CERÁMICA ARMADA una investigacion construida by AYR PRESS

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cerámica armada, una investigación construida JOSEMARIA DE CHURTICHAGA

introducción

El objetivo de este documento es recoger una investigación estructural construida en cerámica armada, una técnica constructiva y estructural en la que se ha centrado parte del recorrido profesional personal como arquitecto. Se pretende así condensar el trabajo realizado en este campo estructural concreto, acotando en cierto de modo el repertorio de soluciones posibles para una técnica que si bien no ha sido empleada de modo frecuente, posee aspectos y ventajas técnicas muy capaces con gran capacidad de futuro y desarrollo.

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Es importante destacar, que el objetivo de esta investigación construida personal ha sido ante todo arquitectónico, y en ésta búsqueda personal se eligió la cerámica armada como respuesta. Por tanto, esta alianza estructural, constructiva y espacial ha sido siempre gobernada por una idea de la arquitectura, cuya “derivada estructural” es el objetivo de este trabajo. Esta obra construida en cerámica armada, desarrollada con intensidad variable pero de modo recurrente en distintas obras desde el año 1995 es la que se presenta en este trabajo bajo la perspectiva estructural y constructiva, como resultado de un camino necesario, de un itinerario de tanteo y aprendizaje al que fui empujado en la búsqueda de una postura arquitectónica personal. Pero antes, primero será necesario alguna reflexión sobre la cerámica, su vigencia y capacidades y sobre el contexto particular de cerámica armada en el que se inserta el trabajo personal en este campo.

cerámica menguante o reinvención inevitable La arcilla, base de la cerámica, es uno de los materiales más antiguos, abundantes y más utilizados de la historia de la arquitectura y de la construcción. Sin embargo, desde hace algún tiempo, su papel está entrando en una etapa de redefinición y en muchos casos de franca retirada. Esto es especialmente acusado en el panorama arquitectónico más reciente e intelectual, que no parece tener en la cerámica un aliado de futuro, relegándola en muchas ocasiones en tareas secundarias que no exploran todas sus posibilidades. Pero si consideramos la actividad constructora en toda la Tierra, con cientos de millones de personas que todavía utilizan la arcilla como material base de la construcción, nos encontramos con una paradoja; y es que en la Tierra todavía hoy se construye con tierra....y sin embargo hace su arquitectura reconocida y publicada sin ella.

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Esta paradoja, tiene además un componente lacónico y es el hecho de que con demasiada frecuencia, la cerámica es entendida como una solución constructiva subdesarrollada, primaria, que se emplea sólo cuando no hay más alternativas, o cuando las soluciones que aborda son sencillas o de emergencia. Y es cierto que las técnicas asociadas a la construcción con cerámica tienen una trayectoria milenaria y modesta en la mayoría de los casos, que con escasa variaciones, ha permanecido invariable. En todo caso, esta lejanía intelectual de la cerámica del frente arquitectónico tiene raíces más profundas que no sólo son “moda”, por lo que tendrá que “reinventarse” si quiere mantener su presencia como aliado constructor en el futuro arquitectónico; un futuro que ya apunta cambios que pueden empujar a la cerámica si está sabe desencadenar con acierto esa reinvención.

nuevas técnicas para un viejo material Y la primera reinvención que catalice su transformación sería sacudirse su complejo, un complejo que lastra su futuro…y redescubrir que la cerámica es alta tecnología. Y lo es entendiendo ésta casi etimológicamente como relación de prestaciones para el aprovechamiento del hombre, y el problema fundamental es que todavía está pendiente observarla desde este punto de vista. Haciéndolo, encontraremos un material con prestaciones térmicas, estructurales, ambientales de gran competencia y que precisamente por su buena aptitud, su abundancia como gran aliado, ha permitido que en cualquier época, y en casi cualquier latitud y clima, la cerámica haya jugado un papel tecnológico constructor esencial. Esta visión tecnológica de la cerámica se encuentra ya en plena explosión en el campo de la física de materiales, y en aplicaciones de máximas exigencias como la industria automovilística, electrónica o aeroespacial, donde se esta produciendo una reinvención cerámica sin precedentes... pero ajena al mundo de la construcción, un mundo de gigantescas inercias, de empecinado conservadurismo, y que siempre reacciona con mucha lentitud y prevención a los futuros ya presentes y exitosos que se plantean en las áreas de conocimiento vecinas.

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En la construcción civil, territorio natural de la cerámica, los avances o pequeñas revoluciones suelen producirse con dos mecanismos que se interrelacionan. O bien se producen avances en la ciencia de materiales, mejorando algunos ya existentes, o bien se producen invenciones o transformaciones de algunas técnicas de construcción. Como es evidente, nuevas técnicas empujan la revolución muchas veces en los materiales y a su vez invenciones o mejoras en prestaciones de materiales abren nuevas posibilidades constructivas que aprovechen estas competencias físicas alcanzadas. También ocurre, que la invención o desarrollo de otros materiales puede desplazar durante muchas generaciones otras soluciones anteriores consideradas menos modernas que quedan en letargo hasta que una nueva mirada, una nueva economía, una nueva revolución técnica, una escasez determinada redescubre con unos nuevos ojos una solución ya conocida pero sobre la que estaba asentada una subestima.

acero y hormigón omnipresentes El hierro y el acero suponen el gran cambio mundial hacia la sociedad industrial, y como “material lineal” por excelencia, hermano a la madera, exige organizar el espacio como un entramado, independizando la estructura como un gran esqueleto lineal de delgadez y tamaños desconocidos hasta entonces. Y en este panorama se instala el hormigón armado, un material absolutamente novedoso, pues establece una binomio genial: unir un material estéreo compresivo, una piedra artificial como el hormigón, a un material lineal y traccionable como el acero. El resultado, ha sido un material con una cierta “isotropía variable”, capaz de desenvolverse con soltura y competencia en líneas y entramados, como de solucionar Estos redescubrimientos son uno de las cuestiones más apasionantes de la historia de la construcción, pues junto a causas muchas veces evidentes de superación y mejora de técnicas, en muchas otras se entrelazan hechos de raíz no técnica cuyos efectos pueden ser de enorme trascendencia. La Historia de la construcción, una disciplina reciente en pleno desarrollo, desatiende con demasiada frecuencia estos hechos. Empeñada en su raíz técnica, solo alcanza a ver la historia como mera secuencia temporal y de desarrollo permanente. Falta sin embargo la historia geopolítica, social y cultural de la construcción, una mirada historiográfica distinta todavía por desarrollar.

