SISTEMAS CONSTRUCTIVOS - ESTRUCTURA METÁLICA Y LÁMINA TROQUELADA by Gracia Maria Marquez Rivas

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EST R U CT U R A M E TA L I CA Y PA R E D ES DE LAMINA TROQUELADA

Gracia Marquez Fernanda Iraheta Amanda Escobar

indice

introducción

pag. 1

objetivo

pag. 2

limites

pag. 3

alcances

pag. 4

historia del sistema de estructuras metálicas

pag. 5

historia del sistema de estructuras metálicas en el país

pag. 6

obras significativas del sistema

pag. 7-9

ejemplo del sistema de estructuras metálicas en el país

pag. 10

descripción del sistema

pag. 11

tipos de estructuras metálicas

pag. 12-13

componentes estructurales

pag.14-15

técnicas para el sistema de construcción

pág. 16-18

materiales empleados en la construcción de estructuras metálicas

pág. 19

ejemplo en el país

pág. 20-21

historia de lámina troquelada

pág. 22

descripción del sistema de lámina troquelada

pág. 23-24

componentes estructurales del sistema de lámina troquelada

pág. 25

sistema constructivo

pág. 26-28

ejemplo en el país e historia de lámina troquelada

pág. 29 -31

conclusiones

pág. 32

recomendaciones

pág. 33

bibliografía

pág. 34

INTRODUCCION

El Salvador, a inicios de siglo XIX, se vio fuertemente influenciado por tendencias europeas en lo que respecta a arquitectura y empleo de materiales; pasó de utilizar materiales locales como la tierra a materiales prefabricados importados desde Europa, lo cual generó un cambio en la estética de la ciudad, así como en los procesos de construcción. Esto se debió a que las estructuras construidas previamente no eran capaces de sobrevivir los fenómenos naturales que acontecían en el país, especialmente en la capital. En el siguiente trabajo mostraremos los nuevos sistemas constructivos que surgieron el mencionado siglo, como las estructuras metálicas y las paredes de lámina troquelada, sus componentes, técnicas y materiales empleados y ejemplos de edificaciones antiguas y actuales que tenemos en el país.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Elaborar un documento que reúna información sobre las estructuras metálicas y paredes de lámina troquelada presentes en país, tomando en cuenta su historia y orígenes, componentes, materiales y técnicas utilizadas para la construcción de estas.

OBJETIVO ESPECÍFICOS 1.Generar conocimiento sobre los sistemas constructivos del siglo XIX presentes en El Salvador, en este caso las estructuras metálicas y paredes de lámina troquelada. 2.Reconocer y diferenciar los materiales y técnicas utilizadas en la construcción de estructuras metálicas y paredes de láminas troqueladas.

LIMITES

La falta de información en documentos y libros sobre sistemas constructivos presentes en el país. La ubicación y situación del país impide la visita de lugares que presenten los sistemas constructivos a investigar.

ALCANCES

La creaciรณn de un documento que presente de forma clara como surgieron y se aplicaron en su tiempo los sistemas constructivos expuestos.

ESTRUCTURA

M E TÁ L I CA

historia del sistema – historia de las estructuras metalicas -

ANTIGUA GRECIA

Se empleaban vigas de hierro forjado como reforzamiento de construcciones, principalmente de templos. -

EDAD MEDIA

Se usaban elementos de hierro en las naves de catedrales como soporte. -

SIGLO XVIII

El hierro comienza a usarse como elemento estructural, en 1706 se fabrican en Inglaterra las columnas de fundición de hierro para la construcción de la Cámara de los Comunes en Londres. -

SIGLO XIX

El uso del hierro le da nacimiento a una nueva arquitectura 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.

HISTORIA DEL SISTEMA EN EL PAÍS historia de las estructuras metalicas en el salvador

Durante la segunda mitad del siglo XIX, se produce una serie de hechos que permiten al recién formado Estado salvadoreño sumergirse en la búsqueda de su propia definición, tanto física como simbólica. La destrucción de la capital en 1917 por un devastador terremoto provocado por la erupción del cercano volcán de San Salvador permite que se introduzcan nuevos materiales y nuevas tecnologías, más acordes a la condición sísmica del país. Es en esta época que se levantan edificios de estructuras metálicas y envolventes (paredes y techos) de lámina, como el Hospital Rosales (1902); muchos de ellos comercializados por catálogo (procedentes sobre todo de Bélgica, Francia y Alemania). Asimismo, se comienza a experimentar con el concreto armado.

