capítulo 03: relación estructura y cerramiento. 3.a.lógicas de cerramiento características...

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lo 03: Relación estructura y cerramiento

Author: catalina-morales-ramos

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  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasClasificacinCaptulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    SistemasCerramientos metlicosFachadas vidriadas

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasCaptulo 03: Relacin estructura y cerramientoSuperposicin / Ligereza / Geometra3.a. Tipo de cerramientoCentro Comercial Bercy 2, Paris (1990) Renzo PianoMuseo de Ciencia Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka ArchitectsJuzgado, Zaragoza (1986) Alejandro de la Sota

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasCaptulo 03: Relacin estructura y cerramientoSuperposicin / Ligereza / Geometra3.a. Tipo de cerramientoMuseo de Ciencias Naturales, Matsunoyama (2003) Tezuka Architects

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasCaptulo 03: Relacin estructura y cerramientoSuperposicin / Ligereza / Geometra3.a. Tipo de cerramientoJuzgado, Zaragoza (1986) Alejandro de la Sota

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasCaptulo 03: Relacin estructura y cerramientoSuperposicin / Ligereza / Geometra3.a. Tipo de cerramientoCentro Comercial Bercy 2, Paris (1990) Renzo Piano

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    ClasificacinCaptulo 03: Relacin estructura y cerramientoSegn relacin estructura / cerramientoEstructura interiorVivienda en Oldenburg (2003) LIN FinnGeipel, Giulia Andi

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento

    ClasificacinSegn relacin estructura / cerramientoEstructura interiorEstructura exteriorCentro administrativo, Langenthel (1992) Frank Geiser

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento

    ClasificacinSegn relacin estructura / cerramientoEstructura interiorEstructura exteriorEstructura mixtaNave industrial, Opmeer (1988) Benthem Crouwel

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoSegn relacin estructura / cerramientoPosibilidades de ubicacin

    a. Estructura localizada por completo dentro del cerramiento del edificio.b. Estructura localizada en el plano del cerramiento del edificio.c. Estructura interna que se contina hacia afuera del cerramiento del edificio.d. Estructura externa semi-independiente soportando los muros externos.e. Estructura localizada completamente fuera del cerramiento del edificio.a

    b

    c

    d

    e3.a.Lgicas de cerramiento

    Clasificacin

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoSegn relacin estructura / cerramientoPresencia en el diseo

    a. La expresin de las conexiones.b. El encuentro con las fundaciones.c. La seguridad y accesibilidad en el traspaso interior / exterior.d. La estrategia contra el fuego.e. La proteccin contra la corrosin de los elementos externos.f. Los puentes trmicos a travs de la envolvente y la estructura primaria.g. Los soportes secundarios de la cubierta y muros que complementan la eleccin de la solucin estructural.3.a.Lgicas de cerramiento

    Clasificacin

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoSistemas pesados / Sistemas livianos3.b. Tipos de cerramiento

    Sistemas3.a.Lgicas de cerramientoCentro de Artes Visuales de Sainsbury (1978) Norman FosterVivienda en Oldenburg (2003) LIN FinnGeipel, Giulia Andi

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Sistemas3.a.Lgicas de cerramientoa b cSistemas pesados / Sistemas livianos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Sistemas3.a.Lgicas de cerramientoa b cSistemas pesados / Sistemas livianos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoes.Chapa acanalada3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaSistemas verticales3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosCottage, South Melbourne (c. 1853) Ball-Eastaway House, Glenorie (1983) Glen Murcutt

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaSistemas verticales3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicos Ball-Eastaway House, Glenorie (1983) Glen Murcutt

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaSistemas verticalesCubiertas planas3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaSistemas verticalesCubiertas planasCubiertas inclinadas3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaChapa acero patinable3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosMuseo en Kalkriese (2002) Gigon / Guyer

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramientoChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidable3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosEstacin elctrica, Salzburgo (1992-95) Betrix and Consolascio Architects

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidablePanel compuestopanel de fachada / panel de cubierta

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidablePanel compuestoMetal desplegado

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidablePanel compuestoMetal desplegadoCentro de negocios y comercio, Padua (2007) Aurelio Galfetti, Carola Brachi y AU Studio

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidablePanel compuestoMetal desplegadoTejidos metlicos

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Cerramientos metlicosChapa acanaladaChapa acero patinableChapa acero inoxidablePanel compuestoMetal desplegadoTejidos metlicosEdificio de estacionamientos, Bonn ( 2000) Murphy/Jahn

