Edificación (página 2)

LOS CIMIENTOS TIENEN POR PRINCIPAL FUNCION
COMO DIJIMOS TRANSMITIR LAS CARGAS AL TERRENO FIRME.

Por ello van bajo el terreno y deben tener
una altura mínima de 60 cms. y siempre debe llegar a una
profundidad mínima (20 cms.) sobre suelo estable, si el
suelo estable es más profundo, estos deben de
profundizarse –se pueden profundizar con una mezcla de
hormigón pobre- (se confecciona hormigón pobre con
una mezcla que va desde 2 a 3, 5 sacos de cemento x
m3).

El tipo de cimiento, las dimensiones de
este, la profundidad y diseño dependen fundamentalmente de
dos aspectos que se conjugan.

El diseño de la construcción
(magnitud de cargas estructurales) y el tipo de suelo o
resistencia de éste, además se integra un tercer
elemento que puede incidir en el diseño o elección
del sistema y ese es la profundidad de las napas freáticas
o aguas subterráneas.

CIMIENTOS SUPERFICIALES

Zapatas de hormigón armado,
utilizados para edificios en zonas cuya superficie no presenta
dificultades especiales. Estos cimientos consisten en planchas de
hormigón situadas bajo cada pilar o zona de carga de la
estructura

Cimientos más económicos son
las fundaciones de hormigón corrido, estos pueden ser
sencillos o armados (pueden ser una versión continua de
las zapatas de fundación bajo los muros de
carga).

En nuestra realidad constructiva los
cimientos corridos o fundaciones corridas son la solución
más utilizada en obras de construcción civil,
edificios y viviendas y a su economía se le suma el uso en
muchos de ellos el uso de Bolón desplazador generalmente
hasta en un 20% de su volumen ya que en su interior el trabajo
que se produce es casi solamente a compresión se le
incorpora en su postura al moldaje, bolones con un
diámetro máximo determinado según los anchos
de las fundaciones.

Una alternativa utilizada en conjunto con
las zapatas o fundaciones corridas son los poyos de
fundación

Estos pueden ser igual a las zapatas ya sea
independiente del resto de la estructura o unida mediante vigas
de fundación, y pueden ser de dimensiones considerables en
grandes obras generalmente son utilizadas en sistemas de
fundación en conjunto con otras soluciones.

Los poyos de fundación pueden ser
pueden ser muy pequeños también utilizados en
conjunto con sistemas de fundación de diferentes tipos de
soluciones y pueden ser utilizados casi como solución
única si las cargas y resistencia del suelo lo determinan
serán armados.

Existe la alternativa de poyos de
fundación aislados y sin armadura para estructuras
pequeñas y muy livianas con un suelo que lo
permita.

Distintos poyos de
fundación

Los cimientos de losa continua se suelen
emplear en casos en los que las cargas del edificio son tan
grandes y el suelo tan poco resistente que las zapatas por
sí solas cubrirían más de la mitad de la
zona de construcción. Consisten en una losa de
hormigón armado, que soporta el peso procedente de los
soportes. La carga que descansa sobre cada zona de la losa no es
excesiva y se distribuye por toda la superficie.

En las cimentaciones bajo edificios de gran
envergadura, las cargas se pueden repartir por medio de
nervaduras o muros cruzados, que rigidizan la losa.

Cimientos
profundos

Los pilotes se emplean sobre todo en zonas
en las que las condiciones del suelo próximo a la
superficie no son buenas. Están fabricados con madera,
hormigón o acero y se colocan agrupados en
pilares.

Los pilotes se introducen a determinada
profundidad dentro de roca o suelo y cada pilar se cubre con una
capa de hormigón armado. Un pilote puede soportar su carga
tanto en su base como en cualquier parte de su estructura por el
rozamiento superficial. La cantidad de pilotes que debe incluirse
en cada pilar dependerá de la carga de la estructura y la
capacidad de soporte de cada pilote de la columna. Los pilotes de
madera o vigas son troncos de árboles, con lo que su
longitud resulta limitada. En cambio, un pilote de
hormigón puede tener una altura aceptable y se puede
introducir por debajo del nivel freático.

En edificios muy pesados o muy altos se
emplean pilotes de acero, llamados por su forma pilotes en H, que
se introducen en la roca, a menudo hasta 30 m de profundidad. Con
estos pilotes se alcanza más fácilmente una mayor
profundidad que con los pilotes de hormigón o
madera.

