CUBIERTAS ESPECIALES

Eric Moya Soler

Laura Cerdà Altamirano

Ronny Carabalí

Blanca Romero Sierra

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INDICE

1.INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………PÁG.2

2.FUNCIONES PRINCIPALES………………………………………………………....PÁG.4

3.TIPOS Y EJEMPLOS DE CUBIERTAS ESPECIALES………………………….PÁG.4

3.1 CUBIERTAS METÁLICAS………………………………………………………….PÁG.4

3.1.1 CERCHAS…………………………………………………………………….PÁG.4

3.12 MALLAS ESPACIALES……………………………………………………PÁG.6

3.2 CUBIERTAS COLGANTES………………………………………………………..PÁG.7

3.3 CUBIERTAS DE CHAPA………………………………………………..………..PÁG.9

3.4 CUBIERTAS TEXTILES………………………………………………………….PÁG.11

4.ACCIONES PERJUDICIALES………………………………………………………..PÁG.12

5.BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………..PÁG.13

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1-INTRODUCCIÓN

Cuando a lo largo del siglo XIX el hierro se convirtió en un papel

estructural cada vez más relevante y permitió estructuras de luces cada

vez más importantes, aparecieron dos modelos edificatorios muy

significativos.

Por un lado los invernaderos, proyectados por jardineros y incluidos en la

larga tradición de pabellones de jardín.

Por otro, las naves para la industria o para las grandes exposiciones,

proyectadas por ingenieros desde las estrictas exigencias técnicas y sin

consideración general contra los tipos arquitectónicos establecidos.

Por esto se organizaron magnificas estructuras que hacían girar todo un

semiportico. Esta planta, con pórticos radiales, que tiene claros

precedentes, como el entorno de las catedrales góticas, dibujó exquisitas

soluciones en los invernaderos ingleses. La prodigiosa construcción de

KewGardens, de Londres, es una de las más brillantes muestras.

La prodigiosa construcción de KewGardens, de Londres, es una de las más

brillantes muestras.

Los ingenieros proyectaron sus naves en términos más radicales,

buscando la mayor eficacia del sistema porticado y sin referencias

culturales explicitas. El resultado fue una sucesión de pórticos idénticos y

un telón vidriado como cerramiento.

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.El Palais des Machines de la Exposición Universal de Paris de 1889 es un

paradigma de este tipo de soluciones.

Las modernas mallas espaciales de acero han dado una perfecta solución a

los problemas que había habido en el pasado por la unión y el esfuerzo a

tracción de otros materiales. El nudo prefabricado en el cual convergen

barras en diversas direcciones del espacio permiten unas estructuras de

base tetraédrica, que crecen de manera perfectamente simétrica en las

dos direcciones del plano.

Si las estructuras bidimensionales de hormigón no se prodigan hoy por sus

problemas de ejecución, las mallas espaciales son, al contrario, la solución

más frecuentemente utilizada para cubrir grandes espacios.

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El Palau Sant Jordi de Barcelona de Arata Isozaqui, puede ejemplificar este

tipo de proyectos en que la bidireccionalidad no es un problema sino una

solución estructural i en que, como consecuencia, la testera ha

desaparecido.

2.Funciones principales de una cubierta

La función más principal que tiene una cubierta es la protección y

aislamiento del edificio. Dentro de eso tenemos diferentes funciones:

Impermeabilidad: es la principal función de una cubierta, impedir

que el agua entre en el interior del edificio.

Estabilidad: la cubierta tiene que soportar su propio peso y las

sobrecargas de nieve, agua y viento. También a sus propias

dilataciones.

Aislamiento: la cubierta debe tener aislamiento frente a cambios de

temperatura, acústicamente y resistencia al fuego.

Durabilidad: la otra función principal de una cubierta, es que sea

duradera frente a las diferentes acciones atmosféricas.

3-TIPOS Y EJEMPLOS

3.1 CUBIERTAS METÁLICAS

Las cubiertas metálicas pueden construirse a partir de dos tipos

de estructuras : cerchas y mallas espaciales.

3.1.1 CERCHAS (ARRIOSTRAMIENTOS)

Ejemplo:

Cubierta metálica sostenida por cerchas de acero en Estación

Liverpool Street.London (Inglaterra)

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Su estructura se basa principalmente en la triangulación para soportar una

cubierta sin apoyos intermedios llamadas cerchas.

