Componentes y sistemas estructurales

 Sistemas estructurales

Los sistemas estructurales son el conjunto de elementos resistentes que vinculados entre sí transmiten las cargas de la edificación a los apoyos garantizando el equilibrio, la estabilidad y sin sufrir deformaciones incompatibles.

La estructura da existencia a la arquitectura y soporta la forma, por ello integramos soluciones estructurales con un acercamiento multidisciplinar desde las primeras fases de desarrollo del proyecto.

Tipos de sistemas estructurales

Sistemas aporticados

Sistema aporticado es el que utiliza como estructura una serie de pórticos dispuestos en un mismo sentido, sobre los cuales se dispone un forjado. Es independiente de su arriostramiento, que podrá hacerse con pórticos transversales, cruces de San Andrés, pantallas u otros métodos; y del material utilizado, generalmente hormigón o madera. Este sistema es el más utilizado hoy en día en las zonas desarrolladas, especialmente en hormigón desde la patente Domino de Le Corbusier. Los forjados transmiten las cargas a los pilares o muros, y éstos a la cimentación.

Sistemas abovedados

Con un origen hipotético en los primeros hornos de fundición, fue un sistema muy utilizado en Mesopotamia y la Edad Media europea. Se basa en bóvedas, que centran las cargas en arcos reforzados por pilastras o contrafuertes. Para utilizarlo se precisan materiales que aguanten bien los esfuerzos de compresión, por lo que tradicionalmente se han construido en ladrillo cerámico o piedra.

Puede hacerse una subdivisión con los sistemas cupulados, cuyas cúpulas se arriostran con pechinas, permitiendo espacios centrales muy amplios. Este sistema fue muy utilizado en el Imperio bizantino, siendo su ejemplo más conocido Santa Sofía, en Estambul.

Sistemas tensados

Se dice de todos los sistemas que trabajan a tracción, como los de cables. Pueden ejemplificarse en las carpas de los circos. También pueden ser sistemas de barras rígidas. Los materiales que se utilizan son los que tienen una elevada resistencia a tracción, como el acero.

Sistenas hinchables

Funcionan bajo la presión de un gas comprimido entre membranas. El gas hace que las membranas -telas, plásticos u o materiales sintéticos- se estiren hasta que ya no den más de sí, y la propia presión que genere hace que la estructura no se venga abajo. Los puestos de este tipo que se montan para las competiciones deportivas y las atracciones infantiles en las que los niños se divierten en saltar pueden servir de ejemplo.

Sistemas Mixtos

Hay sistemas que utilizan propiedades de los anteriormente citados. Por ejemplo, sistemas en voladizo que utilizan un gran apoyo que funciona a compresión, con un cable a modo de segundo apoyo, que a su vez lleva las cargas al primero. Fundamentalmente, el primer apoyo estará trabajando a compresión compuesta, el voladizo realmente será una viga que funcione a flexión, y el cable trabajará a tracción.

Componentes estructurales

Parte de un proyecto de estructura tiene mucho que ver con los elementos que la conforman. De hecho, tratar el tema sobre componentes de sistema estructural, involucra a más de uno en cuanto a conocimiento se refiere, en tal sentido, darle valor conceptual a cada elemento es necesario para así alcanzar el grado de interés que requiere un contenido.

Componentes:

Las correas 

Dentro de los componentes de sistema estructural, estos son los perfiles que forman el entramado sobre la que se fija la cubierta. Su sección puede ser del tipo Z o C y están fabricados con chapa galvanizada conformada en frío. Su fijación al resto de la estructura se realiza mediante tornillos calibrados.

Vigas portantes

Son vigas en celosía o en vigas llenas, cuya misión es la de transmitir los elementos de apoyo a todas las cargas de la cubierta. Se distribuyen por la cubierta tantas veces como módulos conformen la estructura. Sobre su parte superior se distribuyen las cartas en el banco de apoyo. Esta fijación lleva un cabo con tornillos de alta resistencia.

Pilares estructurales

Son los responsables de transmitir  las acciones. En su dimensionamiento se tiene también en cuenta el funcionamiento de otras sobrecargas, como las originales por puentes grúa, entreplantas … o como las debidas a la acción del viento, cuando forman parte de las fachadas del edificio. Si los esfuerzos son pequeños los pilares se diseñan y se fabrican con los perfiles del alma llena como IPE, HEB, y si los esfuerzos son mayores se usan los perfiles UPN unidos mediante presillas o celosías.