Los pilotes son utilizados en una variante
a las fundaciones en mejoramientos de suelos para recibir
fundaciones en sistemas tradicionales. Se hincan a cierta
distancia uno de otros para comprimir una zona determinada y
mejorar la capacidad del suelo.

Los cimientos de zapatas rígidas se
emplean cuando hay un suelo adecuado para soportar grandes
cargas, bajo capas superficiales de materiales débiles
como turba o tierra de relleno. Un cimiento de zapatas
rígidas consiste en unos pilares de hormigón
construidos en forma de cilindros que se excavan en los lugares
sobre los que se asentarán las vigas de la estructura.
Estos cimientos soportan las cargas del edificio en su extremo
inferior, que suele tener forma de campana.Nivel freático.
La construcción de los cimientos puede complicarse debido
a la existencia de agua subterránea por encima del nivel
previsto para los cimientos. En estos casos, los laterales de la
excavación pueden no estar seguros y derrumbarse. La
operación de bajar el nivel del agua por bombeo requiere
la instalación previa de planchas entrelazadas en los
lados de la excavación para evitar derrumbamientos. Cuando
la cantidad de agua en una excavación es excesiva, los
métodos de bombeo ordinarios, que extraen a la superficie
tierra suelta mezclada con agua, pueden minar los cimientos de
edificios vecinos. Para evitar los daños que puede causar
el drenaje al remover el suelo, se emplean sistemas de puntos de
drenaje y desagüe. Los puntos de drenaje consisten en
pequeñas picas o tuberías con un filtro en uno de
sus extremos, y se introducen en el suelo de modo que el filtro,
que impide que la tierra entre junto con el agua, quede bajo el
nivel del agua

Sobrecimientos

Los sobrecimientos tienen dos funciones
principales, la primera es aislar al resto de la
construcción de la humedad del terreno, y la segunda es
dar un nivel terminado horizontal a la fundación y a los
futuros pavimentos, absorbiendo las diferencias de nivel del
terreno.

Para lograr lo primero el sobrecimiento se
eleva del nivel de terreno lo suficiente de acuerdo a la
necesidad por lo menos más de 15 cms. y normalmente 30
cms.

Se construye con un hormigón
más compacto y poco poroso –para evitar que suba la
humedad por el- .

Los hormigones son más compactos
mientras su dosificación es más rica en cemento,
además de cumplir con otras condiciones en cuanto a
granulometría de los áridos que lo
componen.

La dosificación mínima para
un sobrecimiento debiese ser de 212,5 kg. Cemento x m3 de
hormigón. (5 sacos), a diferencia de cimientos que pueden
confeccionarse desde 4 sacos 170 kg. X m3.

Muros de
albañilerías

Para construir un muro de
albañilería que se comporte como un todo
estructuralmente y que cumpla con las condiciones mínimas
requeridas para un muro, protección de agentes
atmosféricos, abrigo, estabilidad y permeabilidad etc.
debemos unir módulos más pequeños, los
LADRILLOS.

Existe una gran cantidad de formas de
unión de esos ladrillos, la manera como se unen esos
ladrillos se denomina APAREJO.

Nomenclatura de las partes de un ladrillo
(según terminología española)

Aparejos

Aparejo
es la ley de traba o disposición de los ladrillos en un
muro, estipulando desde las dimensiones del muro hasta los
encuentros y los enjarjes, de manera que el muro suba de forma
homogénea en toda la altura del edificio. Algunos tipos de
aparejo son los siguientes: Aparejo a sogas: los costados del
muro se forman por las sogas del ladrillo, tiene un espesor de
medio pie (el tizón) y es muy utilizado para fachadas de
ladrillo cara vista. Y es el que mas encontramos y utilizaremos
en Chile.Aparejo a tizones o a la española: en este caso
los tizones forman los costados del muro y su espesor es de 1 pie
(la soga). Muy utilizado en muros que soportan cargas
estructurales (portantes). Aparejo inglés: en este caso se
alternan hiladas en sogas y en tizones, dando un espesor de 1 pie
(la soga). Se emplea mucho para muros portantes en fachadas de
ladrillo cara vista. Su traba es mejor que el muro a tizones pero
su puesta en obra es más complicada y requiere mano de
obra más experimentada. Aparejo en panderete: es el
empleado para la ejecución de tabiques, su espesor es el
del grueso de la pieza y no está preparado para absorber
cargas excepto su propio peso. Aparejo palomero: es como el
aparejo en panderete pero dejando huecos entre las piezas
horizontales. Se emplea en aquellos tabiques provisionales que
deben dejar ventilar la estancia y en un determinado tipo de
estructura de cubierta. Alguno de los aparejos más
utilizados son los siguientes:

Aparejo a Sogas:

Aparejo tipo inglés:

Aparejo De cabeza o
Tizón

Aparejo Pandereta

Aparejo Palomero

Cada una de las líneas horizontales
de los aparejos se denominan HILADAS.Cada HILADA se une
horizontalmente con otra hilada por medio de una mezcla de
hormigón, arena y cal (no siempre esta última),
esta línea de unión de mortero de pega se denomina
TENDEL. La unión vertical entre las cabezas (o testas) de
los ladrillos se denomina LLAGA.