En una cercha se trabaja con barras inclinadas que están sometidas a

compresión, mientras que las barras horizontales trabajan a tracción.

Para que funcione en forma óptima, los nudos son isostáticos y las cargas

se concentran en los nudos. Además, al aumentar la altura de la cercha se

consigue mayor inercia y mas resistencia.

Una cercha consta de barras inclinadas llamadas caballos que están sometidas a compresión. Si son muy esbeltas pueden sufrir pandeo. Para evitarlo habitualmente se reduce la longitud de dichas barras intercalando otra llamada codal (que actúa como un puntal reduciendo la esbeltez de la barra comprimida)

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Con esta estructura triangular se cumple la indeformabilidad de la cercha frente, por ejemplo, a cargas verticales. Pero cuando sometemos la cercha a acciones o esfuerzos laterales, por ejemplo por el viento, estas cerchas ya no son tan estables. Para solucionar el vuelco de la cubierta, y recurriendo al principio de triangulación, se disponen barras de arriostramiento en cada una de las cerchas; denominadas Cruces de San Andrés. 3.1.2 MALLAS ESPACIALES (NUDOS)

También, basándose en el principio de triangulación (al igual que las cerchas), se construyen las Mallas Espaciales. Se tratan de mallas tridimensionales que se forman a partir de la unión de barras de pequeña sección y longitud. Este sistema permite diseños variados; sin embargo, su ventaja mas importante es el sencillo montaje a la hora de efectuar la construcción de la cubierta. Resultan una buena solución para lograr cubrir superficies de luces considerables. Construcción de una malla espacial La forma de armar esta malla parte de un triangulo equilátero, como sabemos, con sus tres lados iguales. Uniendo cuatro triángulos formamos un poliedro regular denominado tetraedro (geometría del espacio), con todas las aristas de la misma longitud y todas las caras, de la misma superficie. Las barras de una malla espacial son las aristas del tetraedro, y que por yuxtaposición (industrializada) se crean cubiertas metálicas de grandes luces.

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Los nudos juegan un papel importante en las mallas espaciales ya que facilitan el proceso de construcción de esta red espacial(en un nudo confluyen varias barras) ;y por otro le garantizan la transmisión de esfuerzos. Las barras se atornillan a los nudos y se fija la estructura sobre los pilares. Los tornillos empleados, todos de alta resistencia, se aprietan con llave dinamométrica graduada. El sistema de montaje más conveniente, es el de ensamblaje de la estructura en el suelo y rápidas elevaciones mediante grúas. Estas elevaciones deben calcularse con esmero, para que los esfuerzos que puedan aparecer por las fuerzas dinámicas o por los enganches en la estructura fija, no provoquen roturas en la propia estructura. Dada la potencia de las grúas actuales, es posible elevar tramos de hasta 5000m2 de una sola vez, consiguiendo alto rendimiento, rapidez y seguridad. Ejemplos:

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3.2 CUBIERTAS COLGANTES

Las cubiertas colgantes son estructuras que pueden estar suspendidas de cables catenarios para cubrir grandes luces sin componentes estructurales internos a la vista.

A través de cuerdas trenzadas o cables de acero, quedan suspendidos entre los zunchos de compresión del perímetro del hormigón armado o el acero.

Los cables trabajan a tracción con una flecha variable.

Esta red de cables se puede revestir con una capa delgada de hormigón o con una lámina de plástico flexible extendida sobre el entramado, posteriormente se lo recubre con una capa impermeabilizante.

Este sistema permite el diseño de cubiertas que cubren amplias luces con bajo peso por unidad de superficie.

No obstante, esa capa de acabado de la cubierta está solicitada a los esfuerzos del viento. Para contrarrestar estos esfuerzos, se sitúan en forma vertical refuerzos entre los cables superiores e inferiores para tensarlos y lograr la rigidez requerida a fin de responder en forma óptima a las solicitaciones del viento.

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Por otro lado, al darle una pendiente exterior a la cubierta, se facilita el desagüe del agua de lluvias.

3.3 CUBIERTAS DE CHAPA

Se trata de una cubierta de chapa conformada en placas normalizadas de

acero galvanizado, apoyada sobre correas, dando estanqueidad a la

cubierta. Esto es aplicable a todos los diferentes tipos de cubiertas de

acero galvanizado de una obra.

Los materiales pueden ser chapas lisas, o conformadas( onduladas o

grecadas);y sus elementos de fijación.

