TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL EN ACERO

INTRODUCCION: ESQUEMAS ESTRUCTURALES
Las estructuras metálicas para edificios están formadas fundamentalmente por:
Pilares o soportes, que apoyan sobre la cimentación.
Vigas o jácenas, que cargan sobre los soportes.
Forjados, que transmiten sus cargas a las vigas.
Arrostramientos y correas de atado, para evitar desplazamientos y deformaciones.
Algunas vigas pueden transmitir su reacción por uno o por sus dos extremos, no a un pilar, sino a otra jácena. Esta unión se denomina "brochal".
También puede ocurrir que algún soporte no llegue a la cimentación, bien porque esté colgado, bien porque descanse en un elemento en flexión (viga), denominándose "pilar apoyado sobre jácena" o "pilar apeado".
Las diversas formas en que pueden quedar enlazados las vigas y los soportes dan lugar a diferentes tipos de estructuras:
Estructuras totalmente isostáticas.
Estructuras con vigas continuas.
Estructuras de pórticos con nudos rígidos.
Estructuras especiales.
En el esquema se relacionan los diferentes elementos que constituyen la planta de estructura metálica de un edificio.
Todo el contorno de la planta, patios, huecos y escalera deben quedar unidos mediante jácenas o correas de arriostramiento.
Si las viguetas de forjado son de acero, no necesitaremos correas de atado, puesto que podemos soldar las viguetas de los extremos a los pilares, cumpliendo con ello ambas funciones: soportar carga y arriostramiento.


1.ENLACE VIGA-SOPORTE. FORMA DE TRABAJO
Se pueden clasificar en dos grandes grupos:
apoyos rígidos
apoyos articulados o flexibles
La forma de trabajo de la jácena, en su unión con el soporte, depende del tipo de enlace.
El apoyo rígido impide el giro del extremo de la viga, por lo tanto trabaja a tracción la parte alta de la viga y a compresión la parte inferior de la misma.
El apoyo articulado o flexible permite el giro del extremo de la viga por lo que la parte alta de la misma trabaja a compresión y su parte inferior lo hace a tracción, tal como puede observarse en las figuras siguientes.


ESTRUCTURAS TOTALMENTE ISOSTÁTICAS (NUDOS ARTICULADOS)
Es el tipo de construcción más utilizado, puesto que tiene mayor rendimiento tanto en taller como en montaje en obra, por consiguiente resulta el de menor costo por kg. de acero en estructura terminada.
En este tipo de estructura, los soportes están sometidos fundamentalmente a compresión y las vigas se articulan sobre ellos, no importando cual sea su dirección en el plano horizontal, por lo que este tipo es de la mayor flexibilidad en lo que se refiere a las necesidades arquitectónicas.
El esquema siguiente representa una estructura con nudos articulados.


Los soportes de las diversas plantas. por su forma de enlace, pueden considerarse como articulados unos con otros en la base.
La estructura así concebida es un mecanismo, por lo que para oponerse a los esfuerzos horizontales producidos por sismos, viento u otras causas, de disponerse unos elementos estructurales capaces de resistir solicitaciones. Para ello se utilizan diagonales (arriostramientos), tal como veremos más adelante.
Nudo articulado
Para efectuar un apoyo articulado de una viga en un soporte, ha de adoptarse una disposición que impida el movimiento de la viga en dirección del eje del soporte, o sea impedir su desplazamiento vertical, permitiendo, sin embargo, un giro en sentido longitudinal de la viga. lo suficientemente grande para conseguir que el momento flector que pueda inducirse en la unión sea despreciable.
Esos nudos articulados. apoyos flexibles o uniones simples, los podernos conseguir por cualquier procedimiento que facilite el giro de la sección extrema de la viga al tiempo que impide las traslaciones verticales u horizontales.
1º- Soldando directamente el alma de la viga. Para que la unión pueda ser considerada flexible la longitud de los cordones de soldadura no debe ser.
mayor que los 2/3 de la altura del alma. tal como se detalla en las figuras siguientes


Una solución muy buena, variante de la anterior, es la indicada en la figura siguiente. Consiste en cortar las 2 alas de la jácena en forma de chaflán, con lo cual al flectar la jácena no transmite momentos al pilar, puesto que sus alas no llegan a él.
Una vez soldados los 2/3 del alma, se elimina el angular de apoyo y queda un buen nudo con jácena articulada.


2°- Apoyando o soldando la viga sobre un angular soldado al soporte. Para impedir el vuelco de la viga se colocan pequeños angulares en la parte alta del alma, por ambos laterales de la viga. soldados sólo al pilar. El giro se produce por deformación del ala libre del angular. Para evitar movimientos verticales hacia arriba, se puede colocar un angular encima del ala superior de la viga, soldado sólo al pilar. Ver figuras siguientes.




