arriostramiento de fachadas
TRANSCRIPT
Arriostramiento de fachadas
Normalmente, la decisión de mantener o no una fachada no viene dada por
condicionantes técnicos y / o económicos, sino que se debe fundamentalmente
a restricciones normativas de tipo urbanístico, que son las que en definitiva
asignan a cada edificio el grado de protección que tienen cada uno de sus
elementos.
Si bien es cierto que durante décadas la idea de conservar y mantener nuestro
patrimonio no fue considerado ni tenido en cuenta, en los últimos años se ha
producido un cambio importante en la situación y en la actualidad es cada vez
más importante observar como desde las distintas administraciones se fomenta
y potencia la conservación de este patrimonio, a través de distintos planes de
conservación.
La conservación de elementos que presentan un valor arquitéctonico, artístico
o ambiental, es importante no solo por su valor artístico, sino también por el
hecho de mantener elementos configuradotes básicos de la ciudad y en este
caso están cargados de historia.
Edificios con carácter histórico rehabilitados
Por otro lado el programa de necesidades obliga a crear una nueva
organización de los volúmenes del edificio, que trae como consecuencia la
necesidad de derribo de la estructura del edificio. En resumen, nos
encontramos ante la necesidad de derribar un edificio y mantener la fachada.
La necesidad de conservar y restaurar la configuración arquitectónica exterior
del edificio de la Estación de Eibar, implica la necesidad de utilizar técnicas de
intervención más complejas que las necesarias en la ejecución de un edificio
de nuevas plantas.
Para poder satisfacer la ejecución de un edificio de nueva estructura y
mantener las fachadas debemos utilizar sistemas de estabilización de
fachadas. Estos sistemas consisten en un gigantesco “mecano” que sujeta la
fachada mientras se derriba completamente el interior del edificio y se vuelve a
edificar en las mismas condiciones de una obra.
Edificios en restauración con sistemas de arriostramiento de fachada
Estos “mecanos” que se utilizan para la estabilización de las fachadas están
constituidas por perfiles de acero con alma aligerada, unidos mediante lo que
se denomina cajas de conexión, así como diagonales y otros accesorios.
La finalidad de los sistemas de arriostramiento es estabilizar la fachada frente a
posibles cargas de viento y / o desplomes por el propio pedo de la fachada, una
vez que es liberada de los forjados que la atan; en consecuencia, las acciones
a considerar sobre la estructura de arriostramiento serán horizontales, esto es
acción del viento, acción del mismo y componente horizontal del desplome de
fachada.
Diseño del sistema de arriostramiento
El diseño estructural del sistema de arriostramiento depende de parámetros
tales como la disposición en planta de la fachada, el estado actual de la
fachada, las cargas que debemos de considerar, la altura del edificio, el
espesor de la fachada, ancho disponible en las calles, e interferencias con la
posterior ejecución de la obra.
Para hacer frente a esta serie de condicionantes se ha realizado una toma de
datos inicial, incidiendo en los siguientes aspectos:
Geometría del edificio: en este cado nos encontramos ante un edificio
aislado de planta rectangular con dos alturas (planta baja y primera), así
como un sótano bajo rasante. Su tejado es a dos aguas, siendo las
cumbres paralelas a los lados largos del edificio.
Estado general del edificio y en particular de las fachadas: se ha
podido comprobar en la visita realizada sobre el aceptable estado del
edificio, el cual aparentemente no presenta ninguna patología que pueda
condicionar el uso del sistema de arriostramiento. Las fachadas han sido
restauradas en varias ocasiones y son de fábrica de ladrillo macizo de
doble hoja de 50 centímetros de espesor. Las carpinterías exteriores son
de madera con vidrios de una sola hoja. Se ha realizado una rampa
supletoria de barrera arquitéctonica que desentona con la arquitectura
originaria del lugar.
OHARRA: (caraterísticas, espesor y material)
Superficie disponible de ocupación en las aceras: al igual que el
casco urbano de Eibar la superficie disponible es más bien escasa. En el
frente principal se dispone de una pequeña plaza de espacio de 40 m2 y
la acera no llega a los tres metros de largo. En la fachada del anden la
superficie de ocupación esta condicionada por la seguridad de los
usuarios de la estación, por lo que su ocupación debe de optimizarse al
máximo. La fachada lateral oeste dispone de 3 metros de acera cuya
ocupación no supondría afección alguna y por último la fachada este
dispone de espacio más que suficiente, sin provocar afección alguna.
OHARRA. Necesidad de mantener paso peatonal; necesidad de mantener
paso de vehículo de obra; obstacúlos y otros elementos a evitar, vinculaciones
con fachadas colindantes.
