10 Taldea Erderaz

10Edificios industriales y equipamientos.Estructura industrial de acero.Estructuras industriales de hormigon armado y pretensado.Estructuras industriales de madera.

1.EDIFICIOS INDUSTRIALES

Se le llama edificio industrial a todo aquel edificio en el que se puede guardar en su interior maquinaria industrial, agrícola o química.Estos edificios se podrán construir en aquellas zonas en las que el ayuntamiento a designado previamente para ello, es decir, los polígonos. Estos sitios resultan especialmente apropiados para ello debido a su situación: transformadores, autopista, tren, aeropuerto y otros elementos.Los edificios industriales los podrán construir los arquitectos y los ingenieros. Normalmente estos edificios están formados por diferentes naves que tienen luz mayor a 10 metros. Suelen tener una altura mayor a 5 metros y normalmente el programa se propone abajo.Normalmente, debido a su concreta utilización, deberá tener una estructura y forma concreta para cumplir las exigencias. En el caso de que la utilización no sean tan concreta se suelen crear espacios multifuncionales.

Imagen: Autores de la publicaciónEdificio industrial, Usurbil.

1. EDIFICIOS INDUSTRIALES2. EQUIPAMIENTOS3. COMPARACIÓN

4. 2.ESTRUCTURA INDUSTRIALIZADA DE METAL 4.1. SISTEMAS 4.2. EVOLUCION Y CAMPO DE UTILIZACION 4.3. COMPONENTES 4.4. PROCESOS DE PRODUCCION 4.5. TRANSPORTE Y MONTAJE 4.6. TECNICAS 4.7.MATERIALES 4.8.PROTECCION5. ESTRUCTURA INDUSTRIALIZADA DE HORMIGON ARMADO Y PRETENSADO 5.1. SISTEMAS 5.2. EVOLUCION Y CAMPO DE UTILIZACION 5.3.COMPONENTES 5.4.SISTEMAS DE PRODUCCION 6. ESTRUCTURA INDUSTRIALIZADA DE MADERA 6.1. SISTEMAS 6.2. EVOLUCION Y CAMPO DE UTILIZACION 6.3. COMPONENTES 6.4. SISTEMAS DE PRODUCCION 6.5.TRANSPORTE Y MONTAJE

7. EDIFICIO DE VIVIENDAS MIRADOR8.ESCUELA DE INGENIERIA DE LA MADERA9. EL ESTADIO DE BEIJING

10.BIBLIOGRAFIA

11.AUTORES

TEMA 10: EDIFICIOS INDUSTRIALES Y EQUIPAMIENTOS.ESTRUCTURA INDUSTRIAL DE ACERO.ESTRUCTURAS INDUSTRIALES DE HORMIGON ARMADO Y PRETENSADO.ESTRUCTURAS INDUSTRIALES DE MADERA

Imagen: Autores de la publicaciónEdificio industrial, Usurbil.

Autores: Julen Arteaga, Teresa Cuesta, Itsaso Goñi, Xiker Lazkano, Asier Mendizabal, Roberto Salvador, Xabier Urra.

2.EQUIPAMIENTOS

Se le llama equipamiento a toda infraestructura que ofrezca algún servicio y al espacio dotado con los recursos necesarios.Estos suelen ser del ayuntamiento del pueblo, aunque a veces pueden ser del gobierno, por ejemplo las comisarías de la Ertzaintza.A diferencia de los edificios industriales, estos se situarán en el lugar en el que sea necesario.

Imagen: Autores de la publicación.Museo Oteiza.





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Autores Julen Arteaga, Teresa Cuesta, Itsaso Goñi, Xiker Lazkano, Asier Mendizabal, Roberto Salvador, Xabier Urra.

Son varios los tipos de edificios que se pueden calificar como equipamientos. Por nombrar alguno:

- edificio deportivo. No exige ninguna tipología concreta de la estructura, pero en ocasiones será necesario crear espacios sin elemento estructural. También condicionaran el edificio la estética y la economía. Este último será el factor mas importante, y para ahorrar se utilizaran elementos industriales.

Imagen: Autores de la publicación.Estadio Anoeta, Donostia.





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- Edificios de enseñanza. Como norma general tienen forma de paralelepípedo y una altura de 3 plantas. Estas plantas suelen tener una altura inferior a 5 metros. Se organiza con forma modular y a menudo se da opción a cualquier reforma debido al continuo cambio que sufre la enseñanza.

Irudia: Héctor Pérez Romero.Ampliación del Colegio Jesuitas de Indautxu, Bilbo.





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- gasolineras. Con motivo de disminuir la presencia de elementos verticales solemos encontrar como cubierta grandes voladizos. De esta forma tendremos un gran espacio abierto que da pie a la organización de dicha gasolinera.

Imagen: Autores de la publicación.Gasolinera repsol.





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- grandes superficies comerciales. Pueden ser de un volumen o un conjunto de varios. Pueden tener varias plantas. Si bajo tierra tenemos aparcamientos, la estructura del edificio deberá ser modulada con respecto a dichos aparcamientos, por lo tanto tendrá importancia respetar los márgenes.

Imagen: L35 Arquitectos [www.l35.com]. Centro comercial Ballonti,Portugalete.