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brillantemente construcciones superficiales, masivas y estéreas, de cualquier complejidad y escala. La introducción del acero y del hormigón armado como materiales de construcción, que a sus gigantescas virtudes y capacidades se sumaron una evolución social y de métodos de trabajo, una demanda estructural y espacial de una nueva sociedad y una nuevo orden económico mundial, indujeron de una manera progresiva una “secuencia constructiva” que ya casi resulta obligada en los países industrializados: la separación entre estructura, cerramiento y acabado . En esta ecuación casi inamovible, la cerámica queda desterrada como material estructural pero se mantiene como gran invitado en tareas de cerramiento, revestimiento y acabados, sobre los que se centran casi todos sus avances hasta hoy, avances notables y con caminos prometedores, pero que no cuentan con ella como sistema constructivo que defina por si misma el la organización del espacio arquitectónico.

la búsqueda de la “cerámica flexible” Y es este territorio de anisotropía variable, de alianza sde materiles para tener capacidades de flexión, que tan brillantemente ocupa el hormigón armado, uno de los caminos que la cerámica puede transitar con mayor naturalidad, aquel en que una buena alianza pueda reinventarla para vencer sus propias limitaciones. En ese camino “aliado” que supone el hormigón armado, la cerámica puede encontrar también su acomodo con sus propias características, ventajas y fortalezas conceptuales. Merece pues la pena detener un momento la mirada en uno de esos caminos cerámicos posibles: la cerámica armada.

Resulta curioso comprobar cómo el hormigón armado, surgiendo en plena expansión y explosión de la construcción en acero, acaba acomodándose a organizaciones lineales que no son sino una limitación de sus posibilidades. En el campo de la edificación donde más acusado es este hecho, obligado quizá por deberes espaciales y económicos de aprovechamiento del espacio que poco tienen que ver con sus capacidades expresivas y estructurales. Es sin embargo, en construcciones más ambiciosas, generalmente asociada a grandes infraestructuras y equipamientos donde el hormigón se ha desenvuelto con mayor comodidad y ha desplegado sus enormes posibilidades.

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cerámica armada un material en si mismo La cerámica armada es en si mismo un nuevo material formado por un trinomio capaz: cerámica, acero y mortero. Puede entenderse, simplificando algo, como un hormigón armado mucho más ligero, donde la ligereza es precisamente la materia cerámica, y que produce en si mismo un nuevo material muy capaz estructuralmente, casi un tercio más ligero en comparación con su hermano, el doble de “abrigado” térmicamente, mejor dotado acústicamente, menos contaminante en su producción y reciclaje, que utiliza muchos menos medios auxiliares, que tiene un consumo de mano de obra similar, y que es, en definitiva, un sistema constructivo capaz y renovado.

sus creadores

La utilización consciente y documentada de cerámica armada más temprana que conocemos la realiza en 1813 el gran ingeniero Marc Isambard Brunel (1769-1849) (1) en una modesta chimenea de fábrica, y muy poco tiempo después, en 1825, la adopta para la construcción de su

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pionero túnel bajo el Támesis en Londres construido entre 1825 y 1843 . (2) En esta construcción, Brunel sentó las bases de la construcción de túneles, desarrollando un sector abovedado deslizante en cuyo interior se excavaba el túnel que se ejecutaba por construcción por avances sucesivos de hiladas (3,4) Para la construcción de este túnel, Brunel confió en el ladrillo la ejecución de toda su estructura, pero con el fin de conseguir un trabajo conjunto de toda la superficie realizada por sectores, armó la fábrica con barras de hierro en el sentido transversal y longitudinal, en lo que resultó ser el primer gran ejemplo documentado de fábrica armada como técnica que resolvía un reto constructivo ingenieril.

Isambard Kingdom Brunel delante de las cadenas del barco de vapor Great Eastern en Millwall, 1857 Fotografía de Robert Howlett (1831–1858)

En 1890, el ingeniero francés Paul Cottancin (18651928) patentó un sistema constructivo que denominó “ciment armé”, en que establecía el trabajo combinado de hormigón, ladrillo y acero, en el que la cerámica y el cemento se unían mediante refuerzos de alambre. Sus primeras aplicaciones las realizó a través del arquitecto

Sección del túnel bajo el Támesis, Londres, 1825-1843 Isambard Brunel, (1769-1849) Ilustración de: Edimburg Encyclopedia, 1832 autor:Brewster, David, Sir, 1781-1868 edición: Philadelphia : J. and E. Parker El discurre a 21 metros de profundidad, cota que se alxanzaba con dos enormes tambores cilindricos de cerámica armada de 15m de diámetro y 75cm de grosor en los que un sistema de rampas helicoidales servían de acceso para carruajes y peatones hasta alcanzar la cota del túnel bajo el río a 21 de profundidad.

Ilustración del encofrado deslizante utilizado en la construcción del túnel bajo el Támesis, Londres, 1825-1843 Islamabad Brunel, (1769-1849) Ilustración del siglo XIX del Illustrated London News

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imagen del arranque del túnel bajo el Támesis, Londres, 1825-1843 Islamabad Brunel, (1769-1849) El tunel original Se utiliza cerámica armada en toda la fábrica de ladrillo macizo en los tambores cilíndricos de 15m de diámetro y 75cm de grosor que servían de acceso para carruajes y peatones hasta alcanzar la cota del túnel bajo el río a 21 de profundidad

racionalista Anatole de Baudot, alumno de Viollet-leDuc, en su iglesia de St. Jean de Montmartre de París. (5)

iglesia de St. Jean de Montmartre, construida entre 1899 y 1905 Anatole de Baudot, arquitecto

Posteriormente, una de las más depuradas aportaciones la realizó el gran Rafael Guastavino Expósito (1873-1950), hijo y heredero de la leyenda Guastavino paterna, el gran constructor de bóvedas tabicadas, quien en 1910 patenta un método de refuerzo metálico para elementos tabicados cerámicos, con el fin de dotarlos de resistencia a flexión,

Anatole de Baudot (Sarrebourg, 1834 - París, 1915) ,arquitecto francés, fue discípulo de Labrouste y de Viollet-Le-Duc, su obra más importante es el edificio St. Jean de Montmartre de París (1894-1902), pionero en el uso del hormigón armado visto.

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(6) y en el que establece la base de lo que hoy entendemos como cerámica armada. También existen ejemplos de cerámica armada en obras de Eduardo Torroja, como los cajones de cimentación del puente de Sancti Petri, (7) ejecutados en 1926, donde diseñaron y ejecutaron cajones flotantes de rasilla cerámica ligeramente armada enfoscada por ambas

United States Patent 0947177 Patente denominada “Masonry Structure”, presentada el 31 julio de 1908 y registrada el 18 de enero de 1910, y en la que añade refuerzos metálicos en ambas direcciones como elementos de refuerzo para dotar a la estructura de capacidades de flexión. autor: Rafael Guastavino Expósito (1873-1950), hijo del legendario Rafael Guastavino Moreno (1842-1908)

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caras como encofrados flotantes perdidos de las pilas del puente.

