1 Cubiertas metálicas Cid, Celeste Daglio, Sofía

INDICE

Cubierta metálica

Estructura metálica

tipos (principal y secundaria), tipos de piezas estructurales....................................... 2

Aislaciones tipos y ubicación............................................................................................................. 5

Tipos de cerramiento................................................................................................................... 8

Tipos de cubierta....................................................................................................................... 10

Bibliografía................................................................................................................................. 14

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Estructura, tipos (primaria y secundaria)

La cubierta se compone por un cierto número de elementos cuyo propósito es garantizar

un cerramiento horizontal óptimo.

Los elementos que forman la dicho cerramiento se hallan soportado directamente por

pequeños elementos formando los listones; estos se fijan a su vez a otros elementos,

denominados cabios, que transmiten la carga sobre elementos mayores situados

horizontalmente, denominados correas. Las correas reposan sobre los elementos

principales de la estructura, situados en planos perpendiculares al eje del edificio y

denominados cerchas, que transmiten las cargas sobre los apoyos.

Elementos especiales, llamados arriostramientos, aseguran la resistencia ante los

esfuerzos horizontales.

Estructura Principal

Cercha

Las cerchas tienen por misión llevar las cargas que reciben de la correas a los apoyos, bien

sean de pared o aislados. En el caso de tratarse de muros entramados, los cuchillos, por

intermedio de los pies derechos de apoyo, transmiten a los cimientos todas las cargas que

reciben. Esta deposición es la que corresponde a tinglado o construcciones parecidas.

Toda cabriada está formada por el cordón superior, el inferior y la barra de triangulación de

relleno. En el cordón superior van colocadas las correas y su inclinación depende del

material que se utilice para la cubierta.

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Estas se dividen en:

Triangulares:

En las armaduras o cuchillos triangulares, las fuerzas que solicitan las

piezas del alma se comportan al revés que en la vigas de celosías. Si las

diagonales suben trabajan por compresión, en tanto que las tracciones

se hallan en las barras verticales. Cuando las diagonales bajan hacia la

parte de los apoyos, es decir, dese el centro hacia los lados, funcionan a

tracción a modo de tirantes y, en cambio, los montantes verticales son

piezas comprimidas. En las piezas que forman el alma, los esfuerzos

máximos se encuentran en la parte central de la armadura y van

desapareciendo hacia los apoyos. El cordón superior, igual que en las

vigas, trabajan a compresión, y el inferior, a tracción. Las máximas

tensiones no se encuentran en la parte central de la armadura sino en

los apoyos, dependiendo de la inclinación de la cubierta. La altura más

conveniente de las armaduras es de 1/6 a 1/8 de la luz.

Rectangulares:

Para cubiertas de muy poca pendiente, las armaduras son vigas de celosías de cordones

paralelos o con condón superior a dos vertientes de poca inclinación. Los cordones

superior e inferior actúan indirectamente a través de los elementos que forman el alma. En

cambio, en las armaduras triangulares, los cordones superior e inferior van enlazados

directamente entre sí.

Se pueden establecer subdivisiones según el modo de disponer las barras o según sean

las solicitaciones de las mismas. La celosía de diagonales solas en la que se combinan

alternativamente barras a tracción y compresión, ofrece la ventaja de una mayor rigidez,

dado que las fuerzas verticales se transmiten por el camino más corto hacia los apoyos. En

vigas de mucha altura tienen la desventaja de presentar grandes longitudes de pandeo en

las barras del cordón superior. Se obtienen menores longitudes de pandeo con la celosía

de montajes diagonales, formando armaduras apoyadas cuando las diagonales están

dirigidas hacia los apoyos, y armaduras colgadas cuando las diagonales se dirige del apoyo

al centro de la viga. Las alturas más favorables para las vigas de celosías de cordones

paralelos oscilan entre 1/8 y 1/12 de la luz.

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Estructura Secundaria

Correas

Las correas, sirven para transmitir las cargas que reciben de la chapa y para clavar la

misma. En el caso de no haber correas apoyan sobre las vigas.

