Hacia una arquitectura de montaje: inicios del steel framing

Hacia una arquitectura de montaje: inicios del steel framing

Borja Cruz López

El siguiente artículo pretende presentar los inicios del uso de perfiles de pequeño espesor conformados en frío como sistema estructural. La utilización de chapas conformadas en frío se origina en Inglaterra y Estados Unidos hacia mediados del siglo XIX. El im-pulso mayor en su uso se da en el período de entre guerras del siglo XX, logrando un desarrollo impor-tante tras la 2ª guerra mundial.

La manera de construir a base de perfiles de ace-ro de pequeño espesor, le debe su ser, al anteceden-te de las estructuras aligeradas de madera (ballon frame). Además este nuevo sistema constructivo está ligado por un lado, a la búsqueda de una arqui-tectura de montaje y por otro lado, al desarrollo de otros inventos y patentes que surgen hacia finales del siglo XIX. Como objetivo específico se estudia-rá la vivienda Stran-Steel construida para la Exposi-ción Universal de Chicago de 1933, el primer ejem-plo documentado de vivienda construida con el sistema Steel framing. Se finalizará mostrando el desarrollo de las normativas de diseño específico de este tipo de estructuras.

DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES Y TÉCNICAS

Ballon Frame

El sistema constructivo conocido como ballon fra-me, consistente en entramados ligeros de listones de

madera, tiene un origen históricamente referenciado en la ciudad de Chicago, en particular a Augustine Taylor y a George Washington Snow, como invento-res y la iglesia St. Mary como el primer edificio que utilizaba esta técnica, alrededor del año 1832, pese a que no hay registros de que ninguno de los dos asu-miera la autoría de la invención del sistema cons-tructivo. La palabra inglesa balloon, se puede asimi-lar al término francés boullin, haciendo referencia a una técnica constructiva utilizada por los franceses a lo largo del río Mississippi a principios del siglo XIX (Cavanagh 1997). Aunque lo más seguro sería pensar que el sistema balloon frame se fue desarro-llando paulatinamente como una evolución de las técnicas de construcción europea de madera, adapta-da a EEUU(Turan 2009), donde había abundancia de material pero escasez de carpinteros cualificados. Mediante el aligeramiento de las piezas de la estruc-tura (listones de 1×2 pulgadas), se consiguió susti-tuir las juntas de carpintería del sistema tradicional por el empleo, en su lugar, de simples clavos. Para el desarrollo de la técnica eran necesarios muchos cla-vos por lo que la industrialización de las fábricas de clavos fue crucial para el desarrollo del sistema. Gracias al sistema constructivo, se favoreció el enorme crecimiento de Chicago en pocos años y permitió además exportar el sistema estructural, que hasta 1870 era conocido como «Chicago construc-tion» (Pizzi 2003), hacia las ciudades del oeste ame-ricano.

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Chapa corrugada en edificación, inicios de la prefabricación

La chapa corrugada fue inventada en 1829 por Henry Robinson Palmer, arquitecto e ingeniero de la Lon-don Dock Company. Aunque desde 1808 se conocía que las láminas de hierro podían hacerse más finas y fuertes pasando a través de unos rodillos (Morne-ment 2007), la innovación de Palmer fue la aplica-ción de estas chapas corrugadas de acero para los te-jados y otras partes de los edificios (patente número 5786, concedida el 26 de Abril de 1829). Durante los siguientes 20 años el material fue mejorando. En 1936, Stanislas Sorel patentó el proceso de galvani-zado sumergiendo en zinc fundido. Además de la pa-tente de Sorel de 1836, una patente británica para un proceso similar fue concedida en 1837 a William Crawford. Aunque se empieza a ver su uso en edifi-cios, como por ejemplo en las enormes cubriciones sobre las estaciones de ferrocarril, la demanda de las chapas conformadas era baja.

El gran cambio en la extensión del uso de la chapa corrugada se produjo tras el descubrimiento de oro en el río Sacramento en 1848. La necesidad de aloja-miento era alta y se estima que solamente en la pri-mera mitad de 1849, cerca de 5000 casas prefabrica-das fueron transportadas desde Nueva York.