3°.- Uniendo el alma de la viga con el soporte, mediante angulares soldados sólo en los extremos de las alas. La flexibilidad de la unión se confía a la deformación de los angulares en sus partes libres de soldadura. Obsérvese que en la unión de angular y soporte sólo se ha soldado los bordes verticales de los angulares, dejando libre su extremo superior e inferior, tal como se detalla en las siguientes figuras.
El angular de montaje es provisional. Una vez colocada la jácena, dicho angular se elimina.




4° Efectuando una unión similar a la anterior, pero uniendo los angulares al soporte por medio de tornillos que garantizan el giro de la viga, al ser la unión menos rígida que la soldadura y poder trabajar los tornillos a tracción.


En todos los casos la reacción de la viga produce un cierto momento flector en el soporte, producto de la distancia entre el punto de apoyo de la jácena y el eje del alma del soporte (descentramiento de la carga).


Para reducirlo, una posible solución consiste en colocar la viga contra el alma del soporte, tal como se detalla en las siguientes figuras, disminuyendo así el brazo de palanca.


3.FORMAS DE REDUCIR EL MOMENTO AL MÍNIMO EN ESTOS NUDOS
En los casos de soportes de un solo perfil, ya hemos visto procedimientos para reducir los momentos en los nudos (soldar sólo 2/3 del alto del alma de la jácena, efectuar la unión de la jácena sobre el alma del soporte, etc.).
Si se trata de soportes formados por dos perfiles separados, puede evitarse todo momento flector, por descentramiento de la carga, mediante la disposición de viga pasante, tal como se indica a continuación.
Esencialmente consiste en que la viga sea continua, pasante por el espacio que queda entre los dos perfiles del pilar, apoyada sobre un trozo de casquillo IPN que va soldado por la parte interior de los dos perfiles del pilar.
En la primera perspectiva de las insertadas a continuación se detalla una viga pasante en un pilar de última planta. Los soportes formados por 2 UPN empresilladas con las alas hacia el exterior.
En la segunda perspectiva el pilar está ubicado en una planta intermedia, formado por 2 UPN empresilladas, con las alas hacia el interior.




La opción de viga pasante es muy buena porque favorece tanto a la viga como al soporte. La viga, al ser pasante, se calcula como continua, con menores momentos flectores. El pilar, excepto los de medianera o esquina, recibe carga por ambos lados, por tanto puede considerarse que sólo recibe carga axil, por compensación de cargas.
Solución de viga pasante en apoyo con el pilar.

Es importante que las presillas existentes junto a la viga pasante, tanto la superior como la inferior, no estén en contacto con ella, para evitar que al flectar la viga pueda transmitir esfuerzos al pilar, fundamentalmente flexiones.
Si el apoyo de la viga pasante se efectúa sobre una superficie horizontal, tal como ocurre cuando se apoya sobre el ala superior de un trozo de perfil IPN, que es lo habitual, puede ocurrir que la viga pasante flecte más de un lateral que del otro, con lo cual está transmitiendo sobre dicho apoyo horizontal, una tendencia al giro del mismo, transmitiendo al pilar una cierta flexión.
Para evitarlo, es necesario que el apoyo de la viga pasante sea puntual, para lo cual, se suelda un trocito de redondo longitudinalmente encima de la mini-viga que hemos introducido dentro del pilar, y la viga pasante apoyará encima del redondo, con lo que se considera simplemente apoyada.
Cuando los apoyos de la jácena son puntuales y todas las cargas que soporta la jácena se transmiten verticalmente a dicho apoyo, y especialmente si las cargas son importantes, es necesario colocar en la jácena cartelas de rigidización verticales, uniendo alas y alma, para evitar abollamientos, tal como se observa en la siguiente Perspectiva, correspondiente a una viga pasante, con apoyo puntual.

MEDIOS DE UNIÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS (II)

UNIÓN MEDIANTE SOLDADURA
Soldadura es el sistema de enlace con el que conseguimos una mayor continuidad en la distribución de las tensiones, ya que las uniones soldadas forman líneas continuas.
Se distinguen dos grupos fundamentales de soldadura:
Por compresión: En que las piezas, previamente fundidas, se unen por contacto o por presión.
por fusión: En la que el espacio comprendido entre las dos piezas a soldar, se cierra, una vez producida la fusión, con un material de aporte.
Procedimiento I: Soldeo electrónico manual, por arco descubierto, con electrodo fusible revestido.
Consiste en provocar un arco eléctrico entre el electrodo y las piezas que queremos soldar (fig. 1). Tanto el electrodo como las piezas comienzan a fundirse depositándose en la junta que se trata de soldar un cordón del material fundido del electrodo, que recibe el nombre de cordón de soldadura (fig. 2).