Su sección puede ser del tipo Z o C, U y en doble T debido a que trabajan principalmente a

la flexión. Y están fabricados con chapa galvanizada conformada en frío. Su fijación al resto

de la estructura se realiza mediante tornillos calibrados.

Para cubiertas de grandes longitudes donde la utilización de correas continuas, es más

económico, se puede adoptar un sistema de unión de estas correas. Como se ve en la

figura, la continuidad se garantiza mediante platabandas atornilladas al alma de las

correas.

Cuando se trata de correas metálicas, la unión de los cabios a las mismas se hace por

medio de tornillos y clavos de gancho.

La posición de las correas puede ser perpendicular al tendido o vertical. La primera

posición ofrece muchas ventajas, ya que se presta a la fácil sujeción del material de

cubierta, apoyo sencillo sobre el cordón superior de las cabriadas y una eficaz organización

de los contravientos.

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AISLACION

¿Para qué usamos la aislación?

Debido a que las construcciones están sometidas constantemente a los agentes externos

es necesario protegerlas contra todo una serie de influencias perjudiciales y peligrosas.

La conservación de las construcciones esta amenazada exteriormente por:

Los efectos de la intemperie;

La humedad y el agua;

Las trepidaciones y ruidos;

El incendio y la caída de rayos.

Mas allá de éstos factores, es importante la rotura del puente térmico que generan éstos

materiales ya que son conductores importantes de temperatura desde el exterior hacia el

interior, y también afectan a la pérdida de energía desde el interior.

Tipos de aislaciones

Protección térmica

El objetivo de una aislación térmica es impedir la transferencia de calor desde o hacia el

cuerpo aislado.

Un aislante térmico es un material usado en la construcción y caracterizado por su alta

resistencia térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que

naturalmente tendería a igualarse en temperatura. El mejor aislante térmico es el vacío,

pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío, éste se

emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza aire, que gracias a su baja

conductividad térmica y un bajo coeficiente de absorción de la radiación, constituye un

elemento muy resistente al paso de calor.

Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico materiales porosos o fibrosos, capaces

de inmovilizar el aire y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas.

Como característica general un aislante térmico

deberá ofrecer una buena resistencia a la

transmisión del calor.

Independientemente de sus propiedades

especificas, a los aislantes se le pide cualidades

complementarias.

Las principales de estas cualidades son:

Flexibilidad o rigidez según la estructura portante;

Ausencia de propiedades corrosivas para los

materiales con los que el aislante esta en contacto;

Estabilidad física y química: ausencia de dilatación

excesiva al calor, resistencia a diversos agentes de

construcción: humedad u oxidación;

Estética si el producto esta visto; y

Incombustibilidad o por lo menos ausencia de

inflamabilidad.

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Lugar de aplicación

La aislación térmica puede ser colocada por encima o por debajo de la estructura del

techo; pero siempre por debajo de la aislación hidrófuga, por que pierde su capacidad

aislante cuando es alcanzada por la humedad, ya que el agua es 25 veces más conductora

que el aire.

La posibilidad de optar por la ubicación de la aislación térmica puede aprovecharse para

usarla como terminación del cielorraso cuando lo permitan las características de los

materiales.

En climas frío se deben aislar necesariamente los techos para evitar la condensación,

sobre la superficie inferior, del vapor de agua del local y el consiguiente goteo; fenómeno

que se presenta con frecuencia en techos de chapa de aluminio, de hierro galvanizado y de

acero.

Protección Hidrófuga

La aislación hidrófuga esta destinada a evitar los efectos que produce la humedad, la cual

es el problema más común y más grave que ataca a la construcción. Esta, reconoce

distintos orígenes: agua de aporte exterior (lluvia, granizo, agua ascendente del terreno) y

agua de aporte interior (condensaciones). Para el primer tipo, existe una gama más o

menos efectiva de materiales y técnicas constructivas, que podrían resumirse,

conceptualmente, en la idea de dar al cerramiento del edificio (llámese muro, piso, techo),

una barrea la más impermeable posible, que no deje pasar esa humedad exterior, al

ambiente interior, con sus consecuencias de eflorescencias, manchas, moho, pérdida del

poder aislante de los materiales, putrefacción de los mismos, etc.

