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M4. PLANES DE OBRA. Ciclo Formativo G.S. Desarrollo y Aplicación de Proyectos de Construcción. EOC 31

JAVIER GARCÍA FERNÁNDEZ U-07 LECCIÓN 01 PAG: 1

ESTRUCTURAS I: 1. CONCEPTOS:

La estructura de una construcción es el conjunto de elementos destinados a soportar las cargas o acciones debidas a los pesos propios de otros materiales a las sobrecargas de uso, empujes de terreno o líquidos, el viento, la nieve, el sismo, y transmitirlas al terreno mediante la cimentación, manteniendo las conducciones de rigidez y de equilibrio que requiera el uso de dicha construcción. Por lo que respecta a la obra civil es necesario en múltiples casos como en la construcción de pasos elevados como puentes y viaductos, cuando la rasante de la vía tiene una diferencia de cota con respecto a la trazada del terreno que hace imposible solucionarla con un terraplenado. También en el caso de obras de contención como presas, diques y muros de contención de tierras, en muelles de puertos, conducciones de fluidos,… Tradicionalmente, y hasta hace unas pocas décadas, para la construcción de estructuras se ha confiado en materiales que se pueden encontrar en la naturaleza como puedan ser los materiales pétreos a base de fábricas de mampostería o de sillería, el empleo de maderas o materiales obtenidos a partir de un proceso tecnológico relativamente sencillo como son los materiales cerámicos. Pero la escasez de estos materiales, el encarecimiento de la mano de obra, y la aparición y desarrollo de nuevos materiales como el cemento y el acero, hacen que la práctica totalidad de las estructuras se basen en dos sistemas a base de materiales muy definidos:

Estructuras de HORMIGÓN ARMADO a base de hormigón o bien prefabricado o bien realizado “in situ” que llevan incorporado en su masa, una barras de acero en aquellas zonas susceptibles de trabajar a tracción.

Estructuras METÁLICAS a base de perfiles laminados de acero.

• Estructuras de Hormigón Armado:

Una estructura de hormigón armado suele ser un conjunto monolítico, debido a que todos sus elementos suelen ir empotrados los unos con los otros, gracias a la perfecta unión de las juntas de hormigonado (si se ejecutan correctamente), y a que las armaduras de unos elementos se solapan con las de los otros, formando nudos rígidos e indeformables. Los elementos más comunes que nos podemos encontrar en este tipo de estructura son los siguientes: Losas o placas:

Elementos macizos de hormigón armado, eminentemente superficiales y de pequeño espesor, que recogen las cargas de una determinada superficie para transmitirlas a otros elementos (por ejemplo rampas de escalera, losas de ascensor para soportar el peso de su maquinaria, el contrapeso y la cabina, porciones o total de los pisos,…).

Forjados: Losas aligeradas para la formación de grandes planos horizontales (por ejemplo los pisos de las distintas plantas, el plano inclinado de una cubierta abuhardillada,…) según transmitan las cargas en las dos direcciones del plano o en una sola se denominan bidireccionales o unidireccionales, en cuyo último caso están constituidos por viguetas, un elemento de relleno o aligerante y una capa de compresión de hormigón.

Viguetas: Elementos resistentes lineales, prefabricados o realizados “in situ”, que conforman el forjado transmitiendo su carga a las vigas perpendiculares (o no) sobre las cuales van empotradas.



Vigas o jácenas: Elementos horizontales, eminentemente lineales, sobre los que descasan las viguetas u otras vigas, transmitiendo su carga a los pilares sobre los cuales suelen ir empotradas.

Brochal: Viga en la cual uno o sus dos extremos descansan sobre otra u otras vigas.

Zuncho: Elemento que siendo igual a una viga, al no recibir carga de ningún otro elemento estructural, su misión se limita a rigidizar la estructura.

Pilar: Elementos eminentemente lineales y verticales en la mayoría de los casos, sobre los cuales descansan las vigas o directamente los forjados o losas, y transmiten las cargas de estos a la cimentación que será la encargada de transmitirlas al terreno.

2. PILARES: Los pilares de hormigón armado son prismas de sección cuadrada, rectangular o circular (cilindro), que en cualquier caso, dispone de un armado principal a base de barras longitudinales, que ayudan a absorber el hormigón los esfuerzos axil y flector, y otra transversal a base de cercos o estribos que rodean a la longitudinal, cuya misión es absorber los esfuerzos de cortadura. En cuanto a su ejecución se montarán sus armaduras atadas con alambre a las armaduras de espera inferiores, que pueden ser o bien los enanos que sobresalen de las zapatas, o la parte superior del armado del pilar inferior. Una vez colocadas las armaduras con sus correspondientes separadores que aseguren el recubrimiento, se encofra el pilar para lo cual se pueden utilizar tablones de madera, que hoy en día se han visto sustituidos por chapas metálicas en pilares de sección rectangular y tubos de cartón en pilares de sección circular. Estos encofrados pueden ser quitados a la jornada siguiente al hormigonado y así permitir el curado de los mismos. El hormigonado ha de realizarse evitando la segregación del hormigón por ser vertido a gran altura. Se realizará vertiendo pequeñas cantidades o con la utilización de tubos especiales. Tanto el encofrado y hormigonado, se realizarán desde un castillete o andamio especial para este tipo de trabajos. Una vez hormigonados los pilares, ya se pueden ir separando los trabajos de apuntalamiento de los forjados o losas que sobre ellos descansan.