Procedimiento II: Soldeo eléctrico semiautomático o automático por arco en atmósfera gaseosa con alambre-electrodo fusible. (Fig. 5).


La atmósfera gaseosa de protección, se consigue mediante un chorro de gas argón o helio concéntrico con el electrodo y el arco.
Con electrodo fusible, constituye un procedimiento de soldeo automático, ya que el alambre electrodo se aporta continuamente a la junta, en donde se funden protegido por la atmósfera inerte.
Procedimiento III: Soldeo eléctrico automático, por arco sumergido, con a alambre-electrodo fusible desnudo. El alambre-electrodo se aporta continuamente según va avanzando. El fundente necesario para una buena soldadura, se distribuye en forma de polvos mediante un tubo. Es un procedimiento económico en trabajos en serie y con cordones largos.


Procedimiento IV: Soldeo eléctrico por resistencia. Puede ser:
Soldadura a tope de penetración completa


Soldadura por puntos


Soldadura a tope de penetración parcial


El cordón de soldadura. Clasificación de cordones.
La forma y el espesor de los cordones de soldadura dependerá de las piezas que tengamos que unir y de las tensiones que la soldadura haya de transmitir. En primer lugar habrá que distinguir entre soldaduras a tope (fig. 7) y soldadura en ángulo (fig. 8)


Soldadura a tope es aquella en la que el metal de aportación se dispone en la prolongación de una de las piezas u ocupa toda la superficie de contacto.
A tope en piezas, en prolongación, de igual sección (fig. 20).
A tope en piezas, en prolongación, de diferente sección (fig. 21).
A tope en T (fig. 22).
A tope en L (fig. 23).


Soldadura en ángulo, es aquella en la que el metal de aportación se sitúa en el ángulo formado por las dos piezas a unir, siendo, en general, su sección, distinta que las de ambas piezas que une.
En rincón (fig. 25). En esquina (fig. 27) En la ranura (fig. 28).
En solape (fig.26).


Por su forma: El cordón de soldadura puede ser: normal o cóncavo (fig. 9), plano (fig. 10) y aligerado o convexo (fig. 11).


su ejecución: Puede ser cordón continuo (fig. 12) cordón discontinuo (fig. 13) o por puntos (fig. 14)


Por su posición: Con respecto al soldador puede ser:
Cordón plano (fig. 15)que está situado en un plano horizontal y se ejecuta desde arriba.
Cordón horizontal (fig. 16) de dirección horizontal y situado en plano vertical. Se llama también de cornisa.
Cordón de ángulo horizontal (fig. 17) situado en la intersección de un plano horizontal y otro vertical; el cordón va sobre el plano horizontal.
Cordón vertical (fig. 18) de dirección vertical o próxima a ella.
Cordón de techo (fig. 19) que está situado horizontalmente pero por encima de la cabeza del operario, siendo el más difícil de realizar.


Preparación de los bordes.
Bordes escuadrados o naturales (fig. 13): Se emplean para piezas de pequeño espesor dentro de los siguientes límites:
6,5 mm. Soldeo manual y electrodo normal.
10 mm. Soldeo manual y electrodo de gran penetración.
16 mm. Soldeo automático.
Preparación de bordes en V: Puede ser V simétrica (fig 14 a) o asimétrica (fig. 14 b). Se emplea para unir piezas de espesor hasta 20 mm. Con soldeo por una cara y cordón de toma de raíz por la otra.
Preparación de bordes en U: Pueden ser simétrica (fig. 15 a) o asimétrica (fig. 16 b) o irregular (fig. 16 c). Une piezas de espesores entre 15 y 40 mm. Y el soldeo se ejecuta por las dos caras. Cuando solamente una cara es accesible, el soldeo se realiza con ayuda de chapa dorsal en la cara inaccesible y separando más las piezas. En las figuras 17 y 18, vemos las preparaciones de bordes escuadrados y en V. Las separaciones g que con las dos caras accesibles están entre 1 y 3.5 mm. Pasan a ser del tipo de los 7 mm.


Defectos de los cordones. Normativa.
1.Deficiencia de penetración.
2.Mordedura.
3.Desbordamiento.
4.Poros superficiales o picaduras.
5.Grietas de contracción.
6.Falta de penetración interna.
7.Defectos de unión entre las capas
por inclusión de escorias.
8.Oclusiones gaseosas.
9.Grietas en 1ª capa.
10.Depósitos de escorias.

