Juntas en edificios de acero

Joints in steel buildings

Los elementos de mampostería y los miembros de acero usados en la construcción de edificios se mantienen en constante movimiento. Los cambios volumétricos son producto de las variaciones de temperatura y las deformaciones producidas por las cargas estáticas o dinámicas, y en algunos materiales, por los cambios en el contenido de humedad dentro de los mismos, tal el caso de la mampostería. El presente artículo está dirigido a la determinación de cuándo se requieren juntas de expansión o sísmicas, y como proporcionarle y diseñarlas con propiedad, específicamente en edificios de acero. No se incluye el estudio de las juntas en estructuras de concreto, en muros, ni otros elementos arquitectónicos.

Introducción

Los cambios volumétricos dependen de las propiedades físicas de los materiales, puesto que cada material reacciona de forma diferente cuando está solicitado por cambios de temperatura extremos o por cargas estáticas o dinámicas. Como resultado se producen movimientos diferenciales entre ellos, cuando son empleados conjuntamente en una misma construcción. En el caso particular de los edificios con estructura de acero, el diseñador debe estudiar detenidamente los cambios volumétricos esperados, no solo los de la estructura en sí, sino la interrelación de estos con los de los muros, fachadas y demás elementos de acabado anclados a ella, para  concebir  detalles  que permitan acomodar los movimientos diferenciales causados por esos cambios. En otras palabras,  los  cambios volumétricos pueden afectar la integridad estructural  o la funcionalidad de la construcción, y por lo tanto deben ser analizados tanto desde el punto de vista de su posible violación de estados límite  de  resistencia,  como  de la de estados límite de servicio.

Anota Fisher (2002, pp. 2) "básicamente, la necesidad de una junta de expansión en una estructura depende de las consecuencias de no tener una junta de expansión". La pregunta es: ¿puede la carencia de una junta afectar o comprometer seriamente la funcionalidad de una construcción, o causar deterioro a la estructura o a los componentes arquitectónicos? La mampostería, el concreto y el acero se expanden y se contraen a diferentes ratas. Cuando la estructura es de acero y se encuentra embebida en mampostería, resulta expuesta a cambios  de  temperatura bajos; no obstante, esa mampostería sí puede estar sujeta a cambios extremos, generándose en ella variaciones volumétricas mayores que las de la estructura. En la Tabla 1 se muestran los coeficientes  de  expansión  lineal de algunos materiales (AISC, 2001, pp.  7-4).  Las  juntas  son costosas y tanto arquitectónica como funcionalmente no son deseables, por lo tanto su incorporación en los edificios debe ser el resultado de un análisis muy juicioso y detallado.