Tema 1 : Desarrollo Sustentable y Medio Ambiente Construido Tópico Complementario I TECNOLOGIAS DE CONSTRUCCION TIPOLOGIA CONSTRUCTIVA
Temas Tipología constructiva de los edificios. Clasificaciónes. Métodos de construcción de los componentes constructivos. Surgimiento y evolución del concepto "sustainable development".
Objetivos Informar conceptualmente a profesionales de especialidades diversas sobre las características generales de la tipología constructiva básica expresada en estructura, cimientos, cimientos, cierres y terminaciones, así como sobre la problemática de la prefabricación en la construcción.
Introducción Luego de los reenfoques definidos en la clase anterior se expone una clasificación de la tipología constructiva que sirve como hilo conductor para su estudio. En cada una de ellas se organizan clasificaciones clasificaciones según características tipológicas tipológicas y materiales constitutivos, constitutivos, las que se ejemplifican profusamente profusamente con ilustraciones. El enfoque no es muy especializado dado el público al que va dirigido el curso, pero se hace referencia siempre a bibliografía que permite la profundizacion en los asuntos tratados. Se informa finalmente de manera general sobre la problemática de la prefabricacion de la tipología.
Desarrollo de la clase Tipología constructiva de los edificios: Clasificaciones. Existe una importante relación entre componentes constructivos, constructivos, materiales de que están constituidos y las técnicas y métodos utilizados en su conformación. Estas combinaciones combinaciones son las que dan lugar a los tipos estructurales y constructivos que finalmente conforman los edificios y obras. Los mencionados tipos son clasificados teniendo en cuenta lo siguiente: Su tipología, tipología, particular, a partir de la clasificación expresada en el cuadro 1. Los materiales constitutivos, constitutivos , según las clasificaciones de la clase anterior. Los métodos de construcción, construcción , considerando equipamiento, medios, procedimientos procedimientos y formas de construir, según se estudió en la clase anterior. Dada la generalidad del enfoque del tema no se hará énfasis en los métodos de construcción ni en las instalacione instalaciones, s, por ser éstos asuntos muy especializado especializados. s. Un ordenamiento de los mencionados componentes físicos de las construcciones se muestra en el Cuadro 1.
Cuadro 1 Componentes físicos de las construcciones Tipología constructiva de los edificios Estructurales: Integrados a los cierres o independientes de éstos. Cimientos, estructura vertical y estructura horizontal. De armazón o esqueleto, de muros de carga o mixtos. De cierre: Exteriores e interiores. Verticales u horizontales. De acabado o Exteriores e Interiores. Terminación Verticales u horizontales. Instalaciones Hidráulicas, sanitarias, eléctricas, electrónicas, de ventilación, de iluminación, de refrigeración.
La figura 1 muestra un edificio de viviendas de varios pisos con estructura de muros de carga de ladrillos, entrepisos de hormigón armado y cubierta de madera y metal. La Figura 2 muestra el esquema estructural de un edificio de esqueleto de hormigón, con columnas, vigas y losas de entrepiso prefabricados. A esta estructura corresponden cimientos aislados de plato y pedestal. Ambos esquemas están seccionados a fin de observar los diferentes componentes constructivos:
1. Cimientos de plato y zapata corridas. 2. Muros de carga del sótano. 3. Aislamiento contra la humedad. 4. Tanque séptico para aguas residuales. 5. Terreno exterior. 6. Muros exteriores de carga. 7. Revestimiento de las paredes exteriores con placas pétreas. 8. Correas. 9. Viguetas de las armaduras del techo. 10. Cornisa o alero. 11. Cielo raso o piso de buhardilla. 12. Muros interiores de carga. 13. Descansos de escaleras. 14. Tramos de escaleras. 15. Conductos para instalaciones sanitarias. 16. Conductos de ventilación de los espacios sanitarios. 17. Tabiques interiores no portantes. 18. Entrepisos monolíticos. 19. Vigas de cerramento.
Figura 1: Esquema tipológico constructivo de un edificio multipisos de muros de carga. Tomado de Ischenko: Tecnología de la Construcción. Editorial Mir. Moscú.
1. Columnas con mensulas para el apoyo de las vigas 2. Vigas 3. Losas de entrepiso 4. Paneles de pared 5. Pisos
Figura 2: Esquema tipológico de la estructura de un edificio multipisos de columnas y vigas en hormigón armado. Tomado de Ischenko: Tecnología de la Construcción. Editorial Mir. Moscú.
