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SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

Se definen los sistemas constructivos 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 un objeto arquitectónico. En otras palabras, se refiere al conjunto integral de materiales y elementos constructivos combinados según determinadas reglas tecnológicas para conformar una obra completa.

La forma de construir depende del nivel tecnológico de la sociedad y de las necesidades que ésta manifiesta. La elección del sistema a utilizar se realiza teniendo en cuenta el tipo de edificación, financiamiento y las necesidades del usuario.

TIPOS DE SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

Sistema Industrializado

Es aquel en el que se aplican determinados principios de técnicas industriales,

referidos

a

repetición

de

elementos,

coordinación

de

dimensiones y especialización de mano de obra. Se citan como parámetros de la industrialización: la rapidez de ejecución, la economía de materiales disponibles, reducción de personal y el aspecto cualitativo del producto.

En este sistema, la calidad del concreto empleado y el acero base son prácticamente las mismas, con variantes en el contenido de aditivos para mejorar ciertas propiedades físicas y algunas mecánicas. Como el sistema utiliza concreto premezclado y éste es suministrado por centrales de mezcla

reconocidas, la calidad del producto y las cantidades de materiales para su elaboración son muy similares, con pequeñas variaciones.

Este sistema constructivo tiene diferencias entre sí, según sean los acabados aplicados, el material de los pisos, de cubiertas y la de las estructuras de techo. Se subdivide en tres sistemas: tradicionales, prefabricados y especiales.

Sistema Tradicional

El sistema tradicional se define como el conjunto de procesos de diseño, organización y ejecución de edificaciones que en un país o región determinado se reconocen como la práctica usual de construcción, durante un período de tiempo considerable. Es el sistema de construcción más difundido y el más antiguo, que basa su éxito en la solidez y la durabilidad.

Determinar el nacimiento de la tecnología tradicional en Venezuela no ha sido fácil. La primera tecnología es la tierra, vigente hasta el gobierno de Gómez (1935) y, después, la tecnología del bloque de arcilla o cemento y estructura en concreto, la cual ha perdurado hasta la actualidad. Esta última ha dominado la manera de construir durante casi un siglo, lo cual ha dificultado la incorporación de otras alternativas constructivas.

Este sistema se encuentra constituido por estructuras de paredes portantes (ladrillos, piedra, bloques) o concreto armado; paredes de mampostería (ladrillos, bloques de cemento, piedras); revoques interiores, instalaciones de caños metálicos o plásticos y techos de tejas, cerámicas, chapa o losa plana. Es un sistema de obra húmeda.

Los sistemas constructivos tradicionales pueden ser manufacturados o evolucionados. En el primero, los materiales se van ejecutando en la misma obra y es allí donde son procesados. Es necesaria una gran cantidad de mano de obra y, a su vez, se requiere de tiempo para su desarrollo.

Es uno de los sistemas más desarrollados para la construcción de viviendas en el país. Presenta como materiales primordiales el concreto o el metal (tubos) para los elementos estructurales y el bloque de cemento o arcilla para sus cerramientos verticales. El techo varía desde el machihembrado y teja hasta las láminas de cinc.

Figura 1. Sistema tradicional de bloques de arcilla y estructura metálica

Por su parte, el sistema constructivo tradicional evolucionado es muy parecido al manufacturado, debido a que también utiliza materiales amorfos y elementos simples que son transformados en la obra. Sin embargo, presentar características diferentes como cambios en el diseño de los elementos constructivos y la facilitación en el proceso de transformación y utilización de los materiales. Emplea las viviendas tipo túnel con paredes portantes (encofrado) y el uso del concreto proyectado.

Figura 2. Edificio de vivienda tipo túnel

En Venezuela, este sistema ha sido poco empleado, aunque tiene una mayor aceptación en la construcción de entrepisos, tomando en cuenta que estos son los que mayor tiempo y trabajo requieren. Para facilitar el proceso de construcción, existe un mayor avance en la forma de los encofrados, utilizando nervios prefabricados con la incorporación de bloques de concreto especialmente diseñados o adosados a placas delgadas, evitando el uso de una gran cantidad de puntuales que entorpecen el trabajo que se desee realizar en la parte inferior de la placa vaciada.

Sistema Prefabricado

Se

consideran

prefabricadas

aquellas

edificaciones

levantadas

con

elementos constructivos ejecutados en taller o en obra y ensamblados mecánicamente. Estos se montan sobre un terreno adecuadamente preparado para formar la edificación. Puede ser construcciones de concreto, de madera, de estructura metálica y los que utilizan mayoritariamente materiales de resinas sintéticas.

