Diseño Estructural Básico para sistema constructivo

Introducción

Partiendo del criterio de construcción compuesta como la combinación de dos materiales en una unidad estructural, aprovechando al máximo las características de cada uno de ellos, existen combinaciones múltiples como son: acero y hormigón, madera y hormigón, hormigón prefabricado y hormigón colocado en obra, madera y acero, entre otras.

A pesar de las ventajas que ofrece, la utilización de la construcción compuesta se reporta escasamente en nuestro país, siendo una de las causas la falta de conocimientos sobre las posibilidades reales y ventajas de su utilización. Otras de las razones es el predominio general de las estructuras de hormigón sobre las metálicas subvalorándose el beneficio que reporta acortar los plazos de ejecución al facilitarse la comodidad y rapidez en el montaje.

En este trabajo se utiliza la construcción compuesta formada por una losa de hormigón, con lámina de acero de forma grecada la cual, aparte de servir de cómo encofrado permanente, asume las tracciones en la misma; estas se unen a las vigas metálicas mediante conectores lo cual permite que la losa trabaje en conjunto.

En la mayoría de los países desarrollados, la solución de entrepisos y cubiertas con losas compuestas es una de las más empleadas. La producción mundial de este tipo de losas es de millones de metros cuadrados al año.

En el caso específico de Cuba se han realizado valiosas investigaciones sobre las estructuras compuestas de acero y hormigón encaminadas a establecer los documentos técnicos normativos propios relacionados con esta temática (referenciar tesis de Luis y de Larrua así como las normas de EST. Compuestas).

Teniendo en cuenta lo anterior en el trabajo se usaron expresiones de las normas existentes, además se consultaron documentos de otros países.

El sistema constructivo propuesto presenta las ventajas tales como:

– los plazos de ejecución se reducen considerablemente, la lámina perfilada tiene gran resistencia y ligereza, lo que hace posible la reducción del peralto de las vigas de entrepiso o cubierta, permitiendo un menor peso de la estructura y ahorros en el costo de la estructura de acero

– Por otra parte, con vigas de menor peralto disminuyen la altura de cada piso y total del edificio, con el consecuente ahorro de recubrimientos exteriores y de instalaciones verticales

– la lámina sirve de plataforma de trabajo y como refuerzo de tracción total o parcial y de encofrado permanente para la losa de hormigón, evitándose los trabajosos encofrados de madera.

– su ligereza facilita su manipulación y transportación y el propio perfil de la lámina puede usarse para conductores eléctricos, de comunicaciones o de otros tipos.

– el aligeramiento de las vigas y el menor peso total de la estructura permiten utilizar columnas de dimensiones menores y se disminuye el costo de la cimentación.

-buen aislamiento térmico y acústico.

-rapidez y facilidad durante la colocación de las instalaciones eléctricas y sanitarias.

-rapidez en el montaje.

-Lograr un incremento general de la capacidad de carga y rigidez y por tanto el ahorro de acero.

No obstante, tiene como desventaja la dificultad para alcanzar una adecuada capacidad de resistencia al fuego y que debe ser protegida para que resista los efectos atmosféricos. Esto puede resolverse con la colocación directa sobre la cara inferior de la lámina de productos a base de asbesto, mica y amianto u otros tratamientos.

También se puede señalar, que producto de su ligereza, el viento las puede mover de su posición definitiva en la etapa de construcción, por lo que deben fijarse a las vigas de apoyo a través de los propios pernos conectores, soldaduras u otros medios.

En la Resolución Económica del V Congreso del PCC se plantea la necesidad de la introducción de los avances científico-técnicos y el desarrollo de las técnicas más modernas para la elaboración de los proyectos, así como lograr el acortamiento de los plazos de elaboración de estos sin deterioro de su calidad. Por otra parte, argumenta la racionalización de las soluciones de proyectos, con el fin de reducir las áreas, el peso y el volumen de las obras.

La no existencia de sistemas constructivos alternativos donde se usen las losas compuestas con las vigas metálicas constituye el problema que se enfrenta con la realización de este trabajo.

Para dar respuesta al problema enunciado se da cumplimiento al objetivo general de desarrollar los estudios básicos para determinar los elementos estructurales de un sistema constructivo alternativo conformado por losa compuesta de hormigón con láminas colaborantes y perfiles metálicos donde la viga trabaja en sección compuesta con la losa.

Se parte de la hipótesis de que si se desarrollan los estudios básicos se abre la posibilidad de desarrollar un sistema constructivo detallado con esta tipología que muestre las ventajas de la construcción compuesta.

Con los antecedentes antes mencionados se emprende el trabajo investigativo con las siguientes tareas específicas: