos de las barras longitudinales.
• Absorber esfuerzos transversales.
• Confinar el hormigón para reducir su deformación transversal.
• Resistir posibles esfuerzos torsores.

Acero

Ventajas

• Elevada resistencia a la tracción y compresión.
• Homogeneidad, isotropía y elasticidad.
• Buena unión entre componentes (soldadura, tornillos).
• Disponibilidad de secciones, calidad y precisión dimensional.
• Rapidez de montaje.
• Reciclable.

Desventajas

• Elevado peso específico.
• Fácil corrosión si se expone a la intemperie.
• Difícil conseguir continuidad entre elementos.
• Elevado coeficiente de transmisión térmica, importante dilatación.
• Comportamiento frente al fuego, requiere protección ignífuga.
• Elevado consumo energético en su fabricación.

Conceptos Clave

Acebolladura

Separación total o parcial de dos anillos de crecimiento contiguos.

Estructura

Conjunto de elementos portantes de una construcción. Se encargan de recibir su propio peso, las cargas exteriores y acciones que actúan sobre el edificio y de transmitirlas al terreno, que las equilibra.

Elementos Estructurales

Forjados

Elementos estructurales que separan una planta de la inmediata inferior. Reciben las acciones externas que conducen a los entramados.

Entramados

Componentes verticales que transmiten las cargas al cimiento. Pueden ser de muros de carga y pórticos (conjunto de vigas y pilares). Constan de piezas horizontales o vigas y de verticales o pilares.

Cimiento

Elementos situados a nivel del terreno al que transmiten las acciones que reciben de los entramados.

El forjado recibe las acciones externas que transmite a la viga, ésta al pilar que las lleva al cimiento, componente encargado de equilibrarlas con el terreno.

Arriostramiento Longitudinal

De las acciones longitudinales del viento se encargan los entramados (pórticos). De las acciones transversales se encargan los arriostramientos longitudinales. Se encuentran en los laterales. Podemos encontrar vigas riostras (vigas que unen los pilares), cerramientos laterales (rellenan el hueco que existe entre pilares) y en naves con altura encontramos los diafragmas de rigidización (que pueden ser cerramientos de hormigón, paneles prefabricados, cruces de San Andrés o entramados más complejos con grandes alturas).

Cruces de San Andrés

Se trata de un arriostramiento longitudinal que se encarga de las acciones longitudinales. Diafragma de rigidización que se encuentra en naves con altura. Se instala en los laterales de ésta. Unen los pilares formando una cruz. Si la nave mide menos de 25m se instalan en el centro, si mide 25-40m se instalan en los laterales y por último, si mide más de 40m se instalan tanto en los laterales como en el centro.

Emparrillados

Especie de parrilla de hormigón y en sus nudos están los cimientos. Clase de cimentaciones superficiales.

Higroscopía

Propiedad de la madera, varía con la temperatura y la humedad relativa. Absorbe agua y produce contracciones.

Curado del Hormigón

Periodo de tiempo (7 días) durante los cuales el hormigón comienza a adquirir su resistencia característica. Control de la humedad. Con ello se evitan fisuras, la reducción de la durabilidad del hormigón, pérdidas de resistencia mecánica y la baja resistencia al desgaste.

K_mod

Factor de modificación. Teniendo en cuenta la clase de duración de la combinación de carga de clase de servicio. K_mod = f_c,k / (γ_s * k_sys * k_h)

Planos del Proyecto

Emplazamiento y situación, implantación (si existe), arquitectura (fachadas, cubiertas, distribución de interiores…), estructura (cimentación, forjados…), instalaciones (saneamiento, electricidad…), detalles constructivos.

Solera

Acabado, malla electrosoldada, hormigón, polietileno, subbase granular (zahorra), geotextil y explanada. La armadura se encuentra por encima del hormigón.

Juntas de Dilatación en Soleras de Hormigón

Se encuentran a 20-30m. Son las encargadas de absorber las expansiones y contracciones que se producen en el hormigón debido a cambios de temperatura sin que deban situarse sobre un elemento fijo.

Zapatas

Comprobación al vuelco: el momento de las fuerzas estabilizadoras debe ser igual o mayor a dos veces el momento de las fuerzas volcadoras. Deslizamiento: las fuerzas que favorecen al deslizamiento deben superar en dos o más veces a las que se oponen. Tensiones sobre el terreno: tensión máxima en el extremo de la puntera, no debe superar el 25% de la admisible. Al deslizamiento en profundidad: cuando en profundidad existe un estrato de cohesión inferior a la de contacto suelo-muro, es necesario comprobar la seguridad al desplazamiento en profundidad.

Consideraciones Adicionales

Viga con 22% de humedad interior en vivienda: contracciones volumétricas, rebaja el contenido en humedad. Sección de pilar para nave industrial de 7m de luz: pilar de sección compuesta con otros menores. Cimentación para pilar cuadrado de 3kg/cm² a 2m de profundidad: zapata tipo II. Tensiones admisibles del pino madera a flexión: 100kg/cm²; 10kN/mm².

Juntas de dilatación excluyen al cimiento (una). Juntas de asiento afectan a todo el edificio (dos juntas).

Forjado: componente estructural encargado de separar plantas entre sí. 1 Misión: transfiere las acciones gravitatorias a otros elementos de la estructura. 2 Recibe acciones del viento y sismo y las conduce a los elementos verticales. 3 Absorbe las acciones internas.