Antes del montaje de las chapas debe comprobarse que la estructura que

las sustentará esté ejecutada correctamente.

Además el panel debe estar limpio de toda suciedad de obra y de

limaduras de hierro.

En el replanteo se procederá a definir la situación de los aleros, limatesas,

limahoyas, canalones, cumbreras, elementos salientes, bajantes,

formación de pendientes y juntas estructurales. Del mismo modo, deben

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marcarse las situaciones y dimensiones de los huecos de ventilación e

iluminación.

Proceso constructivo

Antes de colocarlo, debe presentarse el panel; se efectúa el montaje de

abajo hacia arriba y de cara opuesta a la dirección del viento dominante.

Se prestará atención en los solapes, de acuerdo a las especificaciones del

proyecto.

Cuando los lados del panel no son simétricos, conviene ir avanzando con

el montaje ensamblando el lado menor del panel bajo la grapa de

conexión para fijar así el lado mayor del panel que le precede.

Después de haber presentado el panel, se realiza su reglaje y sujeción

taladrando el panel en los puntos de cruce del lado mayor libre con las

alas de los perfiles correa. La sujeción depende del material de las correas.

Situar las grapas de sujeción e introducir los tirafondos, ganchos o tornillos

de rosca.

Mientras se realizan los trabajos, debe protegerse la cubierta de cualquier

impacto.

A tener en cuenta:

El corte del panel no debe efectuarse en obra, a fin de que no se

produzcan incrustaciones de partículas metálicas que lo puedan dañar.

El solape longitudinal varía entre 150 y 200mm (dependiendo de la

pendiente de la cubierta.

En chapas de perfil ondulado, el solape debe ser de ½ onda o incluso de

una onda cuando queremos asegurar la estanquiedad.

En chapas de perfil nervado o grecado, el solape se toma de ¼ de greca.

Para el alero, el vuelo de las chapas debe ser menor de 350mm, y en

laterales, menor que una onda o una greca.

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Materiales

Chapas de acero galvanizado

Placas de chapa de acero galvanizado lisas o conformadas; placas

tipo sandwich; recubrimiento galvanizado de protección mínimo

Z275 (según UNE 36 130).

Piezas para remates; remaches; tornillos autorroscantes; juntas de

estanqueidad; aislamiento térmico.

3.4 CUBIERTAS TEXTILES

Este tipo de cubiertas, están destinadas a la protección solar, de la nieve y

lluvia; para todo tipo de uso público, privados o colectividades.

Con estas cubiertas se piensa en la explotación de un espacio al 100% y

logrando un máximo confort a los ocupantes para cubrir cualquier acto o

evento, ya sea educativo, deportivo, de ocio o comercial, respetando

tanto el entorno urbano como en plena naturaleza.

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Cubierta textil de estructura de madera.

Cubierta textil con estructura metálica.

4.Acciones perjudiciales a las cubiertas y cubiertas especiales

Siempre habrá acciones o agentes externos que son el origen de los

problemas de las cubiertas:

Fenómenos meteorológicos

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-Agua de lluvia: produce un deterioro de los componentes de

la estructura interna y se puede agravar con el descenso de

temperatura (hielo).

-Nieve: supone una sobrecarga importante, y en el deshielo

produce los mismos efectos que la de agua de lluvia.

-Granizo: es tan perjudicial como la nieve y puede producir

roturas a los componentes de la cubierta.

-Radiación Solar: es una agresión importante, ya que puede

afectar a todas las capas.

Agentes de origen diverso

-Sismos o terremotos: producen vibraciones importantes que

afectan a la propia estructura, que se deforma.

-Fuego: hay que preverlo para evitar que se propague en los

dos sentidos (exterior e interior).

Acciones químicas: generalmente los problemas derivados de la

contaminación, como la lluvia acida, combustión de carbones, etc.

Acciones biológicas: como los hongos y materiales orgánicos

pueden producir problemas graves si no se realizan labores de

mantenimiento periódico.

Falta de mantenimiento: se considera una acción perjudicial, ya que

sin duda, este es el origen de los mayores problemas que se

producen y que incluso conducen a situaciones muy graves.

5.Bibliografía

-Enciclopedia de la construcción. ITEC

- Video de la construcción de la Terminal 4 del aeropuerto de Madrid,

Barajas. Cubierta especial:

https://www.youtube.com/watch?v=373j7Vw0K14