Pilares de cierre

Su función es la de transmitir las acciones originadas por la actuación del viento. Su distribución se realiza a lo largo de las fachadas frontales y laterales. En este último caso, intercalándose entre los pilares estructurales. Al igual que sucede con los pilares estructurales, en su dimensionamiento se tiene también en cuenta la posibilidad de que existen sobrecargas y generalmente se diseñan y fabrican con los perfiles de UPN empresillados.

Anclajes

Sobre ellos se materializa la unión entre los pilares y la cimentación y su dimensionamiento depende tanto de las acciones que los pilares transmiten a la cimentación como la geometría de estos. Cada conjunto está formado por una zona roscada para facilitar la nivelación y la aplicación de los pilares. Por lo general, las placas de anclaje se colocan 200 mm, por debajo del nivel de la solera, con el único fin de que queden ocultos.

Arriostriamiento

Se denomina así el conjunto de elementos que se distribuyen por los planos de cubierta y fachada con el fin de transmitir hasta la cimentación el componente horizontal de las cargas que actúan sobre el edificio. También forman parte de este conjunto los perfiles de atención que se distribuyen en la cabeza de los pilares para solidarizar la estructura de la sustentación. Es importante tener en cuenta su situación (generalmente en el primer y último libro) a la hora de proyectar las fachadas y que pueden interferir con las puertas y / o ventanas.

Cubierta

Puede ser utilizado con materiales de fibrocemento, chapa de acero precalado o galvanizado, panel de sándwich prefabricado o “in situ” … que se fijan al entramado de las correas con tornillos galvanizados. Los cambios en los planos de la estructura se resuelven mediante la curvatura de las chapas o mediante caballetes especiales, según el material elegido.

Lucernario

Los lucernarios se distribuyen en los planos más inclinados de la cubierta buscando la iluminación cenital, es decir, buscando el mejor aprovechamiento de la luz natural, pero evitando la entrada directa de los rayos solares. De este modo se consigue una iluminación agradable, una vez que se amortigua el aumento de la temperatura interior. Un ejemplo práctico de esto es el diseño en los dientes, donde los lucernarios se colocan en los paramentos verticales.

Canalones

En ellos se reconocen las aguas provenientes de la cubierta y se distribuyen hasta las bajantes. Se distribuye a lo largo de las limahoyas de la cubierta con una pendiente de 5 y se dimensiona con una capacidad de evacuación que supera ampliamente las condiciones meteorológicas más desfavorables. Generalmente, con chapa galvanizada de 1 mm de espesor, aunque existe la posibilidad de utilizar otros materiales para el ambiente de ambientes altamente corrosivos. Conviene resaltar que la unión entre las distintas piezas se realiza generalmente a través de la soldadura. Este sistema es el único que garantiza la estanqueidad de los canales a largo plazo, la práctica habitual de remachado y sellado, ofrece problemas a corto y medio plazo.

Aislamiento térmico

Se obtiene mediante textiles sintéticos como por ejemplo una manta de fibra de vidrio de unos 80 mm de espesor, que se coloca bajo el material de cubierta y que se distribuye en una red de soporte sobre las correas. De este modo, además del aislamiento térmico propiamente dicho, se consigue evitar la aparición de condensaciones en el interior del edificio. Si se considera necesario, también se colocará una segunda manta sobre el falso techo. Además de la fibra de vidrio existen otros tipos de aislamientos, como la lana de roca, poliuretano, etc.

Falso techo

Conforman los componentes de sistema estructural y es un paramento formado por placas. Estas placas pueden ser de diversos materiales como el aluminio o el fibrocemento, siempre que cumpla con los requisitos estéticos y de seguridad. Su fijación se realiza en un entramado de listas de madera suspendida de la estructura de cubierta.

Video de apoyo:

Bibliografía:

aqso. (Desconocido). sistemas estructurales. 22 de septiembre de 2021, de aqso Sitio web: https://aqso.net/es/office/services/structural-systems

admineac. (2018). COMPONENTE DE SISTEMA ESTRUCTURAL. 22 de septiembre de 2021, de Eacsteel Sitio web: https://eacsteel.com/2018/11/27/componente-sistema-estructural/

Desconocido. (2021). Sistema estructural. 22 de septiembre de 2021, de Wikipedia Sitio web: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Sistema_estructural