Sistema Estructural Cumeva

Transcripción

1 Sistema Estructural Cumeva Estructuras de cubierta en acero ligero 100% galvanizado 1 de 22

2 INDICE 1.-Introducción Sistema Estructural Cumeva Perfiles del Sistema Estructural Cumeva Cerchas Tipo Anclaje Formación de Nudos Memoria de Cálculo Tipos de Cubrición para el Sistema Estructural Cumeva Cubiertas de Teja: Teja directa Teja sobre chapa grecada Teja sobre poliestireno y chapa grecada Teja sobre rasillón cerámico Cubiertas de Pizarra: Pizarra sobre tablero tidrófugo Pizarra sobre listones y tablero Hidrófigo Pizarra sobre placas de arlite Pizarra sobre rasillón cerámico Cubiertas de Chapa: Chapa Prelacada Aplicaciones a tipos de Estructuras de Cubierta Sistema tradicional Con aprovechamiento del bajo cubierta Sin aprovechamiento del bajo cubierta Sistema Estructural Cumeva Con aprovechamiento del bajo cubierta Sin aprovechamiento del bajo cubierta Cercha autoportante Con aprovechamiento del bajo cubierta +forjado Referencias de 22

3 1.- Introducción: En el mundo occidental, EE.UU., Canadá, Europa y por supuesto en España, el incremento del uso de estructuras de acero galvanizado en la construcción de viviendas, particularmente, la estructura de cubierta, ha sido espectacular. Se puede afirmar que hoy, el acero y concretamente el acero galvanizado está ganando la partida como material más eficaz en la construcción en general, y sobre todo en la ejecución de estructuras de cubierta en particular, esto se debe principalmente a cuatro razones: a. Reducción de la transmisión de cargas por peso propio. b. Reducción del tiempo de ejecución. c. Reducción de los costes. d. No necesita mantenimiento. La técnica actual para la ejecución de este tipo de estructuras, limitaba su uso en la construcción de viviendas debido a que todas las uniones se realizaban mediante soldadura. El uso de la soladura aunque no destruía totalmente la capa de galvanizado, si disminuía en gran medida las ventajas del acero galvanizado. Cubiertas Metálicas Vázquez, S.L., Cumeva, S.L., con más de 15 años en el mercado y más de dos millón de metros cuadrados de estructura de cubierta construidos, introduce, por primera vez en el mercado, una estructura ligera galvanizada exenta totalmente de uniones soldadas, es decir, galvanizada al cien por cien. El Sistema Estructural Cumeva es actualmente el único sistema estructural de cubiertas homologado por el Instituo de las Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc), dependiente de Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) con la obtención de Documento de Idoneidad Técnica (DIT) número 438. QUÉ es el DIT? El DIT es un documento expedido por el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc), que contiene una apreciación técnica de la idoneidad de empleo en edificación y/u obra civil de un determinado material, sistema o procedimiento constructivo no tradicional o innovador. Lo concede únicamente el IETcc, en conformidad con el Decreto nº 3652 de 26 de diciembre de 1963 y la Orden Ministerial de 23 de diciembre de En la concesión del DIT participa, para cada grupo de productos junto con el IETcc, una Comisión de Expertos formada por representantes de Organismos Oficiales, Centros de Investigación, Colegios Profesionales, Asociaciones de Fabricantes, Asociaciones de Empresas Constructoras y Entidades relacionadas con el Control de Calidad. Su misión es la de participar en la evaluación de la idoneidad del producto, sobre la base de la experiencia de los expertos que la integran. En el caso de los DIT concedidos en otros países europeos, es preciso, para que sean válidos en España, que el IETcc haya procedido a su previa confirmación, de acuerdo con los criterios establecidos en la Organización Europea UEAtc. (para saber más, puede visitar: ) Los documentos válidos y vigentes se pueden consultar en : de 22

