Sistemas constructivos lectura
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El documento describe los sistemas constructivos, clasificándolos según su estructura y tipo de construcción. Los sistemas estructurales incluyen cajón múltiple, pórtico espacial y sistemas combinados. Los sistemas de construcción incluyen vaciado en el sitio, prefabricados y en seco. Los sistemas constructivos en seco se han vuelto populares debido a su rapidez, limpieza y sostenibilidad. El documento también analiza el desarrollo histórico y actual de los materiales utilizados
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- 1. 56 9. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 9.1 CONCEPTUALIZACIÓN Al referirse al término sistema como a una combinación de partes de diferente naturaleza, que tiene por finalidad principal obtener un resultado determinado, se puede describir la edificación como un conjunto de partes componentes agrupadas en sistemas que definen las funciones necesarias para que ese conjunto tenga razón de ser. Se puede reafirmar y reseñar así el edificio como un sistema constructivo, constituido por otros sistemas constructivos parciales. De forma similar se define sistema constructivo como el conjunto de materiales y componentes de diversa complejidad, combinados racionalmente y enmarcados bajo ciertas técnicas, que permiten realizar las obras necesarias para construir una edificación, originando por lo tanto un objeto arquitectónico (Tecnología y Construcción. Vol.24, No. 2 (Mayo, 2008). 9.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS CONSTRUCTIVOS La naturaleza de la industria ha convertido la estructura en el centro de cualquier sistema constructivo. La estructura es la base necesaria de donde se desarrollan las instalaciones, el cubrimiento, los acabados y el mobiliario. Es capaz de encerrar el edificio o solamente soportarlo. Por esto, es que el sistema estructural es el que establece el modelo para construir dando lugar a la clasificación de los diferentes sistemas constructivos los cuales se pueden clasificar como: Los sistemas de construcción se clasifican básicamente según 2 aspectos: el funcionamiento estructural y el tipo de construcción.
- 2. 57 9.2.1 Clasificación según el tipo Estructural Según el tipo estructural los sistemas se clasifican en : 9.2.1.1 Sistema de cajón múltiple: Son sistemas de paredes y placas estructurales que forman células ensambladas monolíticamente en el espacio, conformando un conjunto estructural que basa su funcionamiento en la acción laminar y su interconexión (aristas) 9.2.1.2 Sistemas de pórtico espaciales: Son sistemas de vigas y columnas que forman un conjunto esqueletal en el espacio y conforma un sistema estructural que basa su funcionamiento en la acción de elementos esbeltos y su interconexión en nudos rígidos. 9.2.1.3 Sistemas combinados de pórticos y paredes: En algunos tipos de edificios se conforma una estructura dual de sistemas esqueletal y laminar, generando en esta forma una estructura espacial más rígida que los pórticos, pero más dúctil que los muros. Se hace un trabajo eficiente en el transporte de carga vertical (pórticos) y sistemas (efecto de pared-pórticos) 9.2.1.4 Sistemas combinados de piso flexible: Se cataloga así a los edificios conformados en los primeros niveles por estructuras esqueletales abiertas y en los últimos niveles por estructuras cajón. El funcionamiento estructural de conjunto viene a estar afectado por el cambio de rigidez en la zona de transición de sistemas. Por ejemplo. La ductilidad global está controlada por la capacidad y ductilidad de los elementos verticales del primer nivel.
- 3. 58 9.2.2 Clasificación según la Construcción Según la forma constructiva los sistemas se clasifican en: 9.2.2.1 Vaciado en el sitio. Son sistemas en los cuales se utiliza una formaleta y en esta se vacía el hormigón. Son de diversa índole y se dividen en tipos de acuerdo a la estructura que conforman: pórticos cajones o mixtos. Los sistemas vaciados tipo cajón se clasifican a su vez de acuerdo al tipo de formaleta en la siguiente forma; - Formaleta deslizante: los muros se vacían en el interior de bastidores huecos deslizantes, dejando en el proceso de ejecución las conexiones para las placas (prefabricadas o vaciadas). - Formaleta removible: los muros se vacían en forma individual en el interior del encofrado formado por los bastidores. Los bastidores se remueven y forman el tablero para el vaciado de la placa, en proceso independiente al de los muros. La formaleta puede ser de bastidor o de tablero y a su vez de manejo manual o pesado. - Formaletas espaciales en túnel: el encofrado posibilita el vaciado de las paredes y las placas en el mismo proceso. Los sistemas de pórticos vaciados utilizan en general encofrados fijos en madera o lamina. 9.2.2.2 Sistemas prefabricados. Son sistemas ejecutados en taller o en obra y ensamblados mecánicamente. Tienen varios subtítulos: - Prefabricación pesada: aquella que requiere equipo de gran capacidad para su manipuleo y ensamblaje. A su vez pueden ser totales si conforman una o varias células del conjunto y parciales si constituyen solo elementos (paredes, placas,
- 4. 59 techos). En general requieren de fabricación en taller y transporte hasta la obra. El peso de la mayor parte de los elementos es superior a 2.000 kgf - Prefabricación semipesada: aquella prefabricación que utiliza elementos de capacidad intermedia y puede ser fabricada en obra. Conforma siempre elementos (paredes, placas, escaleras) en forma total, de peso entre kgf y 2000 kgf. - Prefabricación liviana: es el tipo de prefabricación que produce elementos manejables manualmente o por equipos de baja capacidad. El peso debe ser inferior a 300 kgf. La producción puede ser realizada totalmente en la obra o por razones industriales en un taller. Puede ser entonces 9.2.2.3 Sistema constructivo en seco. (Seminario sobre Mampostería Estructural (libro) Octubre 31 y Noviembre 10 de 1986) Antecedentes. La historia de los sistemas de construcción liviana en seco (SCLS) se remonta hacia finales del siglo XIX en los Estados Unidos, con la aparición de la placa de yeso, curiosamente no para sustituir un material de construcción existente sino como solución a un problema de empaque. Su inventor fue August Sackett en 1898 a quien USC (United States Gypsum Company) le compro su planta en 1909. En los años 30, durante la Gran Depresión, se popularizo la construcción con este tipo de productos y algunos edificios construidos en Chicago fueron la mejor propaganda para su conocimiento y masificación Adicionalmente, se empezaron a desarrollar nuevas líneas de productos como los aislamientos, cintas de juntas y paneles de exteriores, y empezaron a surgir diferentes compañías fabricantes en todo el mundo.