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3.COMPARACION

Como podemos apreciar los edificios industriales y los equipamientos son completamente diferentes entre sí. Como poseen una función completamente diferentes las exigencias sociales también serán diferentes. Teniendo esto en cuenta se le deberá sacar la máxima eficacia al sector de la construcción para lograr los objetivos. Esto se observa con mayor claridad refiriéndose a la industria, que busca la máxima eficacia entre el elemento físico y la economía.En los equipamientos en cambio, buscando ser edificios vanguardistas, se le da mayor importancia al aspecto compositivo.La semejanza entre dichos tipos de edificios se da en los tipos de espacio que se deben crear para llevar a cabo las diferentes actividades. Son espacios con mucha luz y normalmente con una altura mayor a de 6 metros.Por esta razón será imposible utilizar una estructura común reticular y se tendrá que disponer de otro tipo de estructuras: la estructura industrializada. Dentro de este tipo de estructuras hay tipologías muy diferentes y en función a la exigencia del programa dispondremos de una o de otra.Las ventajas de este tipo de estructura son muchas cuando queremos crear espacios de gran luz y altura. Por un lado se acorta el tiempo de permanencia en la obra. De este moda se acortan los peligros por el mal tiempo. Al venir la estructura echa se acorta también la posibilidad error. El ahorro al usar este tipo de estructura vendrá sobre todo al acortarse el tiempo de montado.





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Imagen: Empresa selfhor[www.selfhor.com]. Imagen: Autores de la publicación.

4.ALTZAIRUZKO EGITURA INDUSTRIALIZATUAK

El acero es ligero, moldeable y resistente. No se puede agrietar, pudrir ni quemarse. El acero da facilidad a que la estructura sea isostática debido a la utilización de tornillos en los elementos de metal. SISTEMAS

Se podrá utilizar en todo tipo de estructura.Si trabaja en compresión pueden darse problemas de pandeo ( se utilizan piezas de poca sección, por esa razón pueden salir piezas grandes muy esbeltas).Cuando trabaja en tracción su capacidad sólo se verá superada por fibras sintéticas y por materiales de resina de plástico ( el problema vendrá con su sensibilidad al calor y a con coste).Sólo en los sistemas flexionados es superado en cuanto a rendimiento global. De todas formas tanto la madera como el hormigón armado y pretensazo alcanzan su capacidad máxima de carga útil con luces muy inferiores al acero debido a su inferior relación resistencia/peso.

Irudia: Autores de la publicación.





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Los sistemas más utilizados actualmente son los siguientes:

1-Estructuras formadas por pórticos rígidos realizados con perfiles normalizados reforzados con cartelasen los nudos.

El arriostramiento se realiza mediante triangulación de los cuadriláteros formados por los pórticos con las correas y montantes de los cerramientos. Habitual en pabellones industriales de luces pequeñas y moderadas con exigencias de estabilidad al fuego bajas.

Imagen: Empresa Prado





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2-Estructuras por pórticos isostáticos constituidos por vigas de celosía planas y soportes de perfil.

Luces medias y grandes. Se colocan soportes compuestos, realizados con perfiles múltiples vinculados o decelosía triangulada, para obtener mayor rigidez.Los elementos de arriostramiento guardan relación con las distancias entre pórticos y entre correas,siendo realizado con perfiles (generalmente de sección circular), o con elementos de celosía en grandesestructuras.

3-Estructuras formadas por pórticos constituidos por vigas de celosía espaciales y soportes compuestos oespaciales de celosía.

Se utilizan con grandes luces. Los soportes se realizan con perfiles vinculados o con celosía trianguladapara obtener mayor rigidez.Los elementos de arriostramiento guardan relación con las distancias entre pórticos y entre correas, siendo realizado con perfiles (generalmente de sección circular), o con elementos de celosía en grandes estructuras

Imagen: Autores de la publicación.






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4-Estructuras formadas por pórticos rígidos de celosía triangulada.

Igual al anterior pero constituido por barras soldadas o atornilladas mediante cartelas en los nudos o mediante barras atornilladas a piezas espaciales (esferas, semiesferas..) situadas en los nudos.La deformación mecánica debida a la flexión se reduce, pero aumentan las tensiones debidas a dilataciones y contracciones y a acciones reológicas.

5-Estructuras formadas por mallas espaciales trianguladas: planas, curvas o mixtas.

Pueden ser completamente trianguladas y rígidas o estar constituidas por placas o láminas trianguladas apoyadas en soportes cuyas características pueden ser diversas. La rigidización de estas estructuras depende del tipo de vinculación entre las placas o láminas cobertoras y el subsistema de soporte y en las características de las placas o láminas.






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6-Estructuras tractocomprimidas no autoequilibradas, (atirantadas y colgantes)

Formadas por un subsistema continuo traccionado anclado al terreno, soportes comprimidos y vigas o placas suspendidas del subistema traccionado y apoyadas en los soportes comprimidos. El subsistema traccionado puede estar formado por cables, barras o perfiles. Los elementos comprimidos pueden ser de características diversas y las vigas o placas estar realizadas con perfiles o elementos triangulados, dependiendo de las luces. La rigidización de estas estructuras depende de las características de las placas, pero aprovecha fundamentalmente los soportes y el sistema de atirantamiento entre los soportes y el anclaje.






