Universidad de Almería Diseño de elementos estructurales Máster en Representación y Diseño en Ingeniería y Arquitectura INTRODUCCIÓN Antonio J. Álvarez
Los cinco principios El objetivo de construir edificios persigue facilitar las actividades propias del hombre que requieren de un espacio organizado y un ambiente controlable. Un requisito fundamental que se le debe exigir a un edificio es la cualidad de útil. Pero un edificio es, o tiene que ser, mucho más que una utilidad práctica y deben tenerse en cuenta las exigencias estéticas, significativas, simbólicas y comunicativas propias de la naturaleza humana. En general, cualquier edificio debe satisfacer el cumplimiento de las siguientes condiciones: 1. Adecuación del espacio 2. Adecuación del ambiente 3. Adecuación estética 4. Durabilidad 5. Economía de producción (directa y medioambiental).
Requisitos, exigencias y prestaciones Las dos fases del proceso de construcción: 1. Fase de diseño: que se plasma en un proyecto. 2. Fase de ejecución: lo diseñado en la fase de proyecto se materializa. El éxito de la construcción depende del desarrollo correcto de las dos fases. El diseño de la construcción estará condicionado por numerosos requisitos. Todos esos requisitos demandarán de las distintas partes del edificio unos determinados modos de comportamiento que se denominan exigencias. Por tanto, las soluciones dadas a cada problema contarán con una serie de prestaciones que deberán ser iguales o mayores que las exigencias. Cada elemento constructivo tiene que dar respuesta a distintas necesidades que, habitualmente, no se resuelven con el mismo grado se satisfacción.
Funcionalidad de los edificios Cuando se habla de las prestaciones de un edificio, la cualidad de funcional es imprescindible aunque no única. Nunca debe olvidarse su papel estético en función de las necesidades que su concepción pretenda satisfacer o según el contexto donde se ubique. Los principales factores que hay que tener en cuenta para que la cualidad de funcional o útil se le pueda aplicar a un edificio son los siguientes: 1. Distribución espacial del edificio. 2. El ambiente exterior próximo y el ambiente interior. 3. El equipo (muebles, aparatos, etc.). La distribución queda definida por el conjunto de espacios que componen el edificio, determinados por sus dimensiones y su interrelación. El equipo es influyente en la distribución espacial (y puede serlo en el ambiente) e incluye todos el conjunto de muebles, aparatos, que permiten el desarrollo de las actividades que promovieron el diseño y ejecución del edificio.
Partes y elementos de un edificio Las partes básicas de un edificio son: 1. La situada en el exterior. 2. La situada en el interior. 3. La frontera entre ambas o envolvente. 4. La compartimentación del espacio interior. El interior del edificio se define mediante elementos de división horizontal (entrepisos) y elementos de división vertical (tabiques, paredes, ). La disposición de estos elementos configura el espacio de la construcción. Una característica del espacio es el ambiente que se define como el conjunto de variables físicas, químicas y biológicas del aire que ocupa el espacio de la construcción y que condiciona las sensaciones de sus ocupantes.
La envolvente La frontera entre el espacio exterior y el interior del edificio o envolvente está formada por la cubierta, las fachadas y los cerramientos en contacto con el terreno. Las fachadas se componen tanto de partes ciegas como de zonas abiertas. La cubierta está, fundamentalmente, constituida por partes macizas pero también puede disponer de partes traspasables y transparentes. La cubierta puede resultar ser un espacio exterior cuando es transitable. Además, también se deben incluir los elementos intermedios entre el espacio exterior y el interior (porches, terrazas, balcones), con características comunes de ambos espacios. Las partes de la envolvente deben cumplir los siguientes requisitos: 1. Deben ser estables. 2. Deben mantener un ambiente interior adecuado, con independencia de las condiciones exteriores. 3. Deben organizar las relaciones de uso entre el interior y el exterior (vistas y desplazamientos).
La compartimentación interior La envolvente del edificio consigue crear un espacio interior de características diferentes del natural. La compartimentación consiste en subdividir el espacio interior en otros espacios con un tamaño adecuado a las actividades que se pretendan desarrollar. La compartimentación del espacio puede practicarse mediante: Divisiones verticales (tabiques, muros, ) o divisiones horizontales (entrepisos). La compartimentación interior debe cumplir los siguientes requisitos: 1. Ser estable. 2. Controlar las relaciones entre ambientes diferentes. 3. Organizar las relaciones de uso. 4. Facilitar la actividad del usuario. 5. Disponer de cierta movilidad para permitir cambios.
Estabilidad de los delimitadores espaciales Las acciones gravitatorias, el viento y los seísmos pueden comprometer la estabilidad de los elementos delimitadores del espacio (envolvente o compartimentación). Desde el punto de vista de su estabilidad, los delimitadores espaciales se clasifican en horizontales y verticales. Delimitadores horizontales: 1) Viga apoyada en dos puntos. 2) Vigas en celosía. 3) Arcos y bóvedas. 4) Cables a tracción. Delimitadores verticales: 1) Sin misión portante. 2) Con misión portante.
Estructura y variabilidad de los usos Las actividades que se realizan dentro de un edificio pueden cambiar o dejar de desarrollarse. Esos cambios pueden requerir variaciones, más o menos, importantes de la organización espacial. Esa capacidad de adaptación representa la garantía de supervivencia de los edificios, lo cual es importante si forman parte de la memoria colectiva. Y los edificios cuya estructura portante está formada por muros de carga? Dificultad importante de adaptación excepto los edificios concebidos como contenedores genéricos. A principios del siglo XX: estructuras porticadas: los delimitadores espaciales quedan libres de su papel portante y convierte a los edificios en muy flexibles desde el punto de vista de la variabilidad de usos. La flexibilidad no sólo depende de la utilización de sistemas estructurales porticados.
Clasificación de los edificios Según lo expuesto, existe una indisoluble relación entre usos, espacios y estructuras portantes. Clasificación de los edificios según la forma de combinar estos factores: 1. Edificios de vivienda unifamiliar. 2. Edificios de vivienda plurifamiliares. 3. Edificios de luces moderadas pero de gran altura. 4. Edificios con grandes luces (naves industriales, edificios de carácter deportivo, ) 5. Edificios complejos.