Se pueden denominar tres clases de productos prefabricados en cuanto a su peso que son:

-

Prefabricación pesada: se refiere a piezas cuyo peso sobrepasa los 2000 kilogramos. Por lo tanto, la maquinaria que se usa para su montaje es especial para su manipulación y ensamblaje. Pueden ser totales si conforman una o varias células del conjunto, y parciales si constituyen solo elementos (paredes, placas, techos). En general, necesitan transporte hasta la obra.

-

Prefabricación media: es aquella que utiliza elementos de capacidad intermedia y puede ser fabricada en obra. Conforma siempre elementos (paredes, placas, escaleras) en forma total, de peso entre 1000 y 2000 kilogramos.

-

Prefabricación liviana: produce elementos manejables manualmente o por equipos de baja capacidad. El peso debe ser inferior a 300 kilogramos. La producción puede ser realizada totalmente en la obra o en un taller.

En el sistema de módulos tridimensionales, se construyen módulos prefabricados en forma seriada y secuencial, formados por paredes, piso y techo que contienen carpinterías, aislaciones, instalaciones, solados, revestimientos

y todas

las

terminaciones

necesarias,

son

módulos

autosuficientes. Se utilizan siempre en dimensiones que sean transportables por camión u otros medios y se montan en su lugar definitivo con grúa.

Figura 3. Vivienda prefabricada

Esta técnica, que ha tenido un enorme desarrollo a nivel mundial, presenta ventajas cuando se requiere utilizar elementos repetitivos e industrializar las faenas de construcción y mejorar su productividad.

Sistema Especial de Grandes Encofrados

Entre los muchos sistemas de industrialización de la vivienda, esta importante técnica ha cobrado auge en los últimos años en la construcción latinoamericana, obteniéndose excelentes resultados y ventajas sobre otros sistemas en cuanto a los tiempos y costos de construcción.

Consiste en la sustitución de la estructura tradicional, compuesta de vigas y columnas, por un modelo continuo en obras de tabiques portantes en concreto armado, que cumplen la función de transmitir las cargas verticales y construir una estructura resistente a la acción del viento y a los sismos.

Emplea la técnica de encofrados, que consiste en la utilización de dos medios cuerpos para formar una célula con una malla electrosoldada interna, que posteriormente es vaciada con concreto, para crear de manera integral tanto las paredes como las losas. Este encofrado confiere eficiencia, rapidez de ejecución y muy poco desperdicio de materiales, pues la estandarización del diseño estructural, la repetición de operaciones simples y la disminución de elementos de construcción economizan el tiempo y el trabajo.

La construcción con encofrado metálico permite un buen acabado y el ensamble monolítico de muros y losas de entrepiso, que le confiere un buen comportamiento ante la acción de movimientos sísmicos. También permite la incorporación de cajas eléctricas y pasos de tubería, pues las instalaciones se amarran a la malla electrosoldada y las cajas se incrustan en los muros.

En la placa se sitúan cruces prefabricadas para colocar el encofrado de inicio de muro así como las mallas de refuerzo.

Figura 4. Encofrados metálicos

Este sistema constructivo tiene la libertad de poder usar cualquier tipo de recubrimiento tanto para las paredes como para el techo, al igual en el uso de materiales para las ventanas y puertas. Para la construcción de vanos y aberturas para carpintería, en las paredes de concreto, se instalan premarcos metálicos regulables antes del vaciado del concreto de las paredes y tabiques.

Sistema Especial de Mallas y Concreto Proyectado

Este sistema constructivo está basado en la proyección e inyección de concreto, sobre un panel de poliestireno, armado con una malla de acero electrosoldada. Sus espesores varían en función de la resistencia a soportar y, a su vez, sirve de aislante térmico-acústico, confiriendo a la construcción una estructura monolítica y antisísmica. De esta manera, el hierro se encuentra distribuido a lo largo de la superficie de la pared, constituyendo tabiques portantes y eliminando las columnas, aportando mayor solidez y eliminando los espacios muertos.

Por otra parte, el sistema permite su combinación con otras construcciones tradicionales como estructuras de concreto armado, acero, madera, entre otros.

Sistema de Mampostería Confinada

Se caracteriza porque el muro de ladrillo se refuerza perimetralmente mediante vigas y columnas de concreto reforzado, las cuales son vaciadas posteriormente a la construcción del muro, para que éste quede confinado adecuadamente.

El sistema de mampostería confinada radica su función en el levantamiento de paredes y luego se construyen los elementos que conforman el pórtico estructural, realizando el vaciado de concreto que confina a las paredes por éstas formar parte del encofrado. Dentro de las ventajas que este sistema constructivo ofrece destacan la reducción de encofrado y el aumento de la capacidad portante del sistema.