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EVOLUCION Y CAMPO DE UTILIZACION

Estos sistemas evolucionaron a partir de las estructuras adinteladas y de los armazones de puente y de cubierta realizados con estructura de madera.Hitos importantes en su evolución:- La estructura del Palacio de Cristal de J.Paston.- La Galería de las Máquinas, de Dufert y Contamin.Las estructuras de acero son las más versátiles debido a su relación costo/resistencia, a que su manipulación sencilla permite mantener inalteradas las características de los elementos iniciales y adoptar el grado de precisión a cada tipo de ejecución.El mayor rendimiento de la ejecución de trabajos en taller y la facilidad para realizar trabajos complementarios en obra con un grado elevado de calidad conducen a una industrialización máxima de los procesos, limitada casi exclusivamente por las posibilidades de transporte y el ajuste a elementos ajenos al sistema.

Imagen: Wikipedia [www.wikipedia.org]Crystal Palace





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COMPONENTES

Están realizados con perfiles y chapas de espesores reducidos, generalmente mm. El uso de espesores de varios centímetro plantea tanto problemas en su producción como en la soldadura de las uniones. No se realizan elementos superficiales macizos como muros, placas o láminas estructurales.

-Soportes

Necesitan una placa de anclaje para transmitir las fuerzas al cimiento. Es una chapa gruesa con orificios para el paso de los pernos de anclaje y elementos de rigidización normales a la placa y el soporte para asegurar la indeformabilidad de la placa. Tienen que permitir alcanzar el grado de vinculación deseado entre placa y soporte.







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- Vigas

- Vigas de alma llena. Se utilizan formando pórticos mediante perfiles tipificados acartelados en los nudos.Por limitaciones de transporte se definen tramos concluidos en placas de conexión para uniones preferentemente atornilladas.- Vigas aligeradas. Realizadas con chapa soldada se usan para grandes luces con exigencias de canto limitado, pasos para personas o instalaciones, o por razones estéticas. Necesitan normalmente rigidizadores de alma y la relación resistencia/costo es inferior a los elementos de celosía.- Vigas de celosía. Utilizan perfiles diversos para su realización. En forma de L y rectangulares para luces pequeñas y en forma de I, H, U y circulares para grandes luces. Cada vez se usan menos los elementos constituidos por elementos dobles abiertos.-Correas y envigado de segundo orden.Vienen determinados por la luz, la pendiente de la cubierta y las exigencias del sistema de arriostramiento. Se utilizan preferentemente perfiles de alma llena. La continuidad de estos elementos permite aumentar la relación resistencia/peso pero exige mayor control de las tensiones produciads por las variaciones térmicas.






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- Arriostramientos

Preferentemente mediante triangulación. En los elementos sometidos a compresión se usan preferentemente perfiles cerrados, habitualmente de sección circular.

- Vigas Vierendel

Su peor rendimiento mecánico frente a las vigas trianguladas se compensa por la accesibilidad que permite alojar pasos y espacios con la altura de la viga y por lo tanto aprovechar al máximo la altura útil del edificio.

PROCESOS DE PRODUCCION

Se utilizan preferentemente los procedimientos térmicos de corte y soldadura, mediante arco eléctrico, oxiacetileno y láser; el mecanizado y ocasionalmente el moldeo.El mecanizado es utilizado en los elementos con exigencias de acabado, mientras que la soldadura es utilizada por su menor costo. El láser permite alcanzar calidades asimilables a los mecanizados.

Imagen: Autores de la publicación.Arriostramientos.

Imagen: Autores de la publicación.Viga vierendel.





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TRANSPORTE Y MONTAJE

Las estructuras de acero presentan menos limitaciones que las de hormigón y madera debido a la posibilidad de realizar uniones y trabajos complementarios en la obra con gran fiabilidad.La limitación más importante está relacionada con el canto o altura de las piezas. El costo de transporte es superior en los elementos espaciales que en los planos debido a la mayor relación volumen/peso.


TECNICAS

Las técnicas fundamentales son la soldadura y la unión mecánica mediante tornillos de alta resistencia. La soldadura se realiza preferentemente en taller y la segunda en obra y para unir elementos galvanizados.Las juntas de dilatación de los elementos isostáticos se resuelven mediante uniones deslizantes o giratorias en la dirección no restringida. Se utilizan hojas de caucho/neopreno para coordinar la capacidad de movimiento con la transmisión homogénea de esfuerzos.






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MATERIALES

Las estructuras de acero utilizan aleaciones de hierro del tipo AISI -SAE-1020, con un0,20% de C y 0,40 de Mn para los perfiles y chapas y del tipo AISI -SAE-1040 para latornillería.En los elementos de acero inoxidable soldados se utilizan aceros inoxidablesausteníticos, como las aleaciones: AISI-SAE-321 y AISI-SAE-347.