3. VIGAS: Las vigas son piezas prismáticas de hormigón armado en cuya sección pueden primar la altura sobre la base (viga de canto) de forma que sobresalgan por la parte inferior del formado o losa que sustente, o puede primar la base respecto al canto (vigas planas) de forma que queden embebidas en el forjado o losa que sustentan. Al igual que los pilares disponen de una armadura longitudinal cuya misión es ayudar al hormigón a absorber los esfuerzos de flexión, y una armadura transversal a base de cercos y estribos cuya misión es ayudar al hormigón a absorber los esfuerzos cortadura. Según su disposición dentro de la viga, y la forma de trabajo de ésta, la armadura longitudinal cumple distintas funciones:

• Armadura principal: encargada de absorber las tensiones de tracción. • Armadura de refuerzo: mayor cantidad de armado principal, en la zona donde el esfuerzo es

mayor. • Armadura de montaje: armadura longitudinal, que sin absorber tensiones de tracción, puede

colaborar con las tensiones de compresión y posibilita en montaje del armado en forma de “jaula”. • Armadura de piel: Cuando en una de las caras de una viga, quedan las armaduras longitudinales

muy separadas, se dispone una armadura intermedia para evitar la retracción.



4. FORJADOS Y LOSAS: Las funciones de un forjado o losa son:

• Recibir y transmitir cargas. • Definir techo y suelo como planos. • Alojar conducciones. • Aislar térmica y acústicamente.

Distinguiremos entre dos tipos de forjados de hormigón armado: unidireccionales y bidireccionales (o reticulares):

a. Forjados unidireccionales: Transmiten las cargas en una sola dirección que suele ser perpendicular a las vigas, a través de elementos lineales que trabajan a flexión (viguetas) colocadas paralelamente y con una separación constante que suele oscilar entre 60 y 70 cm. Para permitir la colocación de elementos de relleno o bovedillas. Todo el conjunto se rellena en su parte superior de hormigón vertido “in situ” formando una capa cuyo espesor menor será 4 cm, denominada “capa de compresión” cuya armadura consiste en una parrilla de varillas de acero corrugado, las cuales pueden ir soldadas entre sí, denominadas mallazo. Las viguetas empleadas en un forjado unidireccional pueden ser bien resistentes o autoportantes, o semiresistentes: • Viguetas resistentes o autoportantes: Soportan las cargas a las que se ven sometidas durante

la preparación del forjado sin necesidad de sopandarlas o apuntalarlas. El uso de este tipo de viguetas es necesario en forjados sanitarios, ya que no podemos apuntalarlo debido al reducido espacio que dejan en su parte inferior.

• Viguetas semiresistentes: Este tipo de viguetas no alcanzan la resistencia total hasta que el hormigón vertido en su parte superior endurece, por lo que hay que apuntalarlas o sopandarlas mediante tablones colocados perpendicularmente a las viguetas, separados entre sí 1,5 m y soportados por puntales.



Independientemente del tipo de vigueta utilizada, la disposición en planta de todo forjado unidireccional, suele cumplir las siguientes condiciones:

• Entre pilares se disponen las vigas o jácenas con unas longitudes que suelen llegar hasta los 5 ó 7 m.

• Entre vigas y perpendicularmente a las mismas, se pondrán las viguetas que no tendrán longitudes superiores a 5 ó 6 m.

• A la hora de realizar aperturas o huecos en un forjado, se procederá de forma distinta según sea la magnitud de dicho hueco:

Cuando las aperturas sean pequeñas, será suficiente quitar las bovedillas correspondientes a las dimensiones del hueco.

Si los huecos son más importantes, o en los bordes del mismo vamos a apoyar alguna fábrica, sus bordes estarán definidos por doble vigueta en la dirección del forjado, y por zunchos de hormigón “in situ” en los bordes perpendiculares.

Pero la mejor solución para la apertura de huecos importantes consiste en rodearlos de brochales apoyados en las vigas principales de la estructura.

• Armadura de negativos: las viguetas tanto resistentes como semiresistentes, están preparadas para absorber únicamente esfuerzos flectores positivos (aquellos que las traccionan en su parte inferior). Pero en aquellas zonas donde deban absorber momentos flectores negativos, tendremos que colocar unos redondos a ambos lados de la vigueta y en su parte superior, que absorban las tensiones de tracción producidas por dichos flectores negativos (ya que las viguetas no están preparadas para ello).

• Zunchos de borde: todos los bordes de un forjado deben estar unidos por unos zunchos de

hormigón armado que como mínimo dispondrán de 2Ø12 de armadura principal.

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