7a,b,c

Pero la figura indiscutible que verdaderamente dota a la cerámica armada de posibilidades estructurales inconcebibles, de repertorio inmenso y de conocimiento técnico y resistente, fue el ingeniero uruguayo Eladio

Puente de Sancti Petri. Cajón de cimentación, 1926 ingeniero: Eduardo Torroja Miret archivo Centro de Estudios Históricos de Obras Públicas, CEHOPU)

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Dieste (1917-2000), (8), figura cumbre de la ingeniería mundial. Su repertorio estructural se desarrolla en la creación de elementos resistentes por la forma, buscando como el propio Dieste decía “la forma de un problema y no el problema de una forma”. Casi todas sus formas adoptan así curvaturas sencillas y dobles de perfiles generalmente catenarios, con secciones variables como sus bellísimas “bóvedas gausas” (9, 10, 11, 12), con las cuales cubrió millones de metros cuadrados a precios imbatibles incluso en el desarrollado Brasil hacia 1980, mostrando su eficacia y economía. 8

Puente de Sancti Petri. Cajón de cimentación, 1926 ingeniero: Eduardo Torroja Miret archivo Centro de Estudios Históricos de Obras Públicas, CEHOPU)

El demostró las posibilidades casi mágicas de este sistema y le suministró la base teórica y de cálculo necesarias para afrontarla, y aún con los precursores citados, puede considerarse sin ninguna duda el auténtico inventor y gran protagonista de la cerámica armada.

Almacén en el Puero de Montevideo, 1979 Ingeniero: Eladio Dieste (1917-2000) Bóvedas Gausas Luz=50m espesor de la cáscara de cerámica armada=12 cm, de los cuales 10cm son de ladrillo hueco.

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Bóvedas de la Iglesia de la Atlántida. Ingeniero: Eladio Dieste (1917-2000) construcción de la cáscara de cerámica armada con tirantes horizontales embebidos en la sección de la misma.

Almacén en el Puero de Montevideo, 1979 Ingeniero: Eladio Dieste (1917-2000) sección de la cáscara de espesor 12cm de los cuales 10cm son de ladrillo hueco.

Nave con Bóvedas Gausas Ingeniero: Eladio Dieste (1917-2000) prueba de carga con Eladio Dieste en la clave de la bóveda

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una investigación personal construida Dentro del ámbito de la cerámica armada, se resume a continuación el recorrido profesional personal de investigación en el ámbito de la cerámica armada, un recorrido ordenado como repertorio según elementos constructivos y estructurales, para enmarcar con estos vértices su campo de posibilidades. Cada uno de los elementos tratados se analizan desde el punto de vista constructivo, los métodos de cálculo empleados, las técnicas empleadas de ejecución, y aquellas consideraciones de la experiencia personal destacables.

materiales y resistencias

Para la ejecución de estas obras se han empleado de manera recurrente los siguientes materiales: LADRILLO Ladrillos macizos cocidos a alta temperatura Resistencia a la compresión= 66,70 N/mm2 Absorción de agua= 8,4% Densidad absoluta seca=1970 Kg/m3 Densidad aparente seca=1990 Kg/m3 Medidas=240x115x40mm MORTERO M-160 resistencia 16 N/mm2 ACERO DE ARMAR AEH-400 límite elástico 410 N/mm2 Con estos materiales se ensayaron probetas de las cuales se obtuvieron unos valores de calculo global para la fábrica, que una vez minorados considerando errores y defectos de ejecución como anisotropías de la fábrica, se establecieron en: RESISTENCIA A LA FLEXION Resistencia a flexión fck=8,3 N/mm2 Resistencia a cortante= 0,15 N/mm2

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13, 14

Probeta de cerámica armada ensayada con carga puntual centrada. A la izquierda, la probeta justo antes de la rotura, a la derecha la probeta ya rota.

el cálculo Es necesario destacar que el cálculo empleado para la mayoría de los elementos ha sido un cálculo personal muy simplificado, muy poco apurado, muy enfocado a establecer un marco seguro de actuación para su construcción, y en definitiva buscando más el objetivo constructor e investigador de soluciones constructivas aplicables que el análisis detallado de las piezas. La mayoría de los elementos han sido resumidos o asimilados a otros elementos conocidos y sencillos de calcular, estableciendo siempre en estos “saltos tipológicos” márgenes de seguridad para el cálculo. Teniendo en cuenta el trabajo conjunto de las grandes superficies, donde prevalece la disposición superficial de la estructura frente al entramado lineal, con esbelteces en general muy pequeñas, las tensiones obtenidas en las fábricas suelen ser muy bajas. Así, en muchas ocasiones los problemas que se presentan estructurales son más cercanos a la estabilidad que a la resistencia, por lo que la interconexión de los elementos y un entendimiento espacial de la concatenación de los mismos fueron la mayoría de las veces las verdaderas herramientas de cálculo. En algunas ocasiones aisladas, algunos elementos sin embargo han requerido un análisis cuidadoso y una consulta a calculistas externos, como son piezas de gran luz postesadas o situaciones con problemas tensionales o de pandeo locales.

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muros DESCRIPCION Son los elementos más sencillos realizables en cerámica armada. Armando las hiladas horizontales y/o verticales de los muros se obtienen elementos más capaces y más recursos resistentes, pues la fábrica adquiere la capacidad de soportar flexiones. EJECUCION Su ejecución es sencilla, pues basta aparejar los muros disponiendo la armadura vertical y horizontal según las solicitaciones resistentes. Como particularidad en el aparejo de los muros, la traba tradicional del ladrillo entre hiladas desaparece, y los ladrillos quedan pues alineados en una matriz rectangular de filas y columnas.(15), 15

Aparejo específico de los muros de 1 pie de cerámica armada, donde los ladrillos no se traban sino que se organizan en una trama de filas y columnas para permitir el paso de la armadura.

Para la ejecución además se emplean juntas de mortero de al menos 30mm, ya que garantizar el recubrimiento de la armadura durante la ejecución es uno de los aspectos más importantes de la ejecución. Como en toda fábrica de ladrillo, debe cuidarse la hidratación previa del ladrillo antes de la colocación del mortero, pues de este modo la cerámica no absorbe agua del mismo y no altera por tanto sus propiedades mecánicas derivadas de su dosificación. La secuencia habitual de construcción de un muro se contempla en la secuencia de las imágenes (16. 17) , donde se observa como se “toma” el ladrillo con mortero asentándolo con el mango de la paleta teniendo cuidado de envolver bien la armadura con el mismo, y retirando posteriormente el mortero sobrante restregando la paleta por la superficie del muro.

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MEDIOS AUXILIARES Y ENCOFRADOS La ejecución de muros en cerámica armada elimina la necesidad de encofrados, pues tan solo son necesarios los medios auxiliares clásicos utilizados en la ejecución de muros de fábrica convencionales, tales como andamios, miras, dinteles para la ejecución de huecos, etc. (16, 17) Esta cualidad ofrece una ventaja evidente frente a soluciones emparentadas de muros armados como son los de hormigón armado, y puede resolver elementos allí donde los encofrados suponen una inversión grande respecto al resto de las operaciones, como por ejemplo los casos de autoconstrucción en paises en vías de desarrollo.