En la mayoría de los casos, el traspaso de la humedad se debe a una incorrecta ejecución

de los trabajos de impermeabilización y/o una inadecuada utilización de materiales. El

agua y la humedad pueden infiltrase en un material, sobre todo si éste es poroso.

En casi la totalidad de las cubiertas de los techos metálicos son de por si impermeables

por lo que la aislación hidrófuga, cuando se ejecuta, es para suplir deficiencias en la

colocación de la cubierta o deterioras posteriores.

Las características de la aislación hidrófuga a ejecutar en la cubierta deben establecerse

atendiendo a las del material usado para la terminación superficial de la misma, ya que

algunos de ellos tienen suficiente capacidad para asegurar la estanquidad de la cubierta.

Barrera de vapor

La barrera de vapor es una “capa de material que, generalmente con espesor pequeño,

ofrece una alta resistencia al pasaje del vapor. Los materiales en forma de membrana

permiten una permeabilidad menor, son recomendables para su uso como barrera de

vapor.

Su uso es necesario en los casos en que es posible que se produzcan

condensaciones intersticiales, y su función es reducir la presión de vapor dentro de la

pared o techo, en las partes donde comienza a disminuir la temperatura.

Lo más importante a tener en cuenta en el diseño de

la barrera de vapor es su ubicación y su situación

relativa con respecto a los demás materiales que

componen el cerramiento. Las barreras de vapor son

eficaces del lado caliente del aislante. En este lugar

frenan el vapor en el lugar más adecuado e impiden

que entre en capas frías. Así las mismas barreras

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están calientes y por lo tanto, el vapor de agua no puede condensarse en ellas.

Lugar de aplicación

La aislación hidrófuga, además de cumplir su función específica, es fundamental para

proteger los materiales de la aislación térmica y acústica, los que pierden su propiedad

cuando son alcanzados por el agua. En consecuencia, siempre es conveniente colocar la

aislación hidrófuga encima de la térmica.

Salvo cuando resulte técnicamente imposible, la aislación hidrófuga debe ejecutarse

después de estar colocados todos los elementos que atraviesan el techo.

Protección Ignifuga

Los aislantes ignífugos se emplean para

proteger los elementos estructurales de la

acción del fuego y así mantener la

estabilidad de la estructura ante el

calentamiento y posterior debilitamiento de

los materiales. Para ello se emplean variados productos, cuyas aplicaciones, en interior o

exterior, pueden ser manual o mediante la proyección mecánica del elemento.

Lugar de aplicación

Generalmente, los materiales utilizados para las otras aislaciones ya de por si poseen

características ignifugas, por lo que la ubicación de la misma va a variar dependiendo de la

utilidad que se le esta dando al material y cual es su función en la obra. Es decir, que si un

material es tratado como una aislación hidrófuga y a la vez es ignifugo, su ubicación será la

correspondiente a la de las aislaciones hidrófugas.

Además, la ubicación de los materiales ignífugos va a depender de la aplicación de los

mismos, como es el caso de las pinturas intumescentes que brindan protección contra el

fuego a los elementos estructurales altamente inflamables.

Detalle Constructivo del Techo de Chapa con aislaciones

Chapa

Correas

Perfil IPN

Correas de menor dimensión

Chapa lisa

Aislante ignífugo

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CERRAMIENTOS

Chapa

Tipos de chapas y acabado

Se pueden distinguir 3 tipos de chapas simples

• Chapas onduladas

• Chapas acanaladas

• Chapas trapezoidales

Los acabados podrán ser de cincalum, galvanizados, prelacados, y

se pueden incluir o no chapas plásticas translucidas. El material

utilizado generalmente para techos de viviendas es la chapa de

zinc o galvanizada.