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadasRhn Clinic, Bad Neustadt (1997) Lamm, Weber, Donath & Partner

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrio3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoComplejo de oficinas, Nordkirchen (1994) Schuster Architekten Banque Populaire, Rennes (1991) Decq and Cornete

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfaz entre los vidrios y la estructura3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazConsideraciones:Diseo, fabricacin y montaje v/s toleranciasEl peso propio del sistema y las acciones externasMovimiento del sistema frente a los cambios de temperatura, el viento y fuerzas aplicadas.Esfuerzos locales frente a situaciones accidentales3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporte3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoTower 42, Londres, DEGW a bc d

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramadoPanel de vidrioFijacin apernadaSoporte del vidrioEstructura soportante (Primaria / Secundaria)

    3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramado3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramado3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoFinancial Times imprenta, Londres (1988) Nicholas Grimshaw & Partners

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramado3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramado3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramiento

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramadoSistemas de tensin3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoBremen University (2000) Jan Strmen

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.a.Lgicas de cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadasBremen University (2000) Jan StrmenAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSistema de entramadoSistemas de tensin

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSoporte vidriosa b c d

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    Fachadas vidriadas3.a.Lgicas de cerramientoa b cd e fAcero y vidrioLa interfazEstructura de soporteSoporte vidriosFijaciones

  • 3.a.Lgicas de cerramiento

    CaractersticasClasificacinCaptulo 03: Relacin estructura y cerramiento3.b. Tipos de cerramiento

    SistemasCerramientos metlicosFachadas vidriadas

  • Captulo 03: Relacin estructura y cerramientoBibliografa

    Luis Andrade de Mattos Dias (2006) Estructuras de acero. Conceptos, tcnicas y lenguaje, Zigurate Editora.Ramon Araujo (2007) La arquitectura como tcnica (1), superficies, ATC EdicionesAlan Ogg (1987) Architecture in steel. The australian context, The Royal Australian Institute of ArchitectsAlan Blanc, Michael McEvoy y Roger Plank (1992) Architecture and Construction in Steel, E & FN Spon.Reichel, Ackermann, Hentschel, Hochberg (2007) Building with steel. Details. Principles. Examples, Edition Detail.P. Ryan, M Otlet y R G Ogden (1997) Steel supported glazing system, The Steel Construction Institute.

    **Caractersticas de las envolventesSuperposicinUna envolvente plantea como problema el superponerse a una estructura independiente acomodndose a sus deformaciones sujetas a solicitaciones internas y externas o por dilataciones o contracciones.LigerezaComo consecuencia de que ese cerramiento, hoy en da, ya no es una estructura portante, se tiende a sistemas ligeros muy adecuados para las estructuras de acero.GeometraLa geometra en los cerramientos es un factor importante para su definicin. La mayor parte de las tcnicas tienden a sistemas repetitivos y planos aunque existe la posibilidad de mayores libertades geomtricas.

    A continuacin analizaremos tres obras en relacin con los tres aspectos antes sealados.*SuperposicinEl Museo de Ciencias Naturales de Tezuka Architects es un edificio emplazado en una zona de Japn con condiciones climticas extremas, 45 de calor en el verano y temperaturas bajo cero en invierno. Esta variacin trmica implica fuertes cambios dimensionales de la estructura y por ende de los cerramientos. El cerramiento exterior fue construido para poder expandirse horizontalmente hasta 20 centmetros en todo el largo del edificio. Se crearon conexiones flexibles de acero inoxidable fijados entre los pilares de acero y las fundaciones. De hecho la estructura resistente est rgidamente anclada slo en tres puntos de su planta completa de 120 metros de largo, para asegurar que el edificio retorne a su posicin original. Los cerramientos interiores, de planchas de yeso-cartn se apoyan en una estructura de soporte separada para no ser afectada por estos cambios dimensionales. En el espacio que queda entre ambos cerramientos circula aire tibio en invierno y aire fresco en verano, evitando las temperaturas extremas para los interiores. En el corte de la derecha se pueden ver las caractersticas antes descritas.*LigerezaEl cerramiento de la ampliacin del Juzgado de Zaragoza de Alejandro de la Sota se realiz con un panel compuesto de acero galvanizado y lacado con junta machihembrada. Lo soporta una estructura metlica posterior fijada a las losas de hormign armado, permitiendo ser vista desde el interior, con lo cual se logra una expresividad de la estructura secundaria en la definicin del cerramiento.*GeometraEn el anterior ejemplo del edificio de Juzgado se poda ver la resolucin de un cerramiento de geometra repetitiva.El centro comercial Bercy 2 de Renzo Piano es un claro ejemplo de un cerramiento con una geometra compleja.La forma de la cscara, poco convencional, exigi una geometra disciplinada para permitir el mximo de repeticin de los componentes y una simplificacin de la construccin. Para un total de 27.000 paneles se utilizaron, nicamente, 34 medidas diferentes. Esto representa una admirable grado de estandarizacin.Como se puede ver en la figura superior de la derecha, los paneles de chapa de acero inoxidable reflejan el sol creando una cubierta ventilada y sombra que extiende la vida de la membrana impermeable protegindola de las temperaturas extremas y de la contaminacin.