Secuencia típica de construcción de muro de crámica armada. En este caso, se trata de un muro de espesor de 1pie= 24cm

obra: Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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VENTAJAS Al poder asumir flexiones, permite a los muros armados ser muy competentes para asumir grandes cargas, flexión, resolver problemas de pandeo, asumir asientos y dilataciones habituales en las obras de fábrica, y poder resolver de manera sencilla las concentraciones de cargas producidas por cargas puntuales de otros elementos estructurales actuando sobre ellos.. Una ventaja fundamental frente a soluciones equivalentes en otras técnicas como el hormigón armado es la eliminación de la necesidad de encofrados para su construcción, pues la construcción es “aparejada” en vez de “vertida”.(17)

Muro de cerámica armada en plena ejecución. En segundo plano se observa a la cuadrilla ejecutando el muro. En primer plano, un albañil prepara los ladrillos cortados a medida para remates y otro prepara en cubas el mortero.

obra: Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Sala de Internet con muros de cerámica armada de 1 pie de espesor. se observa además un quiebro en el muro con cambio de aparejo que corresponde al muro traccionado de contraresto de los grandes voladizos del espacio central. obra: Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Otra de las virtudes intrínsecas del sistema es resolver en una sola operación la estructura, el cerramiento y el acabado, consiguiendo espacios mucho más competentes desde el punto de visto térmico y acústico, pues la porosidad de la cerámica y sus características físicas, especialmente su calor específico, confieren a los espacios de un gran confort pasivo . (18)

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Planta tipo con situación de muros estructurales de 1/2 pie. obra: microrascacielos de 4 viviendas, c/ Misterios 26, Madrid proyecto: 2004 construcción: 2006-2008 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

APLICACIONES Los muros de fábrica cerámica armada, pueden resolver de modo mucho más económico ciertos problemas que el hormigón armado., como en el ejemplo (19) de la imagen, donde se resolvió una “microtorre” de tan solo 5 niveles pero con una esbeltez cercana a 4, (21,22) donde la influencia del viento resulta crítica.

Detalle de encuentro muros-forjado. obra: microrascacielos de 4 viviendas, c/ Misterios 26, Madrid proyecto: 2004 construcción: 2006-2008 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Gracias a la cerámica armada, se ha construido todo el edificio con una muro-hoja-tubo de ladrillo armado de tan solo 10,5 cm (20) y que además contiene huecos generosos. La ausencia de encofrados, y el sistema aparejado sin mano de obra no especializada, hizo posible resolver con un modesto muro el cerramiento, el acabado interior y la estructura vertical sin ninguna otra ayuda.

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21, 22

Maqueta de papel de la microtorre de viviendas y sección transversal, donde se observa la gran esbeltez de la torre pese a su escasa crujía de 415cm obra: microrascacielos de 4 viviendas, c/ Misterios 26, Madrid proyecto: 2004 construcción: 2006-2008 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista de alzado interior de patio de libros, con viga pared de cerámica armada con huecos de leces medias de 12m y espesor de viga pared= 1 pie = 24cm obra: Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

vigas pared DESCRIPCION Son elementos a medio camino entre el muro y la viga, y son uno de los campos en que mejor puede demostrar su eficacia la cerámica armada (23), debido a la facilidad de resolver paños perforados de diversa geometría, y a la poca esbeltez en general de estos elementos que no se ve penalizada en su trabajo a cortante. EJECUCION La ejecución es muy similar a la de los muros. Tan solo se diferencia de esta por la perforación en su superficie de huecos de diverso tamaño que obligan a sopandar los huecos a medida que se ejecutan y a disponer armaduras de refuerzo según los casos. MEDIOS AUXILIARES Y ENCOFRADOS Los medios auxiliares necesarios para su ejecución son mínimos, casi idénticos a los necesarios para la ejecución

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de muros y dinteles tradicionales de fábrica, consistentes en puntales y sopandas de los huecos. Una de las ventajas más claras frente al hormigón armado es la eliminación de encofrados, pues la obra no se “vierte” sino que se apareja, lo cual redunda en una economía grande de medios auxiliares. 24, 25

alzado del armado de viga pared interior de patio de libros y vista de alzado interior de patio de libros, con viga pared de cerámica armada. luz= 10m ancho=24cm obra: Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

VENTAJAS De nuevo, la ausencia de encofrados para su ejecución, siendo tan solo necesario sencillos apeos para ejecutar los grandes huecos, hacen muy competitivos estos elementos para resolver espacios donde los planos que definen el espacio son a su vez planos activos estructurales, con los que gracias a sus cantos y a una concepción estructural

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“dispersa” en vez de concentrada en sistemas reticulares, permite resolver extraordinariamente bien problemas que con otros sistemas sería mas difícil acometer. (24, 25) APLICACIONES Las aplicaciones son muy diversas, Así, por ejemplo, una viga pared puede a la vez ser fachada, muro convencional y resolver grandes voladizos con grandes cargas como se puede observar en la imagen(26, 27), donde una inmensa losa que cobija la sala de lectura de la Biblioteca mostrada cuelga literalmente de un muro-voladizo-fachada con tensiones 4 veces menores a las del hormigón armado debido precisamente a que “moviliza” todo el plano disponible como estructura.

26, 27

Alzado de armado de viga pared de fachada Surl y vista exterior de la fachada Sur, donde se entiende el planod e fachada como elemento activado en su totalidad como estructura y acabado. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista interior Sala de Exposiciones bajo losa en voladizo de fachada Oeste. La losa se vincula a una viga pared de fachada también de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

losas DESCRIPCION Las losas son elementos horizontales con trabajo bidireccional de poco canto y donde su trabajo mayoritario es flexión. Las losas de cerámica armada comparten características con las hormigón armado en cuanto a su mecanismos resistente, aunque existen diferencias especialmente en su ejecución. Por sus características, estas losas suelen tener a la vista la cerámica en su cara inferior. Por complejidad de ejecución, esta capa suele ser la única ejecutable en cerámica, por lo que en función del canto, de los objetivos de aligeramiento o de condicionantes arquitectónicos y estructurales se decidirá en cada caso el espesor efectivo de cerámica respecto al canto total de la losa. El resultado es una atractiva superficie cerámica con muy buenas propiedades visuales, térmicas y acústicas cubriendo los espacios.(28)

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EJECUCION La ejecución de losas de cerámica armda reviste características peculiares que es necesario destacar. La secuencia habitual de ejecución de una losa puede resumirse en los siguientes pasos. (29, 30, 31, 32, 33)

29 ENCOFRADO Cuando el encofrado se encuentre con muros vistos de cerámica armada, será necesaria un especial cuidado en “casar” las juntas de ambas geometrías. 30 REPLANTEO Se replantea el ladrillo ajustando los encuentros en los bordes de la losa y con el resto de las fábricas verticales si también fuesen de cerámica armada. Se fijará la posición de los ladrillos con pelladas puntuales de mortero, en función de la geometría, inclinación y calidad del encofrado de la losa. El ladrillo, normalmente se coloca plano y formando una matriz que permita la colocación de la armadura en sus juntas. Debe utilizarse una armadura de 30mm al menos para armaduras de hasta 12mm de diámetro. 31 COLOCACION DE ARMADURA Se coloca la armadura con separadores o bien aprovechando las pelladas utilizadas para el replanteo del ladrillo. La experiencia aconseja estas pelladas como técnica habitual en cualquier tipo de losa, pues al fijar la retícula de ladrillo, también sirve como fijación durante la colocación de la armadura, lo que evita los movimientos de las piezas cerámicas debidos al movimiento de los ferrallas por su superficie. 32 VERTIDO DE HORMIGON Se vierte el hormigón y se vibra con la precaución específica de mojar el ladrillo y fondo de encofrado si es de tablero absorbente pocos minutos antes del hormigonado. Esto permitirá a la cerámica y al tablero saturarse y no robar agua a la masa de hormigón del vertido. 33 FRAGUADO Y DESENCOFRADO El fraguado y desencofrado no tienen peculiaridades especiales respecto a las técnicas habituales empleadas para el hormigón armado.

