CARGAS EN LOS EDIFICIOS

• Las cargas muertas son cargas estáticas que actúan hacia abajo en sentido vertical sobe una estructura, incluyendo el peso propio de la estructura y el peso de los elementos de construcción, los accesorios y el equipo permanentemente fijo en ella. 1.

• Las cargas por asentamiento se imponen sobre una estructura por el hundimiento de una parte del suelo sustentante y el asentamiento diferencial resultante de su cimentación.

• La presión del suelo es la fuerza horizontal que una masa de suelo ejerce sol’re una estructura de retención vertical  2.

• La presión nidruIica es la fuerza hidráulica ctue el agua su1terrnea ejerce sobre un sistema de cimentación.  3.
 
• Los esfuerzos térmicos son los esfuerzos de compresión o de tensión desarrollados en un material que está restringido contra la expansión o la contracción térmicas.

Para el espacio cerrado de una habitación, el sistema estructural de un edificio debe contemplar que sea capaz de sustentar do tipos de cargas: estáticas y dinámicas.

Cargas estáticas

Se supone que las cargas estáticas se aplican lentamente a una estructura hasta que alcanzan su valor pico sin variar rápidamente su magnitud o su posición. Bajo una carga estática, una estructura responde lentamente y su deformación alcanza un pico cuando la fuerza estática es máxima.

La carga viva incluye toda carga móvil o movible en una estructura que resulta de la ocupación, de la nieve y el agua acumuladas, o del equipo movible. Una carga viva actúa típicamente en dirección vertical hacia abajo, pero también puede actuar horizontalmente para reflejar la naturaleza dinámica de una carga móvil.

• Las cargas de ocupación resultan del peso de las personas, los muebles, el material almacenado y otros elementos similares en un edificio. Los reglamentos de construcción especifican las cargas unitarias mínimas uniformemente distribuidas para diferentes usos y ocupaciones.  4.

• Las cargas de nieve son creadas por el peso de la nieve que se acumula en un techo. Estas cargas varían con la ubicación geográfica, la exposición del sitio, las condiciones eólicas y la geometría del techo.  5.

• Las cargas pluviales resultan de la acumulación de agua en un techo debido a su forma, deflexión o el atascamiento de su sistema de drenaje.  6.

• Las cargas de impacto son cargas cinéticas de corta duración debido a vehículos, equipo y maquinaria en movimiento. Los reglamentos de construcciones tratan esta carga como una carga estática, compensando su naturaleza dinámica al amplificar la carga estática.


Cargas dinámicas

Las caras dinámicas se aplican súbitamente a una estructura, con frecuencia con cambios rápidos de magnitud y del punto de aplicación. Bajo una carga dinámica, una estructura desarrolla fuerzas de inercia en relación con su masa y su deformación máxima no corresponde necesariamente a la magnitud máxima de la fuerza aplicada. Los dos tipos principales de cargas dinámicas son las cargas de viento y las cargas sísmicas.

Tipos de Construcción de un Edificio

Los reglamentos de construcción clasifican la construcción de un edificio de acuerdo con la resistencia al fuego de sus componentes principales: el marco estructural, los muros exteriores de carga y sin carga, los muros interiores de carga, los divisores permanentes, los ensamblados de piso) plafón y techo, las escaleras y los recintos para cubos.

1. Los edificios de tipo I son de construcción incombustible y tienen una retícula estructural de acero, concreto reforzado o mampostería reforzada.
2. Los edificios de tipo II son similares a los edificios de tipo I con excepción de una reducción en el grado requerido de resistencia al fuego de los elementos de construcción.
3. Los edificios de tipo III tienen muros exteriores incombustibles y una retícula estructural de acero, concreto, mampostería o madera.
4. Los edificios de tipo IV tienen muros exteriores incombustibles, una retícula estructural interior de madera sólida o laminada de tamaños mínimos específicos y pisos sin espacios ocultos.
5. Los edificios de tipo V tienen elementos de construcción con el grado de resistencia al fuego especificado en el reglamento de construcciones.
• Para que una construcción sea del tipo protegido se requiere que tenga en su totalidad una hora de resistencia al fuego.
• Una construcción del tipo no protegido no tiene requerimientos de resistencia al fuego con excepción de los recintos de los cubos y de las salidas o si el reglamento de construcciones requiere protección de los muros exteriores debido a su proximidad a un lindero.
• La siguiente tabla esboza los grados requeridos de resistencia al fuego de los elementos de construcción para los diferentes tipos de construcción. Consultar el reglamento de construcciones para requerimientos más específicos.
• Véase el apéndice para el grado de resistencia al fuego de ensamblados representativos de construcción.


