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ACERO-DECK
Introducción 01
Capitulo I sistema constructivo
Usos 05
Funciones 06
Ventajas 07
Materiales 08
Protección 12
Capitulo II proceso constructivo
Ingeniería de detalles 16
Transporte 17
Almacenamiento 18
Izaje 19
Colocación 20
Fijación 21
Instalación de Conectores 22
Perforaciones y Ductos 23
Instalación de tuberías 24
Acero de refuerzo 25
Concreto 26
Acabados 27
Capitulo III estructuras compuestas
Descripción 30
Consideraciones 32
Conectores de corte 33
Diseño de conectores 35
Instalación de conectores 38
Capitulo IV diseño
Fundamentos de diseño 41
Deflexión de la placa 43
Esfuerzos en la placa 45
Esfuerzos en el sistema 48
Resistencia a la flexión 51
Cortante 53
Compresión del concreto 56
Deflexión del sistema 57
Pruebas y ensayos 59
Capitulo V productos
Placa colaborante AD-900 63
Placa colaborante AD-600 65
Placa colaborante AD-730 67
Conectores de corte 69
Perfiles de borde 70
Perfiles de canto 71
Capitulo VI detalles constructivos 72
Simbología 78
Bibliografía 80
1
Intro
du
cc
ión
INTRODUCCION
En respuesta a los requerimientos económicos y funcionales que nos exige la ingeniería en el diseño y la construcción, se introdujo en el Perú, ya hace algunos años, el sistema estructural para la elaboración de losas conocido mundialmente como STEEL DECK, conformado por planchas preformadas hechas de acero estructural, las cuales, después de un proceso de preformado, logran una inercia muy fuerte en el sentido del preformado, permitiéndoles soportar cargas altas en el proceso de construcción, haciendo la función de una plataforma de trabajo y de encofrado. El sistema cuenta también con una malla de temperatura y el recubrimiento del concreto, el cuál al fraguar, queda adherido a la plancha de acero, y ambos materiales empiezan a trabajar como una sección compuesta acero / concreto. En el Perú hemos bautizado al sistema STELL DECK como el sistema de placa colaborante Acero-Deck.
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. Mencionamos a continuación las ventajas más saltantes:
Como 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.
Aligerado: 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 Manejo: al tratarse de planchas de acero de espesores
delgados y de geometría uniforme, se permite una fácil y rápida maniobrabilidad de las mismas.
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Intro
du
cc
ión
Estética: las planchas vistas desde el nivel inferior, brindan una visión uniforme, agradable y segura.
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 optima 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.
Fácil Transporte: al ser planchas livianas, uniformes y cortadas a
medida, son fácilmente apilables para ser transportadas. 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.
Como todo sistema constructivo, el Acero-Deck, viene regulado
por diversos organismos, hasta la fecha internacionales, destacando como el más importante del STEEL DECK INSTITUTE con sede en la ciudad de Chicago, Illinois, Estados Unidos.
Normas como el American Institute of Steel Construction, Las
normas del American Standard of Steel ASSHTO, las normas del American Standard of Testing Materials (ASTM), y normativas adicionales de diversos países, destacando el código de Construcción Canadiense.
El presente manual nos guiará a través del proceso constructivo
con las placas colaborantes, su diseño y sus diversas aplicaciones para la construcción en el Perú.
Rollin Buse Thorne
4
Usos 05 Funciones 06 Ventajas 07 Materiales 08 Protección 12
El sistema STEEL DECK se inicio básicamente para cubrir la necesidad de elaborar encofrados para los tableros de los puentes vehiculares evitando utilizar apuntalamientos temporales. Utilizando láminas de acero de espesores muy livianos (económicos), los cuales con un proceso de preformado lograban inercias suficientes para soportar las cargas de montaje y de concreto fresco inicial; finalmente estas láminas quedaban permanentemente en las losas del tablero, como un encofrado perdido.
Posteriormente se extendió el uso para la
elaboración de las losas de entrepisos de los edificios, aprovechando una propiedad adicional: que las láminas de acero tomen los esfuerzos de tracción de la losa en la parte inferior; para esto se le agregaron muescas adicionales, simulando la corrugación del acero, logrando así una buena adherencia mecánica entre el concreto y la plancha de acero.
5Usos
El uso del sistema es básicamente para construir cualquier tipo de losas de entrepisos y sus variaciones; podemos enumerar algunos usos que se le da al sistema en la actualidad:
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
losas de entrepisos.
mezanines.
últimos techos.
fondos de escaleras
plataformas para muelles.
losas para puentes.
Techos inclinados en concreto.
Cabe resaltar que este sistema ha sido empleado en la mayor parte de los edificios construidos los últimos 30 años en países como Estados Unidos (Twin Towers, entre otros), Alemania, Japón, etc., y también en losas importantes de puentes como es el caso del puente más largo del mundo en Kobe (Japón).
6 Funciones
La placa colaborante, dentro del sistema constructivo, cumple con
3 funciones principales:
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
Actuar como acero de refuerzo, para
contrarrestar los esfuerzos de tracción
generados en la parte inferior de la losa
debido a las cargas de servicio aplicadas.
Servir de encofrado para recibir el concreto en
estado fresco y las cargas de servicio al momento
de realizar el vaciado del concreto.
Una función adicional es el de a tuar como plataforma
de trabajo, permitiendo tener una superficie de transito
c
libre, para poder realizar las labores necesarias sobre la placa colaborante, como son la instalación de tuberías,
perforaciones, armado del refuerzo o las mallas de
temperatura, soldar los conectores, etc.
7Ventajas
Este sistema ofrec
resp
e muchas ventajas
ecto a los sistemas tradicionales
de construcción, siendo idóneo en
proyectos donde el tiempo de ejecución
de obra es el punto critico.
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
Permite una gran velocidad de rápido que los
sistemas tradicionales, lo cual reduce el tiempo de ejecución en obra.
trabajo, llegando a ser 60% más
Debido a su forma y por
ser de uso en losas delgadas, se tiene u ahorro en los materiales empleados, y por lo
tanto una reducción del peso, el cual in
n
fluye directamente en el aligeramiento del sistema
de vigas de soporte.