Existen tres obras signiﬁcativas del siglo XIX

Palacio de Cristal, de Joseph Paxton, construida en Londres en 1851. 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.

0 2 Galerie des Machine o la Galería de las máquinas construida en 1889 diseñada por el ingeniero Ch. Duter.

Es 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.

0 3 Torre Eiffel, construida en 1887, París Renueva y modifica formalmente la arquitectura antes de despuntar el siglo XX 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 construyen losas y forjados en este material. Actualmente el uso del acero está presente en todo tipo de construcción, desde casas a edificios y desde estadios a puentes.

EJEMPLO EN EL PAÍS nuevo palacio nacional

En 1903, el presidente Pedro José Escalón realizó un concurso para el plano iconográfico del nuevo Palacio Nacional. El ganador fue el ingeniero José Emilio Alcaine. Para la edificación del segundo Palacio, los materiales fueron en su mayoría importados, entre los que cabe destacar: estructuras metálicas (Hamburgo); lámparas de cristal, cielos falsos de lámina troquelada, balcones y barandales metálicos (Bélgica); columnas, balcones y otros elementos de mármol (Carrara, Italia) El diseño y construcción del nuevo Palacio Nacional, incorpora por primera vez en el país el uso de bovedillas de acero para sostener el entrepiso de concreto.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

Una estructura es un conjunto de partes unidas entre si que forman un cuerpo, una forma o un todo, destinadas a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Por estructura metálica se entiende cualquier estructura cuyas partes son en su mayoría materiales metálicos, en especial acero. Son tres los requisitos esenciales para que una estructura funcione correctamente: Estabilidad, resistencia y rigidez; Estable para que no vuelque, resistente para que soporte fuerza sin quebrarse y rígida para que su forma no cambie al someterla a esfuerzos como su propio peso o el de las propias personas.

TIPOS DE ESTRUCTURAS M E TA L I CAS Estructuras Abovedadas Estas estructuras son todas aquellas en las que se emplean bóvedas, cúpulas y arcos para repartir y equilibrar el peso de la estructura, como por ejemplo puede verse en las catedrales o iglesias. Estructuras Entramadas Emplean una gran cantidad de vigas, pilares, columnas y cimientos, es decir, una gran cantidad de elementos horizontales y verticales para repartir y equilibrar el peso de la estructura. Estas estructuras son más ligeras porque emplean menos elementos que las abovedadas por ejemplo y así pueden conseguirse edificios de gran altura. Estructuras Geodésica Son poco comunes, están formadas por hexágonos o pentágonos y suelen ser muy resistentes y ligeras. Son estructuras que normalmente tienen forma de esfera o cilindro.

E s t r u c t u ra s Tr i a n g u l a d a s Las trianguladas se caracterizan como su propio nombre indica por disponer sus elementos de forma triangular, suelen ser muy ligeras y económicas. Suelen utilizarse para la construcción de puentes y naves industriales. En estos casos hay dos formas que son las más utilizadas, la cercha y la celosía. Estructuras Colgantes Las estructuras colgantes o colgadas son aquellas que utilizan cables o barras (tirantes) que van unidos a soportes muy resistentes (cimientos y pilares). Los tirantes estabilizan la estructura, como puede verse por ejemplo en los puentes colgantes. Estructuras Laminares Todas aquellas formadas por láminas resistentes que están conectadas entre sí y que sin alguna de ellas la estructura se volvería inestable, como pueden ser las carrocerías y fuselajes de coches y aviones.