Figura 3: Esquema tipológico de la estructura de un edificio de una planta de columnas y vigas en madera. Tomado de un Manual de los Ferrocarriles Consolidados de Cuba, 1961. Los nombres no se corresponden con los del Manual de TMC, que son los recomendados por el autor. ARRIBA
Estructuras verticales de los edificios: La estructura vertical de los edificios sirve para soportar el techo y los entrepisos si éstos existieran. Cuadro 2 Clasificación de las estructuras según tipología: De muros de carga Por columnas Mixtas Ligeras Pesadas Información general al respecto de las estructuras verticales se encuentra en las figuras 1,2 y 3. Cuadro 3 Clasificación de los muros de carga según materiales constitutivos Tierra o suelo estabilizado colocadain situ, armada o no. Piedra, natural o en bloques, unidos con mortero. Bloques de suelo estabilizado mortero o ladrillos, unidos con mortero. Hormigón ciclópeo y armado. Los cierres verticales pueden realizarse con los mismos materiales que las correspondientes estructuras. Pueden diferir en las dimensiones dado que no soportan iguales cargas. Por iguales razones pueden estar constituidos por materiales mas ligeros y compuestos, tales como láminas de madera, metal, plástico y combinaciones de éstos. La figura 4 muestra diferentes formas de colocación de ladrillos en los muros. Estas disposiciones son también válidas para bloques térreos o de mortero. La figura 5 muestra diferentes tipos de mampostería y de acabados en los bloques. La figura 6 muestra tres tipos diferentes de paredes, una de carga y las otras dos que trabajan como tabiques divisorios. A la izquierda de
esta figura se muestra una celosía, muro con huecos para dejar pasar la luz y el aire, muy importante en los climas tropicales.
Figura 4: Diferentes tipos de muros según disposición de los ladrillos. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. Carrazana, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 5: Muros de carga y cierre en estructuras ligeras. Tomada del Manual de Producción y Construcción con Suelos Estabilizados de la Dirección Provincial de la Vivienda de Holguín. Cuba. Dibujo de Luis Pérez F.
Otra forma estructural que toman las paredes son las de esqueleto, en la cual la carga baja por columnas y los muros actúan como tabiques o cierres exteriores sin función estructural. La figura 6 muestra una pared prefabricada, formada por columnas y tabletas de suelo u hormigón, de colocación manual, muy utilizadas para construcciones de baja altura.
Figura 6: Muro prefabricado manual de columnas de hormigón armado y planchas de hormigón o suelo- cemento. Tomada del Manual de Producción y Construcción con Suelos Estabilizados de la Dirección Provincial de la Vivienda de Holguín. Cuba. Dibujo de Luis Pérez F.
Clasificación de las columnas según materiales constitutivos Piedra, natural o en bloques, unidos con mortero. Bloques de suelo estabilizado mortero o ladrillos, unidos con mortero. Hormigón ciclópeo y armado. Madera. Hierro y acero, en perfiles y tubos. Asbesto cemento, en tubos. ARRIBA
Cimentaciones: Se corresponden tanto con las estructuras como con los cierres verticales.
Clasificación de las cimentaciones según Tipología Clasificación de los muros de carga según materiales constitutivos Lineales o corridas Aisladas En balsa
Planas Escalonadas Directamente apoyadas Apoyadas sobre pilotes
Clasificación de las cimentaciones según materiales constitutivos Piedra, natural o en bloques, colocada en seco o unidos con mortero. Bloques de mortero, ladrillos o suelo estabilizado, unidos con mortero. Hormigón ciclópeo y armado. Los cimientos corridos son los mas adecuados para viviendas de pocos pisos. La figura 7 muestra una cimentación corrida en la que se observan las zapatas y vigas de cimentación. La figura 8 muestra una sección típica de la zona de cimentación en un edificio de pocos pisos con una zapata de hormigón armado. La figura 9 muestra una cimentación de hormigón ciclópeo con dos variantes de zapatas, en hormigón armado y con bloques de mortero. La figura 10 muestra una sección típica de un cimiento de mampostería junto a otro de hormigón armado. La figura 11 muestra un isométrico de una cimentación aislada con plato, pedestal y vigas de cimentación.
Figura 7: Cimentación corrida de una vivienda. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 8: Sección típica de una cimentación corrida de viviendas. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 9: Variantes de zapatas en hormigón armado y con bloques de mortero.