La facilidad de su instalación y su bajo peso por área, nos permite un trabajo rápido y
con un número reducido de mano de obra.
Las placas son
fabricadas a las medidas requeridas en cada obra, lo que se traduce en un bajo
desperdicio de materiales y limpieza en obra.
No utiliza encofrados, por lo tanto los trabajo s preliminares al vaciado se realizan
de forma sencilla y rápida; y los trabajos que se ejecutan luego del vaciado, pueden
ser efectuados en varios niveles a la vez y de forma inmediata.
8 Materiales: Placa Colaborante
PLACA COLABORANTE
CARACTERÍSTICAS DEL ACERO
El acero utilizado en la placa
colaborante consiste en planchas de
acero roladas al frió las cuales son
sometidas a un proceso de galvanizado como
recubrimiento de protección y empaquetadas en
bobinas de 5Tn aproximadamente. Este acero tiene
un esfuerzo de fluencia mínimo de 33 ksi ó 2325 kgf/cm2
con un módulo de elasticidad a 2.1x106 kgf/cm2 .
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
Cumple además con las normas del ASTM A653 y ASTM A611 para los grados C y D.
Los calibres o espesores del acero usados para la formación de las planchas de Steel
Deck, pueden ser calibrados en Gages o Gauges, ó como espesores en milímetros
(mm) ó en pulgadas (in).
Los espesores de Steel Deck se consideran únicamente como espesor de
acero, es decir no incluyen los espesores de galvanizado o pre-pintado que
pueda tener las planchas formadas.
La tolerancia en el espesor de las láminas permite un máximo de 5%, es decir,
que el espesor de diseño td puede tener un espesor mínimo, aceptado para su
uso, de un 95% de td.(pudiendo ser menores en los dobleces).
9Materiales: Placa Colaborante
FABRICACIÓN DE LA PLACA COLABORANTE
Las láminas de Acero-Deck se fabrican a partir de bobinas de acero estructural de espesores delgados, las cuales tienen un recubrimiento de galvanizado.
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
La lámina de acero es doblada a partir de bobinas de 1220 mm de ancho, hasta
conseguir la geometría especificada y requerida para el diseño. El peralte final de la
lámina es de 38.80 mm para la plancha de Acero-Deck AD900 1 ½” y de 75.00 mm para
el Acero-Deck AD 730 3”. Finalmente el ancho de las piezas dobladas es igual a 900
mm con un ancho efectivo de cobertura de 890 mm aproximadamente.
El proceso de formación de la lámina Acero-Deck incluye también un
tratamiento en su superficie diseñado con el fin de proporcionar
adherencia mecánica entre el concreto de la losa y la lámina de acero,
la cual se basa en unas muescas laterales fabricadas a presión por
unos rodillos amoladores. Las láminas ya formadas, son cortadas por
una cizalla, que se encuentra en el extremo final de la maquina
formadora, a la longitud exacta solicitada.
10 Materiales: Concreto
CONCRETO DE LA LOSA
El concreto a utilizarse en la construcción de la losa deberá cumplir con los requisitos establecidos en la Norma Peruana de Estructuras.
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
En el capítulo 4 de la parte 3 en lo referente a la calidad del
concreto (Diseño de la mezcla, proporcionamiento de
materiales, toma de muestras, realización de ensayos y
cuidados especiales de acuerdo a condiciones especiales de
fabricación y exposición del concreto) y en el capítulo 5 de la
Parte 3 en lo referente al proceso de preparación y tratamiento
del concreto en obra.
En lo que respecta a las “Especificaciones Estándar de los
Agregados del Concreto” nos referiremos a las normas ASTM
C33 en el Volumen O4.02 Concreto y Agregados. Sea 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”.
El concreto a utilizarse deberá tener una resistencia mínima a la
compresión a los 28 días de 210 kgf/cm2 por ser losas, consideradas
para el diseño como elementos estructurales. No se tomarán en
cuenta los concretos de resistencias mayores a los 580 kgf/cm2.
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.
11Materiales: Malla de Temperatura
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.
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
El diseño de dicho refuerzo estará acorde con el capítulo
7 de la parte 7.10.2 en lo referente al referente el
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,
finalmente, 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 esta. El diseño de la malla de
temperatura se puede referir a las normas del ACI o a las
Normas Peruanas de Estructuras.
12 Protección
GALVANIZADO Y PINTURAS
El uso de sistemas de protección, como son el
galvanizado y los procesos de pintura, permite
tener una protección adecuada del acero ante
agentes agresivos presentes en el medio donde
se instalen las placas colaborantes.
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
Debemos de considerar que existirán dos posibles
casos de corrosión del acero de la lámina del
Acero-Deck, la primera será para la superficie que
recibirá el concreto ó superficie superior, la
segunda será la superficie que queda expuesta ó
superficie inferior.
Las bobinas de acero utilizadas cumplen con las
normas ASTM A-653/A-653M y las normas A-611
grado C, las cuales indican que se tiene
recubrimiento de galvanizado en ambas caras de la
lámina.
Los tipos de galvanizado que se utilizan
actualmente para este tipo de planchas son el G30
(de baja resistencia a la corrosión), el G60
(mediana resistencia a la corrosión) y el G90 (alta
resistencia a la corrosión).
Para el caso de medio ambientes altamente
corrosivos, se sugiere utilizar láminas de acero con
galvanizado mínimo de G90 complementado con
algún tipo de pintura de alta resistencia a la
corrosión.
13
PINTURAS ANTICORROSIVAS
de forma
Siendo el caso que el diseñador lo sugiera y
justificada, estas láminas deberán llevar un
recubrimiento adicional de pintura el cual será
especificado en planos sugiriendo el espesor y el tipo
de pintura a colocar.
Entre las pinturas que mas destacan para pintar este tipo de láminas
tenemos las resinas Vinílicas o Imprimantes Vinílicos, las Resinas
Epóxicas Poliamidas, Resinas Epóxicas con Brea (Coaltar), etc. Estas
son pinturas de alta resistencia a la intemperie y se deben de escoger
acorde al uso y/o economía. El espesor de las pinturas se miden en
mils (1 mils = 1 milésima de pulgada).
Este tipo de productos al ser hidrófobos tienen problemas
recomendaciones para el pintado.