PROTECCION

Las estructuras de acero (excepto las de acero inoxidable) deben contar con un revestimiento externo para evitar su corrosión, cuyas características serán determinadas según los grados de exigencia prescritos, que estarán relacionados con los siguientes factores: seguridad, costo de mantenimiento, y dificultad de mantenimiento.Los procedimientos utilizados son los siguientes:- Galvanización en caliente de elementos o subconjuntos terminados- Zincado de perfiles y chapas con protección de las soldaduras mediante pinturas de polvo de zinc- Revestimiento mediante resinas termoestables aplicadas en polvo y polimerizadas en horno.- Revestimiento mediante resinas aplicadas en fase líquida.- Revestimiento con pinturas al esmalte sobre imprimación.El grado de protección proporcionado por los distintos procedimientos es descendente.En todos los procedimientos son fundamentales la preparación y la limpieza de las superficies que se han de proteger. Una vez revestidas, las piezas no deben ser mecanizadas, soldadas o tratadas de forma que pueda resultar dañado el revestimiento protector.Cada tipo de revestimiento debe ser aplicado con el espesor adecuado a las características del ambiente interno y del entorno.

Imagen: Lacaton y Vassal arquitectos.Protección de estructuras de acero.


Imagen: Lacaton y Vassal arquitectos.Protección de estructuras de acero.




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5. ESTRUCTURA INDUSTRIALIZADA DE HORMIGON ARMADO Y PRETENSADO El hormigón armado es una técnica en la cual el hormigón se refuerza con barras o malla de acero. Lo invento Joseph-Louis Lambore en 1848. Sus ventajas:Dado que el coeficiente de dilatación del acero y el hormigón son similares no tenemos que preocuparnos ya que no se darán tensiones internas por dilatación. Al fraguarse el hormigón se comprime y se agarra al acero.El hormigón protege al acero de la corrosión en un gran grado.El hormigón que rodea al acero protege a este del pandeo. Se le llama hormigón pretensado a aquel elemento de hormigón armado que queriendo y antes de poner estos a trabajar se le produce una fuerza de compresión.De este modo se mejora el comportamiento del hormigón a tracción.Lo invento Eugene Freyssinet en 1020.Hay dos modos:- Con armadura pretensada, estos se da mas en elementos prefabricados.- Con armadura postensada, en los casos de contruirsen in situ. Esto se hace con maquinas, por esa razón se utilizan mas elementos prefabricados.





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Imagen: Empresa Selfhor [www.selfhor.com].




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Las estructuras industrializadas de hormigón armado y pretensado para cubrir espacios de gran luz corresponden siempre al sistema sustentante de masa activa, formado por soportes comprimidos y vigas, placas, losas o elementos laminares flexionados.Los soportes son habitualmente de hormigón armado ya que el pretensazo no aporta ventajas en los elementos comprimidos.La posibilidad del hormigón de adoptar cualquier forma moldeable constituye una ventaja para conseguir rendimientos constructivos elevados; aunque las exigencias de los elementos dan como resultado la necesidad de contar con juntas amplias y capas de regularización.Las estructuras industrializadas de hormigón armado y pretensazo responden a patentes vinculadas a sistemas de producción, armado y unión de piezas, por lo que hay que tener en cuenta limitaciones y las posibilidades de los sistemas de armado ,moldeo, transporte y montaje.


SISTEMAS Se trata siempre de sistemas porticados, normalmente unidireccionales, con uno o dos órdenes de vigas.

La utilización de cubiertas pesadas o ligeras tiene gran importancia en el diseño de los sistemas.

1- Pórticos formados por vigas rectangulares o de sección I apoyadas sobre soportes aislados. La altura puede alcanzar los 16 metros y la luz los 30 metros. En las fachadas la luz se reduce por exigencias del cerramiento. La fachada suele ser de placas alveolares, placasTT, correas de perfil I e II. Este sistema se cubre con cubiertas planas o a un agua. Distancia entre los pórticos entre 5 y 10metros.






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2- Pórticos formados por vigas triangulares, (delta) apoyadas sobre soportes aislados.

Características similares al sistema anterior; pero pueden alcanzar mayor luz debido a la mejora mecánica que produce su canto variable. Por transporte se producen semi-vigas que se unen en obra.






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3- Pórticos formados por vigas Vierendel o trianguladas apoyadas sobre soportes aislados.

Características similares al sistema anterior; pueden alcanzar mayor luz debido a la mejora mecánica que produce la reducción de peso, pero resultan más frágiles y complicadas de manipular y exigen más mano de obra. La viga Vierendel es una viga compuesta por el cordón de abajo y arriba. Para atar los dos cordones solo necesitaremos unos elementos verticales.El sistema estructural prefabricado es el siguiente: de cuatro vigas vierendel dos se construyen en una pieza y estas son las primeras en construirse. Las otras dos vigas que van en la otra dirección se construyen después y van en 3 piezas. 4- Vigas rectangulares o de secciones I, delta y Y sobre pórticos de vigas rectangulares o de sección I.

Este sistema permite alcanzar luces superiores en las dos direcciones con una capacidad de carga elevada







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5- Placas laminares abovedadas apoyadas sobre soportes aislados.

6- Placas laminares abovedadas apoyadas sobre vigas.


Imagen: Autores de la publicación





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Las primeras estructura prefabricadas de hormigón armado para grandes luces son relativamente precoces y si no se desarrollaron más fue por la dificultad de transporte.Las posibilidades de los sistemas aumentan progresivamente en la medida que aumenta la versatilidad de los moldes y se aumenta su vida útil.Los conceptos no han evolucionado desde los primeros tiempos de utilización, pero han aumentado las resistencias de los materiales y optimización en la geometría de las piezas debido a la mejora del conocimiento del funcionamiento del sistema de transmisión de esfuerzos.En los edificios industriales, comerciales y de equipamiento deportivo y para espectáculos.Su mayor resistencia y estabilidad al fuego sin tratamientos adicionales, las bajas exigencias de mantenimiento… Su imagen dura y acabado tosco se consideran cada vez mas una virtud.






