Sistemas Estructurales y Conexiones en Edificación Metálica y Mixta

Sistemas Estructurales y Detalles Constructivos en Edificación

Este documento explora diversas soluciones estructurales y detalles constructivos comunes en la edificación, destacando sus aplicaciones, ventajas y consideraciones de diseño.

Pórticos con Pilares Metálicos y Vigas de Carga

Este sistema, con pilares metálicos y vigas de carga metálicas, es el más empleado en obra convencional como viviendas, oficinas y hoteles. Se caracteriza por:

• Luces pequeñas (3-4 m): La estructura puede resultar costosa.
• Luces intermedias (5-7 m): Es una solución común y eficiente.
• Luces mayores (>7 m): Requiere vigas de gran canto para controlar las flechas, lo que incrementa el coste y reduce la altura libre. En oficinas, donde la flexibilidad de espacios es clave, esta solución puede estar justificada.

Pórticos con Pilares Metálicos y Forjado Reticular de Hormigón Armado

Este sistema combina pilares metálicos con un forjado reticular de hormigón armado (HA), siendo una opción frecuente en oficinas, hoteles y aparcamientos, especialmente para luces de 5 a 8 metros.

La principal característica es que la estructura no presenta vigas, transmitiendo la carga directamente del forjado de HA a los pilares. Para gestionar el esfuerzo de punzonamiento en la conexión forjado-pilar, se utilizan capiteles metálicos. Estos capiteles están formados por perfiles H, UPN u otros, orientados según las caras del pilar y soldados a estas, quedando embutidos en el canto del forjado de hormigón. El esfuerzo de punzonamiento es resistido por las almas de los perfiles metálicos que componen el capitel. Una regla general para el canto del forjado es C = L/20 o mayor a 8 cm.

Celosías Metálicas para Grandes Luces

Independientemente de que la solución estructural general del resto de la edificación sea de hormigón armado o metálica, las cubiertas para grandes luces (como en auditorios, teatros o pistas polideportivas) suelen resolverse con estructuras pretensadas o, más comúnmente, con celosías metálicas.

Para aprovechar al máximo su capacidad resistente y constructiva, las celosías son óptimas para luces entre 12 y 15 metros. El canto mínimo recomendado para estas celosías es de 500 mm.

Detalles Constructivos Clave

Mortero de Nivelación

El mortero de nivelación es un elemento intermedio esencial entre la placa de anclaje del pilar metálico y la cimentación. Su función principal es regularizar el apoyo de la placa de anclaje en la superficie superior del hormigón de la cimentación, asegurando que la presión transmitida por la placa se reparta de la manera más uniforme posible en el cimiento.

Se aplica generalmente en cualquier apoyo de una placa de anclaje metálica sobre hormigón (ya sea cimiento o muro). Su espesor típico es de 2-3 cm y consiste en un mortero de cemento (arena + cemento + agua) con un aditivo especial que le confiere una retracción nula o muy baja, impidiendo que se fisure o agriete durante el fraguado.

Placa de Anclaje

La placa de anclaje es una chapa metálica cuya función es repartir los esfuerzos procedentes del pilar hacia el cimiento. Sus dimensiones deben ser tales que las tensiones transmitidas al cimiento sean admisibles por este, considerando que el hormigón del cimiento y el acero del pilar trabajan bajo tensiones distintas.