4 2.- Sistema Estructural Cumeva: El Sistema Estructural Cumeva está orientado a la construcción de viviendas y naves industriales con capacidad de cubrir luces de hasta 20 metros y preparado para cualquier tipo de cerramiento tradicional; teja, pizarra, panel sándwich, rasillón, chapa, etc; así como para todo tipo de revestimientos interiores de cubierta como pladur interior, madera, estuco, yeso, etc. Nuestra estructura es idónea tanto para cubiertas habitables como no habitables, incluyendo las estructuras autoportantes que permiten el ahorro del último forjado. Razones para elegir el Sistema Estructural Cumeva: Es un sistema estructural 100% galvanizado y por tanto, exento de soldadura. El diseño de los perfiles es en forma de doble T, como la viga tradicional. El sistema de uniones de barras atornilladas y con cartelas le dotan la inercia necesaria para soportar el momento, axil y cortante según la condición de cálculo más desfavorable. La calidad del acero y su recubrimiento de zinc (el galvanizado a 275mc/m2) están garantizados por las auditorías anuales de control realizadas anualmente por el Instituto Eduardo Torroja (IETcc). A igualdad de solicitaciones de esfuerzos, nuestros perfiles estructurales patentados son hasta un 23% menores en peso en comparación con otros sistemas ligeros, lo que repercute en un ahorro de costes para nuestros clientes. El montaje de nuestras estructuras se realiza en obra, barra a barra, evitando las posibles deformaciones, pudiendo adaptar, además, el sistema a la realidad de la ejecución de obra. Todas estas ventajas son posibles gracias al control exhaustivo de ejecución que realiza nuestro equipo humano y técnico, avalado por sus más de 15 años de experiencia. Cumeva, S.L., tiene como Clientes a las principales constructoras españolas. 4 de 22

5 2.1.-Perfiles del Sistema Estructural Cumeva: El sistema Cumeva es una estructura ligera en acero galvanizado compuesto por perfiles de chapa de acero, galvanizado en caliente y conformado en frío en perfiladora de rodillos múltiples. Los perfiles están conformados por dos ues (fig. 1) que unidos por un sistema de abotonado uniblock sin aportación de soldadura, remaches, tornillos ni elementos externos de unión, forman un perfil I. Figura 1 Estos perfiles, están dotados de unas protuberancias simétricas y compensadas que aumentan la rigidez del alma de dichos perfiles. Como se aprecia en la figura 1, están fabricados con unas ranuras longitudinales, continuas, de 20 mm de profundidad, a ambos extremos de los perfiles. El sistema de grapado uniblock es un sistema innovador que abotona el material entre sí de forma que las dos chapas, independientes entre sí, que al unirse por medio de este sistema de matrices accionadas por una potente prensa oleo - pneumática, se comportan como una sola chapa. Cada metro de perfil está unido por 4 grapas o botones (fig. 2). Figura 2 La resistencia a tracción a cizalladura que transmite cada uniblock es > 1,80 kn. Los perfiles se fabrican a medida, bajo pedido de los clientes. El control dimensional lo hace el núcleo central de los rodillos. En las alas las tolerancias son de ± 1,00 mm Características del acero empleado: a) : Chapa de acero laminado en frío, de 1,5 a 2 mm, de embutición media, y galvanizada en caliente según UNE EN 1042 i) Características mecánicas: Límite elástico: 284,4 MPa Resistencia a la tracción: 337,43 MPa Alargamiento de rotura: entre 25% y 32% ii) Galvanizado: Recubrimiento por inmersión en baño de zinc en proceso continuo Normas de zincado UNE-EN Peso del Zinc depositado por m 2 : 275g Denominación: Z-275 estrella normal 5 de 22

6 Todas las chapas empleadas en la conformación de los perfiles poseen un certificado de calidad emitido por el fabricante en el cual aparecen: Características mecánicas Componentes químicos Calidad del galvanizado Como parte del proceso de calidad, todos los perfiles correspondientes a patentes propias debidamente registradas en el Registro de la Propiedad Industrial con el n º , llevan un sello impreso por estampación en alguno de sus extremos con la palabra CUMEVA. Las tablas de perfiles más usuales, pero no exhaustivos, y sus características mecánicas se detallan en la figura 3. Figura 3 Características mecánicas de los perfiles patentados CUMEVA, S.L.: Perfil Dimensiones exteriores Espesor Sección EJE XX EJE YY Peso H L e A I Z i I Z i Mm mm mm mm2 kg/m cm4 cm3 cm cm4 cm3 cm T T T T de 22