La misión del tendel es
–aparte de unir cada línea de ladrillos- permitir el
perfecto asentamiento de un ladrillo con otro evitando así
deformaciones que harían que los ladrillos no trabajaren a
compresión generándose puntos donde no
existiría apoyo y terminarían quebrándose
por trabajo a la flexión.

La misión de la llaga aparte de unir
los elementos horizontales, es evitar que entre humedad, por
vía entre ladrillos.

Muros y
tabiquería

MUROS: son muros resistentes o
portantes, es decir aparte de sostener su propio peso son capaces
de recibir y traspasar cargas (vivas o muertas) de otros
componentes de la construcción (por ejemplo entrepisos o
techumbres cargas muertas; sismos o vientos cargas
vivas)

TABIQUES: Los tabiques son muros sin
compromiso estructural, es decir son autosoportantes, pero no
capaces de resistir las cargas a que son sometidos los
muros.

EL ESCANTILLON (o
descantillón).la altura de cada hilada UN LADRILLO MAS UN
TENDEL toma importancia cuando el ladrillo quedara a la vista.
Las hiladas deben coincidir para determinar alturas antepechos y
vanos, dinteles de puertas y ventanas, fondos de vigas y
cadenas.

También debemos preocuparnos de la
dimensión de la llaga, que influye en la
distribución de los ladrillos en sentido horizontal,
distribución que debemos manejar al momento de
diseñar, para determinar largos de muros y recintos,
dimensiones de vanos 8puertyas y ventanas).

Cuando los muros serán estucados
pierde importancia la exactitud y distribución de la
llagas, pero es preciso determinar en escantillón para
desarrollar las alturas de vanos y de elementos estructurales
como vigas y cadenas.

A partir de estos conceptos aparece el
ESCANTILLÓN VERTICAL Y ESCANTILLÓN
HORIZONTAL.

Toma estos nombres no solo la obra sino
también los planos destinados a representar esa
distribución, siendo estos unos cortes constructivos a
escala 1/20 o 1/25 generalmente.

EJEMPLO DE ESCANTILLÓN
VERTICAL

Techumbres

Techumbre es la parte superior de una
estructura o edificio, la parte que corona y separa el interior
del exterior y su función es proteger el interior y el
propio edificio de la intemperie, del frio, viento y lluvia o
nieve por su cara superior es decir a diferencia de la paredes
tiene un gran componente de protección
horizontal.

La techumbre se compone fundamentalmente de
dos partes:

LA CUBIERTA Y

LA ESTRUCTURA DE
TECHUMBRE

Para referirnos más a las techumbres
debemos conocer las componentes y las denominaciones de esos
componentes.

Uno de los términos más
usados es el agua o vertiente de la techumbre, esta es la parte
plana e inclinada que permite que escurra por ella las agua
lluvias -a partir de esa denominación existen techos a un
agua, dos aguas, cuatro aguas-y su grado de inclinación es
la pendiente.

Esa pendiente puede ser expresada en grados
o en porcentaje y si bien es cierto que es muy usual hablar de
grados es bueno tener en cuenta que en obra es más
fácil y práctico para la etapa constructiva tener
los datos da las techumbres en porcentaje.es decir se expresa en
que porcentaje sube la techumbre por cada 100 cms. de la
horizontal.

Cuando las vertientes o aguas tienen forma
triangular se denominan faldón.

Parte importante de las techumbres son la
aristas o líneas de encuentro entre vertientes o aguas y
estas reciben distintas denominaciones según su
característica o función.

Las más altas y horizontales
formadas por el encuentro de dos aguas se denomina Línea
CUMBRERA o CABALLETE.

Las inclinadas se denominan LIMAS y entre
estas están las LIMATESAS que son las de encuentros
salientes o convexo, a partir de ellas el agua escurre
alejándose de ellas y las LIMAHOYA que son las de
encuentro interior o convexo hacia ellas escurren las aguas por
lo que deben contener normalmente una canal receptora evacuadora
de las aguas lluvias.