En el Journal of Commerce, Peter Naylor, un constructor de tejados de Nueva York, anunciaba en 1849: «Portable Iron houses for California», en el anuncio se decía que una vivienda de 20 × 15 pies podía ser construida en menos de un día, era más ba-rata que una de madera, a prueba de fuego y mucho más confortable que una tienda» (Browning 1995). Se convirtió en el mayor fabricante, transportando más de 600 kits de casas de chapa corrugada de In-glaterra sólo en 1849.

A lo largo de la década de 1850 fabricantes del Rei-no Unido como Edward T. Bellhouse, Samuel Hem-ming, Charles Young o John Walker, entre otros, fabri-caron cientos de casas de hierro prefabricadas con diferentes sistemas para California, Australia y Sudá-frica (Lewis 1985). Un informe de 1854 indica que 30.329 pack de casas de hierro fueron importadas al estado de Victoria (Australia) en un solo año (Herbert 1976), lo que da una idea del volumen que este tipo de construcciones tuvieron en la época (figura 1).

A partir de 1860 el negocio de las cabañas prefa-bricadas con chapa decayó cuando las colonias em-

pezaron a desarrollar sus propias industrias. La in-vención del Nissen Hut en 1915 por P.N. Nissen, unas cabañas construidas enteramente con chapa co-rrugada revitalizó su uso a partir de la 2ª Guerra Mundial, como una solución barata, rápida de montar y flexible para la edificación.

Placas de cartón-yeso

El 23 de mayo de 1890 Augustine Sackett presentó un nuevo invento en la oficina de patentes de Estados Unidos, concedida y publicada posteriormente el 22 de mayo de 1894.

El objetivo de Sackett era encontrar un material sencillo, que protegiera las estructuras de madera de la época y sirviera para formar los tabiques interiores de las viviendas en sustitución a los listones de ma-dera y yeso que se usaban hasta entonces (figura 2).

El invento consistía en unas placas o tableros for-mados por alternativas capas de papel y un material con fuerte adherencia, el yeso blanco. En la patente se describe que el papel usado para la preparación de las muestras es papel de Manila y la composición del yeso formado preferiblemente con yeso blanco con su-ficiente agua para que se pueda extender fácilmente.

Se explicaba el proceso de superposición de las capas de papel y yeso hasta formar el espesor del ta-blero requerido (de cuatro a ocho capas). Sackett ya anunciaba en la redacción de la patente, que otros materiales se podrían usar en lugar del yeso blanco,

Figura 1Vivienda de chapa de acero de 1855 en Melbourne aún en pie (www.nationaltrust.org.au)


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por ejemplo morteros a base de limos y arenas finas o cementos hidráulicos. En 1909, el invento de Sac-kett, bautizado como Sackett Board fue adquirido junto con la Sackett Plaster Board Company por la United Statates Gypsum Corporation. En 1917, un nuevo proceso de fabricación producía paneles con una capa simple de yeso y papel que podía ser unida a lo largo de una pared formando una superficie lisa. Este producto llamado originalmente Adamant Panel Board, se conoció luego comercialmente como Shee-trock.

Aunque inicialmente las juntas entre paneles se cubrían mediante tiras de madera a partir de 1920 se extendió el uso de cintas adhesivas para tapar las jun-tas tal como lo conocemos hoy en día.

LOS INICIOS DEL LIGHT GAUGE STEEL FRAMING

Aunque como hemos visto el conformado de chapas en frio ya es aplicado a la edificación desde media-dos del siglo XIX, las formas reconocibles de los perfiles de chapa delgada tal y como los conocemos hoy se empiezan a ver en edificaciones de principios del siglo XX, siguiendo unas dimensiones y métodos

de construcción miméticos a los empleados en la construcción de madera tipo ballon frame.