Defectos superficiales.
Mordeduras: Es un rebaje o canal en el metal base que está contiguo al cordón de soldadura. Este defecto es muy habitual y es producido por un incorrecto manejo del electrodo. En la radiografía se acusa como una sombra oscura de contorno difuso en los bordes de la soldadura.
− Picaduras: Es un rebaje o canal en el cordón de la soldadura, se produce por un incorrecto manejo del electrodo. En las radiografías se acusa como una sombra oscura de contorno difuso.
− Desbordamientos: Parte del material de aportación desborda el cordón, quedando fuera y sin fusionar con el material base.
Son defectos longitudinales, no puntuales.


Recomendaciones para la ejecución de cordones
En la ejecución de la soldadura debemos tener presente una serie de consideraciones:
Las piezas que vayan a unirse se fijarán entre sí, de manera que se asegure su inmovilidad durante el soldeo. Normalmente esta fijación se consigue con puntos de soldadura que deben ser los menos posibles.
La superficie a soldar será regular y lo más lisa posible.
La posición del electrodo con respecto al cordón de soldadura sigue, normalmente la dirección de la bisectriz a las caras que contienen al cordón de soldadura, según vemos en la figura 19.


Toda soldadura experimenta, durante su enfriamiento, contracciones longitudinales y transversales (fig. 20). Estas contracciones son tanto mayor cuanto mayor es el número de pasadas hechas con un determinado electrodo. Asimismo aumenta con la sección de soldadura.


También influye en la magnitud de la contracción el número, forma y orden del depósito en los cordones.
Cuando el cordón es continuo y su longitud no es mayor de 500 mm., se empieza por un extremo y se sigue hasta el otro (fig. 22).
Si la longitud está comprendida entre 500 mm y 1 m. Se comienza desde el centro hasta terminar en los extremos(fig. 23).


Si son de mayor longitud se realizan a “paso de peregrino” (fig. 24) en que cada cordón termina donde comenzó el anterior.
Si hay soldaduras planas que se cruzan (fig. 25) se empieza por las transversales.
Si son soldaduras en ángulo se sigue el orden que se indica en la figura 26.


TIPOS DE ENSAMBLES
Tanto los ensambles de encuentro como los de cruce o ángulo, se realizan, siempre que sea posible, soldando directamente las piezas.
Si se trata del encuentro de un perfil L con un perfil T la unión directa (fig. 6) resulta dificultosa, por lo que es mejor poner 2L y la unión es más sencilla y simétrica (fig. 7).


Si en el alma de la T no caben los cordones de soldadura, se puede ampliar soldando una capa como se indica en la fig. 8.
Cuando se trata del cruce de los angulares con otros dos angulares (fig. 9), se puede poner placa de nudo como en la figura, pero se aprovechan mejor las ventajas de la soldadura disponiendo las piezas en tubo y soldándolas directamente (fig. 10) aunque, si las tensiones de tracción son grandes, no siempre es posible esta ultima solución.


Un caso que se presenta corrientemente es el ensamble de cruce de dos perfiles I, uno soporte continuo y otro carrera continua en que uno pasa (Fig. 11) y el otro asegura su continuidad con chapas. Si es preciso dar mayor rigidez se puede conseguir con cartelas soldadas a soporte y carrera que aseguran la indeformabilidad del ángulo (fig. 12).

TIPOS DE EMPALMES
No es corriente que se produzcan empalmes, ya que las longitudes normalmente utilizadas en perfiles de estructura, se encuentran con facilidad.
Si el empalme se produce en taller se hará con soldadura a tope pues en la sección soldada se puede garantizar la misma resistencia que en el material.
Si el empalme se va a realizar en obra y las piezas están solicitadas a tracción, solo se empleará la soldadura a tope cuando la solicitación sea pequeña. En los demás casos la unión se realizará con cubrejuntas buscando siempre simetría de trabajo.
Figura 13 Empalme de hierros planos a tope.
Figura 14 Empalme de hierros planos con doble cubrejuntas.
Figura 15 Empalme de dos L con dos cubrejuntas.
Si las piezas están solicitadas a compresión el empalme podría ser a tope pero, para garantizar un reparto uniforme, la unión se hace intercalando una placa situada normalmente al eje de las piezas.
Figura 16 Empalme de dos L.
Figura 17 Empalme de dos I iguales.
Figura 18 Empalme de dos I desiguales.


TIPOS DE ACOPLAMIENTO
La utilidad mayor del acoplamiento está en las piezas solicitadas a compresión (barras de sistemas reticulares, soportes de edificios, etc). Veamos algunos ejemplos.
Acoplamiento de los angulares (fig. 20). Acoplamiento de dos UPN (fig. 21) en cajón cerrado. Acoplamiento de dos UPN (fig. 22) con presillas. Acoplamiento de dos UPN (fig. 23) con palastros. Acoplamiento de IPN con dos UPN (fig. 24).