COMPONENTES ESTRUCTURALES Todas las estructuras metálicas están formadas por la estructura metálica principal y la estructura metálica secundaria. Estructura Metálica Principal La estructura metálica principal está compuesta de todos los elementos que estabilizan y transfieren las cargas a los cimientos. La estructura metálica principal es la encargada de asegurar la estabilidad, la resistencia y la forma de la construcción y casi siempre está formada de los siguientes elementos: Vigas metálicas: Las vigas metálicas son los elementos horizontales, son barras de hierro que trabajan a flexión. Dependiendo de las acciones a las que se les someta sus fibras inferiores están sometidas a tracción y las superiores a compresión. Existen varios tipos de vigas metálicas y cada una de ellas tiene un objetivo y un propósito en la construcción de la estructura: - VIGUETAS: Son las vigas que se colocan muy cerca unas de otras para soportar el techo o el piso de un edificio - VIGAS DE TIMPANO: Son las que soportan las paredes o también parte del techo de los edificios - LARGUEROS: Conocidos como travesaños o carreras son las que soportan capas concentradas en puntos aislados a lo largo de la longitud de un edificio.

Pilares metálicos: Los pilares metálicos son los elementos verticales, son los encargados de recibir los esfuerzos de las vigas a compresión. También se les llama montantes.

Estructura Metálica Secundaria Esta estructura corresponde fundamentalmente a la fachada y a la cubierta y también es llamada comúnmente subestructura: Ésta se coloca sobre la estructura metálica principal y puede ser metálica o de hormigón.

TECNICAS EMPLEADAS EN SU CONSTRUCCIÓN

Plantillaje.

Consiste en realizar las plantillas a tamaño natural de todos los elementos que lo requieren, cada una de estas llevará la marca de identificación del elemento a que corresponde y los números de los planos de taller en que se define. Se indicarán los diámetros definitivos de cada perforación y su exacta posición. Las plantillas se realizarán en un material que no se deforme ni se deteriore durante su manipulación.

0 2 Preparación,

enderezado y conformación

Estos trabajos se efectúan previamente al marcado de ejecución, para que todos tengan la forma exacta deseada. En cada uno de los productos se procederá a: - Eliminar los defectos de laminación, que por detalles mínimos, no han sido descartados. - Suprimir las marcas de laminación en relieve en aquellas zonas que se pondrán en contacto con otro producto en las uniones de la estructura.

- Eliminar todas la suciedad e impurezas que se hayan adherido. La operación de enderezado en los perfiles y la de planeado en las chapas se hará en frío preferentemente, mediante prensa o máquina de rodillos. La conformación podrá realizarse en frío cuando el espesor de la chapa no supere los 9 mm. o el radio de curvatura no sea menor que 50 veces el espesor.

0 3 Marcado

de ejecución.

Estas tareas se efectúan sobre los productos preparados de las marcas precisas para realizar los cortes y perforaciones indicadas.

Cortes y perforaciones.

Determinan las formas y dimensiones definitivas. Se realizan con: disco, sierra, cizalla, maquina de oxicorte, etc

Armado

Esta operación tiene por objeto presentar en taller cada uno de los elementos estructurales, ensamblando las piezas que se han elaborado, sin forzarlas, en la posición relativa que tendrán una vez efectuadas las uniones definitivas. Se armará el conjunto del elemento, tanto el que ha de unirse definitivamente en taller como el que se unirá en obra.

Preparación de superﬁcies y pintura.

Todos los elementos estructurales deben ser suministrados, salvo otra especificación particular, con la preparación de las superficies e imprimación correspondiente. Las superficies se limpiarán cuidadosamente, eliminando todo rastro de suciedad, cascarilla óxido, gotas de soldadura o escoria, mediante chorreado abrasivo, para que la pieza quede totalmente limpia y seca.

Marcado e identiﬁcación.

Cada pieza debe de estar identificada con un marcado ya expresado en los planos taller para el armado de los elementos. Estas marcas ayudan a determinar la posición final en el conjunto de la obra.