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COMPONENTES

-Cimientos.

La utilización de zapatas prefabricadas aisladas es inusual. Generalmente se realizan cimientos in situ con unión a los soportes con cálices y vainas que se rellenan con mortero sin retracción. La utilización de placas de anclaje metálicas permite alcanzar un grado de rigidez máximo, pero exige la intervención de soldadores en fases no habituales.

-Soportes.

Generalmente sección cuadrada con lados modulados cada 10 cm.Pueden tener una o varias plantas y el enlace con las vigas y placas se realiza sobre la cara superior o mediante ménsulas. También puede realizarse el enlace mediante piezas de acero atornilladas al fuste.Pueden enlazarse fustes mediante la utilización de barras roscadas, con manguitos, y placas atornilladas o soldadas, pero por lo delicado del proceso se prefiere realizar fustes de una sola pieza.Pueden industrializarse soportes con formas diversas con limitaciones del material constructivo y los medios de producción y de transporte y con el sobrecosto que implica la confección de moldes específicos.







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-Vigas.

-Los elementos de pequeño tamaño se construyen con secciones rectangulares.Con luces medias, habituales en edificios industriales, se utilizan vigas con sección I.Las mayores luces son cubiertas con vigas de sección Y y V, con la que se pueden alcanzar los 45m de luz.( si se desea reducir el canto de la viga se va a secciones de T invertida y de L).

-Losas y placas de techo.

Normalmente estos espacios se cubren con elementos ligeros, generalmente metálicos, pero por razones de mantenimiento y estabilidad al fuego tambien se utilizan cubiertas pesadas.Uno de los campos de uso más habituales para los elementos estructurales prefabricados de masa activa es el de los graderíos para espectáculos, para los que se utilizan elementos con secciones L y Z.







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-Vigas trianguladas.

Se utilizan poco por la exigencia del proceso.

-Vigas Vierendel y perforadas.

Permiten una mayor accesibilidad a su través que las vigas trianguladas; aunque con peor rendimiento mecánico.

-Elementos abovedados.

Tienen la ventaja del buen comportamiento mecánico y el inconveniente de la mayor dificultad en todos los procesos. Los elementos con configuración semicilíndrica permiten salvar luces importante, incorporar elementos de iluminación y ventilación sin un segundo orden estructural.

Imagen: Autores de la publicación.Vigas trianguladas.

Imagen: Autores de la publicación.Nuevo paseo de Benidorm, elementos abovedados.





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SISTEMAS DE PRODUCCION

El sistema de producción de elementos prefabricados de hormigón armado y pretensazo supone siempre el moldeo de una matriz de hormigón con armadura de acero y su compactación mediante vibrado.Los soportes y las vigas se fabrican con moldes metálicos fijos, desmontables o dotados con sistema de apertura para extraer las piezas, provistos de útiles de pretensado en los extremos los moldes de vigas de gran luz.La compactación del hormigón se produce por vibrado superficial aplicado sobre las paredes de los moldes. Para acelerar el curado de las piezas se pueden utilizar circuitos de calentamiento aplicados también al molde.Las placas de cubierta macizas, alveolares y nervadas-TT-, así como las correas de sección I, se fabrican directamente sobre el suelo, en pistas provistas de bancos depretensado en los extremos.





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Auores: Julen Arteaga, Teresa Cuesta, Itsaso Goñi, Xiker Lazkano, Asier Mendizabal, Roberto Salvador, Xabier Urra.





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Auores: Julen Arteaga, Teresa Cuesta, Itsaso Goñi, Xiker Lazkano, Asier Mendizabal, Roberto Salvador, Xabier Urra.

Las vigas trianguladas y las vigas Vierendel se construyen habitualmente sobre el suelo debido a su gran tamaño. El volteo a la posición vertical, el transporte y el montaje son tareas delicadas.Las técnicas de ejecución utilizadas no difieren de las utilizadas directamente en la obra, aunque se alcanzan grados de calidad más elevados.La mayor diferencia reside en la existencia de juntas entre los elementos constitutivos. En la mayor parte de los casos las juntas responden a mecanismos resistentes isostáticos, que no producen giros en las uniones.La solución más habitual consiste en un apoyo simple con interposición de una pieza flexible elástica, (caucho, neopreno). Cuando la unión es hiperestática son necesarios herrajes de acero que rigidicen la unión e impidan el giro relativo de las piezas unidas.Las juntas son amplias y aparentes. En edificios de hg armado y pretensado las juntas tienen gran relevancia en el espacio arquitectónico.Si las juntas son cerradas debe utilizarse una pasta de bajo módulo de elasticidad, adhesivo compatible con el hg y limpieza previa de la superficie.Las estructuras expuestas a ambientes agresivos pueden revestirse con pinturas que permitan el intercambio de humedad con el ambiente.