Otras afecciones: en la vista realizada a obra hemos comprobado la
existencia de una serie de elementos de mobiliario urbano, además de la
marquesina del andén obstaculizará la estructura provisional del apeo.
Así en las fotografías podemos apreciar una cabina telefónica existente
junto al edificio de la estación y un contenedor de ropa usada que deben
de ser retirados. Por otro lado la estatua existente en la pequeña plaza
situada en la entrada a la estación, así como las jardineras serán
retiradas para evitar deterioros
Realizada una composición del edificio y del entorno, el siguiente paso es el
diseño del sistema de apeo de la fachada y la realización de un proyecto del
sistema que contendrá al menos una memoria, un anejo de cálculos, planos,
así como un procedimiento de montaje.
Los sistemas de estabilización de fachadas se diseñan para soportar cargas
horizontales desestabilizantes, es decir, la misión del sistema es evitar el
desplazamiento horizontal de la fachada una vez que sea liberada de los
forjados que la atan; en consecuencia, las acciones a considerar sobre la
estructura de arriostramiento son fundamentalmente los siguientes:
Acciones horizontales
o Viento: según la CTE y en función del tiempo en servicio que la
estructura vaya a estar montada.
o Desplome: se considera una carga igual al 1 % del peso de la
fachada para evitar desplomes iniciales de estas.
Acciones verticales
o Paso propio: tanto de los elementos metálicos como de los
contrapesos.
Una vez hemos establecido las bases de cálculo, se modeliza la fachada
mediante un método simple de elementos finitos, sobre el que se aplican las
presiones de viento y desplome, obteniendo a continuación los esfuerzos en
cada barra mediante un cálculo P-Delta.
Modelización del sistema estructural
Para minimizar al máximo posibles desplomes las flechas en cabeza de torre
se limitan a un máximo de L/750 (donde la L es la altura de la estructura de
arriostramiento de fachada). Por otro lado para compensar el efecto de vuelco
de una manera económicamente razonable y no generar tensiones excesivas
en la base de apoyo, se le dará el mayor brazo estabilizador posible a la
estructura, que en este caso será de 8 metros y limitaremos la tensión sobre
aceras a un valor inferior a 10 t/m2 en servicio.
Las cimentaciones de la estructura de arriostramiento se dimensionaran de
manera que se asegure la estabilidad del conjunto frente al vuelvo. En principio
se utilizará cimentaciones de tipo superficial, zapatas aisladas de hormigón
armado.
Previo a la ejecución de las cimentaciones de la estructura provisional de
arriostramiento se realizarán calicatas y en caso necesario ensayos
geotécnicos para conocer es estado real y la capacidad portante del terreno y
definir de esta manera adecuadamente las cimentaciones necesarias.
Por ultimo apuntamos aquí, todo el sistema se completa con el estado de la
fachada propiamente dicho, el cual se realiza planta a planta mediante
formación de sándwich, dejando la fachada confinada entre dos carreras de
vigas, las cuales se encargan de transmitir el empuje de viento. Cualquier otra
sección horizontal sobre la fachada a la estructura principal.
Sistemas de ajuste del arriostramiento de fachada
Para que no se produzcan movimientos relativos entre la estructura de
arriostramiento y la fachada, una vez que esta haya sido liberada de los
forjados, es necesario que el sistema empleado permita el ajuste de la
estructura, de manera que todos los elementos de la misma se encuentran en
tensión desde el primer momento. Esto lo conseguimos disponiendo en los
elementos de triangulación de dispositivos tipo husillo o tornillo que permiten
esta aproximación y puesta en carga.
Los sándwich de fachada están conectados entre si mediante barras roscadas
pasantes y acodalados perfectamente a la fachada mediante codales de
madera o elementos equivalentes.
Montaje del sistema estructural
Gracias al diseño conocemos las necesidades y elementos que componen el
sistema estructural y podemos realizar la ingeniería de detalle y el plan de
montaje. Dentro del sistema de arriostramiento distinguimos dos tipos de
elementos fundamentalmente, por un lado las cimentaciones que serán
superficiales de hormigón armado, y por otro lado el “mecano” formado por
perfiles de acero laminado de alma aligerada unidos mediante cajas de
conexión.
Montaje de estructura de arriostramiento
La primera labor es la ejecución de las cimentaciones del sistema de
arriostramiento. Una vez el hormigón obtenga la resistencia característica
necesaria de inicio de montaje del “mecano”.