Acoplamiento de perfil I y placabandas (fig. 25) que aumenta el módulo resistente; cuando las platabandas se utilizan de refuerzo y no van a lo largo de toda la viga, se deben aligerar en los extremos (fig. 26).
Acoplamiento de dos T y palastro (fig. 27). Acoplamiento de tres palastros (fig. 28). Acoplamiento de dos I (fig. 29).


La sección de la figura 29 se usa como viga trabajando a torsión.
También para resolver huecos en edificios (ventanas, etc) suele ser necesario disponer dos vigas acopladas para soportar el peso del muro (fig. 30). Este acoplamiento se suele realizar sin recurrir a la soldadura, con tornillos metidos en tubos que hacen de separadores (fig. 31).

MEDIOS DE UNIÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

MEDIOS DE UNIÓN
UNIÓN MEDIANTE ROBLONES
Un remache consiste en una espiga de diámetro D provista de una cabeza de asiento y destinada a introducirse a través de las paredes a enlazar previamente perforadas.
Tipos de costura. Forma de trabajo.
Por solapo: (Fig.7) es una unión mala pues por efecto de los esfuerzos se deforma (Fig.8) al tender a situarse las piezas en prolongación de sus ejes.


Por simple cubrejuntas: (Fig.9) es una unión mejor que la anterior. Su deformación (Fig.10) guarda una cierta simetría.


Por doble cubrejuntas: (Fig.11) las piezas se unen por dos cubrejuntas por lo que hay simetría de fuerzas y costuras. La deformación (Fig.12) es también simétrica. Es el tipo de unión que debe utilizarse preferentemente en construcciones metálicas.


Tipos de roblones
Se distinguen tres clases de cabezas de remache: cabeza esférica (A), cabeza bombeada (B) y cabeza plana (C).


Colocación:
Orden de colocación de los roblones: Se recomienda comenzar la colocación de los roblones por el centro de costura, y continuar hacia cada extremo alternativamente. En las costuras de varias filas paralelas de roblones la colocación se realizará simultáneamente en todas las filas.
Formación de la cabeza de cierre: Se recomienda formar la cabeza de cierre con máquina roblonadora de presión uniforme. Se autoriza formarla con martillo neumático, empleando buterola, y no por golpeo directo del martillo. Se prohíbe la colocación de roblones con maza de mano.
Comprobación de los roblones colocados: Después de efectuado el roblonado de una unión se dejará enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente, y se revisará antes de quitar las fijaciones de armado. Cada roblón se inspeccionará ocularmente, se verificarán sus dimensiones y se comprobará el rebote con un martillo de bola pequeño.
Calafateo de las juntas: No se permite el calafateo de los roblones, ni de las juntas más que en aquello elementos que en su utilización tengan que ser estancos.


Los roblones pueden disponerse en una fila (Fig. 15) o en varias filas hasta 4 ó 5 como máximo. En el caso de varias filas la disposición puede ser en marco real (Fig. 16) o a tresbolillo (Fig. 17).


UNIÓN MEDIANTE TORNILLOS
Forma de trabajo
Los tornillos son pernos roscados de cabeza generalmente hexagonal fileteados en su extremo para recibir la tuerca. Tanto los tornillos como la tuerca tienen rosca triangular.
Las dimensiones de los tornillos (diámetros, longitud de caña, longitud de roscado etc.…) tienen una gran relación entre si y vienen dadas en las tablas de la norma MV-106/1968.


Tipos de tornillos
Tornillos ordinarios: se designan con la sigla T, el diámetro d de la caña, la longitud l del vástago, el tipo de acero y la referencia a la Norma, estos dos últimos datos pueden suprimirse cuando sean innecesarios. El agujero debe ser 1mm mayor que el de la caña.
Ejemplo: Tornillo T 16 x 80, AHE, MV 106




Tornillos calibrados: Tienen la misma forma que los anteriores. Se diferencian del tornillo ordinario en que emplea acero más resistente y que al estar mejor acabado, su diámetro es solamente 0.3mm menos que el agujero. AL calcular, se dimensiona con el diámetro del taladro. Se designan con la sigla TC, el diámetro d de la espiga, la longitud l del vástago, el tipo de acero y la referencia a la Norma, estos dos últimos datos pueden suprimirse cuando sean innecesarios.