La preocupación, sobre todo, tras el gran incendio de Chicago de 1871 seguido del de Boston al año si-guiente, por hacer estructuras resistentes al fuego, hizo desarrollar toda clase de patentes y nuevas tec-nologías constructivas. Basta echar un vistazo a los catálogos de fabricantes de construcción de princi-pios de siglo en EEUU (Sweet’s Architectural Cata-logue, 1906) donde multitud de empresas anuncian sus productos como incombustibles, desde materiales cerámicos como la empresa del recientemente redes-cubierto R.Guastavino (R.Guastavino Company, Sweet’s Architectural Catalogue, 1906 pag 82), que por entonces estaba a cargo de su hijo, hasta los nue-vos paneles de yeso Sackett Board. En estos catálo-gos empiezan a verse diferentes empresas que desa-rrollan productos de acero para la edificación parecidos a los perfiles conformados en frío de la ac-tualidad.

El acero había hecho su aparición en edificación en la ejecución de estructuras en los primeros rasca-cielos que se erigieron en Estados Unidos. Desde ese primer ejemplo, el Home Insurance Building erigido en Chicago en 1884, el uso del acero empezó a ex-tenderse a la construcción de factorías y edificios de oficinas, y en las primeras décadas del siglo XX, em-piezan a desarrollarse nuevos sistemas especialmente diseñados para la edificación de casas.

En 1901 se aprueba la patente presentada por Wi-lliam L. Caldwell: Stud for building Construction (Patent No.629316, 10 Septiembre 1901), se trataba de usar los perfiles de acero conformado con lengüe-tas que pudieran luego facilitar fijar una malla metá-lica como soporte para el revestimiento (figura 3).

A raíz de la patente aparecen diferentes empresas que desarrollan perfiles para su uso en edificación. The Berger Manufacturing Co., ya muestra en sus catálogos comerciales de 1910 (Sweet’s Architectural Catalogue, 1910, pag. 356), distintos sistemas de per-files conformados tanto para partición interior (Ber-ger Prong-Lock Steel Studs and Furring) con espeso-res de chapa de entre 0,9 y 1,6 mm, como para forjados. Este último producto, llamado Berger’s Metal Lumber consistía en viguetas, canales y angu-lares de acero conformado y se vendía como espe-cialmente diseñado para sustituir la madera de las es-tructuras en viviendas. La «The General Fireprofing Company» fundada en 1902 de Ohio, famosa por sus

Figura 2Patente del tablero Sackett


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escritorios de oficina de acero, muestra también, en los catálogos comerciales de 1920 (Sweet›s Architec-tural Catalogue,1920) sus propias variantes del Steel Lumber: «GF Steel Lumber ofrece una construcción ligera económica que es permanente, duradera, in-combustible e insonora» Tanto este sistema como el de otras empresas (Truscon, The Youngstown Pres-sed Steel Company, Penn Metal Company) plantea-ban similares sistemas estructurales para forjados mediante viguetas doble C espalda-espalda, con es-pesores mínimos de 1,8 mm.

Siguiendo los catálogos de la Berger Manufactu-ring Co. (1929) y de The General Firepoofing Com-pany (1926) vemos ejemplos construidos, así como soluciones constructivas y estructurales donde se mezclaban forjados realizados con perfiles de chapa de pequeño espesor junto con otros sistemas estruc-turales portantes: acero laminado o muros de ladrillo.

De estos primeros ejemplos del uso de los perfiles conformados, no nos han llegado hasta el día de hoy apenas algunos edificios. Uno de estos ejemplos do-cumentados, es el Virginia Baptist Hospital, en Lynchburg, Virginia (EEUU), que gracias a una re-ciente rehabilitación sacó a relucir la estructura origi-nal de los años 20. Se trataba de un sistema similar al que se ve en la Figura 4 mediante viguetas doble C espalda-espalda de acero conformado, que descansa-ban sobre muros de carga de mampostería. Los inge-nieros encargados de la rehabilitación confirmaron que la mayoría de las viguetas originales estaban en perfecto estado de uso más de 80 años después. Los

dueños de estas empresas de los años 20 no se que-daban cortos al hablar de un sistema permanente y duradero.