Protección: pinturas
Siste
ma
Co
nstru
ctivo
de adherencia si existe presencia de humedad, así que las
condiciones de pintado deben ser óptimas; normalmente
cada fabricante o distribuidor de pinturas dará sus
15
Ingeniería de detalles 16 Transporte 17
En base a los años de experiencia con los que venimos trabajando con el
Almacenamiento 18 Izaje 19 Colocación 20 Fijación 21 Instalación de Conectores 22 Perforaciones y Ductos 23 Instalación de tuberías 24 Acero de refuerzo 25 Concreto 26 Acabados 27
sistema del Acero-Deck, y a la experiencia recaudada durante décadas por diversos constructores a nivel mundial, se presenta a continuación una serie de parámetros para la habilitación del sistema en obra, con lo cual se mejora el rendimiento, calidad y seguridad del mismo.
16
Concierne a la ingeniería de detalles, los trabajos previos que debe fectuar el ingeniero en gabinete, para optimizar las áreas a cubrir
egenerando desperdicios mínimos y funcionalidad en la obra. En estaetapa se encuentra la modulación de las planchas.
En caso no se especifique la modulación de las placas en los planos, estas se debe realizar cubriendo la mayor cantidad de paños posibles. Las medidas usuales de modulación varían hasta los 8.00 metros de longitud,
siendo una medida adecuada-debido al proceso constructivo- entre 4.00 metros y 7.00 metros.
Pdel calculo de la lo
ara efectos penetración en
las vigas especificada en los planos, mínimo de 4.00 cm.
ngitud de las placas, se debe tomar en cuenta la
La lim veces por r longitud
muy grandes para pedidos pequeños -de peso tota- por que obliga al
itación en la longitud de las planchas esta dado muchas el medio de transporte a emplearse, recomendándose no tene
empleo de vehículos con capacidades excedentes a las requeridas, generando un sobrecosto en transporte. Sobre los empalmes: estos deben ser a tope, en caso se proyecte un traslape, se recomienda que no exceda los 10.00 cm.
Si se debe de agregar un porcentaje de desperdicio, este debe de re n unidades de placas colaborantes adicionales, y nunca agregando un porce taje por el largo de cada lámina ya que esto podría implicar hacer cortes innecesarios
alizarse con
.
Se debe procurar tener medidas iguales en el modulado de las placaspara así facilitar el proceso de fabricación e instalación.
,
E
los conectores de corte se realizará según lal metrado de
ones de los planos estructurales, estas especificaciones deben de indicar el tipo de conecto, la cantidad por valle y cada cuantos valles van instalados, esto para las viga
Ingeniería de detalles
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
s especificaci
s perpendiculares al sentido de las placa colaborante, y para las vigas en sentido paralelo se debe de especificar el tipo de conector, la cantidad y el distanciamiento entre los mismos.
17Transporte
El proceso de transporte, implica la metodología del transporte de las lacas colaborantes Acero-Deck desde la planta de fabricación hasta su p
destino final en obra.
Los paquetes de Acero-Deck estarán embalados obligatoriamente por
láminas de igual calibre, el cual será especificado en cada paquete.
Cada paquete de planchas estará conformado por un máximo de 25 planchas si s no excedieran los 6 m de longitud, y si fueran de longitudes mayores, el peso pr edio por paquete no deberá ser mayor a 1.5 t. en promedio.
estaom
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
La longitud máxima a transportar se regirá acorde al reglamento de caminos; considerando la longitud máxima del trailer capaz de circular según el tipo de camino, teniendo en cuenta que en ningún caso se podrá
superar los 12 m.
18 Almacenamiento
Corresponde al almacenamiento, la disposición del material en obra durante el tiempo que este no vaya a ser utilizado, para conservar la calidad y seguridad.
El almacenamiento de las láminas de Acero-Deck se hará de acuerdo al tiempo de permanencia en obra antes de ser utilizado. Si el tiempo que van a permanecer almacenadas exceden los 5 días, ó si el clima fuese agresivo, las láminas se ubicaran en lugar cerrado.
El apoyolos paquetes de láminas se hará sobre una superficie uniforme en caso existi
de era ó
stancia entre apoyos en el almacenamiento no deberá exceder tes compuestos por 25 láminas. En ningún caso, los paquetes
serán colocados sobre la superficie natural del terreno.
sobre tablones. La dilos 0.6 m para paque
La ubicación de almacenamiento de las placas colaborantes deberá permitir que exista una área de transito fluida, para las demás tareas de la obra.
En el almacén,
los paquetes deben ser debidamente codificados y ubicados en función a la
prioridad de las zonas a instalar.
19
Denominamos izaje, como los procesláminas os desde la zona de almacenamiento hasta el lugar final donde las láminas han de ser colocadas. El Izaje se podrá hacer de las siguientes maneras:
os mediante el cual las de Acero-Deck son llevad
Manual: se usa para subir placas, de una a una, en pocos pisos de diferencia; el uso de las sogas es permitido, procurando no dañar el borde de las placas, usar sogas permite izar las placas a niveles mas elevados, para tal fin se amarra las placas con la soga en cruz y se asegura la placa con el extremo de la soga, la cual debe de contar con un gancho. Se recomienda el uso de guantes de seguridad en todo momento.
Mecánico: se emplean los medias mecánicos de obra, sea winche, plumas, grúas, etc., por lo general se utiliza cuando se tiene que izar paquetes de placas colaborantes, a diferentes alturas. Se de be de tener cuidado de no dañar las pestañas laterales de las placas. Se recomienda el uso de guantes de seguridad en todo momento.
Izaje
Pro
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sos C
on
struc
tivos
20
Code
es decir, la posición en la cual
rresponde a esta, la etapa finitiva para la ubicación de las
láminas sobre las vigas de apoyo,
quedaran para trabajar todo su tiempo de vida útil.
La lámina se colocará con los valles de menor dimensión sobre las vigas. amenos que se especificara lo co rioen planos.
ntra
Se empezará colocando la pestaña el
extremo de la viga paralela a la mismapara permitir que las pestañasmayores de las láminas subsiguientescalcen sobre las menores.