Aun cuando cada uno de los modelos de reglamento difiere en los requerimientos detallados de cada tipo de construcción, todos ellos limitan la altura y el área máximas por piso de un edificio de acuerdo con el tipo de construcción y la ocupación o el uso. El objetivo de estas disposiciones es proteger al edificio del fuego y contener un incendio el tiempo suficiente para permitir que las personas evacuen el edificio con seguridad. La limitación del tamaño puede ser excedida si el edificio está equipado cori un sistema automático de rociadores contra incendio, o si está dividido mediante muros contra incendio en áreas , que no sobrepasen la limitación del tamaño.

6. Se requiere que los muros contra incendio tengan un grado de resistencia al fuego que sea suficiente para evitar la propagación del fuego de una parte del edificio a otra. Deben prolongarse de manera continua desde la cimentación hasta un parapeto arriba del techo del edificio, o hasta el lado de debajo de un techo incombustible. Todos los vanos en los muros contra incendio están restringidos a un cierto porcentaje de longitud de muro y deben protegerse mediante puertas contra incendio de cierre automático, ensamblados para ventanas de grado contra incendio y en el caso de ductos de aire, mediante amortiguadores contra fuego y humo.
7. Los separadores de habitaciones son las construcciones verticales u horizontales resistentes al fuego, que se requieren para evitar la propagación del fuego de una habitación a la otra en un edificio de uso mixto.
8. El libramiento contra incendio se refiere al espacio requerido entre un lindero o un edificio adyacente y un muro exterior que tenga un grado especificado de resistencia al fuego.


Sistemas de Construccion de Edificios

El sistema estructural

El sistema estructural de un edificio se diseña y se construye para sustentar y transmitir con seguridad al suelo cargas aplicadas gravitacionales y laterales sin sobrepasar los esfuerzos permisibles en sus miembros.

• La superestructura es la prolongación vertical de un edificio por arriba de la cimentación.
• Las columnas, las vigas y los muros de carga sustentan las estructuras de los pisos y de los techos.
• La subestructura forma la cimentación de un edificio.

El sistema de envolvente

El sistema de envolvente es la cáscara o envoltura de un edificio, que consiste en el techo, los muros exteriores, las ventanas y las puertas.

• El techo y los muros exteriores protegen a Los espacios interiores de las inclemencias del clima y controlan la humedad, el calor y el flujo de aire a través de la formación de capas con los ensamblados de construcción.
• Los muros exteriores y los techos también amortiguan el ruido y proporcionan seguridad y privacidad a los ocupantes de un edificio.
• Las puertas permiten el acceso físico.
• La ventanas dejan pasar la luz y el aire, y permiten admirar el panorama.
• Los muros interiores y las particiones dividen el interior de un edificio en unidades espaciales.

Sistemas mecánicos

Los sistemas mecánicos suministran servicios esenciales para el edificio.
• El sistema de abastecimiento de agua suministra agua potable para consumo humano y para saneamiento.
• EL sistema de drenaje elimina los desechos y la materia orgánica de un edificio.
• La calefacción, la ventilación y los sistemas de aire acondicionan los espacios Interiores de un edificio para la comodidad ambiental de los ocupantes.
• El sistema eléctrico controla, mide y protege el suministro de energía eléctrica de un edificio. Asimismo, distribuye de una manera segura la energía, la iluminación, la seguridad y los sistemas de comunicación.
• Los sistemas de transporte vertical trasladan personas y bienes de un nivel a otro en edificios de altura media y de gran altura.
• Los sistemas contra incendio detectan y combaten los incendios.
• Las estructuras de gran altura también pueden requerir sistemas de disposición de desechos y sistemas de reciclado.


La manera en la cual se seleccionan, se ensamblan y se integran los diferentes sistemas de construcción en la edificación debe considerar los siguientes factores:

Requerimientos de funcionamiento

• Compatibilidad estructural, integración y seguridad
• Resistencia al fuego, prevención y seguridad
• Espesor permisible o deseable de los ensamblados de construcción
• Control de los flujos de calor y de aire a través de los ensamblados del edificio
• Control de la migración y de la condensación del vapor de agua
• Acomodo del movimiento del edificio debido a asentamientos, deflexión estructural y expansión o contracción con cambios de temperatura y humedad
• Reducción de ruido, aislamiento del sonido y privacidad acústica
• Resistencia al desgaste, la corrosión y el intemperismo
• Requerimientos de acabados, limpieza y mantenimiento
• Seguridad en el uso

Cualidades estéticas

• Relación deseable del edificio con su sitio, con las propiedades adyacentes y con el vecindario
• Cualidades preferidas de forma, volumen, color, patrón, textura y detallado

Restricciones del reglamento


• Cumplimiento con los ordenamientos de zonificación y con el reglamento de construcción

