Test: Elementos estructurales. Cimentaciones. Muros. Pilares. Vigas. Forjados. Cubiertas. Tipos y caracteristicas

El conocimiento de los elementos estructurales es fundamental en la oposición de Bomberos del Ayuntamiento de Madrid porque determina la capacidad del bombero para evaluar el riesgo de colapso durante una intervención. La normativa de referencia es el Código Técnico de la Edificación (CTE), aprobado por Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, y la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08, aprobada por Real Decreto 1247/2008, de 18 de julio. Ambas normas definen los requisitos mínimos de seguridad estructural que todo bombero debe conocer para anticipar comportamientos del edificio bajo fuego o impacto.

Marco normativo

• CTE (RD 314/2006): establece las exigencias básicas de seguridad estructural en el Documento Básico SE (Seguridad Estructural) y sus documentos complementarios (SE-AE, SE-C, SE-A, SE-M, SE-F).
• EHE-08 (RD 1247/2008): regula específicamente el proyecto, ejecución y control del hormigón estructural. Su art. 1 delimita el ámbito de aplicación a estructuras y elementos de hormigón en masa, armado y pretensado.
• El art. 2 del CTE define las exigencias básicas que deben satisfacer los edificios: seguridad estructural, seguridad en caso de incendio, seguridad de utilización, salubridad, protección frente al ruido y ahorro de energía.
• El DB SE-C (Seguridad Estructural — Cimientos) del CTE regula específicamente las cimentaciones.

Estructura del tema

Los elementos estructurales se dividen en dos grandes grupos:

• Elementos de cimentación: transmiten las cargas al terreno (cimentaciones superficiales y profundas).
• Elementos de estructura elevada: soportan y distribuyen las cargas del edificio (muros, pilares, vigas, forjados y cubiertas).

La función de la estructura es transmitir las cargas (peso propio, sobrecargas de uso, viento, nieve, sismo) hasta el terreno de forma segura.

Conceptos clave

Cimentaciones

Reguladas en el DB SE-C del CTE. Su función es transmitir al terreno las cargas del edificio.

Se clasifican en:

• Superficiales: cuando el terreno resistente está próximo a la superficie.
  • Zapata aislada: bajo un pilar individual.
  • Zapata corrida: bajo un muro o alineación de pilares.
  • Losa de cimentación: placa continua bajo toda la superficie del edificio; se usa cuando el terreno tiene baja capacidad portante.
  • Emparrillado: vigas cruzadas que unen zapatas.
• Profundas: cuando el terreno resistente está a gran profundidad.
  • Pilotes: elementos esbeltos que transmiten la carga por fuste (rozamiento lateral) o por punta (apoyo en estrato resistente).
  • Pantallas: muros de hormigón ejecutados en el terreno; también cumplen función de contención.

Dato clave para el examen: el DB SE-C distingue entre cimentación directa (superficial) e indirecta (profunda) según el mecanismo de transmisión de cargas.

Muros

Elemento estructural vertical de desarrollo plano. Puede ser:

• Muro de carga: soporta cargas verticales de forjados y cubiertas. Es el sistema estructural predominante en edificación tradicional de mampostería o ladrillo.
• Muro de contención: resiste empujes horizontales del terreno (sótanos, muros de sótano).
• Muro cortante o de rigidización: resiste acciones horizontales (viento, sismo) en edificios de estructura porticada.

Materiales habituales: hormigón armado, fábrica de ladrillo, bloque de hormigón, piedra.

Riesgo en incendio: los muros de carga de fábrica pueden sufrir pérdida de capacidad portante por dilatación térmica y fisuración. El hormigón armado pierde resistencia de forma significativa a partir de 300-500 °C (dato técnico de referencia en la EHE-08 y el DB SI).

Pilares

Elemento estructural vertical y esbelto que trabaja principalmente a compresión. Puede recibir también esfuerzos de flexión (pilar-viga en pórticos).

• Pilares de hormigón armado: regulados por la EHE-08. El art. 54 de la EHE-08 establece las disposiciones constructivas para soportes (pilares), incluyendo la cuantía mínima de armadura.
• Pilares metálicos: regulados por el DB SE-A del CTE.
• Pilares de madera: regulados por el DB SE-M del CTE.

Distinción clave: pilar trabaja a compresión; columna es un término equivalente. No confundir con puntal, que es un elemento provisional de apeo.

Riesgo en incendio: el pilar metálico sin protección pierde capacidad portante rápidamente (el acero alcanza temperatura crítica en torno a 550 °C). El pilar de hormigón armado tiene mayor inercia térmica pero el recubrimiento es determinante.

Vigas

Elemento estructural horizontal que trabaja principalmente a flexión (combinación de compresión en la fibra superior y tracción en la inferior, o viceversa según el tipo de carga).