La figura 5 sirve para ilustrar el sistema, se puede ver como las viguetas dobles espalda-espalda que forman el forjado, están arriostradas mediante pleti-nas en X de 0,9 mm de espesor de cada tercio de luz del vano, siguiendo los principios que regían la cons-trucción con madera. Por aquel entonces los forjados se constituían mediante una malla nervometal sobre la que se aplicaba una capa fina de hormigón.

Otro dato interesante es que en estos catálogos los fabricantes ponían a disposición de los ingenieros, ar-quitectos y constructores tablas para el correcto di-

Figura 3Patente de W.L. Caldwell

Figura 4Ejemplos construidos de Berger’s Metal Lumber. Catálogo 1924

Figura 5Berloy Metal Lumber 1924 Edition The Berger Manufactu-ring Company.



mensionado de los perfiles en función de la carga y la longitud del vano, como no podría ser de otra forma, teniendo en cuenta el carácter pragmático de la cons-trucción en EEUU. Además ofrecían también el servi-cio de ingeniería adaptándose a los diseños particula-res de los arquitectos, asistiendo y resolviendo dudas y añadiendo detalles que facilitasen la construcción, así mismo podían suministrar planos completos a partir de los planos del arquitecto. De estos primeros diseños se observa como la mayoría de los forjados son biapo-yados, en las tablas se dan para luces de hasta 10 m. El acero utilizado en la época tenía un límite elástico de 110 N/mm2. En algunos casos se hacen forjados en continuidad, apoyándose en elementos estructurales principales de acero laminado (figura 6).

También de la Berger Manufacturing Co. Podemos rescatar un interesante documento de 1915, se trata de los ensayos a incendio realizados sobre un prototi-po de horno. La cubierta del mismo se realizaba con viguetas dobles de 150 mm y 1,6 mm de espesor se-paradas cada 400 mm. La luz del vano era de 3 me-tros. Las viguetas estaban protegidas inferiormente mediante una capa de mortero de yeso aplicada di-rectamente sobre una malla de acero expandido. Su-periormente, la cubierta se realizaba con una losa de 5 cm de hormigón aplicada también sobre otra malla de acero. El ensayo reflejaba que el sistema no solo aguantaba satisfactoriamente los efectos del fuego y

de la presión del agua (ejercida por los hipotéticos bomberos que vendrían a apagar el incendio), sino que los perfiles mantenían las propiedades resistentes en las posteriores pruebas de carga (figura 7).

Como se traduce de los catálogos de los fabrican-tes y de su propia publicidad, la mayoría de usos del sistema se concentraban en tabiquería no portante y en forjados que se apoyaban sobre muros de fábrica. Sin embargo no parece que hubiera una demanda de viviendas todo-acero, donde el uso de los perfiles a base de chapa delgada de acero conformado, consti-tuyese el esqueleto estructural completo, pese a que en las propias páginas del catálogo se muestra un es-quema de estructura con muros portantes de perfiles sobre los que descansan las viguetas (figura 8).

Los motivos de este aparente escaso desarrollo lo encontramos principalmente en lo enraizado del sis-tema tradicional de construcción con madera, y por el mayor coste frente a este, que suponía la construc-ción con acero.

El punto de inflexión en la difusión del sistema de construcción a base de perfiles conformados de acero lo encontramos dentro de la Exposición Mundial de

Figura 6Tabla de cargas para las viguetas. (GF Steel Lumber for Floors, Roofs and Partitions. The General Firepoofing Company)

Figura 7Fire, Water and Load Test on Berger’s Metal Lumber Sys-tem. 1915


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Chicago de 1933–1934. El título de la feria era «A Century of Progress» hermanándose con la Exposi-ción Universal de 1893 que se celebró en la misma ciudad. Más de 39 millones de personas visitaron la feria durante los dos años de actividad.