,
mayor, de la primera lámina, en
El apoyo mínimo sobre vigas transversales terminales es de 4 cm., los cuales quedaran totalmente embebidos en la losa.
Los cortes longitudinales se podrán hacer con: esmeril con piedra de corte, cizallas eléctricas ó manuales, con sistema de corte a base de oxigeno acetileno ó con cualquier método que no deteriore la geometría de las láminas.
Se deberá colocar el apuntalamiento temporal al centro de luz ó a los tercios si es que el diseño así lo manda.
Colocación
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
21
El proceso de fijación de las colaborantes se realiza para mantensu posición final de trabajo y como mseguridad, evitando la posibilidad acen obra.
placas erlas en edida de cidentes
Este proceso se debe realizar mediante elementos de fijación tales como tornillos autoperforantes, clavos de disparo ó soldadura de arco
las láminas de Acero-Deck están
eléctrico, y simplemente con clavos si apoyadas sobre el encofrado de madera qlas vigas.
ue sirven a la vez de tapa de
La fijación se realizará a los extremos de las
apoyo, teniendo como mínimo un punto de fijación os los valles de las láminas estén debidamente
y las vigas principales.
Fijación
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
planchas en todos los puntos de cada tres valles, previendo que todapoyados sobre las vigas de apoyo
22
Se utilizan los conectores de corte cuando se forman sistemas compuestos de losas y vigas. Dicho conector se une a la viga metálica mediante soldadura y a la losa por el concreto alrededor del mismo.
En la mayoría de casos se debe perforar placa antes de instalar los conectores de corte, este proceso puede ser
realizado mediante brocas sacabocados o algún sistema de corte mecánico. La perforación no debe exceder el ancho
del valle de apoyo de la placa y se realizará, en la medida de lo posible, por el reverso
de la placa para evitar que se formen rebabas en el valle de apoyo de la placa. No se recomienda efectuar la perforación
mediante sistemas de arco eléctrico o autógeno, por que las escorias
generadas sobre las vigas no permiten una superficie de
apoyo adecuada.
Una vez perforada e instalada la placa colaborante se instala el conector de corte directamente en la viga metálica de apoyo, mediante soldadura para los conectores tipos Nelson, bastón, canal C y espiral, ó mediante un anclaje directo con clavos de disparo para los conectores tipo Z.
El cordón de soldadura debe cubrir todo el perímetro del área de apoyo del conector. La elección del espesor y tipo de soldadura se especifican en los planos constructivos, en todo caso la elección se debe basar en la obtención de una unión permanente y segura entre el conector y la viga.
En la instalación mediante sistemas de fundición directa, se debe seguir el proceso recomendado por el proveedor.
Instalación de conectores de corte
Pro
ce
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tivos
23
Es común que en las especificaciones de un proyecto existan perforaciones en las
vanos para accesorios
nitarios; o si
que estén dañadas, por lo que se dan ciertas consideraciones para saber como tratar
losas para los tragaluces, opasar escaleras, y pasos deeléctricos mecánicos y/o sase requiere cortar sectores de planchas
estos casos.
Si se tuviera una plancha dañada, el constructor deberá tomar la decisión si reponer dicha lámina o arreglarla de alguna forma conveniente. El estado de dañ será tolerable estará en función de los diseños arquitectónicos y estructurales, así po ejemplo si las plancha es por daños, que pu
o que r
s quedan expuestas al publico, se permitirían pequeñas imperfeccionedan ser identificados visualmente.
Las perforacioneetro, no alteran la condición de diafragma rígido de la
s se poner una placa de refuerzo, la cual será de un espesor mínimrforaciones ocasionadas por poner los colgadores y/o torni
s de hasta unos 15 cm. de diám losa. Para perforaciones mayore o de 1.45 mm. Las pe llos no representan mayor problema.
Se sugiere así, para: ciones o daños menores a las áreas correspondientes
15 cm. no necesitaran reforzarse. rforaciones de diámetros entre 15 cm. a 20 cm., se debe
s de 1.14 mm de espesor como mínimo. perforaciones entre 20 cm. a 32.5 de diámetro, se deberá
de 1.45 mm de espesor como mínimo. rforaciones mayores que los 32.5 cm. de diámetro, el di
• Perfora a un diámetro menor de
• Para pe rán reforzar con lámina
• Para n reforzar con láminas
• Para pe señador deberá hacer una especificación del refuerzo.
Una forma común de refuerzo para perforaciones mayores es hacer vigas chatas, es decir, hacer un refuerzo con varillas de acero; dichas vigas estarán apoyadas a las vigas de apoyo más cercanas y para completar la forma de la perforación, se harán refuerzos en tantos sentidos como sean necesarios, si es que la geometría de la perforación lo permite.
Perforaciones y ductos
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
24 Instalación de tuberías
En el diseñelectromecáutilizan frecuentemente el paso de tuberías a través de la deberán tener en cuenta algunas recomendaciones cuando se utilicen losas colaborante:
o de las instalaciones eléctricas, nicas e instalaciones sanitarias, se
losa de entrepiso, debido a esto se
Acero-Deck Peralte (cm.)
Diámetro máx. (Pulg.)
9.00 1 10.00 1 ¼ 11.00 1 ¾ 12.00 2 13.00 2 ½
Las cajas de salida de luz se pueden instalar dentro de la losa, quedando embebidas en el concreto, ó sepueden instalar por fuera sujetándolas en la superficiemetálica de la plancha mediantetornillos autoroscantes, en las conexiones exteriores es preferible que estas queden dentro de los valles, para que no sobresalgan.
Los accesorios de sujeción de las tuberías pueden fijarse en las losas colaborante mediante tornillos autoroscantes, remaches, etc.
AD-900
14.00 3 14.00 1 ½ 15.00 2 16.00 2 ¼ 17.00 2 ¾ 18.00 3 19.00 3 ½
AD-730
20.00 4
Las tuberías que pueden ir por de la losa serán las que, speralte, pasen entre los superiores de las placas colaborantes y el acero superior de temperatura, por ejemplo si se utiliza una placa colaborante tipo AD-900 con una losa de 10 cm. se podrá colocar una tubería de hasta 1 ¼ “ de diámetro. La siguiente tabla es valida para losas que tienen un recubrimiento de 2.50 cm. sobre la malla de temperatura. Para las tuberías de desagüe se tendrá en cuenta la pendiente de instalación de las mismas, por lo que se recomienda que estas pasen por debajo de las losas colaborantes.
dentro egún el
valles
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
25Aceros de refuerzo
El acero de refuerzo vendrá especificado en l anos de estructuras debidamente diseñado por el ingeniero
structuras. El tipo de refuerzo más común para este tipo de sistemas se da para tomar los esfuerzos de flexión negativa en los apoyos. Adicional a este tipo de refuerzo, existe el diseño de anclajes enlosa, que consiste en bastones que esla viga. Se debe de respetar el diselongitudes de varillas y posiciones de los planos.
so formación de vigas chatas dentro de la losa del sistema se deberá prever los recubrimientos mínimos que deben
ALLA DE TEMPERATURA l refuerzo de a es
ese aparaconlo cual supmalla dó varillalisa nlas vari egún
or
coes
s
os pl
de e
los bordes de la tán fondeados a ño en cuanto a
colocación según
En el ca de
tener las varillas de refuerzo según Reglamento Nacional de Construcción o normas del ACI 318 – 99. El diseñador deberá de detallar la posición de las varillas mediante planos de planta y cortes de detalle.
ME la malla de temperatur
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
nci l en cualquier tipo de losa estructural resistir los efectos de temperatura y
tracción de fragua que sufre el concreto, por deberá ser ubicado siempre en el tercio
erior de la losa. Se puede utilizar como e temperatura las mallas electrosoldada s de acero de refuerzo (corrugadas ó
s) e torchadas con alambre. La posición de llas dentro de la losa se dará s
planod
s de estructuras y deberá estar 2cm pebajo de la superficie superior de la losa
como mínimo, apoyadas sobre tacos de ncreto, dados pre-fabricados ó algún material tandarizado para dicho proceso. El cálculo de refuerzos por temperatura se realizará según criterios del ACI. lo
26 Concreto
VACIADO DEL CONCRETO Una vez colocada la malla de temperatura procederá a preparar el área de transito para el vaciado. El proceso de vaciado del concreto se podrá realizar mediante bombas, latas ó carretillas.
En el caso de utilizar carretillas para el vaciado, esláminas, se
tas no podrán circular por encima de las habilitará una ruta de circulación
mediante tablones de 8” aprox., que sean cap uir un n áre
alizar el vaci ncreto, las s serán limp ra ev r la
posibilidad de una mal encia de reto
Al momento del vaciado, se evitara acum ar volúmenes de concr esivos q capaces de deformar minas d ero-Deck, así como g grandes cargas puntuales por acum de m les, maquinas ó personas misma áre
aces de distriba mayor.
las cargas p tuales en u
Antes de relámina
a la lámina.
ado del coiadas pa itaa adher l conc
uleto exc ue sean
el Ac las láenerar ulación ateria
en una a.
CE oras habe aciado e reto d tienen las láminas d -Deck res cto al cgimpermeable, manteniendo
del concreto, dependiendo básicamente la pérdida del agua a la evaporación debido a la condición del medio ambiente. El curado del concreto se hará con agua libre de impurezas.
URADO DEL CONCRETO sta se empezara a realizar en lo posible 3 hurante los próximos 7 días. La ventaja queurado es que las mismas eneran una superficie
después de r sido v l conce Acero pe
húmeda siempre la mitad inferior
DESAPUNTALAMIENTO
después del día concreto ha llegad d de
compresión.
Sea el caso que se han utilizado apuntalamientos en las losas, el
desapuntalamiento se realiza 7 días de vaciado, asegurando que el o a un 75% de su capacida
resistencia a la
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
27Acabados
Existe actualmente en el mercado una gama de productos de acabados para techos. Estos estarán acordes a los planos de arquitectura del proyecto. Se permite la utilización de auto perforantes para anclar los espárragos ó colgadores del falso cielo rasos y para la aplicación de la estructura de soporte del drywall. Una opción económica es fijara las planchas de drywall directamente en el
Deck, evitando las estructuras de sopo diseño lo permite. Las planchas podrán ser pintadas por su parte inferior, es decir la parte expuesta de la losa, para mantener una visual agradable. Así mismo, se podrá dejar las lamina puestas sin recubrimiento algun ra interiores en caso la arquitectu a así lo mande.
acero-rte, si el
s exo pa
r
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
29
Descripc
ión 30 aciones 32 res de corte 33 e conectores 35 ión de conectores 38
ento el cual responderá ente a diversos
os que lo afecten, y cumplir as y deformaciones para
o la ibras
ConsiderConectoDiseño dInstalac
La estructura compuesta esbásicamente el hacer uso de materiales diversos para la formación de un elemsatisfactoriamfenómencon las carglos cuales ha sido diseñado. Lacomposición más común es la del Acero-Concreto, pero también se hace uso actualmente de otros tipos de estructuras compuestas comMadera-Acero, Plástico-Acero, Fde Carbono-Concreto, etc.
30
Tomaremos el caso de las estructuras
compuestas del tipo Acero-Concreto, en
el cual hacemos intervenir perfiles de
Acero del tipo WF o tipo cajón (box) en
vigas, con secciones de losa de concreto
Acero Deck.
Cuando utilizamos vigas de perfiles de
acero para soportar determinadas
cargas, nosotros debemos de analizar el
elemento para que tome los esfuerzos de
tracción y compresión. Si analizamos el
caso de una viga simplemente apoyada,
notamos que la sección estará más
esforzada en el centro de la luz para una
condición de carga uniforme.
En dicha sección, se crearán esfuerzos d
de compresión en la parte superior, que la vig
e tracción en la parte inferior del perfil y esfuerzos
a tendrá que absorber.
La idea de generar la sección
compuesta es hacer tomar a una
sección determinada de losa de
concreto los esfuerzos de compresión,
dado que dicho material se comporta
bien para tal efecto, y el perfil de acero
para que tome los esfuerzos de
tracción.
Descripción
Pro
ce
sos C
on
struc
tivos
31
Que la viga de acero trabaje (gran parte de ella) a la tracción, dependerá
exclusivamente de la nueva ubicación del eje neutro, es decir, parte de la
viga podrá tomar los esfuerzos de compresión si es que el eje neutro se
encuentra en la viga de acero.
Cuando se empl ea Acero Deck
rma de
conexión entre la losa de concreto y
la viga se logra mediante el uso de
los conectores de corte los cuales
la losa y la viga, asegurando
además la condición de diafragma
rígido en la losa, evitando así,
colocar algún tipo de arriostre
horizontal (paralelo al sentido de la
com
desde un 10%
estructura más
Descripción
sobre vigas de acero, la fo
impiden el movimiento relativo entre
losa con Acero Deck) y
disminuyendo la deflexión de los
elementos si es que estos
trabajaran individualmente.
Podemos anotar que, con el uso de las secciones
puestas para vigas, el peso de la viga podría reducirse
hasta un 30% en un diseño simple, haciendo una
ligera y lógicamente más económica.
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
32
En las especificaciones de la
del AISC del año1991, se co
las restricciones para la form
vigas compuestas mediante e
Steel Deck, las cuales son:
1. Altura o peralte del Steel Deck hr ≤ 3” ó 75 mm.
Dcc ≤ ¾” ó 19 mm.
Hs ≥ hr + 1 ½”
tc ≥ 2” ó 50 mm.
s normas
ntemplan
ación de
l uso del
2. Ancho medio del valle del Steel Deck 3. Diámetro de conectores soldados
4. Altura del conector una vez soldado
5. Espesor de losa sobre el Steel Deck
wr ≥ 2 “ ó 50 mm.
Se considerará que si la viga en el mo
vaciado de la losa) no esta apuntalad
de construcción (peso m
mento de la construcción (erección de la viga y
a, deberá ser capaz de resistir todas las cargas
uerto y efectos de montaje) así como las deformaciones
ales.
admisibles; y solo después que el concreto halla alcanzado el 75% f’c, como mínimo, la
sección compuesta será capaz de resistir las cargas vivas adicion
Si la viga de
cero es debidamente apuntalada en el momento la construcción, se considera que todas
cció
a de
las cargas y deflexiones serán tomadas por la se n compuesta de acero y concreto.
Después que la zona de momento negativo de
se craquea, las cargas continuas aplicadas a
acero y un ancho efectivo de losa, debidamente
nos brinda la viga compuesta.
nes Consideracio
la viga (utilizando conectores de corte)
la viga serán resistidas por la viga de
reforzada para no perder la rigidez que
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
33
Los conectores de corte son elemen
de acero, que tienen como func
primordial tomar los esfuerzos de corte
tos
ión
que se generan en la sección
compuesta (acero-concreto),
controlando y reduciendo las
c
Los conectores forman la sección compuesta entre las viga
obtener una sección monolítica (continuidad de la estructu
de eliminar la posibilidad de separación vertical entre la los
Existe en el mercado diferentes tipos de conectores de
tenemos los tipo Stud, conectores tipo Z, tipo canal, conectore
deforma iones.
s y la losa de concreto, procurando
ra) entre ambos elementos, además
a y la viga de apoyo en cuestión.
corte, entre los más importantes
s en espiral, etc.
CONECTORES TIPO STUD
Los conectores de corte tipo
perno sin rosca, tie
dimensiones estan
onectores ser hará acorde a las normas del AWS D1.1
en su sub-sección 7.2.1, para diseños especiales deben
ser ensayados con pruebas mecánicas y aprobados por
el ingeniero a cargo del diseño.
Conectores de corte
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
stud, se asemejan a un
nen un vástago y una cabeza, con
darizadas. El tipo y tamaño de los
c
34 Ventajas
El uso de sistemas compuestos de vigas
metálicas y losas Ac
el uso de conectores de corte permite:
ero Deck, mediante
Un mejor aprovechamiento de las alturas de edificación.
El conector de corte realiza una perm ent tre unión an e en
es
conj ta.
la losa y la viga metálica de apoyo, permitiendo que tos
dos elementos trabajen en forman un
Contrarrestar los esfuerzos de corte horizontales.
Impiden una separación vertical entre la losa y la viga.
La sección compuesta da como resultado una mayor área
resistente a la comprensión, permitiendo que se pueda disminuir
el peralte de la viga metálica y por lo tanto el costo del sistema,
ahorrando hasta un 20% en peso.
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
35
Cargas d
Las recomendacio
American Institute
para el diseño po
Factor Design - LRF
presenta el caso d
colaborantes. El
como peralte mínim s de 3 in (76.2 mm),
el espesor de concreto será no menor de 2” (50 mm) sobre la
nominal de un conector de corte
e esta embebido en una losa
úa de concreto es:
Qn = 0.5 x Asc x √( f’c x Ec) ≤ Asc x fu
Qn Esfuerzo nominal de un conector de corte (kips, N)
(in2, mm2)
) = (w1.5)√f’c ksi
eterminado es para losas de espesor uniforme, es decir,
losas que no tienen variación alguna en su sección transversal, con altura constante en toda la
ección.
Diseño de conectores
e Corte: Adherencia a la Cortante
nes para diseño de elementos compuestos del
of Steel Construction (AISC), de Estados Unidos,
r factores de carga y resistencia (Load Resitance
D) del año 1996, en la Sección I3. parte 5a., nos
e las estructuras compuestas con el uso de placas
código es valido para perfiles de placa que tenga
o 11/2” (38.8 mm) y no mayore
superficie del valle superior de la placa y los conectores de corte no
serán de diámetros mayores a los 3/4" (19 mm), tal como lo establece
las normas AWS D1.1.
El esfuerzo
tipo Stud qu
contin
Siendo:
Asc Área de la sección transversal del conector
Fu Esfuerzo de fluencia del conector (ksi, MPa)
Ec Módulo de elasticidad del concreto (ksi, MPa
w Peso unitario del concreto,
Anotemos que este esfuerzo nominal d
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
s
36
El código LRFD pre
mediante un factor,
Estos casos son los
a.- Para conectores ubicados en la dirección t
senta dos casos para reducir dicho esfuerzo
si se utilizan conectores en losas con Acero Deck.
siguientes:
ransversal a la viga:
α = 0.85 x wr x (Hs – hr) ≤ 1.0 √Nr hr hr
Donde:
onector.
utilizado (in, mm).
hr Altura o peralte del Steel Deck (in, mm).