Otros tipos de tornillos
Tornillos avellanados: se puede emplear este tipo de tornillos en uniones tanto pretensados como sin pretensar. El pliego de condiciones incluirá la definición del avellanado y tolerancias de forma que el tornillo quede nominalmente enrasado con la superficie de la chapa exterior.
Tornillos calibrados y pernos de articulación: se pueden utilizar en uniones tanto pretensadas como sin pretensar. Las espigas de estos elementos deben ser de clase de tolerancia h 13 y los agujeros de la clase H 11 según ISO 286-2. La rosca de un tornillo o perno calibrado no debe estar incluida en el plano de cortante. Los agujeros para ser escariados posteriormente en obra, se harán inicialmente, al menos, 3 mm más pequeños.
Tornillos hexagonales de inyección: las características de este tipo de tornillos se definirán en el pliego de condiciones.
Notación en plano


Tornillos de alta resistencia (ar)
Los tornillos y tuercas de alta resistencia son similares, en su forma a los tornillos estudiados hasta ahora. Sin embargo, la transmisión de esfuerzos a través de ellos se efectúa de una forma distinta a los tornillos ordinarios o calibrados que sólo trabajan a compresión o a cortante.
Los tornillos AR se aprietan fuertemente engendrando una reacción de rozamiento entre las superficies en contacto de las piezas y se aprovecha este rozamiento para la transmisión de los esfuerzos, consiguiendo una mayor continuidad y por tanto un mejor enlace.


Para poder conseguir una buena transmisión por rozamiento es necesario que:
los agujeros tengan un diámetro 2 mm. mayor que el nominal del tornillo.
las superficies de contacto de las piezas estén limpias de rebabas o irregularidades así como de oxidación o herrumbre.
durante el montaje o la ejecución se protejan los elementos de la unión contra la corrosión, pues la cascarilla de óxido, que puede formarse, disminuiría el coeficiente de rozamiento.
Disposiciones generales y constructivas. Colocación
La situación de los tornillos en la unión debe contribuir a reducir la posibilidad de corrosión y pandeo local de las chapas, así como contemplar las necesidades de montaje e inspecciones futuras.
Los límites máximos y mínimos para las distancias entre ejes de agujeros o de éstos a los bordes de las piezas:
a) distancias mínimas:
En la dirección de la fuerza que se transmite:
- e1 ≥ 1,2 do del eje del agujero al borde de la pieza;
- p1 ≥ 2,2 do entre ejes de agujeros;
En la dirección perpendicular a la fuerza que se transmite:
- e2 ≥ 1,5 do del eje del agujero al borde de la pieza;
- p2 ≥ 3,0 do entre ejes de agujeros; siendo d0 el diámetro del agujero.
b) distancias máximas:
Al borde de la pieza:
Entre tornillos:
- en elementos a compresión será p ≤ 14 t y p ≤ 200 mm; siendo t el espesor en mm de la menor de las piezas que se unen;
- en elementos a tracción: filas exteriores pe ≤ 14 t y pe ≤ 200 mm; filas interiores pi ≤ 28 t y pi ≤ 400 mm.
En el caso de agujeros rasgados rigen los siguientes límites:
a) la distancia entre el eje de rasgado y cualquier borde no será inferior a 1,5 d0;
b) la distancia entre el centro del radio extremo al borde adyacente no será inferior a 1,5 d0.




Empalmes
Su objetivo es unir las piezas para aumentar su longitud, por lo que sus ejes quedan en prolongación.
El empalme debe resolverse con unión lo más rígida posible.
En caso de estar sometido a flexión, el módulo resistente del empalme, en la unión, debe ser equivalente al módulo de la pieza unida.
Si las piezas son perfiles y trabajan a tracción o compresión, deben emplearse cubrejuntas: de alas, de alma o alas y alma
Cuando las piezas trabajan a flexión es más conveniente evitar los empalmes, no obstante, si es preciso realizarlos, se harán en el punto de momento flector más pequeño y siempre empleando cubrejuntas de alma y platabandas para las alas (fig. 6.9).


Ensambles
Un caso común de unión atornillada es el de ensamble "por cruce", que se emplea en los "arrostramientos" que forman "cruces de San Andrés". Al calcular ambas piezas a esfuerzos de tracción y no considerar, por tanto, el efecto de pandeo, suelen emplearse para solucionarlos, piezas de menor sección, como los hierros planos. La unión, en estos casos, puede hacerse "por tabla", aunque las piezas quedan en distinto plano (Fig. 6-10.a) y no hay coplaneidad ni concurrencia, pero es una solución sencilla. Para que queden en el mismo plano, un recurso es "acodar" una de las piezas (fig. 6.10.b), pero la pieza acodada tiende a estirarse y enderezarse.


Más complicados de realizar son los ensambles de perfiles IPN y UPN, especialmente si estos son distintos. Si la unión se realiza en perfiles que soportan esfuerzos de tracción o compresión, los ensambles se hacen por medio de placas en el caso de UPN (fig. 6.11.a.) o bien de escuadras si se trata de IPN (fig. 6.11. b).