HOGARES DEL MAÑANA

Haciéndose eco del tema de la Expo se presentó una exhibición: Century of Progress «Homes of Tomo-rrow», un grupo de arquitectos e industriales se encar-garon de diseñar viviendas para mostrar los nuevos avances tecnológicos de la época y como afectaban éstos a la industria de la vivienda. El pabellón Home Planning Hall se dedicó a exhibir los más importantes avances en sistemas de calefacción y aire acondiciona-do, fontanería, electrodomésticos y materiales de construcción. Alrededor del pabellón, frente al lago y con un estudiado paisajismo, se exhibían agrupadas las once viviendas, diseñadas como prototipos resi-denciales, donde destacaba el uso de nuevos materia-les, unidades prefabricadas y nuevos métodos de cons-trucción, todas ellas diseñadas sin sótano y con garajes

integrados. Eran viviendas que reflejaban diferentes estilos, unas de estilo tradicional, otras art-decó de la época y alguna futurista como la «House of Tomo-rrow», una vivienda dodecágonal ejecutada con mar-cos de acero que partían de un pilar central y fachada de cristal, diseñada por George Fred Keck como una vivienda experimental que buscaba reflejar la vivienda del futuro, contaba hasta con un hangar para aeroplano (Thilmany 1994) (figura 9).

Aparte de la House of Tomorrow, cabe destacar otras viviendas que usaban el acero como elemento principal en la configuración estructural:

La Armco and Ferro Enamel House

Presentaba un sistema de construcción a base de pa-neles de acero corrugado que se iban fijando entre sí, como si fuera una caja de cartón. Los paneles se po-drían colocar en los laterales y en la cubierta, estaban revestidos de porcelana esmaltada y se rellenaban de lana de roca. El arquitecto fue Robert Smith, Jr., de Cleveland. El coste de la vivienda (sin incluir los electrodomésticos ni el mobiliario) era de 4.500 dó-lares en la época que a día de hoy serían unos 85.000 dólares. Este sistema de construcción proporcionó más adelante la inspiración para el desarrollo de vi-viendas prefabricadas a partir de la Segunda Guerra Mundial desarrolladas por la Lustron Corporation. Esta vivienda, que hoy se encuentra en una urbaniza-ción frente al lago Michigan: Beverly Shores-Cen-tury of Progress Architectural District, después de

Figura 8Perspectiva isométrica del sistema (The Berger MFG, Co. Catalogo 1924)

Figura 9Plano de ubicación de las viviendas de la exhibición (Archi-tectural Forum)



que Robert Barlett la comprara, junto a otras cuatro viviendas (incluida la House of Tomorrow), y las trasladara en barcazas desde Chicago a Indiana al fi-nalizar la exposición universal. En 1986 fue añadida al registro nacional de lugares históricos. De estas cinco viviendas, sólo ésta, patrocinada por la Ferro American Rolling Mill Company y Enamel Corp., cumplía el objetivo de la expo de Chicago: ser ase-quibles para la época (para una familia americana de clase media) pudiendo ser producidas en masa.

La General Houses Inc.

Esta compañía construyó dos viviendas en la feria mediante un chasis de metal, los paneles se unían mediante pernos para constituir la cáscara. Los del-gados paneles de acero (Pressed Steel Panels) pro-porcionaban un aislamiento térmico igual al de un muro de ladrillo de 60 cm Nada se hacía in situ salvo la cimentación de hormigón. La idea del arquitecto Howard T. Fisher, era poder integrar los conceptos de prefabricación, producción en masa y construcción de viviendas. Esa búsqueda le acercó en 1931 a la Pullman Car Corporation, compañía líder en la fabri-cación de vagones de trenes para pasajeros, con la idea de aprender a construir «casas sin ruedas». Esta idea se materializó en 1932 con la creación de la Ge-neral Houses Inc., compañía para el diseño y cons-trucción de viviendas prefabricadas de bajo costo, que tenía un eslogan ambicioso: «Una casa el doble de buena por la mitad de precio». La idea del nego-cio residía en que las viviendas podrían adaptarse y cambiarse por modelos mejores y más nuevos que podrían montarse en el plazo de cuatro días. Sin em-bargo, a pesar del bajo precio, la popularidad tras la Exposición de Chicago de 1933 y la publicidad a ni-vel nacional, la compañía no tuvo el éxito esperado y terminó cerrando a finales de los años 30.