M AT E R I A L E S E M P L E A D O S EN SU CONSTRUCCIÓN A continuación, mencionaremos los materiales de construcción más utilizados para la construcción de las estructuras metalicas. Acero Al mezclarse con otro material consigue propiedades que lo hacen ser un recurso duro, tenaz y de gran resistencia. El acero servirá para cualquier tipo de estructura metálica que se desee llevar a cabo. Por algo es el material más utilizado en construcción. Todos los aceros utilizados en la fabricación de estructuras deben estar de acuerdo con las normas y calidades especificadas del proyecto, y de acuerdo con la normativa en vigor. a . Per fi le s y ch a pa s de ace ro lam ina do e n cal ie nte. b.Per fi le s hu e co s d e a ce ro. c. Per fi le s y p lacas co n fo rm a das de ace ro. d . To r nillo s, tu e rcas y ara n d e la s

EJEMPLO EN EL PAÍS torre quattro Proyecto: Diseño y supervisión estructural y coordinación de ingenierías Torre Quattro utilizando BIM por Estructuristas Consultores Ubicación: San Salvador, El Salvador. Descripción: Edificio de 12 niveles de altura, 22,487 m2 de construcción y una pasarela a base de estructuras metálicas, de conexión de un nivel entre Plaza Futura y Edificio Quattro, de 17m de longitud. La construcción de Quattro comenzó en agosto de 2016, y en alrededor de 500 días se levantaron 28 mil metros cuadrados de área construida y 9 mil metros de área de oficinas, permitiendo una moderna torre de 12 pisos. El proyecto, que tiene 50 metros de altura, incluye cinco pisos de estacionamiento (con 470 espacios), siete niveles de oficinas y dos accesos, uno a Calle El Mirador y el otro a la 87 Av. Norte.

El diseño y construcción del edificio mantendrá los estándares del resto de edificios del World Trade Center de San Salvador, entre los que destacan el cumplimiento de normas internacionales de seguridad, y diseño estructural sismo-resistente con niveles de seguridad superiores a los que exige la normativa local.

LAMINA TROQUELADA historia del sistema – historia de las estructuras metalicas Fue introducida en el país entre los años 1867 - 1878. El proceso de adaptación de este sistema propio de la revolución industrial europea, se dio en nuestro país, reemplazando a elementos constructivos tradicionales por: Columnas, Vigas, Soleras y Bases construidas de acero, los cuales servían de soporte para el anclaje de la Lamina Troquelada de reducido calibre pues resultaba más económico y práctico por su fácil obtención a bajo costo. Este sistema sufrió modificaciones con el correr de los años cuando se utilizó dentro de las paredes, utilizando el adobe como material de relleno, con la finalidad de hacer ambientes más agradables, convirtiéndose así la Lamina Troquelada, en uno de los materiales constructivos más utilizados a principios del siglo XX. En el denominado Centro Histórico San Salvador, sólo existen 3 edificaciones con este mismo tipo sistema constructivo de Lámina Troquelada y marcos de acero; los cuales son el Hospital Nacional Rosales, antiguo Hospicio Nacional de San Salvador y la Sala Cuna Externa. Para el año de 1900 este sistema constructivo representó la mejor alternativa para solventar la necesidad de seguridad ante eventualidades sísmicas.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA Las láminas troqueladas son placas metálicas que simulan texturas; de su unión se pueden generar elementos verticales o cubiertas. Estas necesitan de un soporte de madera, bahareque o adobe que sirva de esqueleto, para empernar los mencionados elementos. Es un material práctico de mucha tradición en países nórdicos.

Conocida como sistema de marcos, consistía en levantar un muro de ladrillo hasta cierta altura, lo cual servía para proteger la vivienda de la humedad y los insectos, sobre este muro se colocaban marcos de madera y sobre estos se clavaban la lámina que podía ser lisa o troquelada; colocando las láminas de mejor calibre en el exterior. Se utilizaban pernos para darle una mejor rigidez en las uniones de vigas y columnas de madera.

Presentaba ciertas ventajas como: -

Brindaba seguridad y resistencia ante los sismos

Resistencia estructural

Era decorativa

Se adaptaba bien a los estilos arquitectĂłnicos traĂdos de Europa.

Presentaba una mejor apariencia a la ciudad.