Figura 10: Secciones típicas de cimientos de mampostería y hormigón armado.
Tomada del Manual de Producción y Construcción con Suelos Estabilizados de a Dirección Provincial de la Vivienda de Holguín. Cuba. Dibujo de Luis Pérez F. Pag. 37.
Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 11: Isométrico de una cimentación aislada, en la que se observan las vigas de cimentación. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987. ARRIBA
Estructuras horizontales de los edificios: Están compuestas por las cubiertas y los entrepisos. En general a los entrepisos son aplicables las mismas clasificaciones que a las cubiertas. La única condición diferente es que en los entrepisos la parte superior siempre debe ser horizontal o con muy poca pendiente para que cumplan su función correctamente. Clasificación de las cubiertas y entrepisos según Tipología Ligeras y pesadas. Planas, (losas y conjuntos de viguetas y losas) y volumétricas, (cerchas y estereocelosias). De superficie superior horizontal y con pendiente o curvas en el caso de cubiertas.
Composición de las cubiertas La estructura o soporte. La terminación superior, diferente para cubierta y entrepisos. La terminación inferior, (opcional).
Las terminaciones serán estudiadas en la parte correspondiente.
Formas de trabajo estructural de los soportes de cubiertas y entrepisos.
A flexión. A compresión pura, arcos, bóvedas y cúpulas.
Los materiales de las cubiertas y entrepisos están en dependencia de que éstos sean ligeros o pesados.
Formas de trabajo estructural de los soportes de cubiertas y entrepisos. Estructuras a flexión
Hormigón armado. Hormigón armado, en componentes de cerchas.
Estructuras a compresión
Hormigón ciclópeo. Bloques de suelo estabilizado y mortero. Ladrillos y mortero.
Material estructural para cubiertas y entrepisos li geros Madera Metal Hormigón armado Diversos materiales y productos Otros Las cubiertas ligeras son las mas adecuadas climática y económicamente para regiones tropicales. La figura 12 muestra un esquema típico de cubierta ligera de madera, aunque la tipología es aplicable a perfiles metálicos igualmente.
Figura 12: Esquema típico de cubierta ligera de madera. Tomado del Manual de Estructuras y Cubiertas de Techos con Tejas de MICROCONCRETO. SKAT- Grupo Sofonías-CECAT. Versión en español. La Habana, 1995.
Las cubiertas pesadas, aunque mas caras y climáticamente inconvenientes, han tenido una gran difusión en Cuba, debido a la mas fácil disponibilidad de hormigón, que de madera y laminados. La Figura 13 muestra diversos tipos de cubiertas de hormigón armado. La figura 14 muestra varias soluciones de losas nervadas de hormigón armado , de construcción monolítica o semiprefabricada, utilizables ampliamente en entrepisos y cubiertas por sus ventajas constructivas y económicas, fundamentalmente.
Figura 13: Diversos tipos de cubiertas de hormigón armado. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 14: Soluciones de l osas nervadas de hormigón armado para entrepisos y cubiertas. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974. ARRIBA
Elementos de acabado y terminación. Las terminaciones se diferencian sustancialmente en dependencia de que sean para cubiertas, para la parte inferior de los techos o entrepisos, para los interiores o exteriores de paredes, para pisos o para áreas de servicio en contacto con agua y humedad.
Materiales de terminación para cubiertas. Existen diferencias en lo que respecta a cubiertas ligeras y pesadas. Una clasificación para cubiertas ligeras se muestra en el Cuadro 4 y lo correspondiente a las cubiertas pesadas se muestra en el Cuadro 5.
Cuadro 4 Materiales para recubrimiento de cubiertas ligeras Pizarra
--Arabes, españolas o criollas
Cerámica
Tejas
Francesas Otras
Laminas cortas
Laminas grandes
Metálicas
---
Mortero
---
Acero galvanizado
---
Aluminio
---
Asbesto cemento
---
Acero galvanizado
---
Asbesto cemento
---
La figura 15 muestra una sección típica de techo de tejas criollas, como recubrimiento de cubiertas ligeras, mientras que la figura 16 muestra un detalle típico de la fijación de canalones de asbesto-cemento.