Galvanizado

La chapa de acero galvanizada por inmersión en caliente es uno de

los productos siderúrgicos de mayor desarrollo mundial. Se

produce a partir de chapa de acero laminada en frío o en caliente,

la cual es revestida en ambas caras con una delgada capa de zinc,

de pureza no menor al 98%.

El producto, que combina las características de resistencia del

acero con la durabilidad del zinc, es apto para fabricar piezas

conformadas y sumamente resistente a la acción corrosiva del

medio ambiente.

Prepintado

Se fabrica a partir de la chapa de acero galvanizada o revestida con

aleación Al-Zn,sobre la que se aplica un esmalte a base de resina

poliéster normal, poliéster siliconizada o fluorocarbonada. La

composición del esquema de pinturas hace que este producto posea

una buena durabilidad a los agentes atmosféricos, combinando la

resistencia y durabilidad del acero con revestimientos metálicos y la

atractiva terminación del esmalte color. Este acabado ha sido

concebido no solo para brindar respuestas, sino para hacerlo con

máximas ventajas, como tener una excelente aptitud para el

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conformado debido a la óptima adhesión de su capa de pintura.

Chapas de cobre

Poseen una resistencia mecánica suficientemente alta para resistir a los esfuerzos del

proceso del doblado, también tienen una alta resistencia a la corrosión atmosférica. El

cobre es una gran barrera aislante contra la radiación del calor en los meses de verano y

en invierno previene la perdida del mismo. Los diseños utilizados son variados se emplean

bandas lisas o nervaduras de laminas de cobre. Las laminas de cobre pueden fijarse por

medio de soldadura, unión mecánica, engatillados o adhesivos entre si.

Chapas de Zinc y aluminio

es una aleación de Aluminio-Zinc, el mejor recubrimiento metálico que existe en el

mercado. Su composición, propiedades y características de proceso de fabricación

ofrecen la mejor combinación de calidad, economía y duración. Posee una

excepcional resistencia a la corrosión, a la oxidación por calor; y la reflectividad al

calor propia de los revestimientos de

aluminio.

Cubiertas Metálicas

Cubiertas de chapa galvanizada;

Cubiertas de chapa de zinc;

Cubiertas de chapa de aluminio;

Cubiertas de chapa de cobre;

Cubiertas Auto-portantes de acero de

capado;

Cubiertas de chapa Acero aluminizado;

Cubiertas de chapa de imitación de tejas; y

Cubiertas de chapa ondulada de plomo.

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Placas de Policloruro de Vinilo

Por su transparencia y transmisión de luz son ideales para

techos, cerramientos laterales, invernaderos, jardines de

invierno, cubiertas de todo tipo tanto en el ámbito residencial

como industrial. Presentación: formato: 1.10 m ( ancho) x 5.80 m

(largo) y 1.10 m x 2.90 m. Onda sinusoidal idéntica a la chapa de

zinc.

Paneles metálicos

Los paneles metálicos están formados por sus dos caras

exteriores de chapa metálica (por lo general es acero galvanizado

conformado en frío); estos se unen entre sí por medio de una capa de espuma rígida de

poliuretano expandido, empleándose para cubiertas y cierres verticales.

TIPOS DE CUBIERTAS

Cubierta plana

La estructura de estas cubiertas constan de pilares y una viga de unión entre las cabezas

de los mismos, dicha viga recibe el nombre de viga de atado. Además suelen llegar a

distancias de 11m sin estructura de soporte intermedia. En esta tipologia la rigidez viene

dada solamente por la forma ondulada de la sección.

Cubiertas inclinadas

elementos que forman las cubiertas inclinadas:

Soporte Estructural

Tiene la función de servir de apoyo a todas las capas que integran la cubierta y transmitir

las cargas en forma vertical sobre los elementos de apoyo.

Aislamiento Térmico

Tiene la función de proteger el ámbito interior frente a las diferencias de temperatura.

Protección y Acabado Final

Sobre el soporte estructural se dispone una placa de base para el apoyo de la capa de

acabado final; la función de esta última capa es facilitar el desagüe garantizando que no

ingrese al interior el agua y colaborando en la ventilación de la cubierta.