Cuando las fuerzas son normales a los ejes, como es el caso de uniones viga-soporte (fig. 6.12.a), se producen flexiones en las piezas que deben ser considerados. Por ejemplo, en el caso de producirse momentos fuertes, la conexión debe ser completa, uniendo tanto alas como alma, por medio de escuadras, placas, cartabones, etc. (fig. 6.12.b). Además hay que tener presente que si los esfuerzos de tracción son grandes hay que asegurarse que la caña del tornillo sea capaz de resistirlos.


Acoplamientos
Con el "acoplamiento" de piezas, se consigue aumentar la tipología de secciones disponibles en perfiles laminados simples, prácticamente sin problemas importantes de ejecución.

DESVAN

Desván. Del sobrado al ático

1 Bajocubierta. Sobrado
2 Desván
3 Buhardilla. Buharda. Boarda. Boardilla
4 Alpende. Barbacoa
5 Guardilla. Algorfa. Naya. Camaranchón. Almacería
6 Fayado. Doblado. Zaquizamí. Falsa
7 Banco. Sotabanco. Tabanco
8 Golfa. Chiribitil. Camaranchel
9 Mansarda
11 Ático. Sobreático. Penthouse

1 Este apartado tratará de las voces con las que se conoce lo que genéricamente llamamos el espacio *bajocubierta. Espacios mágicos, de luz polvorienta y formas geométricas extrañas, llenos de trastos; o espacios limpios, de amplias terrazas y bellas vistas. De la larga lista de voces que hacen referencia al espacio bajo cubierta, sobrado, aunque no está entre las más utilizadas, es una de las más atractivas, porque hace referencia a un aspecto que encuentro especialmente significativo: la de ser un espacio de más, un ámbito que en realidad sobra, que no sería necesario en un estricto planteamiento funcional del edificio. Según María Moliner su etimología procede de superadditum, sobreañadido, sobredado. En la apretada ocupación de los espacios construidos de la arquitectura de hoy, esta cualidad de sobrar me parece la más valiosa.
2 El diccionario de la RAE recoge el sobrado en su quinta acepción como sinónimo de desván: «parte más alta de la casa, inmediatamente debajo del tejado, que suele destinarse a guardar objetos inútiles o en desuso ». La etimología de esta voz más común, desván, parece estar en los vocablos vano, vacío. María Moliner lo define como «lugar vacío entre el tejado y el último piso». Así que esta voz también parece insistir en la inutilidad aparente de ese espacio, aunque añade la idea almacenaje. Un almacén poco visitado, ya que todo lo que se mete en el desván se "desvanece" en nuestra memoria.
3 De la importancia de ese espacio en la construcción tradicional deja constancia la interminable lista de voces con las que es descrito en nuestro idioma. Cada una de ellas va añadiendo un matiz a los conceptos, ya destacados, de sobradía y vaciedad. Una idea que suele ser consustancial a estos espacios es la de ventilación, porque supone la evacuación de las humedades que pueda traspuar la teja o de los excesos de calor que se acumulen en verano. El origen de la común buhardilla es, según Corominas, el respiradero para el humo que se abría en los tejados. La buharda era la ventana abierta en el tejado. También María Moliner identifica los téminos buhar y bufar. La voz tiene versiones variadas como boarda y boardilla.
4 Ese mismo sentido de espacio ventilado, no completamente cerrado, justifica la aplicación al sobrado de voces como alpende, que también significa porche o cubierta, o como barbacoa, voz que en América alude al desván pero también a una especie de pérgola de tablones.
5 Ya hemos hablado de la mención al almacenaje que acompaña a las voces de sobrado y desván en el diccionario. Este componente justificaría la transposición a guardilla, «habitación contigua al tejado», de la voz más común buhardilla. En este mismo sentido se utilizan otros términos próximos, como algorfa (descrito por la RAE como el «sobrado o cámara alta para recoger y conservar granos»), *naya (que María Moliner describe como «almacén en la parte alta de un edificio» y también como «sitio alto en la plaza de toros»), camaranchón (que en el mismo diccionario aparece recogido como «desván, debajo del tejado, donde se suelen guardar cosas desechadas») y almacería (voz antigua con la que, según la RAE, se designaba el granero en el desván).