6. ESTRUCTURA INDUSTRIALIZADA DE MADERA

Hasta bien entrado el siglo XX, las estructuras de madera eran las más utilizadas para la cubrición de grandes espacios. El mayor desarrollo de las tecnologías del hierro y del hormigón, la incorrecta consideración de la afección del fuego dejó a las estructuras de madera en desuso.La mayor ventaja de la madera es que da opción a que la estructura sea hisostática. De todas formas la deberemos usar con aditivos dado que de por sí su comportamiento es malo.El principio más importante de la estructura de madera es que los elementos estén bien unidos entre sí. Según la calidad de estas uniones será la calidad de la estructura.Las uniones serán de dos maneras:Con piezas metálicas uniendo los elementos de madera entre sí.Con el fin de encajar los elementos de madera, hacer formas en estos. La madera laminada es un material compuesto, compuesto de láminas de madera encoladas entre sí. Evita los inconvenientes de la madera enteriza para la cobertura de grandes luces. Queda claro lo fiable que es este material, dado que es un elemento muy elástico y el trabajo de las fibras es totalmente fiable.





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Imagen: AR Nevado [Libro : Diseño estructural en Madera]





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Las dimensiones de las piezas quedan determinadas por los medios de transporte y las características del utillaje destinado a la fabricación, no por sus características mecánicas.Ventajas:- En el proceso de fabricación se eliminan muchos defectos del material, por lo que aumenta su seguridad.- Se reducen al máximo las deformaciones debidas a diferentes causas.- Permite utilizar elementos auxiliares de unión con gran capacidad mecánica.- Buena relación resistencia-peso.- Mayor eficiencia energética y ecológica. Exigencias:- Debido al origen orgánico de la madera, es vulnerable a los ataques biológicos, particularmente en ambientes saturados permanentemente de humedad.- En ambientes normales, se exige la inspección de:- Deformaciones y fisuras- Elementos auxiliares de unión- Empotramientos y puntos ocultos


SISTEMAS

Los sistemas más utilizados actualmente son los siguientes:

1- Estructuras formadas por pórticos rígidos realizados con piezas de sección variable.

La unión en obra de las piezas se realiza mediante elementos auxiliares de acero.El arriostramiento se realiza mediante la triangulación de los cuadriláteros formados por los pórticos con las correas y montantes de los cerramientos. En edificios de luces pequeñas y moderadas.

2- Estructuras formadas por pórticos articulados relizados con piezas de sección variable.

Las articulaciones se realizan mediante elementos auxiliares de acero. Se utilizan para edificios con medias y grandes luces y resistencias al fuego elevadas.







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3- Estructuras formadas por arcos de sección constante o variable, articulados o rígidos.

Las articulaciones o uniones se realizan mediante elementos auxiliares de acero. Se utilizan para edificios con medias y grandes luces.






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4- Estructuras formadas por pórticos articulados o rígidos de celosía planas.

Se utilizan con luces medias y grandes. Los elementos de arriostramiento están relacionados con la distancia entre pórticos y correas en función de las exigencias mecánicas.






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5- Estructuras formadas por mallas espaciales trianguladas planas.

Se utilizan para espacios de grandes luces. Son estructuras muy rígidas y no necesitan arriostramiento en los planos definidos por la malla.

6- Estructuras formadas por mallas espaciales trianguladas curvas en forma de cúpula o de lámina comprimida.

Se utilizan para espacios con grandes luces. Pueden estar constituidas por una sola capa o lámina o por dos capas con celosía intermedia.







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7- Estructuras formadas por mallas espaciales trianguladas curvas en forma de membrana.

Se utilizan para espacios con grandes luces. Están constituidas por una sola capa triangulada.

8- Estructuras tractocomprimidas no autoequilibradas (atirantadas y colgantes).

Están formadas por un subsistema continuo traccionado anclado al terreno, soportes comprimidos y vigas o placas suspendidas del subsistema traccionado y apoyadas en los soportes comprimidos.El subsistema traccionado puede estar formado por cables o barras. La rigidización de estas estructuras aprovecha fundamentalmente los soportes y el sistema de atirantamiento entre los soportes y el anclaje en el terreno.

Imagen: AR Nevado [Libro : Diseño estructural en Madera] Mallas espaciales trianguladas.





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Las estructuras de madera para grandes luces fueron rápidamente desplazadas por las estructuras de hierro, cuyas técnicas de montaje resultaban más sencillas, resistentes y seguras.El desarrollo de la tecnología para fabricar piezas auxiliares de conexión metálicas ha sido determinante para renovar la tecnología de las estructuras de madera.La creación de factorías destinadas a piezas de tamaño medio, competitivas respecto a las de acero u hormigón, y el posicionamiento social respecto a la sostenibilidad edificatoria contribuyen a un crecimiento de este tipo de estructuras.Es más amplio que el de las estructuras de acero, aunque la existencia de un costo inicial de inversión superior al de éstas limita su utilización a situaciones en las que las exigencias impiden la utilización del acero o reducen su rendimiento global.COMPONENTES

-Soportes.

Cuando no forman parte de un pórtico rígido están formados por piezas simples o dobles de sección cuadrada o rectangular provistos de una base de hormigón o acero que la aíslan del suelo, en el que nunca deben quedar empotrados.(Es frecuente la utilización de estructuras mixtas en la que los soportes son de hormigón armado y el resto de la armadura de madera.)






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-Vigas.