    *El cerramiento de una estructura de acero es un elemento fundamental para entender como da cabida a las funciones interiores y para la comprensin de la lgica estructural.Una primera clasificacin de la relacin entre estructura y cerramiento es la siguiente:Estructura interiorEn este tipo, el cerramiento y la aislacin van por fuera y la estructura es expresada internamente o es ocultada por las terminaciones interiores. La estructura queda completamente protegida del clima exterior y exige una proteccin contra el incendio. La continuidad de la envolvente exterior asegura una aislacin contra la humedad, la temperatura y el ruido y minimiza las posibilidades de corrosin, puentes trmicos y condensacin. *Estructura exteriorEn este caso la estructura revestida o desnuda contiene el volumen del edificio dentro de ella. Los cerramientos y cubiertas son soportados por una estructura secundaria, la cual es menor en sus secciones.La estructura de acero expuesta presenta numerosas dificultades tcnicas especialmente la proteccin contra la humedad, la temperatura y el ruido. La proteccin frente al fuego puede ser abordada desde variadas formas.Debido al contacto con el aire, la radiacin solar y los cambios de temperatura, la estructura sufre dilataciones y contracciones que hay que tener en cuenta al establecer el sistema constructivo del cerramiento.En algunos casos la estructura exterior define una zona que puede ser ocupada por balcones, pasarelas y permite un acceso sencillo para la limpieza y mantenimiento de las zonas vidriadas. Generalmente son diseados con celosas en la fachada.Las construcciones de baja altura al incorporar esta fachada tridimensional ofrecen interesantes posibilidades arquitectnicas.*Estructura mixtaHay varios casos en los cuales la estructura expuesta y protegida se da en un mismo edificio, planteando la dificultad de que una misma estructura puede funcionar tanto recubierta por el cerramiento como fuera de l.El acero es probablemente el mejor material para una estructura de entramado que desea atravesar la envolvente exterior del edificio. Hay que tener especial cuidado en las alternativas de detalle ya que hay que conservar los espacios interiores secos evitando las condensaciones interiores. La conduccin del calor y el ruido es uno de los mayores problemas dado que hay prestar especial atencin a las uniones entre estructura y envolvente.*Profundizando aun ms en las posibilidades de clasificacin entre estructura y cerramiento encontramos cinco relaciones entre el cerramiento y la estructura:a._ estructura localizada por completo dentro del cerramiento del edificiob._ estructura localizada en el plano del cerramiento del edificioc._ estructura interna que se contina hacia afuera del cerramiento del edificiod._ estructura externa semi-independiente soportando los muros externose._ estructura localizada completamente fuera del cerramiento del edificioEn los casos que el cerramiento est prximo o en el mismo eje de la estructura, la conformacin de dicho cerramiento y la estructura portante tienen que ser coordinados.En los casos que el cerramiento est suficientemente separado del eje estructural, por dentro o por fuera, el cerramiento no tiene que tener necesariamente influencia en la estructura portante y por ende posee libertad en su ejecucin tanto geomtrica como material. *La relacin entre la envolvente y la estructura primaria tiene una importante presencia en el diseo del edificio definido en los siguientes puntos:a._ la expresin de las conexionesb._ el encuentro con las fundacionesc._ la seguridad y accesibilidad en el traspaso interior/exteriord._ la estrategia contra el fuegoe._ la proteccin contra la corrosin de los elementos externosf._ los puentes trmicos a travs de la envolvente y la estructura primariag._ los soportes secundarios de la cubierta y muros que complementan la eleccin de la solucin estructural.