La
cubierta

La cubierta de una techumbre es el material
de terminación es el manto que está a la intemperie
y que debe ser prioritariamente una barrera a los agentes
externos principalmente el agua lluvia y este normalmente debe
ser adosado fijado a la estructura de la techumbre a veces
directamente a la estructura madre y la mayor de las veces a una
subestructura menor e intermedia denominadas estas como
costaneras, estas costaneras van transversales a la estructura
que esta inmediatamente debajo de estas y a las cuales estas se
fijan.

Existen muchos materiales de cubierta,
desde los pequeños que se van disponiendo modularmente
como las tejuelas y tejas, elementos intermedios y casi sin
industrialización como palmetas de piedra pizarra,
elementos industrializados como planchas de distintos materiales
y formas y láminas que se despliegan.

Según las características,
dimensiones y resistencias de estos materiales de cubierta se
determina como se disponen los elementos a recibir su
fijación y peso.

Van así desde elementos que
necesitan una distancia uniforme y tan seguida (como las tejuelas
asfálticas y las planchas de acero galvanizado lisas) que
hace recomendable que el elemento que recibe o costaneras se
convierta en un elemento continuo pasa a ser entonces un
entablado o planchas continuas para recibir la cubierta y
elementos más distanciados, (por ejemplo tejuelas de acero
estampado) que solicitan costaneras cada 40 cms. y va aumentando
el distanciamiento de las costaneras según la resistencia
del elemento de cubierta para soportar su propio peso y las
sobrecargas de uso y carga muerta. llegando a existir costanera
para planchas de metal industrializadas que pueden ir a 2 mts y
mas.

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE

La estructura resistente de una techumbre
es la destinada a soportar sobre si la cubierta y a otros
posibles materiales como aislaciones y todas las solicitaciones
del conjunto, llevando esas solicitaciones y cargas a los muros
portantes.

la mayor cantidad de estructuras de
techumbre se han resuelto históricamente con madera
incluyendo las mayoritariamente las viviendas y dejando otros
materiales como el acero para obras más grandes y de mayor
necesidad de preservación en le tiempo materiales como
hormigón armado.

Las formas como se puede construir la
estructura de una techumbre son variables pero entre las
principales y más usadas están las Cerchas y los
tijera

El concepto de
cerchas

E l concepto de cercha es el de una
estructura reticulada, triangulada normalmente con dos puntos de
apoyo –ISOSTATICA– que representa un conjunto
cerrado de esfuerzos, lo que la hace estructuralmente
independiente autosustentable y se debe conectar al resto de la
estructura para que reciba las cargas.

Esta independencia estructural la hace
fácilmente construible y prefabricable siendo una
alternativa optima para construcciones de madera de luces de
hasta 8 mts. y en estructuras metálicas en luces mucho
mayores y son rápidas en confeccionar y montar sobre las
estructuras portantes.

El principio fundamental de las cerchas es
unir elementos rectos para formar triángulos. Esto permite
soportar cargas transversales, entre dos apoyos, usando menor
cantidad de material que el usado en una viga, pero con el
inconveniente de que los elementos ocupan una altura vertical
considerable., LOS ESFUERZOS SON LLEVADOS A LOS NUDOS Y LAS
PIEZAS TRABAJAN NORMALMENTE A LA TRACXION EVITANDO
FLEXIONES.

Bases del funcionamiento de las
cerchas

Como se ve en la figura anexa, la
unión entre dos puntos puede hacerse con un arco lineal
formado por dos elementos inclinados a compresión (figura
a), restringidos por dos apoyos que le dan el empuje para que no
se abran; el empuje horizontal puede reemplazarse por un tensor
que una los dos elementos inclinados, con lo que se libera a los
apoyos del empuje hacia fuera, figura (b). También puede
soportarse la carga con dos tensores y un elemento horizontal a
compresión, figura (c). Este caso es más escaso
pues debe tenerse espacio libre debajo para desarrollar los
tirantes. Esta disposición triangular permite soportar una
carga fácilmente, con una deflexión muy
pequeña si se la compara con la de una viga de igual luz.
La viga permite sin embargo usar una altura transversal
pequeña.

Si las cargas se aplican exclusivamente en
los nudos (figura b), como es lo usual, no se produce la
flexión que se presenta (figura a) en los arcos cuando se
aplican cargas concentradas. En cerchas de cubiertas en las
cuales las cargas son livianas es común aceptar que las
cargas no se apliquen en los nudos, pero deberá evaluarse
la combinación de efectos de flexión y
compresión. Figura Flexión por cargas interiores
vs. cargas en los nudos En general en las cerchas cuando se
aplican las cargas en los nudos solo se presentan fuerzas
internas de tipo axial que se reparten de manera semejante a lo
presentado en las vigas; los miembros de la cuerda inferior
están a tensión y los miembros de la cuerda
superior a compresión.