Las vigas de madera laminada tienen habitualmente sección rectangular esbelta, ya que resulta más eficaz resolver la esbeltez mediante la rigidización del arriostramiento. Cuando las luces son grandes las secciones de las vigas se ajustan a las necesidades mecánicas dando lugar a secciones variables.Tanto si las vigas están apoyadas, articuladas o rígidamente unidas a soportes u otros elementos estructurales, los elementos de unión son metálicos y están unidos a las piezas de madera mediante fijaciones mecánicas, (tornillos, placas perforadas, placas dentadas, anillos, rótulas...). Es frecuente la unión de piezas mediante fijación lateral en lugar de por testa.






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-Pórticos.

Están constituidos por elementos simples o dobles de sección variable. En su configuración resulta fundamental el estudio del sistema de transporte, aunque se han llegado a fabricar piezas de hasta 60m de longitud.-Forjados.

Se realizan con piezas enterizas o laminadas de sección constante rectangular. Normalmente se unen lateralmente a las vigas o pórticos en lugar de apoyar sobre ellos. De esta forma se reduce la altura de la armadura y se reduce la esbeltez de alma del elemento principal.Cuando la distancia entre elementos principales es reducida se pueden utilizar piezas enterizas apoyadas directamente sobre los elementos principales, con lo que se evita la utilización de elementos auxiliares costosos.







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-Arriostramiento.

Se utilizan elementos de sección rectangular, cuadrada o incluso circular atendiendo a las exigencias mecánicas de cada caso.

-Arcos

Al margen de su directriz curva sus características no difieren sensiblemente de las de las vigas o los pórticos.







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-Vigas y pórticos triangulados.

Se utilizan normalmente piezas de sección constante. Cuando las dimensiones de las piezas son reducidas se puede utilizar madera enteriza, aunque resulta menos fiable que la madera laminada. Las uniones son realizadas mediante piezas auxiliares metálicas.

-Vigas Verendel.

No son utilizadas habitualmente. El gran canto de los cordones horizontales, la mayor complejidad de los nudos y el menor rendimiento, respecto a las vigas trianguladas, las convierten en poco atractivas como propuesta estructural.

-Estructuras trianguladas espaciales.

Las características difieren poco de las correspondientes metálicas. A diferencia de éstas, cuentan siempre con piezas auxiliares para resolver los nudos.

Imagen: AR Nevado [Libro : Diseño estructural en Madera] Vigas y pórticos triangulados.

Imagen: AR Nevado [Libro : Diseño estructural en Madera] Estructuras trianguladas espaciales.





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PROCESOS DE PRODUCCION

El aserrado de la madera ofrece piezas con escuadría cuadrada y rectangular destinadas a convertirse en elementos estructurales unitarios y tablas dirigidas a la fabricación de madera laminada.Tanto la madera enteriza como laminada son posteriormente mecanizadas para configurar la unión con las piezas auxiliares metálicas.La fabricación de madera laminada exige instalaciones de preparación de la madera, (afinado de las caras para adhesión y mecanizado de los extremos para empalme), encolado y conformación mediante presión. TRANSPORTE Y MONTAJE

Estas labores tienen características similares a las de las estructuras de acero, sin llegar a tener la capacidad de división en elementos de menor tamaño que tienen aquellas.Esta dificultad es especialmente patente en las estructuras de arco.





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7. EDIFICIO DE VIVIENDAS MIRADOR [mas información: TECTONICA 5]

El proyecto se creo para el concurso de diseños de viviendas VPO en el año 1993. La condición era que la construcción debía ser rápida y los materiales debían ser industrializados.Para conseguir dicha finalidad, se usaron panel prefabricados de hormigón con un grosor de 12 cm. Una vez montadas, dichos paneles harían función de estructura y de cerramiento. Los paneles de hormigón colocados en la fachada tendrán un color claro, una cámara de aire de 3.5 cm y un aislamiento de poliuretano, una capa de cartón-yeso por el lado interior de 13 mm.Este sistema aparte de hacer función de estructura, da pie a tener la función de cerramiento ligero, losas para forjados, vigas, dinteles y elementos especiales para hacer escaleras y cuestas, que se podrían combinar con la técnica y elementos de la construcción tradicional. En este caso, las losas de forjado se apoyarán en una estructura lineal colocada paralela a la fachada, siendo la medida entre fachada y fachada de 10 metros.





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Los paneles y las diferentes piezas se unirán entre si con piezas de acero, con ayuda de tornillos y soldaduras a medida que el edificio se vaya levantando. La suma entre los elementos verticales y horizontales se harán in-situ, con ayuda de encofrados.Entre estas piezas se pone un mortero para asientos para llenar los vacíos y evitar la humedad y las condensaciones. Resumiendo, se puede decir que la estructura la crean cuatro elementos:- Paneles prefabricados de hormigón armado de 12 cm de ancho, 290 cm de alto y 10 m de largo.- Paneles prefabricados de hormigón armado de 12 cm de ancho, 290 cm de alto y 10 m de largo, pero esta vez con un hormigón de color claro para guardar la estética, ya que se pondrán en la fachada.- Forjados firmes, con ejes internos de 70 cm, con un ancho de 210 cm y un canto de 26 cm.- Diferentes piezas de geometría cambiante para diferentes elementos: escaleras, cuestas...





