🏗️ Tema 20: Edificaciones

Ayuntamiento de Toledo · Servicio de Prevención, Extinción de Incendios y Salvamento · Bombero/a-Conductor/a

Resumen

Tema 15 de la parte B (específica) del anexo II de las bases (BOP de Toledo n.º 225, de 24/11/2025), que es el programa de tu convocatoria; aquí es el 20. El epígrafe oficial dice: «Edificaciones.» Para esta parte el tribunal usa como referencia los manuales de formación del CEIS de Guadalajara (base 6.2.B), que son públicos.

Comportamiento térmico: cuanto menor es el coeficiente de conductividad térmica (W/m·K), más aislante es el material (corcho, fibra de vidrio, poliuretano). El coeficiente de dilatación lineal del acero es 0,000012 por °C y el del hormigón es prácticamente el mismo, lo que permite que trabajen juntos en el hormigón armado; aplicándolo, una viga de 10 m que se calienta 100 °C se alarga 1,2 cm. En un incendio esos alargamientos empujan lateralmente a otros elementos y pueden provocar el colapso.

En una viga a flexión, las fibras extremas solo tienen tensiones normales (compresiones y tracciones) y la fibra neutra, que pasa por el centro de gravedad de la sección, solo tensiones de cortante; el cortante vertical es máximo en la fibra neutra. Una carga puntual da un cortante constante entre cargas y un momento flector que varía linealmente; una carga uniformemente repartida da un cortante que varía linealmente y un flector parabólico. Con la misma carga, los momentos cambian según cómo sean los nudos de los extremos.

Rigidez: capacidad de soportar esfuerzos sin deformarse en exceso. En el plano, un cuerpo tiene tres grados de libertad (desplazamiento vertical, horizontal y giro), que las coacciones limitan. Nudos: apoyo (1 coacción, 2 grados de libertad: solo impide el desplazamiento vertical), articulación (2 coacciones, 1 grado: permite solo el giro) y empotramiento (3 coacciones, 0 grados). Comparando grados de libertad (GL) y coacciones (C): GL = C, isostática (estable con lo justo; la temperatura no crea tensiones, pero si falla un elemento colapsa); GL < C, hiperestática (más segura, reparte esfuerzos si falla un elemento, pero sensible a asientos, desplazamientos de nudos y temperatura); GL > C, hipostática o mecanismo (inestable). Ante una patología: fase 0, equilibrio previo; fase 1, equilibrio de la estructura dañada; fase 2, soluciones, empezando por la más sencilla y la de menor peligro para los intervinientes, como un apeo junto al nudo sin movimientos.

Física aplicada. Una estructura está en equilibrio cuando la suma de fuerzas y la de momentos son cero; un cuerpo apoyado es estable mientras la vertical de su centro de gravedad cae dentro de su base de apoyo. Todo material se comporta primero de forma elástica (recupera su forma) y, pasado el límite elástico, de forma plástica (deformación permanente, con pérdida de resistencia). Con el calor los materiales dilatan: el acero y el hormigón tienen un coeficiente de dilatación casi idéntico (unos 0,000012 por grado), por eso trabajan juntos en el hormigón armado, y esas dilataciones en un incendio empujan a los elementos vecinos. La conductividad térmica mide cómo transmite el calor un material: el acero conduce mucho y los aislantes (corcho, fibra de vidrio, poliuretano) muy poco.

Acciones y esfuerzos. Según el CTE DB SE-AE, las acciones son permanentes (peso propio, pretensado, empuje del terreno), variables (sobrecarga de uso, viento, nieve, acciones térmicas, acciones sobre barandillas) y accidentales (sismo, incendio, impacto). Provocan esfuerzos internos que se materializan en tensiones. Los esfuerzos simples son compresión (el material se aprieta, como en un pilar o un puntal), tracción (se estira, como en un tirante) y cortante (fuerzas paralelas no coincidentes y de sentido opuesto, típico del encuentro viga-pilar). Los compuestos son flexión (una viga biapoyada tracciona abajo y comprime arriba; en un voladizo se invierte), pandeo (pieza larga y esbelta comprimida que se curva) y torsión (giro alrededor de su eje, como en vigas de borde).

Materiales y sistemas constructivos. Los pétreos (piedra, ladrillo, hormigón en masa) resisten bien la compresión y mal la tracción: son frágiles. El acero y la madera resisten tracción y compresión. El hormigón armado une ambos: el hormigón aporta la compresión y las barras de acero la tracción; hacia los 500 °C tanto el acero estructural como el hormigón pierden en torno a la mitad de su resistencia, pero el hormigón conduce poco el calor y protege la armadura. La madera arde, pero en piezas grandes resiste bien por su baja conductividad y la capa carbonizada. Las estructuras pueden ser murarias (muros de carga que trabajan a compresión y forjados a flexión, habituales en edificios antiguos), entramadas (pilares, vigas y forjados de hormigón, acero o madera, que llevan las cargas en cadena hasta la cimentación) o históricas (arcos y bóvedas que trabajan a compresión, con contrafuertes y arbotantes para los empujes).

Elementos estructurales. La cimentación transmite las cargas al terreno: directa (zapatas aisladas, corridas, losas), profunda (pilotes, cuando el extremo está a más de 8 veces su diámetro o ancho) y elementos de contención (muros y pantallas). El CTE clasifica los terrenos en T-1 (favorables), T-2 (intermedios) y T-3 (desfavorables, como los expansivos o con rellenos de más de 3 m). En las estructuras entramadas hay tres órdenes: pilares o soportes, vigas y forjados. Hay que distinguir estructuras isostáticas (el fallo de un elemento lleva al colapso) e hiperestáticas (con elementos de sobra que redistribuyen los esfuerzos, más seguras frente al fuego).

Claves para el examen

• Fuerza: vectorial, F = m · a, en N (kg·m/s²). Módulo, dirección, sentido y punto de aplicación.
• Newton: 1.ª inercia, 2.ª F = m · a, 3.ª acción y reacción.
• Momento = fuerza × brazo (N·m). Palanca: P · dp = R · dr.
• Equilibrio: ΣF = 0 y ΣM = 0. Estable si el centro de gravedad cae en la base.
• Hooke: σ = E · ε. E acero 210.000 N/mm²; la fundición se deforma el doble.
• Dilatación acero ≈ hormigón ≈ 0,000012 /°C.
• Acciones CTE: permanentes, variables y accidentales.
• Vivienda 2 kN/m²; viento 0,5 kN/m²; nieve 1,0 kN/m² (< 1.000 m); juntas cada 40 m.
• Sismo NCSE-02 desde 0,04 g. Impacto: 50 kN paralelo, 25 kN perpendicular.
• Simples: compresión, tracción, cortante. Compuestos: flexión, pandeo, torsión.
• Viga biapoyada: tracción abajo; voladizo: tracción arriba.
• Fibra neutra: solo cortante (máximo). Carga repartida: flector parabólico.

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