STRAN-STEEL HOUSE

Esta vivienda nos interesa especialmente, porque en-contramos uno de los más destacados primeros ejem-plos del uso del acero conformado en frío como sis-tema estructural global de una vivienda. Como Carl A. Strand, presidente de la Stran-Steel Corporation anunciaba, no se trataba de una casa prefabricada de

acero, sino la evolución del sistema de construcción de madera ballon frame ya empleadas desde el siglo XIX, obtenido al reemplazar las viguetas y postes de madera por simples y baratos elementos de acero. Los materiales usados en la construcción de la vi-vienda eran bien conocidos en la época, pero el siste-ma estructural era novedoso, dos características lo distinguían de otros tipos estructurales metálicos. En primer lugar, estaba diseñado para que los carpinte-ros, sin un entrenamiento especial, fueran capaces de erigir la estructura como si fuera una construcción de madera. En segundo lugar, los materiales de la época que complementan la construcción, tales como table-ros de madera contrachapada (Haskelite-Phemaloid Lumber), los paneles de aislamiento térmico (Celo-tex Building Board) o las placas de yeso (Sheetrock) se clavaban directamente a la estructura de acero como en la construcción tipo balloon frame. Dado que los tornillos autotaladrante no se inventan hasta mediados del siglo XX, el sistema desarrollaba unas ingeniosas soluciones constructivas que facilitaban el clavado. Como se observa en las imágenes y detalles constructivos, los montantes (studs) se constituyen mediante 2 U, colocadas espalda espalda. Estos mon-tantes tenían el alma de forma sinuosa, el clavo en-traba entre la separación de los perfiles uniendo fir-memente los tableros a los perfiles (figura 10).

Figura 10Fijación de paneles mediante clavos a los montantes


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La vivienda Stran-Steel no pretendía ser un inven-to radical para revolucionar el estilo de vida en el ho-gar, o los oficios de la construcción, sino que por el contrario hacía su énfasis en ofrecer un producto que había sido desarrollado para proporcionar, un hogar económico adaptado a cualquier tipo de arquitectura que el cliente quisiera. El precio de este prototipo de vivienda era de 7.500 dólares. Aunque el diseño de la vivienda para la exposición tenía un carácter moder-no, a cargo de los arquitectos O’dell y Rowland, las viviendas podrían adoptar el estilo de los cottages in-gleses, chateaux franceses o villas italianas sin nin-gún problema. Era la única casa de la exposición con el sello de aprobación de la revista Good Housekee-ping, quedando así el diseño arquitectónico, la deco-ración y el amueblamiento bajo la dirección de Helen Koues directora de la revista y de Dwight James Baum como arquitecto consultor (figura 11).

Desde el punto de vista constructivo, toda la obra se realizaba en seco, salvo para la capa de hormigón sobre las viguetas de forjado (apenas 4 cm sobre una malla de metal). El exterior se revestía con Glasiron Macotta, unas losetas ligeras de mampostería que te-nían un acabado esmaltado. La vivienda quedaba completamente aislada del frio y el calor mediante los tableros de aislamiento Celotex. La cubierta era

plana y transitable, acabándose con baldosas sobre el aislamiento. Todos los interiores se resuelven con los tableros de yeso Sheetrock.

En cuanto a la solución estructural consistía en postes de 2x4” y vigas de 2x7” (5x10 y 5x18 cm aproximadamente) de acero conformado de calibre 13 y 16 (2,38 y 1,59 mm de espesor respectivamente) (figura 12).