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8.ESCUELA DE INGENIERIA DE LA MADERA[mas información: TECTONICA 13]

Es un proyecto presentado en 1990. El programa exigía mantener los pabellones que ya existían y crear un pabellón nuevo. La finalidad era experimentar con los nuevos procesas de fabricación y montado, utilizando nuevas técnicas.Con motivo de reducir el coste del proyecto, parte de la estructura y los cimientos se construyeron en hormigón, pero el material más utilizado será la madera prefabricada, muy alejada de la construcción y técnica de la tradicional. NÚCLEO La pieza central del edificio es de hormigón, dándole esta pieza un toque de monumentalidad. Se construyó antes de poner las piezas de madera se construyó en su totalidad.Las losas se apoyan en cajas de hormigón prefabricado, encontrándose dentro de éstas escaleras y servicios.Esta pieza central, al igual de cualquier otro elemento

de transición, se construyó sobre pivotes, ya que el firme se

encontraba a cinco metros.

CAJAS Las aulas que se encuentras en el área de estudio de la escuela están echas de “cajas de madera”, siendo elementos totalmente independientes, prefabricados y autoportantes.





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En la planta baja del edificio y en las dos primera plantas hay seis clases por cada planta, y en cada lado del edificio, en total diez y ocho clases. Cada caja esta rodeada de paredes, que hacen función de muros de carga ya que todos hacen función de estructura puesto que cada caja recoge el peso de la caja colocada justo arriba y después transmitiendo dichas cargas a las zapatas.Los muros son de bastidor prefabricado de tramos 9,60m x 3,40. Es un modo de modulación, dado que el largo de las aulas es el doble del ancho, y de este modo se ahorra mucho. CUBIERTA FRÍA En el último piso se encuentras las aulas de profesores y la biblioteca. Estos muros, a diferencia de las paredes de las cajas, no deben aguantar ningún peso y son muy ligeros, y de esa manera dan pie a poner cristaleras. La estructura de la cubierta es muy diferente, con vigas y columnas, con el canto de las vigas progresivamente cambiante y de esta manera dando pie a la inclinación de la cubierta para conducir las aguas a la parte central del edificio.La viga de la mitad, esta colocada de modo espina dorsal y tiene un hueco en forma de U cubierta de cink formando un canalón que lleva el agua a las bajantes.Esta viga tiene dos funciones, una la de canalón y la otra la de conductora de las cargas producidas por los empujones horizontales a la estructura de hormigón.





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9.EL ESTADIO DE BEIJING

El estadio nacional de Beijin, el estadio principal de los Juegos Olímpicos del 2008, es más conocido como “el nido de pájaro” por su forma innovadora. Los arquitectos suizos Hacques Herzog y Pierre de Meuron y el chino Li Xianggang fueron los diseñadores, que presentaron el proyecto en el concurso de estadio deportivo del mundo, en 2003. Es un esqueleto de acero de 340 m de largo y 68 de alto. DESCRIPCIÓN GENERAL Los rasgos de este proyecto son la estructura en forma de cuernos y el techo en forma de taza.El enorme esqueleto de acero del proyecto pesa 42000 toneladas, la cubierta y elementos que cuelgan pesan 11200 toneladas. Para aguantar dicha carga tuvieron que construir una estructura provisional, partida en 78 partes repartidas por diferentes sitios.

DESCRIPCIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Para reducir en la construcción de los encofrados, el grupo de diseño decidió usar elementos de hormigón prefabricado. El estadio lo crean 24 columnas de 1000 toneladas de peso, más pesadas que las de los estadios convencionales.





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Los elementos principales se sostienen entre sí y se unen en una red de formación. El estadio tiene 7 plantas, con un sistema de muros de hormigón armado. La parte de arriba y la estructura de acero se separan una de la otra, pero ambas se sostienen en los mismos cimientos. La cubierta se cubrió con una membrana de doble piel. Una de ellas en la parte de arriba de la estructura, de etileno tetrafluoretileno (ETFE) transparente. La otra en la parte de abajo de la cubierta, politetrafluoroetileno (PTFE) translucido. En la fachada, las defensas se sitúan por dentro de la estructura para máxima protección contra el viento. Todas las instalaciones (restaurante, suit, tiendas, baños...) son unidades autónomas. Esto da pie a que la ventilación del estadio sea natural, siendo ésta una señal de diseño de sostenibilidad. Para bajar los costes del proyecto, todos los elementos de la estructura están por dentro del estadio, no hay torres ni sistemas de cables tampoco. El espacio de la estructura se divide en 8 partes, cada parte con su sistema de estabilidad.





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BIBLIOGRAFIA

www.selfhor.com www.pradotm.comwww.lacatonvassal.comwww.L35.comwww.wikipedia.orgwww. en.beijing2008.cn

Diseño estructural en madera, AR Nevado. [editorial AITIM]





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AUTORES [2008-2009]

Héctor Pérez Joseba Larratxe Zuriñe Piñán Jokin Sánchez Daniel Eguren Pello Torre Mercedes Ibáñez Oscar Torres Berta Martín Unai Apraiz Alexander de Luis Olalla ArrienAmaia Díaz

AUTORES [2009-2010]

Julen ArteagaTeresa CuestaItsaso GoñiXiker LazkanoAsier MendizabalRoberto SalvadorXabier Urra dor

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