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Vista del zaguán de entrada con losa biapoyada y en voladizo de cerámica armada, donde se experimentaron por primera vez las ventajas de emplear un encofrado levemente absorbente. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

MEDIOS AUXILIARES Y ENCOFRADOS Los medios auxiliares necesarios para su ejecución no difieren de los del hormigón armado, consistentes en encofrados y su correcto apuntalamiento. Sin embargo, merece una especial mención la calidad del tablero de encofrado, donde precisamente por el contacto de la cerámica con su superficie se produce una casuística en su ejecución muy específica. Por un lado, la mayor parte de la superficie expuesta en una losa de cerámica armada es cerámica, por lo que al ser piezas que no acusan la superficie del encofrado, la calidad de estos puede ser menos exigente obteniendo sin embargo los mismos resultados. La experiencia personal de ejecución de múltiples losas aconseja utilizar encofrados de tablero aglomerado de calidad levemente absorbentes en vez del tablero fenólico habitual. (34) Los tableros aglomerados, aún saturados, retendrán mejor la lechada que pueda introducirse ente la superficie del tablero y la pieza cerámica por un mal

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asiento de la pieza o pequeños alabeos provenientes de su fabricación. La experiencia tenida con tablero fenólico ha sido muy desafortunada, y en situaciones donde se han empleado, la impermeabilidad absoluta del tablero ha provocado de manera sistemática una invasión de lechada por debajo de la superficie cerámica, obteniendo una mala vista y una muy difícil reparación. Fue en una de estas obras donde por causa de la utilización de tablero fenólico se resolvió en obra la solución más satisfactoria de ejecución posible. Esta consistió en la colocación de un geotextil de pequeño gramaje entre el tablero y la cerámica que se saturaba de agua en el momento previo al vertido de hormigón. Esto permite por un lado la retención al movimiento en horizontal del ladrillo, lo que facilita la colocación de armadura, y por otro retiene la lechada inevitable si la calidad dimensional del ladrillo no es la óptima. VENTAJAS Las ventajas de las losas de cerámica armada son fundamentalmente la posibilidad de dejarlas vistas obteniendo una atractiva superficie (34,35) que produce espacios muy confortables en el estricto sentido de prestaciones: -las características acústicas del ladrillo en cuanto a absorción permiten espacios mejor acondicionados -el calor específico de la cerámica es alto, lo que permite comportamientos pasivos de mayor inercia 35

Vista unión viga pared con losa de cerámica armada.

obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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-el coeficiente de transmisión térmica es bajo comparado con la mayoría de materiales estructurales, por lo que se obtienen espacios con mejores propiedades térmicas. APLICACIONES Las aplicaciones de losas cerámicas son innumerables, y permiten infinidad de soluciones posibles. Se pueden ejecutar enteramente en cerámica armada, como el voladizo de la imagen (36), aunque lo habitual es emplear un sistema mixto de ladrillo armado con una capa de hormigón de espesor variable.

De este modo, los elementos cerámicos estarán en la cabeza de compresión o de tracción según los esfuerzos de la losa, como en el ejemplo de la imagen (34), donde las losas horizontales de cerámica armadas en las zonas interrumpidas por el patio trabajan como voladizos mientras que la zona continua trabaja como losa prácticamente biapoyada.

Embocadura exterior de Salón de Actos, con losa de cerámica armada en voladizo. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista interior del techo del patio central de libros con dos losas en voladizo inclinada cruzadas. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

voladizos

DESCRIPCION Los voladizos son en su forma mas sencilla un caso particular de las losas, pues son, en definitiva, losas en vuelo, vinculadas en un solo extremo y donde toda la fibra inferior queda comprimida y la exterior traccionada. Este trabajo tensional de los voladizos es donde se evidencia más claramente la colaboración de la cerámica a su mecanismo de flexión, pues la cara inferior de ladrillo de un voladizo de cerámica armada acaba siendo casi toda la cabeza de compresión colaborante. Con ejecuciones sencillas, se han construido voladizos con sobrecargas considerables con luces desde 1m hasta 4,40m y con esbelteces en el rango de 11-16 (37) EJECUCION La ejecución puede asimilarse a la explicada para las losas, sin características específicas de especial mención, salvo quizá las losas en voladizo con doble hoja de ladrillo, donde la cara superior en inferior de cerámica queda vista. (38)

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Losa en voladizo de doble hoja de ladrillo armado. canto total=110mm obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

En estos voladizos, los ladrillos, colocados de plano, forman una matriz por cuyas juntas discurre la armadura. El tamaño prefijado de las piezas cerámicas imponen el ritmo de armado principal a flexión en la cara superior del voladizo, aunque en general con voladizos hasta 150cm la armadura superior no rebasa diámetros de 8mm, y por tanto puede alojarse cómodamente en las juntas de 30mm. Voladizos más ambiciosos aconsejan en general hormigonar la cabeza traccionada por la mayor cantidad de armadura necesaria.

39, 40

losa de cerámica rmda recién hormigonada y al desencofrarla obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

elementos constructivos resueltos con losa de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

MEDIOS AUXILIARES Y ENCOFRADOS Tampoco los medios auxiliares y encofrados difieren de los comentados para la ejecución de las losas, y las recomendaciones en cuanto a la calidad de los tableros de encofrado también son aplicables. EJEMPLOS Y APLICACIONES Distintas aplicaciones de voladizos de cerámica armada se emplearon en un Centro Cultural construido al Sur Oeste de Madrid (39, 40, 41), en el que estos resuelven cubiertas de galerías en torno a patios, marquesinas, escaleras, etc.

V V

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Con cerámica armada pueden resolverse voladizos de cierta importancia, donde los problemas de deformación adquieren más importancia que los de resistencia, y por tanto el peso propio es un factor relevante.

Vista interior del patio central de libros con dos losas en voladizo inclinada cruzadas. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

En otra obra destinada a Biblioteca Pública, el espacio central del patio de libros se resolvió con dos voladizos inclinados de 440cm de luz y canto variable 10-35cm que se cruzan en el espacio sin tocarse (42),permitiendo que la luz este-oeste bañe el espacio definido por los planos inclinados de los voladizos y las vigas pared.