Las viguetas también se resuelven con dos perfiles en U espalda-espalda, con la forma sinuosa de las al-mas de los perfiles, que aparte de favorecer el clava-do de los elementos constructivos, aumentaba la inercia de los perfiles y por tanto su capacidad a fle-xión. Las luces que salvan las viguetas están en el or-den de los 3–4 metros salvo el salón de la planta baja y la sala de juegos situada justo encima que salvaban luces de 6x6 metros (figura 13).

Tras finalizar la Exposición, el prototipo fue tras-ladado a Wilmette, Illinois, donde permanece hasta hoy (Smith, Michael 2017). Hay referencias de otras cuatro viviendas diseminadas por los EEUU que se ejecutaron con los planos originales de la Stran-steel house.

Figura 11Perspectiva y plantas de la Stran-steel-Good Housekeeping House (folleto promocional de la Feria Mundial de Chicago 1933)

Figura 12Detalles constructivos de la Stran-steel house (folleto pro-mocional de la Feria Mundial de Chicago 1933)



DESARROLLO NORMATIVO

Ya en 1933 podemos encontrar guías de uso de cons-trucción con acero. En «Steel framing for small resi-dences» vemos algunos ejemplos ejecutados por la Stran-steel Company con perfiles conformados en frío junto con otros ejemplos de otras compañías rea-lizados con perfiles laminados. Se especificaban ta-blas de cargas para perfiles laminados, pero no para los de pequeño espesor de la Stran-steel (figura 14).

Como criterio de diseño, cabe destacar el ratio en función del espesor y el ancho efectivo a considerar, según la fijación o no de los bordes del perfil , para resistir los esfuerzos de flexión o compresión según la práctica común en América y Europa.

Y es que los requisitos para las estructuras lamina-das de acero habían sido adaptados en los códigos de edificación en los años 30, pero no había disposicio-nes para el uso de perfiles conformados en frío, y no tenía sentido aplicar los mismos criterios para ambos tipos de estructuras, porque el comportamiento es-tructural es muy diferente. Debido al uso de chapas delgadas, los perfiles conformados, inician un pan-

deo local al inicio de cargas bajas en algunas confi-guraciones. Sin embargo, a pesar de este pandeo ini-cial, los perfiles pueden aguantar mucha más carga antes de llegar a su límite y fallar.

Viendo la necesidad de una normativa de diseño para este tipo de perfiles, en febrero de 1939, la AISI (The American Iron and Steel Institute) patrocinó un proyecto de investigación en la Cornell University. A cargo del equipo investigador estaba el profesor aso-ciado de la Escuela de Ingeniería Civil, George Win-ter, al que se le conoce como «el padre de las estruc-turas conformadas en frío». Tras siete años de investigación, en abril de 1946 veía la luz la primera edición de la AISI Specification for the Design of Light Gage Steel Structural Members, el primer có-digo de estructuras de chapa delgada. Su aplicabili-dad se limitaba al uso de espesores de chapa menores de 3/16” (4,7 mm) con aceros de límite elástico entre 25 y 33 ksi (172–227 N/mm2 aprox.) En esta prime-ra versión, los factores de seguridad aplicados eran mayores que los usados en el código para estructuras

Figura 13Planos estructurales de la Stran-steel house Figura 14

Residencia de Thomas C. Scott (Steel framing for small re-sidences, 1933)


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de acero laminado (1,85 frente a 1,6), no es hasta 1960 cuando este factor se reduce a 1,65, en línea con los otros códigos de acero. La solución para el pandeo de la chapa estaba basada en Lundquist y Stowell (1943) que extendieron el trabajo de Timos-henko y Gere (1936) proporcionando métodos prácti-cos para calcular la estabilidad de placas conectadas. La solución de «ancho efectivo» está basado en von Kármán et al. (1932) y en las correcciones experi-mentales de Winter (1947). Desde 1946 sucesivas versiones del código han ido añadiendo e implemen-tando las novedades en la investigación de los perfi-les conformados, trasladándose a normativa de todo el mundo.

En España, no encontramos normativa sobre el uso de perfiles delgados hasta la aparición de las nor-mas MV 110 y 111 en 1980.

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