7 2.2.-Cerchas Tipo: Las estructuras de las cubiertas están compuestas de un conjunto de cerchas, cada una de las cuales es una estructura plana, no ortogonal, unida a la siguiente por correas, perfiles de sección omega, por ambas caras, además de por chapas de acero galvanizado y sección acanalada, que unidas a las correas, arriostramientos verticales y horizontales en forma de cruces de San Andrés, muros, hastiales, forjados, etc., anulan el pandeo lateral de las barras y hacen prácticamente indeformables las estructuras (fig. 4). 1. pizarra o teja 2. tablero o chapa 3. cumbrera 4. cercha metálica 5. omegas 6. cruces de S. Andrés 7. mansarda Figura 4 La estructura de acero que se realiza, se deja totalmente acabada para recibir cualquier tipo de cubrición, ya sea sobre rasillón cerámico, chapa gran onda, panel semi-sandwich, panel sandwich, tablero hidrófugo, placas de hormigón aligerado, etc. Los pórticos o cerchas que la conforman se efectúan in situ, con objeto de evitar las tensiones indeseadas de izado y levantamiento de las cerchas o pórticos completos por medio de grúas de obra nada sensibles a las estructuras ligeras. Para evitar las sobretensiones, se monta y nivela la cumbrera, generalmente, paralela al forjado y fija a éste mediante tornillería, homologada de expansión mecánica. Sobre la cumbrera nivelada se montan los pares de cerchas o pórticos que quedan atornillados con sus extremos superiores a la cumbrera y en su extremo inferior al rastrel empernado al forjado. Después, se termina de armar la cercha o pórtico. 7 de 22

8 Los puntales de fijación de la cumbrera se desmontan una vez completada la secuencia de montaje. Los tipos de cerchas que se producen son debidos a las exigencias de obra, entre las más usuales destacamos: a. Forjado de cubierta con alero y canalón visto. b. Forjado de cubierta con alero y canalón oculto. c. Forjado de cubierta con alero, peto perimetral y canalón visto. e. Forjado de cubierta sin alero y canalón visto. (El alero se realiza con nuestra estructura) f. Forjado de cubierta sin alero y canalón oculto. (El alero se realiza con nuestra estructura) g. Faldón de cubierta con una o varias mansardas. d. Forjado de cubierta con alero, peto perimetral y canalón oculto. 8 de 22

9 2.3.-Anclaje: Las cerchas que conforman las estructuras de la cubierta se anclan al forjado de la última planta de las viviendas, llamado forjado de cubierta, por medio de pernos de anclaje de expansión mecánica, homologados. Los anclajes de las estructuras al forjado se efectúan por interposición de los perfiles de anclaje o rastreles. Dicho rastrel, está formado por dos perfiles galvanizados en forma de L. También presenta una acanaladura para continuar su unión con el resto de los perfiles que conforman la estructura. Figura 5 Los perfiles se unen entre sí formando una T, mediante el sistema uniblock visto anteriormente, (abotonadura sin soldadura). (fig.5) Sobre las alas de 36 mm de ancho de dicho perfil o rastrel (ver fig. 6), se atornillan los pernos de expansión mecánica siempre homologados (UNE EN ISO 898-1) de 10 mm de diámetro (ver fig. 7). El número y diámetro de los tornillos de anclaje se calculan de acuerdo a las reacciones horizontales y verticales (reacciones en los apoyos) resultantes de los cálculos correspondientes. Figura 7 Figura 6 9 de 22