Cercha de cuerdas paralelas

En los miembros de la cuerda superior a
compresión se pueden presentar problemas de pandeo que
conducen a problemas de inestabilidad lateral. Es necesario
entonces aumentar el momento de inercia de la sección y
controlar la longitud de ellos, mediante miembros secundarios
adicionales, para evitar fallas prematuras y súbitas por
pandeo. En la mayoría de los casos es necesario colocar
dos cerchas en paralelo y arriostrarlas para controlar la
inestabilidad (ver figura 1). Los miembros a tensión no
presentan esos comportamientos y su resistencia dependerá
de la sección, del material y la bondad de las uniones,
que les permitan llegar a su capacidad máxima.

Figura 2 Viga Vierendeel de acero usada
en puente peatonal

En muchas aplicaciones cuando las cargas no
son muy grandes se suprimen los diagonales, para formar la
denominada viga Vierendeel. La estabilidad de ésta se
obtiene mediante uniones rígidas en los nudos, resistentes
a momento, por lo que es necesario usar materiales como el acero
o el concreto, que permiten realizar uniones rígidas,
soldadas o monolíticas, fácilmente.

Figura 3 Cercha de madera estructural
usada en techos

En las cerchas livianas usadas para techos
los materiales más usados para su construcción son
el acero, la madera estructural, y el aluminio. En estas
estructuras las uniones de los miembros son las partes más
críticas en su construcción. En el caso del acero
se hacen soldadas, o con pernos y cartelas. En madera se realizan
con pernos o puntillas.

Figura 4 Uniones de doble cortante
mediante pernos

Para mejorar la eficiencia de las uniones
con pernos y aumentar el área de contacto del perno con la
madera, en los países donde existe una producción
industrial de estructuras de madera, se usan anillos
suplementarios de acero o placas

Existen numerosas clasificaciones de las
cerchas según su inventor o propagador: Pratt, Howe,
Warren; y según su forma: dientesierra, tijera, tipo
K.

clasificación de cerchas
según su forma

tipos de cerchas según su
inventor

En los textos de Ingeniería
estructural y Estática se presentan los diferentes
métodos de análisis de las cerchas: método
de los nudos, método de las secciones, usados con el fin
de determinar las fuerzas internas de tensión o
compresión de los miembros, que el estudiante de
ingeniería civil lector de estas conferencias ya debe
conocer.

Aún se presentan en algunos textos
los métodos gráficos basados en el «diagrama
de Cremona», empleados por algunos profesionales:
ingenieros y arquitectos para el análisis de cerchas
sencillas usadas en techos yque aún son un buen recurso
para enseñanza en las facultades de arquitectura y
construcción, donde los estudiantes carecen de
formación matemática para manejar los
métodos matriciales modernos. En ingeniería civil
se manejan los métodos matriciales de análisis
basados en el concepto de la rigidez, que emplean la gran
capacidad y rapidez de hacer operaciones de los
computadores.

Definición de
tijeral

Tijerales son las vigas que nacen de
las soleras de los muros y que se unen en la quilla o viga
maestra de una construcción civil, conformando la
estructura sobre la que irá la techumbre. Su nombre
proviene de tijera, que en arquitectura, es el cuchillo
que sostiene la cubierta de un edificio y este a su vez del
término tijera que se usaba en carpintería
en el siglo XVIII, para definir a dos maderos atravesados en
forma de aspa o cruz de San Andrés.

Pero como concepto constructivo-estructural
podemos decir que es una estructura formada por un conjunto de
piezas que colocadas verticalmente sobre los muros y apoyadas en
sus extremos sostiene la cubierta de una techumbre.

Las piezas resistentes permiten distribuir
las cargas y solicitaciones a las estructuras portantes
soportando solicitaciones de tracción compresión y
flexion , las cargas pueden no estar aplicadas en los nudos como
en las cerchas y pueden tener varios apoyos conformando una
estructura HIPERESTATICA, pudiendo conformar una
innumerable cantidad de formas y figuras por lo que generalmente
son utilizados para solucionar sistemas de techumbres más
complejos que los que son posible solucionar con las
cerchas.

Autor:

Profesor Luis Sanhueza

Curso Edificación 1