6 El desván suele surgir del aprovechamiento de un espacio generado por un sistema constructivo: la cubierta inclinada y semiocupada por unos elementos estructurales, las armaduras de cuchillo. Eso le da un carácter marginal, un marchamo de subordinación al carácter del propio tejado, y quizás por ello en Galicia se le llama fayado, de fayar, techar. En realidad es un espacio que aparece cuando se forma un plano horizontal que une los tirantes de los cuchillos con los extremos inferiores de los pares, lo que podría explicar el nombre de doblado, que se usa en Andalucía. En algunos casos la solución constructiva consiste en colgar el techo de una armadura de cubierta; el suelo es entonces muy poco firme, un entablonado realizado tal vez simplemente con chillas. A ello alude la voz zaquizamí, que acoge dos acepciones, la de «vivienda o habitación muy pequeña» y la que se refiere al «enmaderado del techo», definición esta última muy semejante a la que ofrece María Moliner: «especie de techo de madera o artesonado» (que procede de saquef sami, techo de cielo). Esa especie de “zulo”, de espaciodisimulado bajo los planos de la cubierta, puede merecer asimismo el nombre de falsa (derivado de falso, según la RAE), que es el habitual desde Aragón a Murcia.
7 Otras voces derivan de la imagen del desván en la fachada y sugieren formas de bajocubierta más habitables. El banco era la hilada horizontal levantada sobre la cornisa con formas volteadas o adinteladas, y que dio lugar a denominar sotabanco al «piso habitable colocado por encima de la cornisa general de la casa» (RAE); un piso, pues, que se asomaba al exterior a través de los huecos abiertos bajo el banco. Este sotabanco ha dado lugar a varias voces, como el tabanco, popular en Centroamérica, o la reducción simplemente a banco para expresar ahora ese espacio habitable.


8 La transposición urbana de este espacio tan útil en la construcción rural también puede leerse en el diccionario. En Cataluña, por ejemplo, la presión sobre la edificación para conseguir un mayor aprovechamiento del escaso espacio de la ciudad no hizo desaparecer pero redujo drásticamente la altura y la solidez constructiva de las originales *golfas. Esta voz, común en todo el Mediterráneo, describe, según Corominas, un pisito generalmente deshabitado (y destinado a guardar objetos y provisiones) inmediato al techo de una casa. En la ciudad, las golfas se redujeron al sostre mort (techo muerto). Un espacio vacío bajo la azotea catalana que a lo largo de la segunda mitad del XIX pasó, de ser habitable, a apenas disponer de medio metro de altura; de estar entre dos techos independientes, a ver reducido su límite inferior a un cañizo colgado de la estructura de cubierta. Algo parecido a los castellanos chiribitil, «desván, rincón o escondrijo bajo y estrecho» (RAE), y *camaranchel (MM).
9 Para hacer más habitable este espacio, el arquitecto francés J.L. Mansart diseñó la estructura de cubierta de sección poligonal que ha dado lugar en nuestro idioma a la voz *mansarda. Esta voz nos introduce en el bajocubierta moderno que exige unas mejores condiciones de habitabilidad para rentabilizar los costes de suelo urbano.


10 La larga lista de voces nos confirma por una parte la amplia tradición de este tipo de espacio en toda la geografía nacional. Por otra, nos recuerda los conceptos que se le han asociado tradicionalmente: espacio que sobra, que está ventilado, de construcción ligera, inmediata al tejado, por encima de la albañilería. Recobrar hoy un espacio con esas características es realmente difícil debido a la presión para el aprovechamiento del volumen edificable en las construcciones urbanas. Pero debemos recordar que los materiales que utilizamos en las cubiertas inclinadas, las tejas cerámicas, alicantinas o árabes, no suelen ser absolutamente impermeables y que, por lo tanto, un espacio ventilado bajocubierta constituye la única garantía contra la entrada de agua por capilaridad. Por otra parte, la cámara ventilada que este tipo de espacios constituía es la mejor protección contra la radiación solar directa, la mejor garantía para un control eficaz y sencillo de los aportes solares.
11 Conviene añadir además que los agradables espacios abuhardillados tan queridos de las revistas de decoración, suelen ser muy problemáticos desde los puntos de vista de estanquidad y control térmico, porque no responden a las condiciones de nuestros materiales y de nuestro clima. Hoy estos espacios están más valorados que el resto del edificio, y eso se traduce en la sustitución de las despectivas voces tradicionales que aludían a la ventilación o el almacenaje de trastos por otras como ático, que en otro tiempo era el «último piso del edificio, más bajo de techo que los inferiores, que se construye para encubrir el arranque de las techumbres» (RAE), y que ahora es el piso más deseado de la casa, generalmente retranqueado y del que forma parte a veces una magnífica terraza. La repetición de ese retranqueo y algunas ordenanzas municipales generaron también el *sobreático. Muy modernamente se está difundiendo el cómicamente pedante término anglosajón de *penthouse para cualquier espacio bajocubierta.