Estructuras de Acero en cubierta liviana

Acero:

Acero es la denominación que comúnmente se le da en ingeniería metalúrgica a una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,01% y el 2,1% en peso de su composición, dependiendo del grado; aunque normalmente estos valores se encuentran entre el 0,03% y el 1,7%. Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al acero, son quebradizas y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.

Tipos de Aceros

Acero Laminado

El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados.

El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones de las secciones conseguidas de esta forma no se ajustan a las tolerancias requeridas y por eso muchas veces los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar sus dimensiones a la tolerancia requerida.

Acero forjado

La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero.

El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo posible la cantidad de material que debe eliminarse de las piezas en sus procesos de mecanizado. En la forja por estampación la fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa, compuesta por dos matrices que tienen grabada la forma de la pieza que se desea conseguir.

Acero corrugado

El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para emplearlo en hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético.

Las barras de acero corrugado, están normalizadas. Por ejemplo en España las regulan las normas (UNE 36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1998)

Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se suministran en forma de barras.

Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas que deben cumplir, para asegurar el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón armado. Entre las características técnicas destacan las siguientes, todas ellas se determinan mediante el ensayo de tracción:

Límite elástico Re (Mpa) Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa) Alargamiento de rotura A5 (%) Alargamiento bajo carga máxima Agt (%) Relación entre cargas Rm/Re Módulo de Young E

Componentes de la estructura de acero

El acero conformado en frío es ligero, fácil de manejar y económico en el coste; no se pudre, no se agrieta, no se altera y no es inflamable. Los elementos de acero galvanizado pesan mucho menos que los componentes de ladrillo y hormigón; en consecuencia, se pueden reducir los cimientos y se concede una gran libertad de diseño a las estructuras. La inherente solidez del acero y la cualidad de no inflamable, hace posible que las casas construidas con esta estructura resistan a consecuencias devastadoras como pueden ser fuegos, terremotos y huracanes. La durabilidad de este material es ilimitada; el Banco de Nueva York, un edificio de tres plantas, fue construido el año 1.899 con estructura de acero galvanizado y se mantiene en perfecto estado. El acero utilizado en la estructura está protegido por un tratamiento de galvanización en continuo que le confiere la protección contra la corrosión y la durabilidad que lo hacen característico.

Elementos básicos de la estructura

Los perfiles en forma de 'C' y de 'Z' constituyen los elementos portantes de la estructura colocados cada 60, 61 o 62.5 cm.  Los perfiles en 'U' se utilizan para realizar uniones rígidas y sirven de cerramiento de la estructura portante e incluso de refuerzo. Para las uniones de vigas, cerchas y demás elementos constructivos se utilizan ángulos y piezas a medida que se unen a la estructura mediante tornillería de alta resistencia.

Componentes

El concepto general de la estructura está inspirado en las casas con estructura de madera americanas substituyendo la estructura portante de madera por perfiles de acero galvanizado, con modulaciones de 60, 61 o 62.5 cm.Para luces importantes en las cubiertas,  las cerchas son la mejor solución. Gracias a las características mencionadas, el sistema permite la construcción de edificios con varios pisos, villas, apartamentos, hoteles así como rehabilitaciones de forjados y cubiertas.Existen elementos de estructuras ligeras de acero galvanizado conformado en frío para

cualquier posición. El componente de acero, conocido como estructural 'C' es la forma dominante. La gran solidez del acero puede ofrecer amplios espacios entre todos sus elementos, una característica que incrementa la flexibilidad del diseño y reduce costes de material y mano de obra. Esta variedad nos lleva hacia la simplificación de la estructura, proporcionando máxima eficacia estructural, flexibilidad en el diseño y facilidad de instalación.Los elementos de construcción de la estructura de una casa están divididos en tres grupos principales: suelos, paredes y cubiertas. Aunque estos grupos muchas veces son compatibles con construcciones de estructura convencional, algunos conjuntos de acero pueden también incluir sistemas para estructuras nuevas e innovadoras.

Todos los elementos están unidos rígidamente con tornillería y están situados respetando una modulación para el perfecto reparto de las cargas, a la vez que facilitan el revestimiento directo con paneles diversos.

Paredes

Existen dos tipos de montantes de acero:A- Estructurales, en forma de 'C' para paredes maestras, tanto interiores como exteriores.B-Divisorios para tabiquería interior en pared no maestra.

La dimensión de los montantes depende de las necesidades del material aislante y las cargas, utilizamos C-90 y C-140Los paneles exteriores de aislamiento se pueden aplicar también a las paredes para aumentar su eficacia térmica o como alternativa para aumentar el espacio.Se consigue libertad en el diseño de puertas y ventanas, seguridad, montaje más fácil y resistencia al fuego superior a lo exigido en la normativa.

Forjados para suelos

Generalmente están construidos con una variación de grosor en las vigas que oscila entre 15 y 30 cm y un espesor de acero entre 1.5 y 4 mm. Estas vigas pueden tener espacios abiertos para el paso de escaleras u otras aberturas.Se utiliza normalmente una única vigueta C cada 60 cm.

Cubiertas

La extensa gama de tamaños y grosores de perfiles disponibles permite que se utilicen las estructuras de acero galvanizado para cualquier tipo de cubiertas; desde la más simple cercha, hasta el más complejo sistema de cubiertas de lima-tesa y lima-hoya.Los armazones se pueden montar en la misma obra o en fábrica.

CUBIERTA CON ESTRUCTURA LIGERA

Se compone de:

• ESTRUCTURA d ESTRUCTURA d fil f d f í e perfiles conformados en frío• CHAPA GRECADA de acero galvanizado• Aislante térmico (EPS) • Cubrición de teja

VENTAJAS:

• Rapidez de ejecución • Ligereza • Durabilidad• Excelente p ( p ) protección

ESTRUCTURA:

Basada en 3 únicos perfiles abiertos*conformados en frío

1. Omegas para pares y correas2. “CES” para pies derechos, tirantes y casquillos3. “UES” para durmientes y arriostramientos*Perfil abierto: no tiene mantenimiento y evita condensaciones

VENTAJAS.-

• Uniones sencillas• Rapidez de ejecución y fácil manipulación• Ligereza• Durabilidad

CHAPA GRECADA:

De acero galvanizado, se usa como soporte

VENTAJAS.-

• Durabilidad, resistencia y ligereza• Estanqueidad• Rapidez de instalación• Resistencia mecánica• Anticorrosión

AISLANTE TÉRMICO (EPS):

Poliestireno expandido

VENTAJAS.-

• Aislante térmico y acústico• Ligero y resistente• Es no higroscópico ( no absorbe casi agua)• El vapor de agua sí puede difundirse en su interior• Imputrescible, no enmohece y no se descompone• Resistencia al fuego M1

Imágenes de cubiertas livianas del acero