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: