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• Greslim Alarcón

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DESARROLLO Y BENEFICIOS EN LA CONSTRUCCIÓN SISTEMA CONSTRUCTIVO STEEL DECK ANTONIO BLANCO BLASCO Los sistemas de viguetas de acero con plancha de acero denominada colaborante se usan generalmente en techos altos, donde el costo del encofrado es importante. Se han usado y se siguen usando en centros comerciales y edificios de oficinas. Generalmente se piensa en este sistema, cuando las columnas y vigas de la estructura también son de acero, sin embargo también es un sistema usado en casos de vigas y columnas de concreto armado. la manera como se diseñan las viguetas de acero varía si se considera que éstas van a tener apuntalamiento intermedio o no. si se considera apuntalamiento intermedio, se calcula la vigueta para la primera etapa del vaciado, con luces menores. en este caso hay el peso propio de las viguetas, de la plancha, de la losa y una sobrecarga de vaciado. posteriormente, cuando el concreto ya ha adquirido determinada resistencia, se sacan los puntales y las viguetas trabajan como sección compuesta ( acero con concreto) para la etapa definitiva (piso terminado y sobrecarga de diseño de acuerdo al uso del local). evidentemente el diseño de las viguetas de acero resulta más económico si se considera este apuntalamiento inicial. sin embargo en algunas obras, donde lo que prima es la rapidez, se prefiere tener un mayor costo en las viguetas y no requerir de ningún apuntalamiento, de tal modo de trabajar el techo o entrepiso y paralelamente el piso o pavimento.

SOLUCIONES ESTRUCTURALES NO HABITUALES ESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y HORMIGÓN LOSAS MIXTAS CONFORMADAS POR PLACAS DE ACERO COLABORANTE CON VIGAS COMPUESTAS PATRICIA GARINO Acción colaborante entre el acero y el hormigón En este sistema se combinan las mejores propiedades de ambos materiales. El hormigón aporta masa, resistencia a la compresión y rigidez. El acero por su lado proporciona ligereza, resistencia a la tracción y elasticidad. Por otra parte ambos materiales pueden colaborar conjuntamente ya que su coeficiente de dilatación térmica es similar. Para lograr la adecuada acción colaborante entre el acero y el hormigón, formando un sólo elemento estructural, es decisiva la correcta adhesión chapa nervada –hormigón fraguado o vigas de acero y losa de hormigón. Las indentaciones y conectores, ya mencionados anteriormente, son los que permiten el trabajo en conjunto de ambos materiales ya que son los que generan el anclaje y la adherencia necesaria entre la chapa y el hormigón, y entre la losa y la viga metálica, respectivamente. En este tipo de estructuras se toma la hipótesis de que ambos elementos actúan como uno sólo, teniendo entonces continuidad de deformaciones longitudinales. Es decir que la deformación en la interface es la misma para los dos materiales. Cuando tenemos una viga sin elementos de

conexión con la losa hay deslizamiento en la superficie de contacto, ambos elementos tienen un estado tensional independiente con tracciones y compresiones. En las estructuras mixtas se produce otro estado tensional, sin tracciones en el hormigón (en la mayoría de los casos) y con compresiones pequeñas en el acero.

Ventajas e inconvenientes1 ructura donde los elementos son independientes (losa de hormigón y viga de acero sin elementos de conexión).

eza, ya que por la colaboración del hormigón se ve reducida la flecha en el acero. utilizado, se traduce en una reducción global de la estructura (tamaño de pilares y fundaciones). considerables posibilidades de diseño. aquellos sitios donde la construcción en acero es habitual los costos se ven disminuidos debido a la reducción de acero necesario para la estructura. lugares donde la utilización de grandes estructuras de acero no es habitual, como ocurre en nuestro medio, la implementación del sistema puede ser inviable desde el punto de vista económico (gastos de importación, subcontratos, etc.). Por este motivo la aplicación del sistema mixto generalmente se reduce a proyectos edilicios de gran escala y/o alto presupuesto. el hormigón, el sobrecosto debido a la protección contra el fuego se ve minimizado ya que el propio hormigón genera el recubrimiento apropiado. Del mismo modo, la resistencia del acero a la corrosión mejora considerablemente. fabricados, cumpliendo con las normas de calidad requeridas. elementos de compartimentación horizontal de sectores de incendio. forma de trabajo para el montaje y acopio de materiales, no necesitando apuntalamientos en luces de hasta cuatro metros.

limitaciones principales refieren a la resistencia a las tensiones rasantes y punzonado.

ión de hormigones aligerados. protección.

ESTUDIO DE NORMAS REFERIDAS AL SISTEMA Introducción La normativa de estructuras metálicas puede estar basada en un procedimiento de diseño de tensiones admisibles (ASD) o un método de los estados límites (LRFD). Método de las Tensiones Admisibles Asume la misma variabilidad para todas las cargas. Es un método determinístico: “Acciones y resistencias como unos valores capaces de ser fijados unívocamente y que por lo tanto son perfectamente conocidos”. Se calcula lo que pasa en la sección cuando actúan determinadas cargas, se verifica la resistencia de la pieza según diferentes estados de carga. ΣQ ≤ R/F.S. ΣQ: sumatoria de los esfuerzos requeridos R: resistencia de diseño F.S.: coeficiente de seguridad

Observamos que las cargas no se multiplican por distintos factores según su origen, sino que se toma un factor único de seguridad aplicado a la resistencia de diseño. No se obtiene una confiabilidad uniforme para toda la estructura. [20] Procedimiento de diseño de los Estados Límites Se fraccionan los coeficientes de seguridad según el origen de las cargas y para cada tipo de resistencia. En base a estimaciones estadísticas se considera que la probabilidad de fallo sea baja. Es un modelo probabilístico: “Acciones y resistencias como variables aleatorias. Probabilidad de las acciones no superen ciertos valores de cálculo o que las resistencias no sean inferiores a otros ciertos valores de cálculo”.[20] Se consideran dos tipos de estados límites: de rotura y de servicio. Los estados límites últimos o de rotura se definen como: “aquellos asociados al colapso de la estructura, o a otras formas de fallo estructural que puedan hacer peligrar la seguridad de las personas. sólido rígido. partes, incluyendo conectadores, pilares y cimientos.”[7] “Estados límites de servicio corresponden a estados tales que, una vez superados, dejan de cumplirse los criterios específicos de utilización (incluyendo el mal funcionamiento de máquinas y servicios) o pueden causar daños a los elementos no estructurales y acabados. e, daña los edificios o su contenido, o limita su efectividad funcional. impermeabilidad al agua. r durabilidad. ESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y HORMIGÓN SOLUCIONES ESTRUCTURALES NO HABITUALES PATRICIA

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- acero.”[7] No existe en el Uruguay una normativa para este sistema ya que en nuestro medio la utilización de este tipo de estructuras es exigua. Las primeras normativas sobre este sistema se basaban en el procedimiento de las tensiones admisibles. Últimamente la tendencia de la normativa refiere al criterio de verificación basado en estados límites, tomando en cuenta la variabilidad de cargas y resistencias. Se considera que es un método avanzado de dimensionamiento de estructuras de acero y ha sido adoptado por la mayoría de los países del mundo. La idea es proveer a todas las estructuras de acero la misma probabilidad de fallo bajo distintas condiciones de carga.[16] Se van a estudiar dos normativas, las Especificaciones AISC “American Institute of Steel Construction” y el Eurocódigo N°4: Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón. La primera está basada en un método unificado de diseño, realizando una calibración de ambos métodos (ASD y LRFD) para tener resultados de diseño equivalentes. El Eurocódigo N°4 se basa en el método de los estados límites.

Especificaciones AISC “American Institute of Steel Construction” Estas especificaciones técnicas refieren al diseño estructural en acero. En el Capítulo I Diseño de miembros de sección compuesta se profundiza en los requisitos que deben cumplir las estructuras mixtas de hormigón y acero. Allí se plantean las especificaciones para las columnas mixtas y las vigas de acero que actúan conjuntamente con el hormigón de la losa para soportar la flexión. Este capítulo se estructura en cinco ítems. Disposiciones generales os métodos para determinar la resistencia nominal de la sección compuesta, método de distribución de las tensiones plásticas y método de compatibilidad de las deformaciones. ida del hormigón utilizado y las barras de acero de refuerzo. - En hormigón de peso normal la resistencia a la compresión estará entre los siguientes valores: 21 N/mm2 y 70 N/mm2. Para el caso de hormigones livianos la resistencia estará dentro de 21 N/mm2 y 42 N/mm2. - Para el acero estructural la tensión de fluencia mínima no debe exceder los 525 N/mm2. Miembros cargados axialmente Para los miembros cargados axialmente (columnas compuestas embebidas y columnas compuestas rellenas) se determinan las limitaciones a las que deben ser sujetos, así como la resistencia a la compresión, tracción y corte, transferencia de carga y características de los conectores. Miembros sometidos a flexión Se determina: ESTRUCTURAS MIXTAS DE ACERO Y HORMIGÓN SOLUCIONES ESTRUCTURALES NO HABITUALES PATRICIA

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temporal la sección de acero debe tener la resistencia suficiente para soportar todas las cargas aplicadas antes que el hormigón obtenga el 75% de su resistencia especificada.

res de corte: número requerido, diámetro, ubicación, espaciamiento, recubrimiento. Resistencia a Flexión de Miembros Embebidos y Miembros Rellenos de Concreto

Combinación de carga axial y Flexión miembros compuestos. Casos Especiales determinar las características necesarias para los conectores.

Eurocódigo N°4: Proyecto de estructuras mixtas de acero y hormigón3 Es otra de las normativas aplicables a este tipo de estructuras. Surgió en el ámbito de la Comunidad Europea con el objetivo de unificar la normativa de cada país sobre este tema. Este documento está compuesto de tres partes: -1: Reglas Generales y Reglas para Edificación. -2: Reglas Generales. Proyecto de Estructuras Sometidas al Fuego.

El presente trabajo se enfocará en la primera de las partes. La misma se estructura en diez capítulos comentados a continuación. Capítulo 1 - Introducción Se establece el ámbito de aplicación y se introducen las definiciones, terminología y simbología utilizada en el documento.

MANUAL DE ACERO DECK SENCICO STEEL DECK, conformado por planchas preformadas hechas de acero estructural con protección galvánica, las cuales después del proceso de preformado logran inercias considerables, permitiendo soportar cargas muy altas durante el proceso de construcción; cumpliendo tres funciones principalmente: 1) Plataforma de trabajo para todas las instalaciones de la futura losa; 2) Refuerzo de acero positivo; y 3) Encofrado perdido del concreto. El sistema cuenta también con conectores de corte, y una malla de temperatura, que al fraguar forman una unidad (sistema compuesto aceroconcreto) denominado losa con placa colaborante. Sin lugar a dudas notaremos, que las deficiencias de los métodos tradicionales son largamente superadas con la aplicación del STEEL DECK, el cuál, tanto como una herramienta de trabajo, es un paso a la estética y a la modernidad. Las ventajas que ofrece el sistema son múltiples, más aún, si las comparamos con los sistemas tradicionales para el diseño y la construcción de losas; mencionamos a continuación las ventajas más saltantes: • Eliminación de encofrados: evitan el uso de encofrados de entrepisos para efectos de vaciado de la losa así como para efectos de montaje. • Acero como refuerzo para Momentos Positivos: el Acero-Deck, trabajando en conjunto con el concreto, contribuye como el acero de refuerzo positivo. • Durabilidad: el acero empleado para la fabricación de las planchas, es de alta resistencia al intemperismo gracias a su recubrimiento de galvanizado pesado. • Hecho a la medida: acorde a los diseños en planos para cada proyecto, las planchas son cortadas longitudinalmente a la medida exacta requerida, evitando hacer cortes innecesarios de las mismas, garantizando así una óptima eficiencia para su colocación. • Limpieza en Obra: su maniobrabilidad, fácil almacenamiento y no ser necesario cortar las planchas en obra, se ven reflejados en el orden y limpieza de la misma. Dpto. Investigación y Desarrollo ACEROS PROCESADOS S.A. -4-

• Liviano: gracias a la forma del perfil, el conjunto acero / concreto, reduce el peso muerto de la losa; hablamos de losas que pesan desde 158.3 kgf/m². • Fácil Transporte, Manejo e Instalación: al ser planchas livianas, uniformes y cortadas a medida, son fácilmente apilables para ser transportadas, permitiendo también una fácil y rápida maniobrabilidad e instalación de las mismas. • Estética: las planchas vistas desde el nivel inferior, brindan una visión uniforme, agradable y segura. • Económico: en el mercado actual, el costo de las planchas para el sistema Acero-Deck es económico lo que lo hace un sistema muy competitivo en el mercado. Funciones Dentro del sistema constructivo, la placa colaborante cumple con tres funciones principales: • Actuar como ACERO DE REFUERZO de refuerzo para contrarrestar los esfuerzos de tracción generados en las fibras inferiores de la losa producidas por las cargas de servicio. • Servir de ENCOFRADO para recibir el concreto en estado fresco y las cargas de servicio producidas durante el vaciado del concreto. • Actuar como PLATAFORMA DE TRABAJO, permitiendo tener una superficie de tránsito libre y segura para poder realizar las labores necesarias sobre la placa colaborante, como la instalación de tuberías, perforaciones de la placa colaborante, armado del refuerzo o de las mallas de temperatura, soldadura de los conectores, etc.

1.3. Ventajas El sistema ofrece muchas ventajas respecto a los sistemas tradicionales de construcción, siendo idóneo en proyectos donde el tiempo de ejecución de la obra es reducido. Entre las principales ventajas del sistema tenemos: • Variedad de aplicaciones: Se usa sobre estructuras metálicas, de concreto y mixtas. • Eliminación del encofrado tradicional. • Limpieza y seguridad en obra. Dpto. Investigación y Desarrollo ACEROS PROCESADOS S.A. -6-

• Fácil de instalar, liviano y apilable. • Fabricación a medida y entrega inmediata. • Ahorro significativo de materiales, mano de obra y Tiempo, que se traduce en dinero. 1.4. Elementos del Sistema El Sistema Constructivo Acero-Deck tiene TRES elementos: • Placa Colaborante Acero-Deck • Concreto • Malla de temperatura

Para utilizar el sistema con vigas metálicas, tenemos un CUARTO ELEMENTO: • Conector de corte 1º PLACA COLABORANTE – CARACTERÍSTICAS: La plancha colaborante es elaborada de bobinas de acero estructural con protección galvánica pesada G-90 que se somete a un proceso de rolado en frío para obtener la geometría deseada. Esta tiene un esfuerzo de fluencia mínimo de 33 Ksi o 2325 kgf/cm2, con un módulo de elasticidad de 2.1x106 kgf/cm2, cumpliendo con las normas del ASTM A653 y ASTM A611 para los grados C y D. Los calibres o espesores del acero utilizados para la formación de las planchas del Sistema constructivo ACERO DECK son calibrados en gages (gauges) o como espesores en milímetros o pulgadas. Para efectos de cálculo, sólo se considera como espesor de plancha colaborante el calibre del acero base no incluyendo los espesores de galvanizado o pre-pintado. Los calibres más utilizados son el gage 20 (0.909 mm) y el gage 22 (0.749 mm.) con una tolerancia máxima de 5% de su espesor. El proceso de formación de la plancha Acero-deck incluye también un tratamiento en su superficie que le proporciona relieves o muescas ubicadas en las paredes de los valles, diseñado con el fin de proporcionar adherencia mecánica entre el concreto de la losa y la plancha de acero. 2º CONCRETO El concreto a utilizarse en la construcción de la losa deberá cumplir con los requisitos establecidos según la Norma Peruana de Estructuras. En lo que respecta a las “Especificaciones Estándar de los Agregados del Concreto” nos referiremos a las normas ASTM C33. En el caso de utilizar concretos con menor peso específico, nos referiremos entonces a la norma ASTM C330 “Especificaciones Estándar para agregados livianos para la elaboración de concreto Estructural”. Las recomendaciones más relevantes son: • La resistencia a la compresión de diseño mínima será de 210 kgf/cm2. No se tomarán en cuenta los concretos de resistencias mayores a los 580 kgf/cm2. Dpto. Investigación y Desarrollo ACEROS PROCESADOS S.A.

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• Se realizará obligatoriamente el proceso de vibrado al concreto para garantizar así la adherencia mecánica entre el acero y el concreto, y para lograr la uniformidad del concreto. • El curado del concreto se efectuará como mínimo hasta 7 días posteriores al vaciado. No se utilizarán aditivos que contengan sales clorhídricas en su composición por que pueden producir efectos corrosivos en la plancha de acero. 3º MALLA DE TEMPERATURA El refuerzo de la malla de temperatura es esencial en cualquier tipo de losa estructural para evitar el fisuramiento de la misma, debido a los efectos de temperatura y contracción de fragua que sufre el concreto. El diseño de dicho refuerzo estará acorde con el capítulo 7 de la parte 7.10.2 en lo referente al Refuerzo por Contracción y Temperatura de las Normas Peruanas de Estructuras. El recubrimiento mínimo de la malla de temperatura será de 2 cm., quedando sujeto al criterio del diseñador. El acero diseñado para soportar los momentos negativos, pasará por debajo de la malla de temperatura y podrá estar sujetado a ésta. El diseño de la malla de temperatura se puede referir a las normas del ACI o a las Normas Peruanas de Estructuras. 4º CONECTOR DE CORTE Los conectores de corte tipo Nelson Stud son elementos de acero que tienen como función primordial tomar los esfuerzos de corte que se generan en la sección compuesta (acero-concreto) controlando y reduciendo las deformaciones. El conector de corte tipo Nelson Stud tiene la forma de un perno con cabeza cilíndrica, no posee hilos (roscas) y es soldado a el ala superior de la viga soporte a ciertos intervalos, quedando embebidos dentro de la losa. Estos conectores están sujetos a corte en el interfase concreto/acero. La losa transfiere las cargas de gravedad por una interacción de fuerzas de compresión sobre la viga en la cual se apoya. Además, en la parte de contacto de la losa se producen fuerzas de corte a lo largo de su longitud. Dpto. Investigación y Desarrollo ACEROS PROCESADOS S.A. -9-

Algunas consideraciones en la utilización de los conectores de corte son: • Los conectores de corte son elementos de una sola pieza con protección galvánica electroquímica de zinc conforme a ASTM B633. • La cantidad de conectores por valle no debe ser mayor a 3 en el sentido transversal. • La altura del conector de corte debe estar entre 3” a 7”. • La longitud de los conectores mínima ≥ 4 stud d • El diámetro del conector de corte no debe ser mayor de ¾”. Acabados Se dan principalmente tres tipos de acabado: • Acabado Natural: Se puede deja la plancha galvanizada ACERO DECK expuesta sin recubrimiento. • Acabado Pintado: Se utiliza el tipo de pintura de acuerdo al uso. • Acabado Cielo Raso: Las planchas de Drywall u otro material para ser utilizadas como cielo raso pueden ser fijadas directamente a la losa colaborante ACERO DECK mediante espárragos, colgadores o canales.

METALDECK es un nuevo concepto de placas de entrepiso en Colombia. El sistema está compuesto por una lámina metálica y una losa de concreto que actúan en forma monolítica logrando una construcción ágil, limpia y versátil. El sistema permite aumentar los rendimientos de obra, genera una reducción importante en los tiempos de construcción y reduce sustancialmente los desperdicios de materiales adicionales como madera, formaletas y puntillas entre otros. También al usar el METALDECK los desperdicios de concreto son mínimos y por tanto los costos finales por metro cuadrado de la losa serán siempre inferiores a los sistemas tradicionales.

La Placa Colaborante Instadeck®, se caracteriza por sus excelentes propiedades estructurales, su diseño geométrico recoge los criterios internacionales de diseño incorporando un sistema de unión longitudinal muy eficiente, seguro y de fácil instalación. Debido a que elimina el armado y desarmado de moldaje desmontable y reduce o elimina el número de alzaprimas es una excelente solución comparado con los sistemas de losa de hormigón armado tradicional. Ahorro de más del 20% en el uso de pernos conectores, con respecto a otras placas. Se fabrica en acero estructural grado 37, galvanizado G-90, según norma ASTMA653. El largo máximo está limitado por la condición de transporte y manipulación (Mín. 1,50m – Máx. 15m), largos superiores sujetos a consulta. Metodlogia de calculo 1.Distancia entre vigas de apoyo. Carga uniformemente distribuida solicitante 2. Determinación de espesor de hormigón requerido (TABLA I) 3. Verificación control de deformaciones y condiciones de servicio (TABLA II) 4. Chequeo de alzaprimado temporal (TABLA III) 5. Evaluación técnico económica de la solución (TABLA IV) 6. Optimizar diseño replanteando distancia entre vigas de apoyo

MANUAL TECNICO METALDECK

El sistema de losa METALDECK aprovecha las características de una lámina de acero preformada (STEEL DECK) sobre la cual se hace un vaciado en concreto. El comportamiento combinado entre el concreto, una vez que este ha alcanzado su resistencia máxima, y el tablero en acero, permite obtener un sistema de losa estructural práctico para todo tipo de edificaciones. Se impone ante los sistemas tradicionales por aspectos como su rapidez en obra, gran resistencia, limpieza, bajo peso y economía. El sistema es diseñado acorde con las especificaciones para Composite Steel Floor Deck (Tablero depiso en acero para comportamiento compuesto) emitidas por el SDI (Steel Deck Institute)

VENTAJAS METALDECK ofrece ventajas significativas con respecto a otros sistemas de entrepiso tradicionales. Entre ellas se resaltan las siguientes: Funcionalidad: Se acomoda a multitud de aplicaciones prácticas y a muchas situaciones diferentes en entrepiso para edificaciones. Resistencia estructural con menos peso: Las propiedades del acero son utilizadas con una máxima eficiencia en el diseño y la fabricación del Metaldeck, resultando un producto de una alta resistencia con relación a su peso. Por consiguiente los costos de transporte, montaje de la estructura principal pueden ser menores que con otros sistemas.

Apariencia atractiva: Aunque el sistema METALDECK es principalmente un componente estructural, es visualmente muy atractivo cuando es expuesto en aplicaciones arquitectónicas. Su recubrimiento protector lo hace fácil para su mantenimiento, durable estéticamente agradable. Construcción en todos los climas: El sistema pede ser instalado en la mayoría de las condiciones climáticas, eliminando los costosos retrasos que pueden presentarse con otros sistemas de entrepiso. Calidad uniforme: Gracias a la ingeniería involucrada y a las técnicas de producción de mejora continua, los productos del sistema cumplen con los estándares de calidad especificados en las normas internacionales (SDI Steel Deck Institute) Durabilidad garantizada: El sistema ha sido instalado por más de medio siglo en múltiples países con un comportamiento satisfactorio, lo cual es garantía de su durabilidad. Economía y valor agregado: El sistema combina bajos costos con óptimo comportamiento. El valor agregado se determina combinando los costos iniciales, los costos por vida útil y los asociados al comportamiento. El sistema minimiza el desperdicio de material, requiere en general menor volumen de concreto que otros sistemas y por otro lado permite reducir el peso de la edificación, lo cual naturalmente, se traduce en mayores ahorros de material en el resto de la estructura y a nivel de cimentación. Facilidad constructiva: Dentro de los diversos factores constructivos que pueden mencionarse están su bajo peso que facilita su manipulación, óptimo almacenamiento en obra, rapidez de instalación, no requiere mortero de afinado de piso, permite fácilmente la instalación de líneas de servicios posterior a la fundida de la losa, lo cual a su vez reduce el tiempo de construcción y mejora la calidad de la obra, no es biodegradable, no contamina otros materiales, se adapta a cualquier geometría y puede utilizarse tanto en estructuras metálicas como de concreto o aún sobre muros de mampostería. Doble función estructural:Sirve como plataforma de trabajo y formaleta de piso a la vez que conforma el refuerzo principal de la losa una vez fragua el concreto. Dentro de las consideraciones especiales del sistema pueden mencionarse su resistencia al fuego con respecto a otros materiales, sus costos directos iniciales, la racionalización del sistema de corte para permitir los pases de instalaciones, las geometrías especiales, el manejo de cielorrasos y algunas precauciones constructivas especiales. También deben mencionarse los efectos eventuales de retracción de fraguado y por cambios de temperaturas, razón por lo cual hay que garantizar un procedimiento constructivo adecuado y unas protecciones especiales a las losas que quedan a la intemperie.

FIJACIÓN LATERAL Las láminas de acero deben sujetarse unas con otras en sentido transversal con tornillos autoperforantes, remaches pop ó puntos de soldadura (hasta calibre 20). La distancia entre estas fijaciones debe cumplir con la siguiente especificación: Para Luz < 1.50m: Un (1) Tornillo en el centro de la luz. Para Luz > 1.50m: un (1) Tornillo cada 36” (1000mm) El detalle del traslapo se muestra en la figura 2.5. IMPRIMIR PAGINA 12-23

MANUAL DE PERFILES – ACESCO IMPRIMIR PAGINA 5-15 PAGINAS EJEMPLOS 16-20 PAGINAS TABLAS 58-60

2.1 Bases de diseño Las especificaciones brindadas en este manual de diseño de perfiles ACESCO estarán basadas en los principios del Diseño con Coeficientes de Carga y Resistencia (DCCR), acorde con las disposiciones establecidas por el Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente NSR-10. Deben aplicar todos los requerimientos de esta sección para el diseño con miembros estructurales formados en frío, excepto donde se especifique lo contrario.

2.1.1 Diseño con Coeficientes de Carga y Resistencia, DCCR (Load and Resistance Factor Design, LRFD) El diseño satisfará los requerimientos del método de Diseño con Coeficientes de Carga y Resistencia, DCCR, cuando la resistencia de diseño de cada componente estructural iguala o excede la resistencia requerida determinada con base en las cargas nominales multiplicadas por los apropiados coeficientes de mayoración de carga, para todas las combinaciones de carga aplicables.El diseño debe ser realizado de acuerdo con la siguiente ecuación: R u < Ø Rn Ru= Resistencia requerida Ø= Coeficiente de resistencia Rn= Resistencia nominal

2.2 Combinaciones de carga, coeficientes de resistencia y factores de seguridad 2.2.1 Combinaciones de carga La estructura y sus componentes deben ser diseñados para resistir las más críticas solicitaciones generadas por las diferentes combinaciones de carga (condiciones más desfavorables). Las combinaciones de carga a emplear para el cálculo de los esfuerzos en los miembros estructurales de acero formados en frío ACESCO, por el método de Diseño con Coeficientes de Carga y Resistencia, DCCR, acorde con NSR-10 (Título B), son las siguientes: 1.4D 1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr o G o Le) 1.2D + 1.6 (Lr o G o Le) + (1.0L o 0.5W) 1.2D + 1.0W + 1.0L + 0.5 (Lr o G o Le) 1.2D + 1.0E + 1.0L 0.9D + 1.0W 0.9D + 1.0E Donde: D=Carga Muerta E=Fuerzas sísmicas reducidas de diseño (E=Fs/R)

G=Carga debida al granizo L=Cargas vivas Lr=Carga viva sobre la cubierta Le=Carga de empozamiento de agua W=Carga de viento Adicionalmente, para perfiles soportando tableros de acero (Metaldeck) para entrepisos de comportamiento compuesto: 1.2Ds + 1.6Cw + 1.4C Donde: Ds=Peso muerto de la lámina Metaldeck Cw=Peso nominal concreto fresco C=Carga nominal de construcción, incluyendo equipo, trabajadores y formaletería, pero excluyendo el peso del concreto fresco.

2.2.2 Coeficientes de resistencia Para el método DCCR existen coeficientes de reducción de resistencia que dependen de las solicitaciones a las que sean sometidos los miembros estructurales. A continuación del cálculo de cada solicitación se muestran los correspondientes coeficientes de reducción de resistencia según el Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente NSR-10, mencionada en el Numeral 2.1.

2.3 Cálculo de esfuerzos y diseño de miembros estructurales El reglamento de diseño y construcción NSR- 10 (Capítulo F.4), considera el cálculo de las resistencias disponibles para el diseño de estructuras metálicas en acero formados en frío, de acuerdo con los siguientes numerales:

2.3.1 Miembros en tensión Para fluencia en la sección bruta: ØtTn=Øt AgFy Øt=0.90, donde: Tn=Resistencia nominal del miembro bajo tensión Ag=Área bruta o completa de la sección transversal Fy=Esfuerzo de fluencia del acero Para rotura en la sección neta lejos de la conexión1: Øt Tn=Øt AnFu Øt=0.75, donde: An=Área neta de la sección transversal Fu=Resistencia a tensión del acero Ver Tabla 22 en donde se muestran las resistencias de diseño a la tensión de los perfiles por fluencia de la sección bruta.

2.3.2 Miembros a compresión cargados concéntricamente La resistencia de diseño a carga axial debe ser el menor valor de los calculados de acuerdo con las siguientes secciones: 2.3.2.1 Secciones sencillas y cajón sometidas a compresión фcPn = фcAeFn фc=0.85 Donde: Pn=Resistencia bajo carga axial a compresión

Ae=Área efectiva calculada con el esfuerzo Fn Fn es determinado como sigue: Para λc≤1.5: Fn=(0.658 λc^2)Fy Para λc>1.5: Fn=(0.877/ (λc^2) )Fy Donde: λc=(Fy/Fe)^(1/2) Fe= Es el valor mínimo del esfuerzo de pandeo flector elástico, de pandeo torsional y de pandeo flexo-torsional determinado de acuerdo con las secciones F.4.3.4.1.1 a la F.4.3.4.1.5 del NSR-10 Para secciones de simetría doble, secciones cerradas o cualquier otra sección para la cual se puede demostrar que no está sujeta a pandeo torsional o flexo-torsional, el esfuerzo de pandeo flector elástico, Fe, se determinará como sigue:

Fe=π^2.E/(KL/r) ^2

Donde: E=Módulo de elasticidad del acero K=Factor de longitud efectiva (ver Tabla 6) L=Longitud no arriostrada lateralmente del miembro r=Radio de giro de la sección transversal completa no reducida alrededor del eje de pandeo. En el caso de secciones de simetría sencilla o doble, sujetas a pandeo torsional o flexotorsional, el esfuerzo elástico de pandeo por flexión, Fe, vendrá dado como el valor más pequeño entre la ecuación anterior y la siguiente: Fe= 1/2β [ (σt+σex)- ((σt+σex) ^2-4β σtσex) ^(1/2) ] Donde: σt=Resistencia a la torsión calculada en la sección 2.3.4 σex=Resistencia al momento por pandeo alrededor del eje x calculada acorde con la sección 2.3.4 β=1−(xo/ro) ^2 ro=Radio polar de giro de la sección alrededor del centro de cortante =( rx^2 +ry^2 +xo^2 ) ^(1/2) xo=Distancia del centro de cortante al centroide sobre el eje principal x

Para secciones simetría sencilla, tómese el eje x como el eje de simetría. Para secciones doblemente simétricas sujetas a pandeo torsional, Fe se toma como el menor entre Fe= π^2.E/(KL/r) ^2 y Fe=σt, donde σt está definido en la sección 2.3.4. • Para secciones con simetría de punto (secciones Z de alas iguales): Para secciones de simetría de punto, Fe se tomará como el menor valor entre σt, como es definido en la sección 2.3.4 y Fe calculado como Fe= π^2.E/(KL/r) ^2 utilizando el eje principal menor de la sección. Ver tablas 23 a 34 donde se muestran las resistencias de diseño a compresión de las secciones en C, I y cajón de acuerdo a cada longitud no arriostrada KL.

2.3.2.2 Resistencia de diseñoa la compresión por pandeo distorsional El pandeo distorsional es un fenómeno de inestabilidad que se produce en alas de perfiles abiertos, como los I, Z y C en los cuales las alas con pestañas cuando están comprimidas pasan a una respuesta inestable y tienden a rotar en conjunto produciendo una deformación general del ala. El diseño bajo esta parte del manual aplicará a miembros de sección transversal abierta que emplean alas con rigidizadores de borde acorde con las disposiciones de la sección F.4.3.4.2 (b) del NSR-10. Øc=0.85 Para λd ≤ 0.561 Pn=Py Para λd > 0.561 Pn= [ 1 -0.25*(Pcrd/Py)^0.6 ][( Pcrd/Py) ^0.6]*Py Donde: λd= ( Py/Pcrd )^(1/2) Pn=Resistencia nominal axial Py=Ag Fy Ag=Área bruta de la sección transversal Fy=Esfuerzo de fluencia Pcrd=Ag Fd Fd=Esfuerzo de pandeo distorsional elástico

Losa deck: Es de una placa de acero estructural galvanizada, con doblado trapezoidal, que se utiliza para la construcción de losas en edificaciones. La interaccion entre la placa y el hormigón que se vacia sobre esta, es alcanzada mediante un sistema de resaltes dispuestos transversalmente en la placa, los cuales producen un trabazón mecánica al hormigón, evitando su desplazamiento y garantizando su unión monolotica, capaz de resistir las cargas tanto verticales como horizontales y formando lo que se demonima una losa compuesta. Gypsum: son estructuras armadas con perfiles de acero galvanizado, las cuales sirvn como soporte para los materiales que se utilizan para armar paredes, en donde los revestimientos son planchas de yeso con recubrimiento de papel reciclado, atornilladas como la estructura, en su interior existe la posibilidad de colocar elementos aislantes tanto térmicos como acústicos, además de instalaciones eléctricas, sanitarias y demás. Son utilizadas tanto como paredes interiores como paredes exteriores, siempre y cuando se utilice el material recomendado por el fabricante.