*Sistemas de cerramientoRespecto de la materialidad de las envolventes se puede distinguir de manera muy bsica entre los siguientes sistemas:Los sistemas livianos: tales como las planchas acanaladas, paneles compuestos, vidrio, policarbonato, etc. Todos estos sistemas necesitan de una estructura secundaria de soporte. El Centro de Artes Visuales de Sainsbury, en la figura de la derecha, utiliza como cerramiento, paneles compuestos.Los sistemas pesados: tales como paneles prefabricados en hormign u hormign armado in situ, ladrillo cermico, etc. En la figura de la izquierda se puede observar el corte de una vivienda de estructura de acero y con un cerramiento compuesto por una chapa exterior y unos bloques prefabricados de hormign liviano de 300 mm de espesor.*Sistemas pesadosA partir de esa primera clasificacin general podemos profundizar en un desglose y caracterizacin mayor de los sistemas de cerramiento:a._ Sistemas masivos en los cuales el aislamiento, la inercia trmica y la impermeabilidad se logran por intermedio de la masa y su espesor. Esta es una opcin tradicional, tanto por seguridad, aspectos sicolgicos o de disponibilidad de materiales. En la medida que se reduce el espesor de estos sistemas masivos las juntas toman protagonismo.b._ Prefabricado masivo con aislamiento e impermeabilizacin incorporados como capas.c._ La cmara de aire aporta a los cerramientos un comportamiento muy eficiente, mediante la especializacin de las hojas y la creacin de corrientes de conveccin en el espacio de aire que queda entre las hojas. Su eficiencia surge de la incorporacin de un material aislante, el aire, y la divisin del cerramiento masivo en dos, especializando la hoja interior como acumuladora y la hoja exterior como aislante y terminacin.*Sistemas livianosHasta aqu, los cerramientos especificados son sistemas pesados, de masa, en sus diferentes posibilidades. La construccin con un esqueleto resistente, como es el caso del acero, ha exigido una adaptacin de los sistemas de cierre, aligerndolos.Si se recurre a materiales ligeros y especializados, se abren variadas posibilidades de organizarlos.Los primeros sistemas livianos solo se preocupaban de ser una barrera estanca, con un mnimo aislamiento e inercia trmica.Con el paso del tiempo, se han ido desarrollando mejorando su capacidad de aislamiento trmico e incorporando barreras de vapor para que no se produzcan condensaciones en el aislamiento.Para el aislamiento trmico se requieren altos espesores de materiales de baja densidad que normalmente no son rgidos en si, de manera tal que es necesario incorporarles una subestructura.El aislamiento acstico es normalmente bajo dada la falta de masa y tiene que ser considerado como una limitante de este aligeramiento del cerramiento.A continuacin algunas de las posibilidades de estos cerramientos livianos.a._ Paneles ligeros con una estructura secundaria.b._ Panel ligero con cmara de aire y ventilacin de la cmara.Para estos dos primeros sistemas se puede utilizar una subestructura de acero o aluminio sobre la cual se fija una chapa externa, un aislante por el interior y un tablero de diferente materialidad en el interior.c._ Panel compuesto o compacto. Un alma de poliestireno expandido o poliuretano entre dos lminas exteriores constituyen el producto.Nos concentraremos en aquellos sistemas livianos cuyos componentes poseen como principal materialidad el acero.*Cerramientos metlicosPlancha acanaladaLas planchas acanaladas logran su rigidez mediante los dobleces. Existe una gran variedad de perfiles que tienen diferentes usos, de acuerdo a su seccin y la posibilidad de ser producidos en largos a pedidos, limitados estos por su transporte.La delgadez de estas planchas, pese a los dobleces, nos indican que estn preferentemente diseadas para recibir cargas repartidas y no puntuales.Los sistemas de cerramientos con estas planchas hacen necesario el uso de una estructura secundaria, un entramado de acero que soporte principalmente las cargas del viento y en el caso de las cubiertas las cargas puntuales para su mantenimiento.Se ha generalizado su uso por la eficacia de sus juntas solapadas frente al agua.En las figuras se muestra la variedad de perfiles de estas chapas.