Es importante destacar que la unidad de mampostería (ladrillo) en este sistema, en general, es un elemento macizo fabricado de manera artesanal o en procesos semi-industrializados. Para preparar los morteros de pega o unión de los ladrillos (mampostería) y los concretos para las vigas y columnas de confinamiento se emplea arena natural y gravas, cemento portland tipo I en sacos y agua potable.

La variación de materiales en esta tipología de construcción se da en función del tipo de acabados, la estructura del techo y el material de la cubierta y pisos. En general, la estructura del techo es de madera local y el techo se cubre con teja de barro o de fibrocemento, según sea la zona geográfica,

siendo más empleado el fibrocemento en las zonas costeras y sus alrededores.

Sistema de Mampostería Estructural

Su esencia se encuentra en trabajar una unidad de mampostería de huecos verticales en los cuales, parcial o totalmente, se inserta un acero embebido en una mezcla de concreto de cemento Portland. La unidad de mampostería es fabricada con tecnología de extrusión moderna. Los morteros de pega y el micro-concreto de relleno están normalizados y tipificados en todo el país.

La variación de materiales en esta tipología de construcción se dará en función del tipo de acabados, características de la estructura del techo y el ambiente empleado en cubiertas y pisos. En general, la estructura del techo es de madera local y el techo se cubre con teja de barro o de fibrocemento según sea la zona geográfica.

Sistema Pórtico en Concreto Armado

El sistema constructivo porticado es el que popularmente se usa para la ejecución de construcciones en concreto armado, gracias a la cantidad de información que se ha obtenido acerca de su comportamiento. Sus normativas y criterios son aplicados para la construcción de viviendas unifamiliares.

Radica su función en la construcción de los elementos estructurales que la conforman (vigas y columnas) a través del encofrado de madera, para que luego de construido el pórtico, se proceda al levantamiento de paredes.

Figura 5. Edificio en pórticos de concreto reforzado

Dentro de las potencialidades más resaltantes de este sistema destacan: el cálculo de la estructura está normalizado, el concreto es maleable en estado plástico, buen comportamiento estructural dada su continuidad y sistema conocido, por lo que hace su mano de obra accesible.

Las desventajas que radican en este sistema son: el uso de diversos materiales, generando desperdicios; el concreto se fabrica en estado plástico, por lo que demanda la utilización de encofrados mientras adquiere resistencia y el tiempo de ejecución es largo en comparación a otros sistemas.

Sistema Estructura Metálica con Lámina Desplegada colocada tipo Sándwich

Sus elementos básicos son: vigas IPM 60 y cerchas electrosoldadas prefabricadas, metal desplegado, alambres y agregado liviano. Los cerramientos o paredes se construyen con cerchas electrosoldadas, metal desplegado y mortero de cemento, cal y arena.

El techo de la vivienda, es una losa de concreto de poco espesor, aproximadamente tres centímetros de agregado liviano, que permite la colocación de tejas. Sus componentes son fabricados en taller, y se ensamblan y organizan en forma de paquetes correspondiente a bases, columnas, vigas, borde de techo, cerchas, marcos, instalaciones eléctricas e instalaciones sanitarias; los cuales son posteriormente ensamblados, ajustándose rápidamente, ya que están codificados y listos para su instalación.

Como ventajas, este sistema constructivo ofrece la facilidad de transporte, por su eficiente relación peso/volumen; fácil manipulación y montaje de componentes; comportamiento antisísmico óptimo; confort térmico; producto final similar a la vivienda convencional y las paredes pueden recibir cualquier revestimiento.

Como desventajas del sistema tipo Sándwich destacan que debe existir un estricto control sobre la dosificación, preparación y aplicación del mortero, para garantizar su comportamiento eficiente; y el mortero no se coloca de forma manual.

Sistema Steel Framing

El sistema del Steel Framing (SF), es un sistema constructivo de concepción racional, cuya principal característica es una estructura constituida por perfiles formados en frío de acero galvanizado que son utilizados para la composición de paneles estructurales y no estructurales de cemento con revoque o salpicado, vigas secundarias, vigas de piso, cabios del techo, paredes de paneles livianos de roca de yeso o madera en la cara interior y otros componentes.

Figura 6. Construcción Steel Framing

Por ser un sistema industrializado, posibilita una construcción en seco de gran rapidez de ejecución. Gracias a estas características, el sistema Steel Framing también es conocido como Sistema Autoportante de Construcción en Seco.