Figura 15: Sección típica de recubrimiento de cubiertas ligeras con tejas criollas. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Figura 16: Detalle de fijación de un canalón de asbesto cemento. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Cuadro 5 Materiales para el recubrimiento de cubiertas pesadas Impermeabilizantes Integrales hidrófugos Enrajonado y soladura
Impermeabilizantes superficiales
Pinturas
Cementosas
---
Caseinas
--Resinas epoxicas
Plásticas
Resinas de poliester Bitumenes látex
Otras
--Polietileno
Plásticas
PVC Cauchobutilo Cobre
Metálicas Membranas o láminas
Aluminio Aleaciones
Asfálticas o embreadas
Mixtas
Fieltro Cartón Simples Estratificadas
La figura 17 muestra detalles de una solución de revestimiento de cubierta pesada con enrajonado y soladura mientras que la figura 18 muestra una sección correspondiente a un revestimiento de cubierta pesada con membrana asfaltica.
Figura 17: Sección de revestimiento de cubierta pesada con enrajonado y soladura. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Figura 18: Sección de un revestimiento de cubierta pesada con membranas asfálticas. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987. ARRIBA
Materiales de terminación para paredes. Una clasificación de estos materiales se muestra en el Cuadro 6. Cuadro 6 Materiales para terminaciones de paredes Resanos
--Grueso
Revoques
Repellos:
Fino Betunes
Enlucidos Pétreos:
--Naturales Artificiales
Madera Enchapes
--Azulejos
Cerámicos
Barro cocido Gres
Vítreos
---
Plásticos
---
Textiles Tapizados
Plásticos Papel De cal Caseínicas Vinílicas
Pinturas
Esmaltes Lacas Barnices Asfálticas
La figura 19 muestra la secuencia de ejecución de un revestimiento de muro con revoques, mientras las figuras 20 a 24 muestran diferentes secciones de tipos de revestimientos de pisos.
Figura 19: Secuencia de ejecución de un revoque. Tomado del libro Introducción a las Técnicas de Construcción, de Sánchez F. Sección de Publicaciones UCLV. Santa Clara, 1988. Dibujo de Roberto Suárez Y. ARRIBA
Materiales de terminación para pisos: Los pisos pueden ser interiores y exteriores. Los pisos exteriores externos a la edificación se denominan pavimentos. Una clasificación según el tipo de material es la siguiente: Pisos por piezas de piedras naturales, elementos pétreos artificiales, y elementos de cerámica. Pisos monolíticos de morteros y hormigones ciclópeos y armados. Pavimentos de suelo asfalto, hormigón asfáltico y otros.
Figura 20: Secciones de distintos tipos de pavimentos. Tomada del libro Técnicas Básicas de Construcción. CARRAZANA, R. y Rubio, M.. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1974.
Figura 21: Secciones de un piso de terrazo integral sobre distintos soportes. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Figura 22: Sección de un piso de baldosas o l osetas hidráulicas. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Figura 23: Detalles de elementos prefabricados para pavimentos exteriores. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A.. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987.
Figura 24: Detalles de pisos de piedras naturales. Tomada del libro Técnicas de Construcción I, de Matienzo, J., Silva, M. y Martiatu, A..Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1987. ARRIBA
Métodos de construcción de los componentes constructivos. Desde el punto de vista de los métodos de construcción, los componentes estructurales de cierre y las t erminaciones pueden ser: Monolíticos Prefabricados, producidos in situ o lejos de la obra Mixtos mientras que los componentes de las instalaciones son industriales y pertenecen al campo de la construcción e instalación electromecánica. En general en la construcción coexisten inmemorialmente elementos prefabricados y construidos al pie de la obra o en su ubicación definitiva. Mientras menor es el nivel de complejidad o agregación, mayor es la posibilidad de prefabricación o producción en fábricas de los correspondientes elementos. Así la industria de la construcción produce regularmente componentes de los niveles I y II de extracción de materias primas y materiales naturales por un lado y fabrica productos de composición homogénea o heterogénea para utilizar en todos los componentes constructivos. La controversia en relación con la validez de la prefabricación se encuentra concentrada en los niveles III y IV, en los cuales se fabrican componentes o partes de los edificios, fundamentalmente paneles o partes de éstos para paredes, entrepisos y cubiertas y se construyen o conforman espacios completos, fundamentalmente células espaciales o partes de éstas, en los cuales han resultado discutibles muchos de los esfuerzos de prefabricación realizados por diferentes países. Queda para cursos más especializados la profundización en estos aspectos.