    *Las planchas acanaladas pueden ser utilizadas como cerramientos vertical u horizontal. Como ya se ha dicho, la chapa necesita de una subestructura para lograr rigidez.Sistema verticalEn el caso de su utilizacin como cerramiento vertical, su perfil se puede orientar en los dos sentidos como se puede ver en las imgenes.En el caso de su utilizacin como en la vivienda proyectada por Murcutt de la derecha, las juntas son ms satisfactorias por el traslapo en la acanaladura. En el otro caso, como en el de la izquierda, las juntas entre chapas son ms vulnerables a la penetracin del agua necesitando de un sello en el traslapo.*La subestructuraLa subestructura normalmente est formada por pies derechos y perfiles horizontales de acero a los cuales son fijados el cerramiento exterior y el interior. Como se ve en la figura de la izquierda el pie derecho es un perfil doble T que corresponde, en este caso a la estructura portante. El perfil horizontal es una canal.En el caso de la vivienda proyectada por Murcutt, la figura de la derecha, la subestructura que la da forma al cerramiento esta constituida por perfiles C en sus pies derechos y perfiles horizontales. Ambos estn en el mismo plano y contienen el aislamiento de 75 mm. El revestimiento interior es una plancha de yeso cartn.

    *CubiertasLas estructuras de acero pueden llevar cubiertas planas o inclinadas, las cuales deben proteger de las aguas procedente del exterior, la difusin del vapor interior, los efectos de la temperatura y los ruidos. La eleccin del tipo de cubierta depende de la condiciones a las cuales se debe satisfacer.Cubiertas planasLa cubierta del grfico de la izquierda cuenta como base con una plancha ondulada sobre la cual se dispone un aislamiento trmico y una barrera de vapor.En el caso de la derecha se dispone sobre las vigas de acero una losa de hormign armado a la cual tambin se le sobrepone aislamiento trmico e impermeabilizacin.En ambos casos, sobre la impermeabilizacin se puede disponer un engravillado que impida un calentamiento por la accin de los rayos solares.*Cubiertas inclinadasLas cubiertas inclinadas se emplean generalmente en edificios de poca altura, como naves industriales o edificios de media altura. Muy pocas veces en edificios de mayor altura.En el grfico de la izquierda se puede ver una cubierta inclinada tipo deck, con chapa de metal plegado, aislamiento trmico, barrera de vapor e impermeabilizacin. A diferencia de la cubierta plana sta no lleva engravillado.En el grfico central, una cubierta inclinada con chapa ondulada. A diferencia de la anterior se tiene que disponer de perfiles abiertos llamados costaneras entre las vigas.En el grfico de la derecha la chapa plegada es utilizada como cubierta, disponiendo el aislamiento por la cara inferior de la viga doble T. En este ltimo sistema la separacin entre cubierta y aislamiento da lugar a una cmara de aire.*Chapa de acero patinableEl acero patinable, que ser descrito respecto de sus caractersticas tcnicas en la prxima clase, adems de tener usos estructurales, puede ser utilizado como cerramiento. Este acero desarrolla muy rpidamente una capa de oxido en la superficie que lo protege contra la corrosin, permitiendo su uso en exteriores sin la necesidad de una proteccin.El caso expuesto corresponde a la torre de un museo en un sitio arqueolgico. Como se puede ver en las imgenes y el grfico, la torre est constituida por una estructura cbica compuesta por perfiles doble T a la cual se le sobrepusieron las chapas de acero patinable, dejando una separacin tanto respecto de la estructura como entre cada una de ellas, haciendo evidente su condicin de cerramiento. En el detalle de la derecha se puede ver dicha separacin con la estructura.*Chapa de acero inoxidableEl acero inoxidable, que ser descrito en sus caractersticas tcnicas en la prxima clase, puede ser utilizado como cerramiento. Sus caractersticas de resistencia frente a las agresiones de medio junto al de su resistencia lo hacen un material idneo como cerramiento, aunque es ms caro que el acero estndar. La terminacin posee unas cualidades y texturas desde el espejado a la superficie mate no comunes a los otros aceros.La chapa de acero inoxidable es resistente, durable y requiere de muy baja mantencin. Se puede utilizar como chapa independiente o como la chapa exterior de un panel compuesto.La cubierta curva de la estacin elctrica de la imagen est constituida por chapas de acero inoxidable de 4 y 5 mm. de espesor. En la fachada las juntas entre chapa y chapa fueron soldadas y en la cubierta las juntas son plegadas.*Panel compuesto o compacto (sandwich panel)El panel compuesto es un panel termo-aislante, autoportante y estanco utilizado para cerramientos. Cuentan con chapas de acero en una o dos de sus caras y un ncleo aislante que puede ser de poliestireno expandido o poliuretano.Poseen una mayor rigidez y aislacin gracias a su sistema de unin de panel a panel que permite el contacto completo entre la aislacin, impidiendo los puentes trmicos.A diferencia de las planchas acanaladas el panel es autoportante necesitando una estructura secundaria ms leve que incluso puede ser la misma estructura portante del edificio, como se puede ver en la figura de la izquierda.Es utilizado principalmente para el cerramiento de naves industriales, centros deportivos, grandes instalaciones de almacenaje y distribucin.Como principales caractersticas de estos paneles encontramos: Elevada capacidad portante con bajo peso Aislamiento trmico excelente y duradero Buena barrera al agua y al vapor Excelente estanqueidad al aire Superficies exteriores capaces de ofrecer resistencia a los agentes atmosfricos y a ambientes agresivos Posibilidad de levantar rpidamente estructuras sin complejos equipamientos de elevacin Sencillez de instalacin en condiciones de tiempo adverso Sencillez de reparacin o sustitucin en caso de dao Economa en la produccin de masa de componentes de calidad elevada y uniforme Larga vida con bajos costes de mantenimiento Paneles de fachada o paredLas superficies de metal pueden ser planas o perfiladas y el espesor vara pero debe tener un mnimo fijados por las condiciones de seguridad durante su fabricacin e instalacin. En la figura de la izquierda se puede ver un panel de fachada.