La primera cuestión a resolver en el montaje de la estructura de arriostramiento
son los medios humanos y auxiliares necesarios, los cuales serán:
1 autogrúa de 60 tn de capacidad
1 plataforma elevadora de cuello de cisne
Estingas de cable de acero
1 capataz, 2 oficiales y 2 peones especialistas
Dado que el peso de las vigas no superan las 3 toneladas, la autogrúa prevista
cumple las recomendaciones de ITEA (Instituto Tecnológico de las Estructuras
de Acero) de carga a máxima segura, la cual no debe exceder de 1/6 la
capacidad de carga de los medios de elevación.
Determinados los medios humanos y materiales podemos iniciar las labores de
montaje del “mecano” de arriostramiento. Comenzamos verificando la
nivelación y alineación de las cimentaciones. En líneas generales el montaje es
una secuencia de operaciones que se repiten como un bucle, que las podemos
resumir en las siguientes operaciones:
1. Elevar un conjunto (conjunto vigas o viga aligerada).
2. Aprobar el conjunto.
3. Alinear el conjunto.
4. Abril el conjunto mediante las cajas de conexión.
5. Verificar el arriostrado.
6. Soltar los estrobos de la autogrúa.
7. Verificar el escuadrado.
Terminado el montaje del arriostramiento provisional, realizamos una
comprobación de estabilidad local y total del conjunto.
Una vez comprobado el equilibrio del conjunto procedemos a realizar la puesta
en carga, pudiendo comenzar los trabajos de demolición de la cubierta y los
forjados del edificio.
Tal y como hemos expuesto, para que el sistema de arriostramiento no sufra
cambios tensionales, los cuales puedan desequilibrar la estructura se realiza
una puesta en carga, la cual se va liberando a medida que el sistema
estructural va cogiendo la responsabilidad de sustentación del edificio.
Operación que será realizada por técnicos especializados en la materia.
Una vez realizado el completo vaciado del edificio se realiza una comprobación
del estado tensional y se ajusta la estructura auxiliar si es necesario.
Durante la construcción de los forjados de nueva planta dos son los factores
que debemos prestar especial atención, el primer aspecto es la unión entre la
nueva construcción y la fachada que conservamos, garantizando que esta, la
fachada, descansara sobre el forjado de la manera prevista. El segundo
aspecto es el mantenimiento del estado tensional de la estructura auxiliar hasta
estar completamente ligada la fachada a la nueva estructura a ejecutar.
Una vez terminada la nueva estructura y comprobado el correcto enlace entre
esta y la fachada se puede desmontar la estructura auxiliar de arriostramiento.
Para las labores de desmontaje de la estructura se utilizarán los medios
materiales humanos usados en el montaje, siendo el orden de desmontaje
inverso al de montaje.
Por ultimo debes de realizar las demoliciones de las cimentaciones
provisionales donde se asentaba la estructura auxiliar, operación que se
realizara con una retroexcavadora tipo CAT 325D o similar, provista de martillo
rompedor.
Conservación del estado original
La conservación de fachadas originales que presentan un valor arquitectónico,
artístico o ambiental responde a una necesidad de mantenimiento del
patrimonio por su importante valor intrínseco, así como por otras cuestiones de
no menor importancia. La clasificación como patrimonio protegido de parte de
toda una fachada puede suponer grandes dificultades para la gestión y
desarrollo de las obras si no se toman las medidas necesarias para que estos
elementos no sufran daños durante el período de ejecución de las obras.
La destrucción accidental de una fachada protegida puede tener consecuencias
jurídicas y financieras considerables para la Dirección Facultativa y la empresa
constructora.
Para garantizar la conservación de la fachada, además del sistema de
arriostramiento, el cual será el garante de su estabilidad durante el período que
duren los trabajos de vaciado y ejecución de la nueva estructura, se realizará
una unión cuidadosa entre la fachada y los forjados de nueva planta y por otro
lado se recopilara y guardara información del estado original de la fachada.
Esta información será completada con datos relativos a la historia del edificio,
en la búsqueda de proporciones primitivas de la fachada, ornamentación,
materiales, textura y calidades, todo ello con el fin de realizar una restauración
lo más fiel posible a su estado original. Esto cobra especial importancia por la
posibilidad de reproducir elementos que pudieran ser deteriorados por motivo
de las obras o cualquier otra causa ajena a estas, además de darnos la
posibilidad de restaurar los elementos de fachadas deteriorados por el paso del
tiempo, o por la invasión producida durante la vida del edificio de elementos de
instalaciones colocadas sin ningún cuidado especial, tal y como podemos
apreciar en las fotografías.