10 2.4.-Formación de Nudos: Todas las entregas o uniones de barras se realizan mediante la interposición de una placa o cartela de acero galvanizado de 3mm de espesor, formando nudos articulados (fig. 8) o rígidos (fig. 9). Este espesor es igual al alma de las barras. Dicha placa (fig. 9), se encaja 20mm en la ranura entre las alas del perfil y se une a ellos mediante tornillos autorroscantes (fig. 10) (DIN 267 ISO 4042 A1K) de alta resistencia 44 kg/mm2 y de 5,5 a 6,3mm de diámetro. El número de tornillos por cada nudo lo da el cálculo específico de cada nudo. En el cálculo de nudo intervienen el axil cortante y el momento de cada barra. La separación entre tornillos se fija de acuerdo con el cálculo correspondiente de cada nudo. En algunos casos puede ser necesario reforzarlos con pletinas sobre las alas de las barras que lo conforman. El criterio de cálculo de los nudos es el siguiente: I = bh 3 / 12 = 0.3 h 3 / 12 = h 3 / 40 Σh = 3 40 I siendo: b = espesor de la cartela en cm. h = altura de la cartela. I = Momento de inercia de las barras. Figura 9 Figura 8 Figura 10 De esta forma se consigue una perfecta articulación en cada nudo, y al mismo tiempo una circulación de las dilataciones en todos ellos, evitando los ruidos tan molestos de los espacios habitables bajo cubierta con estructuras metálicas. 10 de 22

11 2.5.-Memoria de Cálculo: Todas las estructuras se calculan según la norma NBE EA95 vigente, considerando los apoyos en el forjado como articulados. En los cálculos siempre aparecen las tensiones en las barras, desplazamientos y giros de los nudos, los momentos, axiles y cortantes. Estos cálculos, realizados según la necesidad de cada proyecto, debidamente fechados y numerados, deben tener en cuenta datos como el tipo de cubrición que va a soportar la estructura, el número y tipo de apoyos posibles, las distintas consideraciones de viento y nieve, etc. Hay que tener en cuenta que la mayoración para dichos cálculos es habitualmente 1,50 para nieve y viento y 1,33, para carga gravitatoria. En general, se calcula la cercha o pórtico más desfavorable para estar siempre del lado de la seguridad. Las tensiones máximas en las barras se realizan eligiendo aquellas barras, de cada tipo, que tengan mayor esfuerzo, mayor momento o la combinación más desfavorable de ambas, de los resultados obtenidos para cada una de las hipótesis de cargas consideradas y para cada cercha de acuerdo con las normas mencionadas. El límite del acero es de kg/cm 2 o 284,4 MPa. Para reforzar la estructura, todos los pórticos, cerchas y/o barras se arriostran vertical y horizontalmente con cruces de San Andrés. 11 de 22

12 3.- Tipos de Cubrición para el Sistema Estructural Cumeva: 3.1. Cubiertas de Teja: Teja directa: - Sin clavado de las tejas: Colocando el tacón superior de la teja sobre los perfiles galvanizados en forma de omega, sin clavar las tejas. Esta solución se puede adoptar para pendientes de hasta el 70%, siendo la pendiente mínima aconsejada del 30% - Con clavado de las tejas: Colocando el tacón superior de la teja sobre los perfiles galvanizados en forma de omega con tornillos autorroscantes resistentes al medio ambiente. Esta solución se puede adoptar para pendientes superiores al 70% Teja sobre chapa Grecada: Teja sobre chapa mediante rastreles metálicos galvanizados en forma de omega. La chapa es grecada y galvanizada, y se atornilla a nuestra estructura, además puede llevar a su vez un tratamiento de poliuretano proyectado y una lámina de aluminio con barrera de vapor.el acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal. 12 de 22

13 Teja sobre poliestireno y chapa grecada: Teja sobre placas de poliestireno y chapa grecada galvanizada atornillada a nuestra estructura. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal Teja sobre rasillón cerámico: Teja sobre tablero formado por rasillones cerámicos. Los rasillones cerámicos se apoyan entre las correas de perfiles galvanizados en forma de omega, pudiendo ir alternas o una correa cada 4 o 5 piezas. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal. 13 de 22

14 3.2. Cubiertas de Pizarra: Pizarra sobre tablero hidrófugo: Pizarra clavada sobre tablero hidrófugo. El tablero a su vez se atornilla a nuestra estructura, además puede llevar algún tratamiento de poliuretano proyectado y una lámina de aluminio con barrera de vapor. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal Pizarra sobre listones y tablero hidrófugo: Pizarra clavada sobre listones de madera o metálicos, en tablero hidrófugo. El tablero es hidrófugo a su vez se atornilla a nuestra estructura, además puede llevar algún tratamiento de poliuretano proyectado y una lámina de aluminio con barrera de vapor. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal. 14 de 22