Hs Altura del conector una vez soldado (in, mm).
paralela
α Coeficiente de reducción del esfuerzo nominal del c
wr Ancho medio del valle del Steel Deck
Nr Número de conectores de corte por valle.
b.- Para conectores ubicados en la dirección a la viga:
Si : wr ≥ 1.5 α = 1.0
hr
Si: w
r < 1.5 α = 0.60 x wr x (Hs – hr) ≤ 1.0
hr hr hr
Coeficiente de reducción
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
37
Cantidad de Conectores:Cualquiera sea el caso
cantidad de conectores
de conector de corte que escojamos, la
de corte que se requerirán viene dada por:
N = P_Qn
ores de
apoyo.
al de corte
Donde:
N Número de conect
corte en la viga de
P Resistencia nomin
horizontal (lbf, kgf).
n Esfuerzo nominal de un
El código LRFD no rz e corte
horizontal entre el pu
momento cero, el valor de P será tomado como el menor valor entre:
c , mm2).
As Área de la sección de la viga de apoyo(in2, mm2).
máximo momento positivo y el punto de
momento cero (kips, N).
Cantidad de conectores
Qconector de corte (kips, N)
s indica que para el total de las fue as d
nto de máximo momento positivo y el punto de
P1 = 0.85 x f’c x Ac
P2 = As x Fy
P3 = ∑ Qn Donde:
2 A Área del ala efectiva de la losa (in
∑ Qn Suma de los esfuerzos nominales de los
conectores de corte entre el punto de
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
38 Instalación de conectores
Para instalar los conectores de corte en las e seguir
placas colaborantes se deben algunos pasos básicos,
como son:
si la placa colaborantemetálica, se debe pe
esta sobre la viga rforar el perfil metálico
placa, utilizando, en la medida de lo medio mecánico ó manual,
las brocas sacabocado, las ras portátiles ó los punzones es. El uso de cortes con soldadura
tógena, no es recomendable, por que dejan rebabas alrededor y corren la protección galvánica de la placa colaborante. El diámetro máximo recomendado para la perforación no debe de exceder 1 1/2 ".
de la posible, uncomo sonfresadomanualde arco eléctrico ó au
sold mediante una a d filete en todo
el p se decon r.
ar el conector a la viga metálicasoldadur e
erímetro de la ba l ecto
Estru
ctu
ras C
om
pu
esta
s
40
Fundamentos de diseño 41 Deflexión 3
zo Esfuerzos en el sistemaResistencia a la flexión 51 Cortante 53 Compresión del concreto 56 Deflexión del sistema 57 Pruebas y ensayos 59
de la placa 4s en la placa 45
48 Esfuer
El diseño con sistemas de losas tipo placas colaborantes están basados en las propiedades de los materiales que intervienen, así como cuando formanel sistema compuesto; teniendo encuenta los parámetros, normas y observaciones de las diferentesinstituciones y normas que rigen el calculo del sistema. Aquí detallamos los puntos que se deben de tomar en cuenta para el diseño con la placa colaborante acero-deck.
41
concreto para una altura de losa Xh cm. mayor,
debemos adicionar a los valores de área conocidos Xh cm. x b cm.
PROPIEDADES DEL CONCRETO (f´c: 210 Kg. /cm2)
Wdsd : Carga muerta por unidad de longitud (kgf/m).
γcon : Peso especifico del concreto = 2400 (kgf/m3.)
Wconsd: Peso de concreto por unidad de longitud (kgf/m).
Luego, definir el área transversal en concreto, de preferencia por unidad de ancho (b= 100 cm.
ó b= ancho efectivo de cada lámina de Acero-Deck).
En el caso de utilizar una plancha con perfil tipo AD-900 (WR-11/2”), el área de concreto mínimo
a considerar utilizando una altura de concreto de t = 9cm es de 589.38 cm2 para un ancho útil
de b= 89.30 cm. El área de concreto mínimo a considerar utilizando una altura de concreto de
losa de t = 14cm en un perfil tipo AD-730 (DR-3”) es de 901.37 cm2 para un ancho útil de b =
89.87 cm. Si queremos determinar el área
Fundamentos de diseño
Gage : Espesor de lámina (mm).
Isd : Inercia (cm
Spsd : Módulo de Sección Superior (cm3).
Snsd : Módulo de Sección Inferior (cm3).
Wssd : Peso por un ngitud de la lámina de acero (kgf/m).
Es : Modulo de Elasticidad del acero (kgf/cm2).
Assd : Área de ace na de Acero-Deck (cm2).
Se deben de identificar los siguientes
parámetros de cada lámina Acero-Deck:
la4).
idad de lo
ro de la lami
Dise
ño
de
Se determina el peso propio de la losa como:
ssdsd WsWconWd + d=
cosdsd AconWcon γ× n= Donde:
42
1. DETERMINAC
Fundamentos de diseño
Para el diseño de las losasconsideración los siguiente
, se tendrá en s parámetros:
IÓN DE LA DEFLEXIÓN DE LA LÁMINA DE ACERO-DECK,
ACTUANDO COMO ENCOFRADO.
2. ESFUERZOS DE TENSIÓN POR FLEXIÓN EN EL SISTEMA NO
COMPUESTO
3. CÁLCULO DE ESFUERZOS ADMISIBLES EN EL SISTEMA COMPUESTO
4. CONDICIÓN DE MOMENTO ÚLTIMO O RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
5. DISEÑO POR CORTANTE
5.1. VERIFICACIÓN POR CORTANTE
5.2. VERIFICACIÓN DE ADHERENCIA AL CORTANTE
6. ESFUERZO ADMIS
7. DEFLEXIÓN DEL S
IBLE A COMPRESIÓN EN EL CONCRETO
ISTEMA COMPUESTO
Dise
ño
43Deflexión de la placa
Acero-Deck,
Se considera que la de stado no compuesto, es decir, cuando aún la
lámina acero actúa ayor que la luz libre de la
losa en 0 ó 1.9cm., consid ea menor.