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La cubierta está formada por distintos faldones inclinados que determinan planos y aristas

diferentes expresados a continuación:

Faldón. Cada uno de los planos inclinados que forman la cubierta.

Alero. Es la prolongación en voladizo de un faldón sobre el plano de la fachada.

Lima tesa Es una arista que separa las aguas. Con ángulo mayor de 180º que queda

formado al encontrarse dos faldones inclinados.

Lima hoya Es una arista que recoge las aguas. Con ángulo menor de 180º que se forma al

encontrarse dos faldones inclinados.

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Cubierta autoportante curva

La cubierta curva autoportante es una solución constructiva en la que no existe estructura

portante y el perfil metálico curvado apoya sobre las vigas de carga. Se trata de un perfil

metálico grecado que es curvado mediante embuticiones o rodillos. Dicho perfil se fija a las

vigas mediante tornillos.

Existen dos tipos de tensores que se pueden utilizar en este tipo de cubiertas con dos

objetivos distintos.

Los tensores horizontales se utilizan para reducir los esfuerzos horizontales que provoca la

cubierta sobre las vigas donde descansa. Esto nos permite reducir el canto de dichas vigas.

Los tensores contraviento se utilizan para contrarrestar la acción de succión del viento y

van desde la viga donde apoya la cubierta hasta el punto central de la cubierta.

Es una solución que reduce el coste de construcción dado que se evita la estructura

portante de cubierta (pórticos, cerchas...) y su montaje es muy rápido.

Cubiertas simples

Las cubiertas simples son cubiertas que se realizan basándose en

chapa metálica para cubrir edificios industriales,

La inclinación de la cubierta se relaciona con las lluvias y los vientos predominantes.

Como regla general, sucede que, a mayor pendiente del techo, más estrechas serán las

planchas para que ofrezcan una óptima resistencia. Otro detalle que se debe considerar

es la unión entre chapas para obtener una correcta estanqueidad. Para ello, se tendrán

que superponer varias ondulaciones para que el solapamiento sea eficaz.

Las chapas se fijan al entramado de las correas mediante tornillos auto roscantes y/o

auto-taladrantes, con sus correspondientes arandelas de goma. Su distribución se hace

coincidir con grecas superiores a fin de garantizar la estanqueidad de la cubierta, a la

vez de asegurar su comportamiento frente a las dilataciones. Cuando la longitud de los

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faldones de la cubierta obliga a afrontar la cubrición en mas de un tramo, la

estanqueidad de los solapes se resuelve con una junta de sellado especial. Esta misma

solución de solape y sellado se aplica también en el encuentro, en cumbrera, de los

extremos de las chapas: se evitan sí los problemas de estanqueidad que producen los

caballetes de cumbrera habituales.

Las fijaciones se efectúan mediante pernos a la estructura de

sostén. Los elementos de sujeción varían según el tipo de

material del armazón; los que se fijan a listones de madera

requieren tornillos simples, y los que se toman a armaduras

metálicas lo hacen mediante vástagos especialmente acabados

para este fin y se sujetan a los perfiles.

La cabeza de los pernos y las arandelas próximas a la chapa se

protegen con unos capuchones que evitan la oxidación y el

paso del agua al interior y, como ya se mencionó, pueden

renovarse en caso que se deterioren.

Bibliografía

http://www.viarural.com.ar/viarural.com.ar/insumosagropecuarios/ganaderos/construccion

esrurales/baukraft/onduladas-policloruro-de-vinilo.htm

http://www.indelmadrid.com/web/index.php/cubiertas

14 Cubiertas metálicas Cid, Celeste Daglio, Sofía

http://www.construmatica.com/construpedia/Materiales_de_Cubrici%C3%B3n_para_Tejad

os#Tejas

http://www.ochoalacar.com/descargas/Cubiertas_cerramientos.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Cubierta_plana

Tesina de especialidad.Estado de conocimiento de las cubiertas metálicas.PDF