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En la sección transversal de este ejemplo se observa cómo el voladizo se equilibra con un doble sistema de vigas-pared, un plano exterior traccionado y otro interior comprimido, que permite compensar la flexión del voladizo alojando además en esos espacios distintos usos de la biblioteca. ( 43 a,b,c, 44, 45 )

Sección Transversal con organizació de sistemas de vigas pared contrarestando los voladizos del espacio central. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

43a nave lateral norte

43b nave central

43c nave lateral sur

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Vista interior del patio central. obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Sección constructiva de detalle armado de voladizo. luz=440cm canto=35-10cm obra:Biblioteca Pública, Villanueva de la Cañada, Madrid proyecto: 1997 construcción: 1999-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Detalle de viga postesada de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

elementos postesados

La técnica del postesado también puede aplicarse al “trinomio armado cerámico” en casos en que las luces y cargas sean grandes, y se quiera obtener la máxima capacidad resistente de la sección sometiéndola a precompresiones de importancia. DESCRIPCION Como ejemplo de ello se describe a continuación el proyecto de una viga postesada. La viga se desarrolla en una luz única entre apoyos de algo más de 22 m, con un canto de 144 cm y un ancho de 24 cm. Los ladrillos se colocan a tizón en el lateral, para que el ancho de la viga coincida con el de un pie. Los ladrillos son de 24x11x4 cm, macizos, y las llagas en cualquier dirección serán de 3 cm. Por un lado soporta un forjado de 5,5 m de luz y por el otro una escalera en voladizo de fábrica armada. El plano de forjado coincide con la fibra inferior de la viga, al ser esta de canto invertido, los que resuelve el peto de protección entre los dos espacios en doble altura. Además, la viga tiene asociada una losa de doble hoja de ladrillo en voladizo que se convierte en parte de su recorrido en una escalera que desciende con la viga para entregar el segundo tramo a la viga pared de fachada. (19)

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viga postesada

47, 48, 49

Sección transversal con situación de Viga Postesada Planta con situación de Viga Postesada Alzado de viga postesada con tramo de escalera colgada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

MATERIALES Ladrillo Mortero M160 Mortero M300 Acciones

fmu= 30 N/mm2 fck= 16 N/mm2 fck= 30 N/mm2 (sólo en zonas de anclaje) gf=1.65

CONSIDERACIONES DE CALCULO Para el análisis de la estructura se ha procedió a tomar las acciones características y comprobar las tensiones admisibles de la fábrica. Por asimilación a hormigón, la fábrica se puede considerar que sería un hormigón HA8,4 (fck=8,4 N/mm2), y con esa referencia se han comprobado las tensiones. Las hipótesis analizadas fueron: 1. Tiro inicial con cargas de peso propio en exclusiva 2. Tiro inicial con cargas de peso propio y acabados 3. Tiro inicial con todas las cargas 4. Tiro final con cargas de peso propio en exclusiva 5. Tiro final con cargas de peso propio y acabados 6. Tiro final con todas las cargas

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Alzado acotado de viga postesada de cerámica armada con tramo de escalera colgada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Sección tipo de viga postesada de cerámica armada con tramo de losa en voladizo. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Detalles secciones en apoyos de viga postesada de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Para el tiro final se han tomado dos valores, uno resultante de considerar las pérdidas medias habituales del 15% de la fuerza de postesado y otro, por causa de la menor compacidad y estabilidad temporal de la fábrica frente al hormigón, resultante de llevar las pérdidas hasta un 20%.

Escalera de conexión centro de día, con descansillo y tercer tramo colgando de viga postesada de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

La fuerza inicial de tesado se ha tomado de la condición de que la fibra inferior con mayor momento positivo resultase con tensión nula al sumarle el efecto del postesado, sin reparar en la máxima compresión admisible, que no puede superar el 60% de la resistencia característica de la fábrica. Hecho esto, se han analizado las secciones críticas, la de momento positivo máximo y la cercana al apoyo donde se ha regularizado en efecto concentrado del anclaje, con las armaduras pasivas convenientes para que en la sección homogeneizada se respetasen los límites de compresión de la fábrica y de tracción de la armadura dispuesta. Como resultado de lo anterior, la fuerza inicial de pretensado resulta de 148 t, lo que imponiendo el límite de tesado frente a la fuerza de rotura arroja que los tendones han de soportar una fuerza en rotura de FR= 148 / 0,75 = 197,33 t Para los cables disponibles de Freyssinet, S.A., que realizará el tesado, esta fuerza de rotura corresponde a siete (7) cables de 15 mm2, con una fuerza unitaria de rotura de 27,9 t que se colocan en una sola vaina engrasada de 60 mm de diámetro y con anclaje común único. El refuerzo de armado local para el anclaje ha sido proporcionado por la propia empresa que ejecutará el tesado, según consta en el anejo correspondiente. Para la consideración del cortante se ha obviado la bonificación por compresión, pues en algunas zonas en ciertas hipótesis acaba por haber tracciones que, si bien endebles, invalidan localmente la mejora a cortante de la sección.

EJECUCION La construcción de la viga no difiere gran cosa de lo ejecutado en otras partes de la obra, pero ciertas peculiaridades exigen observar un cierto orden, que se cita a continuación:

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Viga Postesada de cerámica rmada con escalera suspendida de ella. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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1. Se debe realizar un apeo nivelado de la cara inferior para colocar las galletillas que hacen las veces de encofrado perdido y colocar la armadura vertical en cercos alineada en sus llagas y la longitudinal pasiva del zuncho con la vaina, los cables, los aparatos de anclaje y los refuerzos. Simultáneamente, se deben colocar las viguetas y bovedillas del forjado. 2. Realizado lo anterior se macizará con M300 las zonas que se indican en plano y se hormigonará el forjado con el zuncho corrido inferior que alberga la vaina con los cables. 3. A partir de ahí se colocarán hiladas de fábrica, con las armaduras correspondientes y el tipo de mortero indicado, hasta completar la viga con la escalera lateral. 4. Se debe esperar al fraguado completo de los morteros y el hormigón y sólo entonces se puede llevar a cabo el tesado, que conviene se ejecute antes que los acabados, porque el cambio súbito de deformación y de tensiones puede agrietarlos. 5. Una vez tesados y anclados los cables se pueden llevar a cabo los acabados. Como precauciones posteriores se debiera llevar un control de la flecha del centro del vano, por advertir desplazamientos no previstos, y una inspección visual de las zonas cercanas a los anclajes, para detectar posibles roturas por compresión o expulsión transversal de las galletillas. Según el análisis efectuado, ninguna de ambas cosas debiera suceder, pero la falta de experiencia en este tipo de estructuras hace aconsejables ambas medidas.