- 5. 60 Ya por este tiempo se habían desarrollado diferentes tipos de paneles de yeso, con diferentes espesores y diferentes usos, haciendo énfasis en lo relacionado con la resistencia al fuego. Hacia 1970 se desarrollo un producto específico para construir cerramientos en fosos de ascensores y puntos fijos de escaleras con edificios en Nueva York. En los años 80, USG introdujo el producto Durock para soluciones en zonas sometidas a humedad y como parte de sistemas de fachadas, y hacia finales de los 90 se desarrollo una nueva familia de productos a base de yeso y celulosa llamada Firerock. El mayor consumo de este tipo de productos es en Estados Unidos, y estadísticas recientes muestran que allí se consumen anualmente más de cinco millones de m2 de placas de yeso. A nivel mundial Norteamérica consume el 57.5%, seguida por Europa, Medio Oriente y África con 20%, Asia con 20% y una aun mínima participación de Suramérica del 2.5%. En Colombia el sistema constructivo en seco llego un poco tarde, comparativamente con la mayoría de los países de la región, pues apenas a mediados de la década pasada llegaron al país las primeras placas de yeso y, casi simultáneamente, también las de Fibrocemento. Las bondades del sistema, unidas a su probada capacidad sismo resistente, le proporcionaron muy buena aceptación y una rápida acogida, a tal punto que su participación dentro del total de la construcción ha venido creciendo a muy buen ritmo, especialmente en las aplicaciones de fachadas, muros divisorios y cielos rasos, estimándose que nuestro consumo es aproximadamente el 10% del de Suramérica, cerca de los 11 millones de m2 en el año 2006. Sin embargo, esta participación está todavía muy por debajo de la que ha alcanzado el sistema en otros países de la región como México, Argentina, Chile o Uruguay, en donde se utiliza de forma generalizada para hacer todo tipo de aplicaciones constructivas y de soluciones integrales, incluyendo vivienda para
- 6. 61 estratos altos, medios y bajos (vivienda de interés social). (Revista Construdata Ed. 144 (12, Mar, 2010); p.1-54). Características. Los sistemas SCLS se han convertido en la mejor alternativa frente al sistema constructivo tradicional y se proyectan como la tecnología de construcción del futuro por una serie de razones muy importantes: • La construcción es rápida y fácil • La construcción es limpia por qué no requiere mezclas de cemento, arena y agua. • Los desperdicios son mínimos. • La construcción es ecológica y contribuyen al desarrollo sostenible. Por otra parte, el hecho de que las paredes tengan una cámara interna libre entre 2 placas de cerramiento facilita enormemente la colocación de los más modernos sistemas de instalaciones eléctricas, hidráulicas y sanitarias; de redes digitales para edificios inteligentes y de sistemas de aislamiento acústico y térmico, así como también de sistemas contra incendio y de climatización. En la tabla 1 se comparan algunas características adicionales entre diferentes tipos y sistemas de muros.