    Paneles de cubiertaLos paneles de cubierta son diferentes a los de fachada ya que a lo largo de su vida debern soportar condiciones adversas como lluvia, granizo y nieve e incluso el pisado de los operadores durante su colocacin. Es por ello que son paneles fuertemente perfilados que proporcionan mayor resistencia evitando siempre las superficies planas. Los tornillos utilizados para unir los paneles a las costaneras de la cubierta vienen con arandelas especiales que proporcionan una alta estanqueidad para evitar la filtracin de agua y humedades. En la figura de la derecha se puede ver un panel de cubierta.*Metal desplegadoEl metal desplegado es una malla metlica en forma de rombos, la cual es fabricada mediante el proceso de corte y estiramiento a partir de una chapa de metal. Resultado de este estiramiento se produce un producto con una apariencia tridimensional y texturada.El espesor de la chapa y las medidas del corte son variables. Para especificar el metal desplegado se necesitan cuatro medidas, como se indica en la figura superior.Aunque el metal desplegado guarda cierta similitud con las chapas perforadas, tiene como diferencia que en el metal desplegado no hay prdida de material en el proceso de produccin. El producto es bastante mas econmico que los tejidos metlicos, siendo ideal para el uso en fachadas, permitiendo una buena circulacin del aire.

    *El centro de negocios y comercio Net Center est compuesto por tres edificios. Una Torre de 80 metros de altura y dos edificios alargados de 5 plantas y dos subterrneos cada uno. Todos ellos estn construidos con una estructura metlica.Las fachadas acristaladas de los bloques alargados cuentan con unos parasoles mviles compuestos por un bastidor metlico y una chapa de metal desplegado.*Tejidos metlicosUn tejido metlico se forma mediante el entrelazamiento de varios elementos que pueden ser alambre, barras o cables.Las caractersticas del tejido metlico, como el dimetro de hilo y la luz de malla, o el paso de espiras y varillas, as como el tipo de material y de entramado metlico, determinan las aplicaciones concretas del tejido segn las necesidades de utilizacin.En las imgenes se pueden ver distintos tipos de tejidos metlicos.

    *En el edificio de estacionamientos del aeropuerto de Colonia y Bonn proyectado por Murphy y Jahn se utiliz como envolvente exterior un tejido metlico el cual se tensa entre el borde de losa y losa como se puede ver en la figura de la izquierda. La tela metlica permite la libre circulacin del aire junto con la proteccin del clima de los usuarios.

    *Acero y vidrioComo veremos ms adelante, a mediados del siglo XIX, la generacin de un nuevo lenguaje arquitectnico ligado al acero estuvo relacionada con la combinacin del acero y el vidrio. Ello permiti diferenciar al acero de los tipos constructivos macizos utilizados hasta esa poca con un carcter de levedad y transparencia, impensable con otros materiales.Los sistemas de vinculacin entre acero y vidrio han evolucionado de manera acelerada tendiendo a estructuras que aparecen cada vez ms leves aunque exigiendo un gran desarrollo tecnolgico.Las imgenes corresponden a una cubierta que rodea el edificio pre-existente de Rhon Clinic. La cubierta es sostenida por una tensoestructura de cables. La estructura primaria de la cubierta est compuesta por los cables que describen crestas entre los pilares y cables que definen el permetro de la cubierta, sobre la cual se dispone una red secundaria. Sobre la red, que tiene una geometra variable, se disponen placas regulares de vidrio que son fijadas mediante un soporte de acero que se apoya en dos de las cuatro intersecciones, lo cual se puede ver en la figura de la izquierda.

