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Estructuras metálicas
Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza.
Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra – coste de materiales, financiación, etc.
Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes luces, cargas importantes.
Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra significativamente.
La estructura característica es la de entramados con nudos articulados, con vigas simplemente apoyadas o continuas, con complementos singulares de celosía para arriostrar el conjunto.
En algunos casos particulares se emplean esquemas de nudos rígidos, pues la reducción de material conlleva un mayor coste unitario y plazos y controles de ejecución más amplios. Las soluciones de nudos rígidos cada vez van empleándose más conforme la tecnificación avanza, y el empleo de tornillería para uniones, combinados a veces con resinas.
Una Mirada Histórica
El uso de hierro en la construcción se remonta a los tiempos de la Antigua Grecia; se han encontrado algunos templos donde ya se utilizaban vigas de hierro forjado.
En la Edad Media se empleaban elementos de hierro en las naves laterales de las catedrales.
Pero, en verdad, comienza a usarse el hierro como elemento estructural en el siglo XVIII; en 1706 se fabrican en Inglaterra las columnas de fundición de hierro para la construcción de la Cámara de los Comunes en Londres.
El hierro irrumpe en el siglo XIX dando nacimiento a una nueva arquitectura, se erige en protagonista a partir de la Revolución Industrial, llegando a su auge con la producción estandarizada de piezas. Aparece el perfil "doble T" en 1836, reemplazando a la madera y revoluciona la industria de la construcción creando las bases de la fabricación de piezas en serie.
Existen tres obras significativas del siglo XIX exponentes de esa revolución : La primera es el Palacio de Cristal, de Joseph Paxton, construida en Londres en 1851 para la Exposición Universal; esta obra representa un hito al resolver estructuralmente y mediante procesos de prefabricación el armado y desarmado , y establece una relación novedosa entre los medios técnicos y los fines expresivos del edificio. En su concepción establece de manera premonitoria la utilización del vidrio como piel principal de sus fachadas.
En esa Exposición de París de 1889, el ingeniero Ch. Duter presenta su diseño la Calerie des Machine, un edificio que descubre las ventajas plásticas del metal con una estructura ligera y mínima que permite alcanzar grandes luces con una transparencia nunca lograda antes.
Otra obra ejecutada con hierro, protagonista que renueva y modifica formalmente la arquitectura antes de despuntar el siglo XX es la famosa Torre Eiffel (París, Francia).
El metal en la construcción precede al hormigón; estas construcciones poseían autonomía propia complementándose con materiales pétreos, cerámicos, cales, etc. Con la aparición del concreto, nace esta asociación con el metal dando lugar al hormigón armado.
Todas las estructuras metálicas requieren de cimentaciones de hormigón, y usualmente se ejecutan losas, forjados, en este material.
Actualmente el uso del acero se asocia a edificios con características singulares ya sea por su diseño como por la magnitud de luces a cubrir, de altura o en construcciones deportivas (estadios) o plantas industriales.
Ventajas de las Estructuras Metálicas
- Construcciones a realizar en tiempos reducidos de ejecución.
- Construcciones en zonas muy congestionadas como centros urbanos o industriales en los que se prevean accesos y acopios dificultosos.
- Edificios con probabilidad de crecimiento y cambios de función o de cargas.
- Edificios en terrenos deficientes donde son previsibles asientos diferenciales apreciables; en estos casos se prefiere los entramados con nudos articulados.
- Construcciones donde existen grandes espacios libres, por ejemplo: locales públicos, salones.
Donde No Construir Estructuras Metálicas
No está recomendado el uso de estructuras metálicas en los siguientes casos:
- Edificaciones con grandes acciones dinámicas.
- Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción.
- Edificios donde existe gran preponderancia de la carga del fuego, por ejemplo almacenes, laboratorios, etc.
Comportamiento Estructural
Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de hormigón, es decir, que deben estar diseñadas para resistir acciones verticales y horizontales.
En el caso de estructuras de nudos rígidos, situación no muy frecuente, las soluciones generales a fin de resistir las cargas horizontales, serán las mismas que para Estructuras de Hormigón Armado.
Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso normal en estructuras metálicas, se hace necesario rigidizar la estructura a través de triangulaciones (llamadas cruces de San Andrés), o empleando pantallas adicionales de hormigón armado.
Las barras de las estructuras metálicas trabajan a diferentes esfuerzos de compresión y flexión; veamos:
Soluciones
A fin de rigidizar la estructura, se procede a la triangulación, reservando las pantallas para los núcleos interiores pertenecientes a cajas de escaleras y ascensores.
Como es natural, la importancia de las acciones horizontales aumenta con la altura del edificio, ya que se originan fundamentalmente por la acción del viento, y es precisamente en edificios de gran altura donde se pueden lograr las soluciones más interesantes.
Las estructuras metálicas se realizan con la utilización de barras, elaboradas industrialmente y cuyos Perfiles responden a diferentes tipos, por ejemplo: perfil T, perfil doble T, de sección redonda, o cuadrada, etc.
Existen piezas metálicas especiales, de diferentes tipos que sirven como Medios de Unión de los perfiles.
Con estos elementos mencionados, combinados y en disposiciones determinadas de acuerdo al caso específico, existe una variada gama de posibilidades de diseño para estructuras metálicas.
Normativa de fabricación y calidad
Para que los sectores industriales relacionados con la ingeniería, arquitectura y construcción funcionen correctamente en relación tanto con la calidad, la innovación y la prevención de riesgos laborales, haciendo de este sector y sus empresas mucho más competitivas, es necesario que tengamos en cuenta innumerables factores como la calidad de los procesos y la confianza entre proveedores tanto de materiales como de servicios, incluso la formación a los trabajadores, ingenieros, arquitectos técnicos y jefes de compras, obras, etc.
El hecho de que los *procedimientos de montaje de estructuras metálicas que confluyen en un montaje de estructuras de en cualquier tipo de proyecto de obra de ingeniería se sucedan sin imprevistos, pérdidas de tiempo, fallos, etc. permite que las empresas podamos ser mucho más competitivas, pudiendo ofertar servicios más rápido, más eficientes y, por ende, con mejores precios.
No sólo se trata de crear sistemas modulares certificados y amparados por un fabricante de estructuras metálicas, se trata de generar una sinergia empresarial en el que una oficina técnica experta en soluciones de ingeniería se nutra de la experiencia y conocimientos de una fábrica o proveedor abierto a la investigación y el desarrollo, así como consciente de los movimientos del mercado europeo e internacional.
De esta manera, estaremos utilizando instrucciones y procedimientos de montaje avalados, verificados a su vez por una entidad independiente o laboratorio que analice la calidad de la fabricación de las piezas, módulos, complejos dispositivos y componentes metálicos.
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Enlaces Externos
- Estructuras Metálicas: Comportamiento Frente al Fuego Artículo del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo-Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales de España
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