COMPONENTES ESTRUCTURALES

SISTEMA CONSTRUCTIVO DE LÁMINA.

basado en sistema del hospital rosales

Las diferentes edificaciones están estructuradas con perfiles y ángulos de aluminio, sobre los cuales se sujetan los paneles de lámina troquelada que sirven como divisiones de los espacios. Estos paneles están anclados con pernos o remaches de acero aproximadamente a 20cm. En el área de pasillos o circulaciones exteriores se basa en un sistema tubular de hierro con altura máxima de 3.20m que soportan el peso de la cubierta.

ELEMENTOS

Columnas

La estructura de los edificios está sostenida mediante perfiles de acero, mientras que en el exterior estas son de forma circular. Están ancladas al suelo con pernos que se incrustan en un pequeño pedestal de concreto.

Vigas.

Son de perfiles de acero, sirven de apoyo a la estructura de la techumbre, estรกn sujetas a las columnas mediante 4 pernos: dos en la parte superior y dos en la parte inferior.

Cables y tensores.

Dan rigidez a las cubiertas, colocados de manera horizontaL de extremo a extremo.

Materiales

Hierro forjado. Utilizado en la ornamentaciรณn de columnas, escaleras, pasamanos y ventanas.

Lamina troquelada. Casi el 90% de las paredes, pabellones y cubiertas estĂĄn construidas de lamina con diferentes diseĂąos en sus paneles. Los paneles de lamina troquelada utilizados en las cubiertas son de 70x80cm y en los pabellones de 70x50cm.

Acero. Utilizado para toda la estructura que sostiene el recubrimiento de lamina y la cubierta. Los perfiles presentan forma de I, mientras que las esquinas forman una L (ĂĄngulos).

EJEMPLO EN EL PAÍS Sala Cuna Externa de San Salvador

El edificio de la Sala Cuna Externa de San Salvador está compuesto por 2 edificaciones constituidas en diferentes épocas. La primera construida entre 1900 y 1930 corresponde al sistema constructivo denominado Acero – Lámina Troquelada. La segunda construida en 1945 como una ampliación del edificio original, la cual no es visible desde el exterior, y corresponde a un sistema de marcos de concreto y de paredes de ladrillos repellados de barro repelladas. Nace con el objetivo de darle continuidad a centros de beneficencia pública ya creados en el país y con la finalidad de que esta institución prestara una atención integral a menores en edad lactante, procedentes principalmente de familias de escasos recursos o hijos de madres solteras.

América Latina decidió importar, a finales del siglo XIX y principios del XX, sistemas constructivos, estilos y diseños para la construcción de edificaciones, incluido El Salvador, y principalmente para edificios de la capital como producto de un auge económico nacional. El edificio de la Sala Cuna fue diseñado por el Ingeniero Belga Carlos Meyer y fue concebido como un diseño modular de sistema prefabricado, dando como espuesta una edificación de diseño rígido que no daba facilidades a futuras ampliaciones o reestructuración funcional.

En lo estructural el edificio está construido básicamente por estructurad de soporte y lámina troquelada de acero, donde perfiles tipo I a base de ángulos de acero unidos por pernos, en marcan elementos de relleno que son módulos de lámina troquelada acerada de un calibre de 1/4 de pulgada mayor al comúnmente utilizado en aquellos tiempos. Este sistema representaba una de las primeras obras de construcción con un nuevo concepto en el país: el prefabricado, ya que el total sus piezas de acero fueron hechas en Bélgica y ensambladas en El Salvador.

CONCLUSIONES

Según la investigación realizada los sistemas constructivos como las estructuras metálicas y paredes de láminas troqueladas son una muestra de cómo nuestro país ha pasado por muchos procesos de transición que determinan el comportamiento de la sociedad y de las edificaciones de la época, cómo estas se van adaptando a los diferentes sucesos y nuevas técnicas de construcción que perduran con el tiempo y sirven como muestra de estos para las generaciones actuales.

RECOMENDACIONES

Dar un cuidado y mantenimiento adecuado a las edificaciones que presentan sistemas constructivos antiguos. Investigar y enseĂąar sobre estos sistemas a futuras generaciones debido a que son una muestra del pasado de nuestro paĂs.

BIBLIOGRAFĂ?A

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