Estructura de acero para cubierta

Perfiles laminados

Aprovechando en buena medida perfiles sobrantes de otra obra, se diseña esta estructura de acero para cubierta de teja, a 4 aguas.

Se trata de una vivienda de construcción tradicional, con muros de carga de termoarcilla y forjado de losa alveolar de hormigón armado. Aunque inicialmente se iba a ejecutar la estructura de cubierta con perfiles ligeros de acero conformados en frío (Light Gauge Steel Framing- LGSF), la propiedad decide aprovechar perfiles laminados sobrantes.

Disponemos de un catálogo limitado: IPE-180 (en recortes de no más de 2 metros), IPE-120, IPE-80, OMEGA 40.2 y tubos 40.2
La luz a salvar entre los muros de carga longitudinales es de 8 metros, por lo que resulta suficiente con la disposición de pares IPE-80 cada 1,20 metros, atirantando en la base con tubos 40.2 y usando los perfiles OMEGA 40.2 como apoyo directo para las tejas (se trata de una cubierta ventilada no vividera).

Los perfiles mayores (IPE-180), dado que su canto es excesivo y su longitud escasa, se utilizan como durmientes de apoyo sobre los muros de carga, anclándolos con patillas. Sobre ellos apoyan los pares (IPE-80), a los que se practica un recorte en el ala inferior, disponiendo una pieza intermedia a modo de cartela, que transmite la carga al durmiente por cortante, sin transmitir momento flector al par.

En esta estructura de acero para cubierta, el apoyo de los pares en cumbrera se realiza también a cortante, de tal forma que la estructura resultante es un pórtico tri-articulado, con pares y tirante.

Para facilitar el montaje, se dispone una viga de cumbrera (IPE-120) que no es estructural, sino que queda sujeta por los propios pares. No obstante, resulta muy útil para el replanteo, situándola sobre puntales, que se retiran una vez unida ésta a los pares. Al tener mayor canto que los pares, éstos quedan embutidos en la viga de cumbrera, soldando solamente el alma (una vez más para no transmitir momento flector y dejar que la unión funcione estructuralmente como una articulación).

Para dar estabilidad a la estructura, se disponen tirantes (TUBO 40.2) atando y triangulando los durmientes entre ellos. Aunque los durmientes tienen de por sí cierto grado de empotramiento sobre el muro de carga, no puede asegurarse al 100% y, además al tener bastante esbeltez podrían tender al vuelco ante la fuerza horizontal transmitida por los pares. La triangulación diseñada en la base permite solventar esos posibles problemas de estabilidad.

Se sueldan sobre el ala superior de los durmientes longitudinalmente (por ambos lados), de tal forma que la soldadura queda dispuesta en la dirección del esfuerzo.
Por último, se dispone la subestructura de rastreles sobre la que, directamente, apoyarán las tejas (OMEGA 40,2), dando mucha más rigidez al conjunto.

Pudo verse cómo los tirantes iban entrando en carga a medida que la cubierta se iba cargando, ganando en tensión, lo cual confirma la necesidad de los mismos, sin los cuales los perfiles dispuestos como durmientes tenderían al vuelco en esta estructura de acero para cubierta.

Estructura de acero para cubierta
Vista general de la estructura de acero de cubierta
Estructura de acero para cubierta
Limatesa de esquina de cubierta
Apoyo de par a cortante
Pieza para apoyo de los pares en el durmiente
Disposición de tirantes sobre durmientes
Unión de los tirantes a los durmientes, mediante soldadura
Tejas sobre rastreles
Apoyo de las tejas, sobre rastreles metálicos