    *Las excesivas ganancias trmicas durante el da o las prdidas durante la noche exigen una concienzuda comprensin de la fsica del edificio, las influencias climticas, la locacin y el control del brillo, no debindose descartar a priori la posibilidad de amplias reas acristaladas.El acero puede ser la estructura esencial de apoyo, con un aspecto mnimo que no contradiga la apariencia o la funcin del vidrio.En los dos casos de las imgenes se puede ver esa reduccin de la estructura que soporta las superficies acristaladas. En el caso de la izquierda, con un sistema de uso mas extendido, aunque no es masivo, los vidrios son fijados mediante soportes especiales a los pilares Vierendeel. En el caso de la derecha, con una solucin menos convencional, el sistema de soporte de los cristales compuesto por cables y perfiles, est distanciado de la fachada.*La interfaz (conexin fsica y funcional entre dos aparatos o sistemas independientes) entre los vidrios y la estructuraEl apoyo directo de los paneles de vidrio sobre la estructura soportante es una posibilidad convencional. Tambin existen sistemas de interfaz que distancian el plano acristalado de la estructura portante permitiendo una transferencia ms homognea de las cargas del vidrio. Esta fijacin, normalmente, no est soportada por la estructura primaria, sino que hay elementos secundarios que permiten una articulacin y un ajuste a las tolerancias.Los acristalamientos planares combinan nudos articulados con fijaciones de dos o cuatro paneles de vidrio en sus esquinas*El detalle de la interface entre el acristalamiento y la estructura de soporte es crtico y en l se necesita tener en cuenta los siguientes puntos:a._ El apropiado diseo, fabricacin y montaje tomando en cuenta las tolerancias del acero y el vidrio.b._ Las cargas que surgen por el peso propio de los vidrios, del sistema de soporte y las acciones externas. c._ El movimiento de los paneles de vidrio y de la estructura soportante frente a los cambios de temperatura, los vientos u otras fuerzas aplicadasd._ Esfuerzos locales frente a situaciones accidentales. Los efectos de los esfuerzos de transferencia que ocurren cuando un vidrio est quebrado o es necesario reemplazarlo.*Estructura de soporteLa eleccin de un sistema depende de consideraciones estticas, como las de costo y de los requerimientos estructurales.En amplias zonas vidriadas puede ser preferible minimizar el volumen del soporte en pos de un grado mayor de transparencia.La estructura de soporte puede combinar el uso de cables para los elementos que trabajan a traccin con perfiles tubulares para aquellos que trabajan a compresin.En la figura de la derecha se pueden ver cuatro tipos de montantes para fachadas vidriadas:a._ montante entramadob._ montante Vierendeelc._ montante con cablesd._ perfil tubular de montanteSe puede ver que sus conexiones inferiores y superiores son articuladas, de manera tal de evitar uniones rgidas.En la imagen de la derecha se puede ver que el sistema de soporte est compuesto por un perfil tubular como montante con unos separadores de la fachada vidriada. Las rtulas de estos separadores permiten que el cristal flexione libremente bajo accin de los vientos.*Sistemas de entramadoLos sistemas de entramados son los sistemas de soporte ms usados, particularmente en aplicaciones de grandes luces y actan principalmente resistiendo las cargas del viento.El sistema est compuesto por:a._ el panel de vidriob._ la fijacin apernadac._ el soporte del vidriod._ la estructura soportante que puede ser primaria o secundaria.En las figuras podemos ver sistemas genricos de soporte de vidrio en los que se aprecian los cuatro componentes antes descritos.Las separaciones entre los apoyos, tanto verticales como horizontales pueden corresponder a las medidas mximas de los paneles de vidrio, o ser limitadas por las exigencias de carga o por una decisin arquitectnica.*La distancia entre los montantes puede ser entre 1,5 y 2,5 metros, pero esta puede ser ampliada, como en el caso de la figura, mediante brazos en voladizos que surgen de estos montantes. La independencia entre cada uno de estos brazos y su posibilidad de ser rotados en torno a su punto de apoyo en el montante, permite una mayor tolerancia vertical entre los puntos de soporte de los vidrios.

    *Como ejemplo de este sistema de brazos en voladizo tenemos este edificio de Grimshaw, en el cual el montante de soporte de la fachada vidriada tambin soporta la viga de cubierta. Con la incorporacin de estos brazos en voladizo se aumenta la flexibilidad de los componentes y por ende los posibles movimientos de los vidrios. Los desplazamientos laterales se controlan mediantes sistemas de tensin o vigas secundarias horizontales.Los brazos en voladizo, compuestos por perfiles de seccin plana, estn articulados en su encuentro con el montante. A su vez hay un sistema de cables entre los soportes que conducen las cargas verticales hasta la parte superior del montante, como se puede ver en la imagen de la izquierda.