15 Pizarra sobre placas de arlite: Pizarra sobre placas de arlite mediante rastreles metálicos en forma de omega. Dichas placas son de hormigón aligerado con el aislamiento incorporado y se colocan entre las omegas, dándoles posteriormente una capa de yeso de regularización sobre la que se clavan las tejas de pizarra. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar sobre nuestra estructura principal Pizarra sobre rasillón cerámico: Pizarra sobre tablero formado por rasillones cerámicos. Éstos se apoyan entre las correas, pudiendo ir alternas o una correa cada 4 o 5 piezas, posteriormente se da una capa de yeso de regularización, sobre la que se clavan las tejas de pizarra. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar sobre nuestra estructura principal. 15 de 22

16 3.3. Cubiertas de Chapa: Chapa lacada: Las cubiertas de chapa pueden ser de panel semisandwich, sandwich, o formada in situ. Las realizadas in situ, pueden ir desde una chapa sencilla grecada y prelacada, con poliuretano proyectado y barrera de vapor, hasta la solución más compleja. En todos los casos las chapas se atornillarán sobre nuestras correas galvanizadas de perfil omega. El acabado interior se fija sobre estructura auxiliar y sobre nuestra estructura principal. 16 de 22

17 4.- Aplicaciones a tipos de Estructuras de Cubierta: A continuación comprobaremos cómo el Sistema Estructural Cumeva permite adaptarse a todo tipo de cubiertas, siendo un sustitutivo óptimo de la cubierta tradicional, en que se emplean los tabiquillos palomeros, losa de hormigón o acero laminado para sustentar la estructura de cubierta Tradicional: Con aprovechamiento del bajo cubierta: La solución tradicional para el aprovechamiento del bajo cubierta, es hacer la cubierta sobre losas de hormigón armado o forjados inclinados Sin aprovechamiento del bajo cubierta: La solución tradicional para los casos en los que no se aprovecha el bajo cubierta, es hacer la cubierta sobre tabiques palomeros. Los dos casos producen en la obra un mayor coste, debido a la cantidad de materiales que necesitamos, mayor mano de obra, y tiempo de ejecución. Además del aumento de las cargas. Hay que tener muy en cuenta que una estructura de cubierta realizada con el Sistema Estructural Cumeva, para un unifamiliar a dos aguas, tiene un peso aproximado de unos kg/m de 22

18 4.2. Sistema Estructural Cumeva: Con aprovechamiento del bajo cubierta: La solución para el aprovechamiento del bajo cubierta, es realizar cerchas mediante nuestros perfiles patentados en forma de doble T. El espacio útil puede estar entre el 70-80%, y los espacios laterales se pueden usar para realizar zonas de almacenaje Sin aprovechamiento del bajo cubierta: La solución para los casos en los que no se aprovecha el bajo cubierta, es realizar cerchas mediante perfiles de módulo ligero que sustituyen a los tabiques palomeros. 18 de 22

19 Cercha Autoportante: Esta solución la adoptamos para la realización de estructura de cubiertas de pequeñas naves industriales y viviendas en las que no se realiza el último forjado. En este caso no hay aprovechamiento del bajo cubierta Con aprovechamiento del bajo cubierta + forjado: Esta solución la adoptamos para la realización de estructura de cubiertas de viviendas en las que no se realiza el último forjado y se quiere aprovechar el bajo cubierta. El forjado lo realizamos mediante nuestros perfiles patentados sobre el que montamos nuestras cerchas. El forjado se puede tratar por la parte de arriba con tableros de madera y moqueta, o cualquier otro elemento para conformar el suelo, y por la parte inferior con falso techo. 19 de 22