Consideraciones económicos

• Costo inicial, que incluye material, transporte. equipo y los costos de mano de obra
• Costos del ciclo de vida útil, que incluyen no solamente el costo inicial, sino también los costos de mantenimiento, consumo de energía, vida útil, costos de reemplazo e interés del capital invertido

Impacto ambiental

• Conservación de energía y de recursos mediante la ubicación y el diseño del edificio
• Eficiencia energética de los sistemas mecánicos
• Uso de materiales eficientes en cuanto a recursos y materiales no tóxicos

Prácticas de construcción

1. • Requerimientos de seguridad
• Tolerancias previsibles y ajuste apropiado
• Conformidad con los estándares y las garantías industriales
e División del trabajo entre el taller y el campo
• División de las actividades y coordinación de las especialidades de construcción
• estricciones de presupuesto
• Equipo de construcción que se requiera
• Tiempo requerido de edificación
• Prevenciones para clima inclemente


Las dependencias locales de gobierno adoptan y promulgan el reglamento de construcciones para regular el diseño, la construcción, la alteración y la reparación de los edificios con objeto de proteger la seguridad, la salud y el bienestar público.

Modelos de reglamento

Los modelos tic reglamento son reglamentos de construcción desarrollados por las organizaciones nacionales de funcionarios del reglamento de construcciones, sociedades profesionales y gremios de oficios para que los adopten las comunidades locales. Si es necesario modificar o agregar ciertas disposiciones para enfrentar requerimientos o preocupaciones locales, los modelos de reglamento pueden ser promulgados y enmendados por la municipalidad.

2. Aun cuando los modelos de reglamento difieren en detalle, están organizados de manera similar. Cada uno comienza con la definición de categorías del uso o de la ocupación y de los tipos de construcción de acuerdo con el grado de incombustibilidad y de combustibilidad. Cada modelo de reglamento establece entonces las limitaciones de altura y de ¿rea en relación con la ocupación o el uso de un edificio y del tipo de construcción empleada.



Los modelos de reglamento también establecen estándares para el diseño estructural, la construcción de muros, pisos y techos, los sistemas de protección contra incendio, los medios para la evacuación de emergencia, La luz natural y La ventilación, la accesibilidad para los discapacitados, y la eficiencia energética y conservación de energía.

Cada modelo de reglamento está basado en el funcionamiento y estipula cómo debe funcionar un componente o sistema específico sin suministrar necesariamente lo medios que deben emplearse para alcanzar los resultados. Es frecuente la referencia a los estándares establecidos por la American Society for Testing and Materials (ASTM), el American National Standards lnstute (ANSI) y otras sociedades técnicas y profesionales para indicar las propiedades deseables de un material o de un componente y los métodos de ensayo requeridos para verificar el funcionamiento de los productos.

Reglamentos adicionales

Además de estos modelos de reglamento, los reglamentos adicionares se desarrollan para regular otros aspectos de la construcción, como la plomería y el trabajo mecánico. Aun cuando los estados o las municipalidades locales puedan desarrollar algunos de ellos, la mayoría son publicados por los mismos grupos que editan los modelos reglamentos

Arquitectura y Construcción de Edificios

Arquitectura y construcción de edificios no son necesariamente una y la misma cosa. Para el diseño y construcción de un edificio, es necesario conocer bien los métodos para el ensamblado de diferentes materiales, elementos y componentes. Sin embargo, este conocimiento, aun cuando capacita para hacer arquitectura, no garantiza el conocimiento práctico de La construcción de edificios. Un conocimiento práctico de la construcción de edificios es solamente uno de los varios factores críticos para ejercer la arquitectura. Cuando se habla de la arquitectura como el arte de la construcción, deben considerarse los siguientes sistemas conceptuales de orden, además de los sistemas físicos de la construcción:

• La definición, la escala, la proporción y la organización de los espacios interiores de un edificio
• El ordenamiento de las actividades humanas mediante su escala y sus dimensiones
• La zonificación funcional de los espacios de un edificio de acuerdo con el propósito y el uso
• El acceso a las rutas de desplazamiento y circulaciones horizontales y verticales en el interior del edificio
• Las cualidades sensibles de un edificio son la forma, el espacio, la luz, el color, la textura y el patrón
• El edificio como un componente integrado dentro de los ambientes natural y de la construcción.

En esta serie de artículo son de interés primordial los sistemas físicos que definen, organizan y refuerzan el ordenamiento perceptivo y conceptual de un edificio.

Un sistema puede definirse como el conjunto de partes interrelacionadas e interdependientes que forman un todo unificado más complejo y que sirven a un propósito común. Un edificio puede entenderse como un cuerpo f1sico de varios sistemas y subsistemas que necesariamente deben estar relacionados, coordinados e integrados unos con otros, así como con la forma tridimensional y la organización espacial del edificio en conjunto.

Arquitectura y Construcción de Edificios