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Escalera en voladizo de cerámica armada de doble hoja de ladrillo. canto=110mm luz=112cm obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

escaleras

Elementos constructivos y estructurales tan habituales como las escaleras pueden también resolverse en cerámica armada, con soluciones que pueden sorprender por la economía de medios y sencillez, asumiendo en una sola operación constructiva la doble condición de estructura y acabado. (56, 57) Para resolver de este modo doble las escaleras, es necesario replantearse la habitual secuencia de zanca con un peldañeado añadido, y entender que el plano plegado formado por las pisas y huellas puede ser una forma estructuralmente eficaz para asumir las cargas a las que se ven sometidas. Si se asume este plano plegado como forma activa y capaz, pueden resolverse muchas situaciones de manera sencilla y competente. EJEMPLO La escalera en voladizo del ejemplo tiene una luz de 112 cm y un espesor de dos ladrillos de 40mm con una junta de 30mm, es decir, 110cm de canto total. La relación de

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esbeltez es de 1/10 de la luz. Esta escalera, por pertenecer a un edificio público con uso cultural, tiene grandes sobrecargas de uso que son asumidas por la misma. (57, 58). Los ejemplos ejecutados de escaleras de cerámica armada se han construido todos ellos como figura en voladizo respecto a sus paredes laterales, por lo que la luz de flexión será la misma que el ancho del tramo de escalera correspondiente.

Vista del zaguán del nivel inferior con escalera en voladizo de cerámica armada de doble hoja de ladrillo. canto=110mm luz=112cm obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

MATERIALES Ladrillo Mortero M160 Acero armar Acciones

fmu= 30 N/mm2 fck= 16 N/mm2 fck=410n/mm2 gf=1.65

SIMPLIFICACIONES DE CALCULO Es necesario destacar las posibilidades de simplificación de cálculo que pueden establecerse para el cálculo y construcción de este tipo de elementos. El plano plegado en voladizo, que actuará de manera conjunta sometido a las cargas de servicio, se simplificó a formas más convencionales renunciando a un cálculo pulcro del elemento, pero obteniendo sin embargo como objetivo un “marco” seguro de actuación que permita construirla con sencillez. Esta marco se definió con un análisis suponiendo dos situaciones de simplificación siempre del lado de la seguridad: 1. una simplificación analizada consistió en suponer las pisas como losas aisladas en voladizo de espesor 110cm, que es el equivalente a dos hojas de ladrillo con una junta de mortero. (59) Con esta consideración, se obtuvo un armado que resultó muy cercano al armado mínimo por norma establecido para una figura equivalente de hormigón armado. 2. la segunda hipótesis simplificada de cálculo consistió en considerar las tabicas donde se encuentran y quiebran los peldaños como vigas de canto en voladizo empotradas en el muro sobre las que gravitan las cargas y el resto del peldaño considerado como carga muerta. (60) Considerar esta hipótesis tiene sentido dentro de un criterio de rigidez, ya que la doble tabica suma 4 hojas

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59, 60

Consideraciones visuales sobre simplificaciones de cálculo. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

de ladrillo y 3 juntas de mortero, lo que supone un canto de 25cm, que considerando una luz de 112cm supone una esbeltez de casi 4,5. Este canto no es del todo cierto, pues para alojar la armadura de flexión superior hay que descender a la primera junta de mortero, donde encontramos una viga virtual de 110mm ancho y 225mm de canto y esbeltez aproximada 4,5. Esta baja esbeltez favorable supone que estas vigas de canto son casi el doble de rígidas que las losas de peldaño, por lo que puede asumirse que asumirán la mayor parte de las cargas. Así, se construyeron las escaleras considerando ambos armados, lo que supuso un armado longitudinal superior de 2r8 suplementario en la junta de las “vigas tabica” consideradas. (61) los datos básicos de la escalera del ejemplo armados con el criterio simplificado 2 fueron: luz= 112cm canto= 25cm carga claculo qd=6,2 N/mm Momento de cálculo Md=0,04 N.mm Momento tope de la sección M=0,07 N.mm Cortante de cálculo Td=6,76 KN

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EJECUCION Para la ejecución de las es basta un sencillo encofrado (62) con el replanteo del tramo y ejecutar las losas que forman las pisas con el armado correspondiente colocado en las juntas verticales y horizontales de la malla.

Primera “prueba de carga” de la escalera desencofrada.. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

En el caso de la escalera ejecutada, la armadura principal se sitúa en las juntas de la superficie superior de la escalera de forma perpendicular a la dirección de la zanca, y en el resto de las juntas se dispone de una armadura de cosido especialmente en el sentido transversal a la flexión para distribuir los esfuerzos en todo el tramo, repartir las concentraciones de carga y conseguir la compatibilidad de deformaciones. (62, 63)

Construcción de escalera y muros de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista de zaguán inferior con bóveda y escalera de cerámica armada. el segundo tramo de escalera recoge en flezión horizontal los empujes de la bóveda. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista de Sala de Exposiciones con Vigas-Lucernario, muros y vigas pared de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

elementos arquitectónicos: un ejemplo de vigas-lucernario La naturaleza constructiva y estructural de la cerámica armada, que se desenvuelve de modo natural en superficies, asume esa condición indisoluble de ser configuradora de espacios, de ser ella misma estructuraespacio. Por tanto, es este campo el más fértil para desplegar soluciones de todo tipo adaptadas a los requerimientos arquitectónicos, espaciales, funcionales o estructurales, y supone un campo infinito de reinvenciones cerámicas. Un ejemplo de estas surgió en una obra personal como reacción económica a la solución planteada en proyecto. Se trataba de cubrir un espacio de rectangular de casi 10m de luz como sala de exposiciones temporales, con una solución por tanto que permitiera resolver los elementos de lucernario a la vez que se cubría el espacio, reuniendo una vez más en una sola operación acabado, estructura, cerramiento y en este caso también un sistema de lucernarios.

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La solución fue un sistema de vigas-lucernario de perfil en “V” huecas (65) dispuestas de forma paralela y con unos planos inclinados de cierre en los testeros, de modo de los huecos de luz acaban siendo pirámides truncadas de base rectangular. La solución, extraordinariamente económica, permitió con medios auxiliares mínimos a una cuadrilla de dos personas ejecutar dos vigas al día (66, 67), lo que demostró la competitividad económica de la cerámica armada incluso en un país desarrollado como España.

Planta y secciones de sistema de Vigas-Lucernario en Sala de Exposiciones. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

La supuesta gran demanda de mano de obra que requiere la cerámica armada, que no siempre es tal, compensa con creces medios auxiliares de gran envergadura y los encofrados necesarios para soluciones equivalentes en hormigón armado, y este es un ejemplo de como una demanda en obra de la contrata adjudicataria para encontrar una solución económica alternativa, empujo la imaginación en la concepción de una solución total.

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CALCULO El cálculo de viga también se simplificó y se asimiló a una sección sencilla de calcular. La simplificación realizada fue considerar una viga rectangular equivalente de ancho un pie (la suma de los dos 1/2 pies de las paredes de la viga en v) y como canto considerar solo hasta la capa de compresión del plano horizontal, despreciando la contribución de las alas suplementarias. Esta última simplificación se tomo por consideraciones de durabilidad, pues si bien, podía asumirse la contribución de estas alas suplementaria que forman la bañara de la cubierta, se decidió despreciar su contribución dada la exposición mayor de estos elementos al deterioro y la corrosión. La simplificación fue por tanto:

Vista de Sala de Exposiciones con Vigas-Lucernario, muros y vigas pared de cerámica armada.

