🧱 Tema 20: Edificaciones II: sistemas constructivos

Ayuntamiento de Madrid · Bombero/a Especialista

Resumen

Un sistema constructivo, según Juan Monjo, que fue director del Instituto Eduardo Torroja (IETcc), es el conjunto de elementos y unidades de un edificio que forman una organización funcional con una misión común. Esa misión puede ser de sostén (la estructura), de definir y proteger los espacios (los cerramientos), de dar confort (el acondicionamiento) o de imagen (la decoración). Los sistemas se forman con unidades, las unidades con elementos y los elementos con materiales. El procedimiento constructivo es otra cosa: el conjunto de técnicas con que se ejecuta cada unidad. Los dos cambian con el tiempo, y en eso se basa la última parte del tema.

Elementos estructurales y el problema genérico de estabilidad. El DB SE define la estructura como el conjunto de elementos conectados cuya misión es resistir las acciones previsibles y dar rigidez. Un elemento estructural es cada parte que se distingue físicamente: una viga, una losa, un pilote. Las exigencias básicas son dos: SE 1, resistencia y estabilidad, y SE 2, aptitud al servicio. Se comprueban con estados límite. Los últimos son los que ponen en riesgo a las personas: pérdida del equilibrio del edificio como cuerpo rígido, deformación excesiva, mecanismo, rotura de elementos o uniones, o inestabilidad, también la que causan con el tiempo la corrosión o la fatiga. Los de servicio afectan al confort, al funcionamiento o a la apariencia: flechas, asientos, desplomes, vibraciones y daños. La estabilidad se cumple si Ed,dst ≤ Ed,stb y la resistencia si Ed ≤ Rd. Salvo otra indicación, el periodo de servicio es de 50 años.

Números de deformación del DB SE que conviene llevar en la cabeza. Flecha relativa admisible por integridad: 1/500 en pisos con tabiques frágiles (gran formato, rasillones, placas) o pavimentos rígidos sin juntas, 1/400 con tabiques ordinarios y 1/300 en el resto. Por confort, 1/350, y por apariencia, 1/300. Desplome total: 1/500 de la altura del edificio. Desplome local: 1/250 de la altura de cualquier planta.

Estructuras enterradas (DB SE-C). Cimentaciones directas o superficiales: reparten la carga en un plano de apoyo horizontal. La zapata aislada va bajo un pilar, la combinada bajo dos o más contiguos y la corrida bajo alineaciones de tres o más pilares o muros. También hay pozos de cimentación, emparrillados y losas. Una cimentación es profunda si su extremo inferior está a más de 8 veces su diámetro o ancho: pilote aislado, grupos de pilotes, zonas pilotadas y micropilotes. Por su forma de trabajar, los pilotes pueden ser por fuste (los «flotantes») o por punta (los «columna»). Elementos de contención: las pantallas se ejecutan antes de excavar, trabajan sobre todo a flexión y resisten deformándose. Los muros pueden ser de gravedad (aguantan el empuje con su propio peso, casi sin tracciones), aligerados, de contrafuertes, en L o ménsula, de sótano o por bataches.

Estructuras aéreas, de rasante para arriba. Tenemos dos grandes familias. Las murarias, con muros de carga que a la vez son fachada y partición. Las reticulares, con pilares y vigas sobre los que apoyan los forjados. Los forjados pueden ser unidireccionales, con viguetas o semiviguetas y piezas de entrevigado (bovedillas, revoltones), o bidireccionales o reticulares, con nervios en las dos direcciones y capiteles sobre los pilares (Cuaderno técnico del IVE). Los pilares trabajan sobre todo a compresión y pueden pandear. Vigas y forjados trabajan a flexión y se deforman (flechan). Los voladizos concentran todos los esfuerzos en el empotramiento.

Evolución histórica en España (Monjo, Informes de la Construcción, CSIC, 2005). Antes del siglo XX se construía casi solo con estructuras murarias, que hacían a la vez de fachada y de partición interior. Las excepciones eran los muros de entramado, de procedencia celta y sajona, que acababan funcionando como muros portantes, y los pilares y vigas de madera de los porches. A finales del XIX, los perfiles metálicos de fundición y laminados permitieron las primeras estructuras reticulares más ligeras en edificios altos.

Siglo XX. En el primer cuarto empieza el cambio: se abandonan las estructuras murarias por las reticulares y el acondicionamiento pasivo por el electromecánico. La aplicación masiva llega con el hormigón armado a partir de los años 40. Se eliminan los cerramientos portantes, que pesaban más de 700 kg/m², pero las estructuras nuevas son más deformables y aparecen grietas en fachadas y tabiques. Desde los años 60 se generalizan las vigas planas, de poco canto y con más flecha, y también las cubiertas calientes, sin cámara ventilada. Las fachadas pasan del muro de 1 pie de los años 40 y 50 a la hoja exterior de ½ pie de los 70. En los 80 llegan la cubierta invertida y el poliuretano proyectado en la cara interior de la hoja exterior. Finales del XX e inicios del XXI: los tabiques entramados con placas de yeso laminado (una solución parcial a la fisuración de la tabiquería por las flechas), la industrialización (prefabricación, montaje en obra, coordinación modular) y la sostenibilidad. En normas, la Ley 38/1999 de Ordenación de la Edificación (LOE) y el Código Técnico, aprobado por el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo.

Claves para el examen

• Estructura (DB SE): conjunto de elementos conectados que resisten las acciones previsibles y dan rigidez
• Exigencias: SE 1, resistencia y estabilidad; SE 2, aptitud al servicio
• Estados límite últimos (equilibrio, rotura, inestabilidad) y de servicio (flechas, vibraciones, daños)
• Flecha relativa: 1/500 con tabiques frágiles, 1/400 con ordinarios, 1/300 en el resto
• Desplome: total 1/500 de la altura del edificio; local 1/250 de la altura de planta
• Cimentación profunda: extremo inferior a más de 8 veces su diámetro o ancho
• Zapata aislada: 1 pilar; combinada: 2 o más contiguos; corrida: 3 o más pilares o muros
• Pilotes por fuste («flotantes») y por punta («columna»)
• Pantallas: se ejecutan antes de excavar y trabajan a flexión. Muro de gravedad: resiste con su peso
• Antes del siglo XX, estructuras murarias; finales del XIX, perfiles metálicos; desde los años 40, hormigón armado masivo
• Años 60: vigas planas y cubiertas calientes; años 70: fachada de ½ pie; años 80: cubierta invertida
• CTE: RD 314/2006, de 17 de marzo. LOE: Ley 38/1999

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