Tipos según su posición y función:

• Viga principal (o maestra): recibe cargas de las viguetas o de otros elementos secundarios.
• Vigueta: elemento secundario que apoya en las vigas principales y soporta el forjado.
• Jácena: término equivalente a viga principal en algunos contextos técnicos.
• Dintel: viga que salva el hueco de una puerta o ventana.
• Zuncho o viga de atado: viga perimetral que arriosta los forjados y ata los muros.

Materiales: hormigón armado (EHE-08), acero (DB SE-A), madera (DB SE-M).

Dato para el examen: en una viga de hormigón armado, la armadura longitudinal inferior resiste la tracción en vano; la armadura transversal (estribos) resiste el cortante. Regulado en la EHE-08.

Forjados

Elemento estructural horizontal que forma los techos y suelos de cada planta. Transmite las cargas a vigas, muros o pilares.

Tipos principales:

• Forjado unidireccional: trabaja en una sola dirección. Compuesto por viguetas (hormigón, metálicas o de madera) y bovedillas (aligerantes) con capa de compresión de hormigón.
• Forjado bidireccional (reticular o de losa maciza): trabaja en dos direcciones. Mayor rigidez y menor deformación. La losa maciza es la más resistente al fuego por su masa.
• Forjado colaborante (chapa grecada): chapa de acero que actúa como encofrado perdido y armadura inferior; habitual en estructuras metálicas.
• Forjado de viguetas pretensadas: las viguetas llevan armadura pretensada; reguladas por la EHE-08.

Riesgo en incendio: el forjado unidireccional de viguetas metálicas es el más vulnerable. La pérdida de capacidad portante del forjado provoca el colapso de la planta superior, riesgo crítico para los bomberos.

Cubiertas

Elemento que cierra el edificio por su parte superior. Puede ser estructural (si forma parte del sistema resistente) o simplemente de cerramiento.

Clasificación principal:

• Cubierta plana (azotea): inclinación ≤ 5 % (criterio técnico habitual). Puede ser:
  • Transitable o no transitable.
  • Invertida (aislamiento sobre la impermeabilización) o convencional.
• Cubierta inclinada: inclinación > 5 %. Materiales habituales: teja cerámica, teja de hormigón, pizarra, panel sándwich.
• Cubierta abovedada o especial: láminas, cúpulas, estructuras espaciales.

Riesgo en incendio: las cubiertas de madera (cerchas, correas) son las más vulnerables al fuego. El colapso de cubierta es una de las principales causas de muerte de bomberos en incendios de edificios industriales y naves.

Datos numéricos y plazos que más se preguntan

• RD 314/2006: fecha de aprobación del CTE — 17 de marzo de 2006.
• RD 1247/2008: fecha de aprobación de la EHE-08 — 18 de julio de 2008.
• Temperatura crítica del acero estructural: en torno a 550 °C (referencia técnica reconocida en el DB SI del CTE).
• Temperatura a partir de la cual el hormigón inicia pérdida significativa de resistencia: 300-500 °C.
• Inclinación que diferencia cubierta plana de inclinada: 5 % (criterio técnico habitual).
• El art. 2 del CTE enumera 6 exigencias básicas (seguridad estructural, incendio, utilización, salubridad, ruido y energía).

Errores típicos del opositor

• Confundir zapata (cimentación superficial) con pilote (cimentación profunda). La zapata apoya directamente en el terreno; el pilote lo atraviesa hasta el estrato resistente.
• Confundir muro de carga (soporta cargas verticales) con muro cortante (resiste cargas horizontales). Ambos pueden coexistir en el mismo elemento.
• Creer que el forjado reticular es unidireccional: es bidireccional.
• Confundir vigueta (elemento de forjado) con viga (elemento principal de la estructura). La vigueta apoya en la viga, no al revés.
• Atribuir al CTE la regulación del hormigón armado en detalle: esa función corresponde a la EHE-08.

Trucos mnemotécnicos

• “Cimientos Superficiales = Zapata, Losa, Emparrillado” → ZLE (Zapata, Losa, Emparrillado).
• “Cimientos Profundos = Pilotes y Pantallas” → las dos P van al fondo.
• “La viga aguanta, la vigueta descansa sobre ella” → jerarquía de mayor a menor: viga > vigueta.
• “Acero cae a 550, hormigón aguanta más” → el acero es más vulnerable al fuego que el hormigón.
• CTE = RD 314/2006 → 314 como el número π (3,14): el CTE es la “base” de todo, igual que π es base en matemáticas.
• EHE-08 = RD 1247/2008 → 1247: recuerda “un año después de que empezara la crisis” (2008).