Reflexionamos sobre soluciones constructivas. En concreto, abordamos las estructuras mixtas de acero y hormigón, desde el hormigón armado a los pilares, vigas y forjados mixtos, incluyendo ventajas e inconvenientes.
La combinación de materiales de construcción más importante y más frecuentemente empleada, tanto en edificación como en obra civil, especialmente en la construcción de puentes, es la de acero y hormigón.
Estos dos materiales de construcción, el hormigón y el acero, pese a ser muy diferentes en sus características, se complementan bien. Os ponemos algunos ejemplos que justifican esta opinión:
- El hormigón proporciona protección contra la corrosión y aislamiento térmico a altas temperaturas provocadas por incendios.
- El acero proporciona ductilidad a la estructura (una estructura es dúctil cuando, al estar sujeta a una combinación de fuerzas durante su vida útil, será capaz de resistirlas y podrá formar articulaciones plásticos en las vigas).
- Los componentes del acero son relativamente delgados y pueden pandear, el hormigón puede asegurar dichos componentes evitando su pandeo.
- El hormigón es eficiente en comprensión y el acero en tracción.
Como planteamiento general, podemos afirmar que las estructuras mixtas tienen toda una serie de ventajas, las principales son:
- Fáciles de montar
- Precisan de menores tiempos de construcción
- Ahorro de costes
Hormigón armado, la solución constructiva más habitual
La solución mixta más habitual en construcción es hormigón armado.
El hormigón armado suele tener ventajas e inconvenientes. Entre sus ventajas principales destacan:
- Las estructuras formadas por hormigón armado forman un único cuerpo, lo que les da una gran seguridad a efectos sísmicos y dinámicos.
- Su mantenimiento a lo largo de los años tiene un coste bajo, si se compara con otro tipo de estructuras como el acero o la madera.
- Al tratarse de un material moldeable, podemos adaptarlo a un gran número de formas en la obra, empleando encofrados o moldes.
- El hormigón armado es mal incombustible y mal conductor del calor, por lo que tiene mayor durabilidad y resistencia al fuego.
Por el contrario, el hormigón armado también tiene algunos inconvenientes:
- Requiere tiempos de fraguado y endurecimiento para su correcta utilización en la estructura. También un mayor control.
- El uso de encofrados y elementos auxiliares aumenta el coste y el peso de la estructura durante la puesta en obra.
- La puesta en obra del hormigón armado depende en gran medida de las condiciones meteorológicas. Si estas no acompañan, pueden producirse retrasos en la planificación.
- Es importante planificar bien las juntas de hormigonado y las juntas de construcción necesarias para evitar contracciones.
Además del hormigón armado, hay otras soluciones constructivas que no siempre se conocen tanto y que pueden brindar importantes ventajas a la hora de proyectar una estructura.
Soluciones constructivas de vigas mixtas
Suponen la combinación entre vigas de acero y forjados de hormigón. Ambos, la viga de acero y el forjado de hormigón, deben actuar conjuntamente, como un único elemento. Una vez hormigonado el forjado, éste debe quedar vinculado a la viga, para ello se utilizan elementos conectores.
Estos dispositivos, los conectores, que son los que consiguen que acero y hormigón formen una única pieza mixta, son elementos metálicos que suelen ir soldados al perfil, por lo que la calidad del material ha de ser adecuada a la técnica de soldadura utilizada, y sus propiedades mecánicas deben verificar las mismas características que el acero estructural.
Hay que recordar que el diseño de las vigas mixtas de hormigón y acero se basan en un óptimo aprovechamiento de las características mecánicas de los dos materiales.
Soluciones constructivas de forjados mixtos de acero y hormigón
Suponen la existencia de una lámina ondulada de acero para forjados de hormigón. Son un elemento estructural muy versátil. También una opción económica para muchos proyectos, además de que aligera drásticamente la estructura al evitar el encofrado.
Básicamente, las tensiones de tracción de la parte inferior del forjado son resistidas gracias a la chapa de acero. Paralelamente, la compresión en la parte superior es resistida por el hormigón y el mallazo de armado.
Soluciones constructivas de columnas mixtas
Una solución constructiva que suele utilizarse mucho es embutir un perfil de acero en un pilar de hormigón. Otra es lo mismo pero al contrario: Perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón.
Los pilares de acero recubiertos de hormigón presentan menos superficie expuesta al fuego, en caso de incendio, por lo que suelen ser utilizados en estructuras de aparcamientos, industriales, centros comerciales y logísticos… es decir, en aquellas construcciones que inicialmente pueda preverse una mayor riesgo de incendios.
GRAUGO, empresa de servicios de ingeniería, arquitectura y construcción
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