    *La limitacin a los movimientos laterales se puede lograr mediante sistemas de tensin basados en cables o barras, como el que se puede ver en la figura. Se pueden incorporar tensores o mecanismos similares para lograr el necesario ajuste de la tensin de la barra o el cable.*En los sistemas de tensin, como los de las figuras, los vidrios se apoyan entre si y son soportados por cables, los cuales buscan limitar los movimientos por las cargas del viento. Los soportes de los vidrios estn articulados de manera tal de permitir el giro.*Sistemas de tensinLos sistemas de soporte constituidos en su totalidad por elementos sometidos a tensin requieren elementos como varillas y cables.Las conexiones articuladas permiten vinculaciones rpidas y sencillas junto con permitir los movimientos rotacionales, minimizando la flexin en los vnculos.A diferencia de los sistemas de entramado, los elementos perimetrales de apoyo del sistema de tensin tiene que ser diseados para resistir altas solicitaciones. En zonas donde los edificios son expuestos a los sismos el marco perimetral tiene que ser de una gran rigidez para reducir a un mnimo los desplazamientos y por ende la posibilidad de quiebre de los vidrios.El nuevo ingreso a la Universidad de Bremen, en las dos imgenes, es una envolvente de gran transparencia cuya fachada est suspendida en elementos traccionados. En este caso unos pilares en V sirven de apoyo a las vigas transversales de las cuales cuelga la fachada.*El soporte de la fachada vidriada, como se ve en la figura de la izquierda, consiste nicamente en cables verticales tensionados entre las vigas superiores y los resortes del borde inferior, en la figura superior derecha. Esta obra del ao 2000 fue la primera fachada en el mundo que se sostuvo exclusivamente de cables pretensados.*Soporte vidrioAunque los vidrios pueden ser fijados directamente a la estructura de soporte, cada da es ms comn la utilizacin de componentes separados que forman una interface que permite fciles ajustes de posicin, y que son menos dependientes de la precisin en la fabricacin y montaje de la estructura principal.Las fijaciones de soporte son normalmente dispuestas en los nudos de los entramados de soporte y existen desde piezas sencillas como perfiles ngulo perforados hasta piezas ms sofisticadas fundidas de acero o aluminio, e incluso de acero inoxidable.A continuacin se presentan, de izquierda a derecha, una serie de posibles soportes de vidrio:a._ El soporte con ngulos es el ms sencillo. Este soporte puede ser soldado o apernado directamente a la estructura soportante. El sistema apernado tiene la ventaja de que se puede regular en dos direcciones.b-c._ Las araas son soportes mediante uno, dos, tres o cuatro brazos radiales en torno a un centro. Los vidrios son fijados a los extremos de estos brazos. Generalmente estas araas son producidas con perfiles o mediante componentes fundidos. Estos sistemas permiten ajustes en tres direcciones.d._ Este ltimo soporte es una variante de los anteriores, en los cuales el extremo de fijacin del vidrio es atravesado por un pasador que permite el desplazamiento y ajuste.*FijacionesA continuacin se presentan, de izquierda a derecha, una serie de posibles fijaciones entre el soporte y el vidrio:a._ Fijacin mediante perno standard cuya cabeza sobresale del plano del vidrio. El mnimo contacto entre el perno y el vidrio limita la capacidad de transferencia de cargas.b._ La fijacin se realiza mediante una pieza metlica que permite una mejor transferencia de las cargas en el plano del vidrio gracias al disco que recorta dicho vidrio. Adems el vidrio es fijado mediante pernos de cabeza cnica. c._ Fijacin con perno de cabeza cnica que permite que la cabeza del perno quede alineada con la cara exterior del vidrio.d._ Fijacin mediante perno con chapas de refuerzo. Este sistema aumenta la superficie de contacto de la fijacin mediante el roce que se produce entre vidrio y chapa.

    Estas cuatro primeras fijaciones permiten una mnima rotacin del vidrio para el caso de la aplicacin de esfuerzos externos. e._ Este sistema utiliza un perno de cabeza cnica pero que a diferencia del sistema c, cuenta con unas arandelas de neopreno que le permiten una rotacin relativa al vidrio respecto del soporte.f._ Este ltimo sistema consiste en un perno de cabeza cnica que en su cabeza posee una esfera que permite la rotacin del vidrio.***