VIGA V canto 123cm (144cm con alas superiores) ancho 120cm (134 con alas superiores) luz 940cm esbeltez luz/canto 7,64 (6,52 con alas superiores) distancia entre ejes viga = 210cm

obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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VIGA SIMPLIFICADA canto 123cm ancho 23cm (suma de dos 1/2 pies) esbeltez luz/canto 7,64 La viga asimilable se calculó por métodos simplificados de flexión dentro de la limitación de momento tope, y no se consideró oportuno un cálculo a flecha dada la baja esbeltez del elemento y las simplificaciones del lado de la seguridad adoptadas. Los datos principales obtenidos fueron: carga cálculo qd=14,7 N/mm Momento de cálculo Md=1,66 N.mm Momento tope de la sección M=2,91 N.mm Cortante de cálculo Td=69 KN

Detalle en sección de viga lucernario en cerámica armada con indicación de armados.ta y secciones de sistema de Vigas-Lucernario en Sala de Exposiciones.

canto 123cm (144cm con alas superiores) ancho 120cm (134 con alas superiores) luz 940cm esbeltez luz/canto 7,64 (6,52 con alas superiores) obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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La carga del tablero de rasilla con la capa de mortero que cierra la viga en su plano superior horizontal se consideró como carga muerta y se añadió a las cargas y sobrecargas consideradas, ya que al obtener las tensiones de la cabeza de compresión considerándola una viga rectangular resultaron estar muy por debajo del momento tope de la sección, lo que permitía esta simplificación sin penalizar en exceso los resultados del cálculo. Mas bien se entendió que este plano horizontal daba una resistencia añadida considerable a la cabeza comprimida de la viga, lo que evitaba cualquier riesgo de pandeo local de los delgados planos de 1/2 pie. Aun con todas estas simplificaciones, la viga resultó extremadamente económica debido tanto a la cantidad de material empleado, el bajo peso propio obtenido y la rapidez y sencillez de su ejecución. (66, 67, 68)

Vista de obra de Sala de Exposiciones con Vigas Lucernario. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Secuencia de construcción de Vigas-Lucernario en V de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

EJECUCION La secuencia de ejecución de estas vigas huecas ilustra por si solo la sencillez de la solución y la ambición espacial del resultado. (69) a sobre un cuerpo de andamio corrido se colocan los tablones de apoyo de la primera hilada inferior. Sobre los se replantean los primeros ladrillos, se reciben con mortero y se aloja la armadura inclinada de los cercos y la longitudinal de flexión según detalle de armado. b la cuadrilla va ejecutando las hiladas horizontales de modo secuencial, de modo que cuando acaba una hilada y vuelve para ejecutar la siguiente, el mortero rápido empleado ha fraguado lo suficiente para soportar el pequeño esfuerzo de vuelco provocado por el avance sucesivo entre las hiladas de 20mm aproximadamente. Aún así, y para permitir una ejecución rápida y segura, se decide emplear llaves horizontales para atirantar la armadura y mantener la geometría hasta que la fábrica de ladrillo fragüe. c la viga se va completando cuidando su cara exterior pero sin prestar demasiada atención al rejuntado de la cara interior. Este sobrante de material se tuvo en cuenta como carga muerta en el cálculo y se compensó sobradamente con el ahorro de mano de obra de limpieza. d la viga se va completando cuidando su cara exterior pero sin prestar demasiada atención al rejuntado de la cara interior. Este sobrante de material se tuvo en cuenta como carga muerta en el cálculo y se compensó sobradamente con el ahorro de mano de obra de limpieza. e cuando el escalonamiento de las caras laterales de la viga alcanza el ancho requerido, se colocan rasillones cerámicos a modo de tapa cerrando el cajón triangular. Sobre el se doblan las armaduras de los cercos triangulares que se solapan con otras armaduras que arman la fábrica de las alas suplementarias. Sobre el tablero de rasillón se coloca un mallazo de acero electrosoldado de reparto y se hormigona la cabeza superior del conjunto.

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MEDIOS AUXILIARES Y ENCOFRADOS En este caso, como muestran las imágenes (70,71), los medios auxiliares fueron mínimos; tan solo los cuerpos de andamio que apuntalaban las vigas, los tablones empleados en la primera hilada y un cuerpo de andamio móvil con ruedas que sirvió para permitir a la cuadrilla la altura de trabajo y moverse a medida que ejecutaban las vigas. Es destacable una vez más que la cerámica armada, cuando se ejecutan planos verticales o incluso de cierta inclinación como el del ejemplo, permite prescindir totalmente de encofrados, lo que supone una gran ventaja frente a la técnica más emparentada con ella como el hormigón armado.

Vista inferior de las vigas-lucernrio en construcción.

obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

Construcción sin encofrado de la viga-lucernario en V hueca de cerámica armada. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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Vista de la Sala de Exposiciones. obra: Centro Cultural, Villa del Prado, Madrid proyecto: 1996 construcción: 1998-2001 arquitecto: Josemaría de Churtichaga CHURTICHAGA+QUADRA-SALCEDO, arquitectos

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otros caminos: macro y nano La experiencia personal recorrida en cerámica armada supone una investigación construida, un panorama estructural de soluciones posibles operando desde la macroescala, es decir, desde la organización constructiva de piezas y alianzas convencionales arraigadas en los métodos constructivos. Otras vías de reinvención cerámica se obtendrán de la revolución inminente en la nanoescala, un territorio en que por ahora solo se puede especular, pero que se encuentra ya en plena explosión en el campo de la física de materiales, y en aplicaciones de máximas exigencias como la industria automovilística, que construye sus motores más sofisticados en cerámica o derivados de la misma, o en industrias electrónicas o aeroespaciales donde los las alianzas entre materiales que suponen los “composites” (30,31), que son microcerámicas-armadas, y el fabuloso panorama derivado de la nanotecnología están llevando a una reinvención cerámica sin precedentes...

cerámica futura

Y jugando con el futuro, quizá podamos ver cerámica en situaciones verdaderamente nuevas. Con los composites podrán quizá desarrollarse piezas de gran tamaño con capacidades resistentes, aislantes y antifuego que ningún otro material pueda alcanzar. También supone un campo fabuloso el de los llamados SM o “smart materials”, materiales inteligentes, que reaccionan y pueden cambiar sus propiedades por estímulos externos inducidos. La cerámica potenciará así sus características mas favorables, como son el aislamiento térmico, la durabilidad y casi nula corrosión, el trabajo a cualquier temperatura, la gran resistencia, la ligereza comparada, el comportamiento a fuego excepcional e inundará campos estructurales, realizará cerramientos de durabilidad extrema, resolverá instalaciones sanitarias, de climatización, demostrará su inherente sostenibilidad, asistirá a instalaciones climáticas, eléctricas, y electrónicas, y recubrirá con películas inalterables la durabilidad de materiales menos dotados en este aspecto. La cerámica del futuro tendrá también un gigantesco campo silencioso, menos visible, pero será sin duda omnipresente sosteniendo, protegiendo, mejorando o aislando las arquitecturas del futuro.

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