Arriostramiento General - Edificios Modulares

Como ya se ha indicado anteriormente, los sistemas estructurales de nudos articulados son inestables e incapaces de absorber por sí mismos esfuerzos horizontales. Para conseguirlo, es preciso complementarlos con otros elementos estabilizadores que hagan de arriostramiento.

Hay que tener en cuenta que los sistemas de arriostramiento deben establecerse en los dos planos perpendiculares de un edificio de planta rectangular, con el fin de poder resistir los esfuerzos horizontales cualquiera que sea su dirección, descomponiéndolos en sus componentes según los dos planos del edificio.

En ocasiones, la situación de las estructuras de arriostramiento viene determinada, por exclusión antes que por razones de idoneidad estructural.

En la elección de su número y distribución debe tenerse en cuenta:

• Deben situarse de manera que sean capaces de resistir fuerzas horizontales en cualquier dirección, lo que, en la práctica, supone poder absorber fuerzas en las dos direcciones principales del edificio. 

• Si en una dirección no puede disponerse más que una estructura de arriostramíento, en la otra deberán disponerse al menos dos, para poder resistir el momento de torsión que la excentricidad de las fuerzas horizontales actuantes pueda producir (fig. 3.5.).

• En el caso de dos estructuras paralelas, para la absorción de una fuerza horizontal centrada con las dos, la solicitación de cada una de ellas será directamente proporcional a sus rigideces relativas. Ello se justifica por la rigidez (prácticamente infinita) de los forjados.

• Análogas dificultades para la ubicación de las estructuras de arriostramiento en planta, pueden darse para su materialización vertical.

Para poder resolver esta cuestión debe tenerse en cuenta que, dada la rigidez de los forjados y su papel de diafragmas transmisores de los esfuerzos horizontales, una estructura de arriostramiento puede custribuirse entre varias plantas en distintas crujías, teniendo en cuenta, obviamente, las compresiones ó tracciones que ello origine en las vigas intermedias (fig.3.6. y 3.7.).

• Si, en algún edificio especial, en alguna planta no existiese forjado en algunos vanos o en este se abriesen huecos importantes, seria necesario un estudio especial, que podría consistir en el establecimiento de vigas horizontales, como arriostramiento en el plano del forjado en cuestión.

Soluciones Estructurales - Edificios Modulares

Decidida la configuración general del edificio se diseña el esquema de la estructura que se adapta al mismo y se definen sus características esenciales. Entre éstas, una de las más importantes es la tipología de los nudos, es decir su mayor o menor rigidez al giro, que puede oscilar desde la libre articulación hasta el empotramiento perfecto. Esto es algo que en la estructura metálica puede materializarse con una adaptación casi exacta al modelo teórico.

En la mayoría de los casos, el sistema estructural puede descomponerse en una serie de pórticos planos, arriostrados entre sí, cuyo estudio y cálculo puede acometerse independientemente.

Los elementos básicos de este tipo de estructura son los pilares que llevan las cargas, que les transmiten las vigas, hasta los cimientos y que, a su vez, han sido transmitidas a las vigas por los forjados de piso o por los cerramientos. La estabilidad del conjunto y la transmisión de los esfuerzos horizontales a las cimentaciones se consigue por medio de los forjados y de los arriostramientos que se establecen entre los pórticos.

A continuación se analizan las diferentes soluciones estructurales, en función de los posibles tipos de unión entre vigas y pilares.

1. Estructuras de nudos articulados.
2. Estructuras de nudos rígidos.
3. Estructuras con nudos rígidos y nudos articulados.

Pavimento concreto asfáltico: Principios de diseño.

En el procedimiento de diseño, el pavimento se considera un sistema elástico de capas múltiples. Los materiales en cada una de las capas son caracterizados por un módulo de elasticidad y por el módulo de Poisson. El tráfico se expresa en términos de número de aplicaciones de un eje simple de carga equivalente a 80 kN (18,000 lb) aplicado al pavimento en dos juegos de neumáticos duales. Para propósitos de análisis, el neumático dual se aproxima a dos círculos de radio = 115 mm (4.52 in.) espaciado a 345 mm (13.57 in.) de centro a centro, el eje de carga correspondiente a 80 kN (18,000 lb) y la presión del contacto de 483 kPa (70 psi).

El procedimiento puede usarse para diseñar pavimentos de asfalto compuesto de varias combinaciones de superficie y base de concreto asfáltico, superficie y base de emulsión asfáltica (con superficie tratada), y base y sub-base de agregado no tratado. Las secciones típicas de pavimento se muestran esquemáticamente en la figura VI.3.

Figura VI.3. Localización de los esfuerzos considerados en el procedimiento de diseño.

Fuente: Asphalt Institute’s Thickness Design Manual (MS-1)

Para los pavimentos compuestos de capas de asfalto Full-Depth, el pavimento se considera como un sistema de tres capas. El pavimento con agregado no tratado es considerado un sistema de cuatro capas.

La subrasante, la capa más baja, es asumida infinita en hacia abajo verticalmente y en la dirección horizontal. Las otras capas, de espesor finito, son asumidas infinitas en las direcciones horizontales. La continuidad llena (“fricción llena”) es asumida en las interfaces entre cada una de las capas.

Otras Consideraciones de Diseño del Hormigón: Tipificación.

Los hormigones se tipifican, de acuerdo con su resistencia de proyecto a compresión, a los 28 días, en probetas cilíndricas normales, en la CBH 87, según la siguiente serie:

                           H12.5; H15; H17.5; H20; H25; H30; H35; H40; H45; H50; H55

Esta indica que los tipos H12.5 a H25 se emplean en estructuras de edificación, y los restantes de la serie encuentran su principal aplicación en obras importantes de ingeniería y en prefabricación.

La Norma EHE recomienda utilizar la siguiente serie:

                           20, 25, 30, 35, 40, 45, 50

En la cual las cifras indican la resistencia característica especificada del hormigón a compresión a 28 días, expresada en MPa; La resistencia de 20 MPa se limita en su utilización a hormigones en masa.