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- 8. 63 El crecimiento de estos sistemas en Colombia ha venido acompañado del desarrollo de los distintos productos que lo componen así: (Revista Construdata Ed. 144 (12, Mar, 2010); p.1-54) • Perfiles de acero: Cuando se empezó a construir con estos sistemas, el concepto de lámina delgada para los entramados de soporte no se había desarrollado en el país. Sin embargo, por la dificultad de traer estos materiales, se empezaron a doblar perfiles localmente con geometrías similares a las especificadas. La primera planta de ‘’rolado en frio’’ fue montada por Industrias Ceno de Antioquia, en Medellín y luego empezaron a llegar nuevos jugadores como Steel de Colombia, Perfilamos del Cauca, Acesco, Corpacero, Multibras y Matecsa, entre otras. Curiosamente, aunque el acero laminado es casi todo importado (Colombia no produce ese material), somos el primer fabricante de perfiles de acero laminado galvanizado en la región. • Placas de fibrocemento: Con las placas de fibrocemento ha ocurrido algo similar. Inicialmente se importaban pero hoy se fabrican con la moderna tecnología del fraguado en autoclave y lideramos su producción en la región para abastecer no solo el mercado interno sino también a Venezuela. Ecuador, Panamá, Centro América y el Caribe. • Placas de yeso: Su utilización en Colombia se remonta a finales de los años 70 y principios de los 80, cuando se utilizo básicamente en cielos rasos falsos en Medellín y Cali. Su uso empezó a generalizarse a partir de 1995, cuando todo el material provenía de los Estados Unidos. Posteriormente, algunas empresas empezaron a traer material de México, y hacia finales de 1998 se empezó a adquirir el material en Chile. Para ese año el consumo nacional de placa de yeso
- 9. 64 estaba cercano a 1’300.000 m2 . en mayo de 2006 se abrió la primera planta de placa de yeso en Cartagena. • Masilla: Es el insumo del sistema que tiene la mayor responsabilidad del acabado. Las hay de secado por evaporación y por secado químico (secado rápido) y su utilización depende de las necesidades del instalador y del proyecto. Hasta el año 2003 la masilla en un 80% era importada de Estados Unidos o de México, pero luego se establecieron algunas plantas nacionales: Gyptec, Panelrock, Elpreca y Corona; lo cual redujo el costo del sistema entre 10% y 15%. (Revista Construdata Ed. 144 (12, Mar, 2010); p.1-54). Conceptualización. La construcción liviana en seco consiste en el ensamble de un soporte estructural armado en perfilaría metálica, al cual se fijan placas de yeso o fibrocemento con el fin de generar las divisiones y cerramientos de la edificación. Este sistema tipo sándwich permite la disposición interna de las instalaciones de suministro y desagüe junto con la inserción de aislamientos térmicos y acústicos conformando una obra económica, limpia, rápida, sismoresistente, durable y racional. La constituida y cada vez más marcada exigencia en cuanto a la estética de las obras ha hecho que los sistemas constructivos tradicionales cedan terreno ante nuevas tecnologías como la construcción liviana en seco, que son capaces de resolver de manera más eficiente formas arquitectónicas muy atrevidas y simultáneamente, cumplen los requisitos impuestos por la norma sismo-resistente. El sistema de construcción liviana en seco es versátil, económico, rápido y seguro, lo cual explica su gran difusión y acogida en la construcción, así como también su incorporación a las nuevas tendencias de la arquitectura y la ingeniería.
- 10. 65 Ventajas del sistema • Seguridad: - Sismo – resistencia: su condición de liviandad (menor efecto masa, menor deriva) y flexibilidad estructural de permiten conservar su estabilidad sin provocar volamiento. - Alta resistencia al fuego: conforme a la norma ASTME84 presenta un índice cero de programación de llama y generación de humo. - Garantía de los materiales: respaldada por diferentes pruebas de calidad efectúales a cada componente del sistema. - Resistencia a la intemperie y a la humedad: considerando un mantenimiento adecuado garantiza una vida útil sin deterioro. - Inmunidad: gracias a sus componentes inertes no es afectado por hongos, plagas o roedores. Además no se pudre ni se oxida. • Racionalidad - Industrialización de la Construcción: en escala y volumen, porque produce grandes cantidades en menos tiempo. - Rápida Instalación: puede ser hasta la quinta parte de los sistemas tradicionales. - Fácil manipulación: todos los insumos se transportan, almacenan y manejan a mano. - Perfecta planeación y control de obra: la precisión en medida y cantidades elimina la generación de escombros y minimiza los desperdicios. - Bajo Peso: el m2 de construcción liviana en seco equivale hasta la decima parte de la construcción en mampostería, reduciendo considerablemente las cargas muertas.
- 11. 66 • Versatilidad - Flexibilidad de la Construcción: el sistema permite diversidad de diseños y una disposición ideal de instalaciones. - Programación del Aislamiento: variado el espesor entre placas se programa el aislamiento térmico y acústico de los espacios de acuerdo con el confort deseado. - Aplicación de Acabados: siguiendo las recomendaciones de cada fabricante, el sistema permite acabados como pinturas, papel de colgadura, enchapes cerámicos o de piedra. - Trabajabilidad: el sistema se instala usando las mismas herramientas de la carpintería tradicional y metálica. - Remodelación y Adecuación de espacios: de manera rápida y sin dañar las construcciones existentes. • Sismorresistencia Para garantizar la estabilidad de un elemento no estructural en un momento de sismo. La NSR-10 establece 2 estrategias de diseño, cada una con una condición especial y unos requisitos específicos. La primera alternativa es separarlos de la estructura, opción donde los elementos construidos en sistemas tradicionales aumentan su costo y presentan un diseño muy complejo, como es el caso de la mampostería. (Revista Construdata Ed. 144 (12, Mar, 2010); p.1-54).