20 5.- Referencias: A continuación les detallamos algunas de las Obras realizadas de más de m 2 con el Sistema Estructural Cumeva en los últimos años: Año Obra M 2 Constructor 1989 Velilla de S. Antonio Const. CURSUS 1990 Residencial El Parque Resid. Parque Pinar 1992 Las Cebadillas TECOPSA 1993 V.P.O. El Zaburdón TECOPSA 1993 Torrelodones Cons. Balboa 25, S.L Coop. Sierra Nevada SUIN-LAIN 1995 Colmenarejo CONSTRUTECNA, S.A Quinta de los Molinos PACS 1996 Quinta de los Molinos PACSA-LAIN 1996 Alcalá de Henares GEINCASA 1996 Resid."El Guijo" YEREGUI, S.A Resid."El Guijo" YEREGUI, S.A viviendas V.del Pardillo CONAIT,S.L viviendas.majadahonda GEURCO,S.A viviendas Boadilla del Monte PROIDEI 2, S.L viviendas Lain Construcciones,S.A unifamiliares adosados B.C.E.,S.A. Construcciones unifamiliares Inés Ramos Const., S.A unifamiliares adosados Inés Ramos Const., S.A viviendas Ferrovial-Agroman, S.A viviendas Narval, S.L unifamiliares adosados Narval,S.L Residencia 3ª.edad Soto Fresno S.L viviendas Const. Meridionales,S.L unifamiliares pareados Fomin,S.L viviendas Melden,S.A viviendas Const. San Martín,S.A viviendas adosadas SET HOME viviendas adosadas CAVEGA, S.A viviendas adosadas SET HOME viviendas adosadas DARODRI viviendas Ferrovial-Agroman viviendas pareadas Const. JOCA, S.A Pareados RAYCSA viviendas adosadas CEMSA viviendas PROLAVIMA, S.L viviendas adosadas Const. SAN MARTIN, S.A viviendas adosadas C.G.S viviendas pareadas INES RAMOS, S.A viviendas FERROVIAL-AGROMAN, S.A viviendas DICO, Construcciones, S.A pareados O.C.T., S.L pareados UICESA, Construcciones, S.A adosaos TECNOR, S.A adosados Const. TOGA, S.A adosados ALMINARA PROM. SL viviendas Obras COMAN, S.L. 20 de 22

21 Año Obra M 2 Constructor viviendas adosadas DARODRI viviendas Ferrovial-Agroman viviendas pareadas Const. JOCA, S.A Pareados RAYCSA viviendas adosadas CEMSA viviendas PROLAVIMA, S.L viviendas adosadas Const. SAN MARTIN, S.A viviendas adosadas C.G.S viviendas pareadas INES RAMOS, S.A viviendas FERROVIAL-AGROMAN, S.A viviendas DICO, Construcciones, S.A pareados O.C.T., S.L pareados UICESA, Construcciones, S.A adosaos TECNOR, S.A adosados Const. TOGA, S.A adosados ALMINARA PROM. SL viviendas Obras COMAN, S.L adosados SETHOME,S.A adosados Const. TOGA, S.A viviendas FERROVIAL-AGROMAN,S.A viviendas IMCE,87, S.A viviendas PROAPSA viviendas SEOP viviendas PROAPSA viviendas ADRA,S.A viviendas CAVEGA,S.A viviendas CORSAN-CORVIAN viviendas DTC,S.L viviendas SEOP viviendas IMCE 87, S.A viviendas TOGASA viviendas 700 PROLAVIMA viviendas OBRUM viviendas MELDEN viviendas IMCE viviendas IBERCOM viviendas COESA vivendas FERROVIAL - AGROMAN viviendas Const. PEREZ CARRASCO viviendas DRAGADOS viviendas PEREZ CARRASCO unifamiliares adosados ISO viviendas TECNOR unifamiliares adosados TECNOR unifamiliares adosados TOGASA viviendas APA CONSTRUCCIONES viviendas AFAR edificio ELPE de 22

22 Año Obra M 2 Constructor edificios UICESA viviendas CORSÁN-CORVIAM edificios DRAGADOS chalets J.BERNARDOS chalets VIRTUS INMO chalets VILLA viviendas MELDEN viviendas SONCAR chalets TOGASA edificios TOGASA viviendas GRUPO DICO viviendas CNES. PEREZ CARRASCO viviendas TOGASA edificio GESTION INM. LUNA 22 de 22