Sistema Balloon Framing

Se denomina Balloon framing a un tipo de construcción de madera característico de Estados Unidos, consistente en la sustitución de las tradicionales vigas y pilares de madera por una estructura de listones más finos y numerosos, que son más manejables y pueden clavarse entre sí. Esta tipología constructiva produce edificios (normalmente viviendas de una o dos plantas) más ligeras y fáciles de construir.

Figura 7. Construcción Balloon Framing

ESTÉTICA, FINALIDAD Y USO DE LAS EDIFICACIONES

La finalidad de edificar se base en disponer de espacios construidos que permitan realizar al hombre determinadas actividades. Cualquier actividad humana que requiera para su desarrollo de un espacio construido, puede dar lugar a una edificación. Se tiene de esta forma diversas clases de edificaciones, como variados usos tales como residencial, comercial, deportivo, industrial, asistencial, de culto, entre otros; también combinación de esos usos como residencial-comercial, comercial-deportiva, comercialindustrial, entre otros. Es necesario la armonía y el equilibrio en el desarrollo de las actividades realizadas, para que las personas usuarias y destinatarias de la edificación puedan ocupar satisfactoriamente el espacio construido.

Una edificación puede verse como un recinto, cerrado o semicerrado, que define espacios construidos. Es el resultado de un conjunto de elementos físicos o partes constituyentes que permiten su construcción, y por lo tanto, su

existencia.

Estos

elementos

están

definidos

por

componentes

constructivos, los cuales conforman todo lo edificado y tienen, individual o colectivamente, funciones y objetivos.

Los componentes constructivos, como combinación de partes, pueden constituir a su vez sistemas; referido a agrupaciones de partes que permiten

obtener resultados determinados. Según la función e importancia que desempeñan en una edificación, los componentes constructivos pueden clasificarse de manera general en primarios y secundarios.

Los componentes primarios conforman básicamente la edificación y permiten la existencia y el uso de lo edificado. Estos pueden ser estructurales (de infraestructura y superestructura), de cerramiento (externos e internos) y de servicio.

Los componentes secundarios complementan la función o razón de ser de los primarios. Proporcionan a lo edificado durabilidad, confort y estética.

Los componentes constructivos de una edificación deben mantener entre sí diversas relaciones, las cuales definen la forma y la función de esa edificación. Se identifican de esta manera relaciones referidas a la resistencia,

considerando

las

acciones

ejercidas

por

y

entre

los

componentes; y relaciones referidas a la geometría, considerando las dimensiones, forma y disposición de los diversos componentes.

En lo que al aspecto estético se refiere, las construcciones deben de adaptarse, en lo básico, al ambiente estético del sector, para que no desentonen del conjunto medio en que estuvieren situadas.

Cuando se trate de edificios contiguos cuya diferencia de alturas máximas permitidas sea igual o superior a la de una planta, será obligatorio tratar como fachada el parámetro que por tal causa queda visto, el cual deberá retirarse de la línea medianera para poder establecer en él aberturas, si ello fuera necesario para conseguir una composición adecuada.

Las fachadas de los edificios son libres de composición, excepto cuando se proyecte emplazarlos en calles, manzanas o sectores para los que rija un modelo especial como obligatorio en lugares donde deba, o simplemente convenga, conservar o establecer un carácter arquitectónico o urbanístico acusado, pudiendo exigirse en todos estos casos el empleo de materiales y sistemas constructivos determinados. No obstante, se evitarán siempre efectos discordantes entre las fachadas de una misma manzana, contiguas o próximas, al objeto de obtener un buen efecto urbanístico de conjunto.

Finalmente, los edificios que en lo sucesivo se proyecten, se deben adaptar en lo posible a la ordenación de altura de los elementos terminales de los edificios existentes.

DISEÑO ARQUITECTÓNICO Y DISEÑO ESTRUCTURAL

Se define como diseño arquitectónico a la disciplina que tiene por objeto generar propuestas e ideas para la creación y realización de espacios físicos enmarcado dentro de la arquitectura. Mediante el diseño arquitectónico se planifica lo que será finalmente el edificio construido con todos los detalles, imagen de estética, sus sistemas estructurales y todos los demás sistemas que componen la obra.

Por su parte, el diseño estructural es un proceso creativo mediante el cual se definen las características de un sistema de manera tal que cumpla, en forma óptima, con sus objetivos. Precisamente, el objetivo de un sistema estructural es equilibrar las fuerzas a las que va a estar sometido, y resistir las solicitaciones sin colapso o excesivas deformaciones. La bondad del diseño depende esencialmente del acierto que se haya tenido en componer un sistema estructural, o mecanismo resistente, que resulte el más idóneo para resistir las acciones exteriores.

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