Estructuras Metalicas

ENSAYO

Es un conjunto de perfiles con una serie de pliegues, previamente calculados, que le hacen aumentar su capacidad portante de manera considerable. Si colocamos repetitivamente estos perfiles cada cierta distancia, conseguiremos un efecto portante similar al de un conjunto de pilares de acero laminado en caliente. Conseguiremos una distribución muy uniforme de las cargas verticales. Habremos necesitado mucho menos material estructural que en la construcción tradicional y habremos aportado una gran flexibilidad al sistema con todas las uniones articuladas, muy importante para las zonas sísmicas.

Este sistemas constructivo tiene como objetivo, disminuir los desperdicios y cubrir la demanda de edificios mediante la implementación de nuevas tecnologías que permitiesen la industrialización y la racionalización de los procesos; desde este punto de vista el Acero aparece como una de las opciones para cambiar el panorama de la construcción pesada y lenta. Las estructuras ligeras de acero o “Steel frame” son sistemas desarrollados en gran medida en países desarrollados por sus mejores características respecto a la construcción tradicional en cuanto a rapidez de ejecución, prestaciones, sostenibilidad y competitividad, que ofrecen una gran posibilidad de desarrollo. Es necesario asumir la flexibilidad como condiciones esencial del espacio habitable, esto implica el uso de estrategias de diseño, definir una adecuada articulación de los diversos elementos constructivos, Se expondrá la evolución del sistema constructivo desde el Balloon frame en madera hasta estructuras en Steel frame que alcanzan alturas de hasta 9 plantas. La envolvente del Steel frame se forma paneles portantes o auto portantes que han ido incorporando sucesivas capas y elementos que van resolviendo las prestaciones y acabados del edificio.

RESISTENCIA AL CLIMA

Una edificación construida con paneles de acero galvanizado conformado en frío, en cada una de sus capas y verificando su comportamiento higrotérmico en un escenario donde se presenta un clima exterior con temperaturas altas y con gran contenido de humedad; y con un clima interior estable en un entorno climatizado. Se valorara el comportamiento de la envolvente al estar en un clima que le exige una gran cantidad de prestaciones, ya que las condensaciones en el interior de la envolvente pueden afectar su comportamiento térmico y su estabilidad estructural. Hay que considerar la importancia de este tipo de sistema constructivo ya que puede ser determinante positivo de las cualidades de la formalización de una edificación, por su rapidez de ejecución , su industrialización , la durabilidad de los materiales , ahorro energético, etc.

HISTORIA

El origen del Steel Frame se remonta al inicio del siglo XIX; es la evolución del “Balloon Frame” que se utiliza estructura de madera. Los orígenes del Frame se remontan a los años 1810 cuando EE.UU. comenzó la conquista del territorio, y hacia 1860, cuando la migración llegó a la costa de del Océano Pacifico. Para solucionar la demanda de vivienda por el aumento de la población, se recurrió a

Materiales disponibles en el lugar (madera), y a conceptos de practicidad, velocidad y productividad originados en la Revolución Industrial. La combinación de estos conceptos y materiales gestaron lo que hoy conocemos como Balloon Framing (1830). El concepto básico del “Balloon Frame” es la utilización de Studs (montantes – perfiles verticales) que tiene la altura total del edificio (generalmente dos plantas), con las vigas del entrepiso sujetas en forma lateral a los studs, quedando así, contenido dentro del volumen total del edificio. Esta forma Constructiva evoluciono hacia a lo que hoy se conoce como “Platform Frame”, que se basa en el mismo concepto contractivo que el “Balloon Frame”, con la diferencia que los studs tiene la altura de cada nivel o piso, y por lo tanto el entrepiso que los divide es pasante entre los montantes. De esta manera, el entrepiso transmite sus cargas de forma axial, y no de forma excéntrica como en el caso del “Balloon Frame”.

Sistema Balloon Frame

La menor altura de los studs del “Platform Frame” es una ventaja de esta variante, los listones de madera no son continuos entre las plantas, de manera que cada planta forma una plataforma independiente de las demás, permitiendo el penalizado en un taller fuera de obra dado que no hay limitaciones de transporte, obteniendo mayor calidad de ejecución y un mayor aprovechamiento de los recursos. La extensión casi universal del Balloon Framing, que influenció posteriormente a muchos otros sistemas de bastidores de madera y metálicos, se basó en dos aspectos claves. La disposición de madera proveniente de los bosques nativos, como el desarrollo de industrial de la sierra de vapor (1973) y la

Fabricación automatizada de clavos (1807) impulsaron su difusión y utilización popular. Algunas construcciones alcanzaron una vida útil larga, incluso a desmontarse y volver a montarse en otra localización; esta característica, junto con la utilización racional de los recursos que la organización modular del sistema supone, permite la optimización de los materiales utilizados que podrían reutilizarse.

STEEL FRAME

Aproximadamente un siglo más tarde, en 1933, producto del gran desarrollo de la industria del acero en los EE.UU., se lanzó en la Feria Mundial de Chicago el prototipo de una residencia en Steel Framing, donde se utilizó perfiles de acero en lugar de la estructura de madera.

Prototipo de la residencia en Light Steel Framing en la Exposición Mundial de Chicago en 1933

La implementación del Steel Frame se produce a mediados del siglo XX en los EE.UU., cuando se empieza a utilizar en la construcción comercial, para extenderse posteriormente, a la construcción residencial; difundiéndose rápidamente, y tras la II Guerra Mundial, comienza a ser empleado en Japón para la reconstrucción de miles de viviendas destruidas por los bombardeos

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Los cambios en el concepto de fabricación, tienen aspectos tecnológicos muy relevantes:

• Optimización de la utilización de energía,

• Optimización de la fabricación de acero y su calidad,

• El crecimiento de la industria de las maquinarias y herramientas,

• El concepto de producción en masa o gran escala, llamada línea de montaje o producción.

A finales del siglo XX, el 25% de la edificación residencial en los EE.UU. está basado en este sistema (Bateman, 1998). En alguna de las zonas del país, incluso se llega a superar esa cifra: así, en Hawái su utilización alcanza el 40%, según datos de la Steel Framing Aliance. Por otra parte, en zonas de influencia de EE.UU., el empleo de

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