1. Determinación de la deflexión de la lámina
actuando como encofrado.
formación admisible en el e
de únicamente como encofrado, deberá ser no m
tre 18 erando siempre valido el valor que s
180100×
= sdadmδ cm. ó 1.9 cm. (el qu
siguiente:
Le sea menor).
La luz libre de la losa es la distancia entre apoyos interiores de cada losa.
Al igual que los métodos de coeficientes, se aproxima los siguientes valores para determinar
las deformaciones de diseño, acorde a la condición de apoyo, la cuál es la
)
Donde:
δadm : Deformación admisible (cm.)
Lsd : Luz libre de la losa (m
Dise
ño
44
( )bIE
LWd
sds
sdsdcalc ××
×××=
4100013.0 cm. Condición de un solo tramo δ
( )bIE
LWd
sds
sdsdcalc ××
×××=
41000054.0δ cm. Condición de dos tramos
( )bIE
LWd
sds
sdsd
××××× 41000069.0δ cm. Condición de tres o más tramos
Don
Wdsd : Carga muerta por unidad de longitud (kgf/m).
E : Módulo de elasticidad del acero (kgf/cm2).
b : ancho de análisis (m).
inalmente
admcalc
calc =
de:
Lsd : Luz libre de la losa (m).
s
Isd : Inercia (cm4/m).
F se debe verificar que:
δδ ≤
Deflexión de la placa
Dise
ño
45Esfuerzos en la placa
2. ESFUERZOS DE TENSIÓN POR FLEXIÓN EN EL SISTEMA NO COMPUESTO
acero de Acero-Deck
rzos que se generen en su sección; así, notamos que se
generan esfuerzos por compresión y por tracción, debido al peso propio de la
exceder del 60%
el esfuerzo a fluencia fy ( /cm ) de la lámina o los 2,530 /cm .
Para las cargas generadas por el efecto de montaje (cargas impermanentes),
de carga, la primera es aplicando
una carga puntual Psd=75 kgf en el centro de luz, y la segunda es aplicando
una carga distribuida Wwsd=100 kgf/m2.
rminar que se producen debido a las cargas, hallamos primero los
s que se gene n a ra un tramo simple, encontramos
momento sitiv
Para dos o mas tramos, se presentaran momentos positivos en el centro de luz, - s viguetas.
188.025.0 sdsdsdsdsd LWdLPM ××+××= ó
ESFUERZOS DE TENSIÓN POR FLEXIÓN EN EL SISTEMA NO COMPUESTO
acero de Acero-Deck
rzos que se generen en su sección; así, notamos que se
generan esfuerzos por compresión y por tracción, debido al peso propio de la
exceder del 60%
el esfuerzo a fluencia fy ( /cm ) de la lámina o los 2,530 /cm .
Para las cargas generadas por el efecto de montaje (cargas impermanentes),
se de carga, la primera es aplicando
una carga puntual Psd=75 kgf en el centro de luz, y la segunda es aplicando
una carga distribuida Wwsd=100 kgf/m2.
rminar que se producen debido a las cargas, hallamos primero los
s que se gene n a ra un tramo simple, encontramos
momento sitiv
Para dos o mas tramos, se presentaran momentos positivos en el centro de luz, - s viguetas.
188.025.0 sdsdsdsdsd LWdLPM ××+××= ó
Cuando se efectúa el vaciado del concreto, la lámina de
debe resistir los esfue
Cuando se efectúa el vaciado del concreto, la lámina de
debe resistir los esfue
lámina más el peso del concreto fresco (cargas permanentes), y a la carga
generada por el efecto de montaje (cargas impermanentes).
Estos esfuerzos serán tomados por la lámina, los cuales, además, no deberán kgf 2 kgf 2
lámina más el peso del concreto fresco (cargas permanentes), y a la carga
generada por el efecto de montaje (cargas impermanentes).
Estos esfuerzos serán tomados por la lámina, los cuales, además, no deberán kgf 2 kgf 2dd
se considerarán dos posibles condiciones considerarán dos posibles condiciones
Para detePara dete los esfuerzos los esfuerzos
momento
únicamente
momento
únicamente
ra lo largo de la lámina; así, para lo largo de la lámina; así, pa
s po os M+sd (kgf-m). s po os M+sd (kgf-m).
y negativos M sd (kgf-m) en los apoyos intermedios sobre la
Aplicando el método de coeficientes, determinaremos que:
y negativos M sd (kgf-m) en los apoyos intermedios sobre la
Aplicando el método de coeficientes, determinaremos que:
Para un solo tramo: El mayor de: 2+
Para un solo tramo: El mayor de: 2+
( ) 25.1125.0 sdwsdsdsd LWWdM ×+××=+
Dise
ño
46 Esfuerzos en la placa
Para do tramos: El mayor de: 2096.0203.0 sdsdsdsdsd LWdLPM ××+××=+ ó s
( ) 2096.0 sdwsd LWWd ×= sdsdM +×+
(y ) 2125.0 sdwsdsd LWWd ×+×− sdM =
Para tres tramos: mayo e: 2094.0 sdsd LWd ××+ ó
El r d 20.0 sdsdsd LPM ××=+
( ) 2096.0 sdwsdsdsd LWWdM ×+×=+
y ( )117.0 WWdM +×=− 2sdwsdsdsd L×
Dise
ño
47Esfuerzos en la placa
Luego, sabemos que el esfuerzo es equivalente
a la razón de
l Momento y el módulo de sección:
10×=+
+
sd
sd
SpMf 0 (kgf/cm
2) y 100×=−
−
sd
sd
SnMf (kgf/cm
2)
Entonces, se debe verificar que:
f ≤+
Donde:
).
Psd : Carga puntual en el centro de luz (75 kgf)
losa (m)
Wdsd
: Esfuerzo negativo en la lámina (kgf/cm2).
wsd
m2).
yf×6.0
ff ×≤− 6.0 y
M+sd : Momento positivo en la lámina (kgf-m).
M-sd : Momento negativo en la lámina no compuesta (kgf-m
Lsd : Luz libre de la
:
f
Carga muerta por unidad de longitud (kgf/m).
f-
+ : Esfuerzo positivo en la lámina (kgf/cm2).
W : carga distribuida (100 kgf/m.)
Spsd : Módulo de Sección Superior (cm3/m).
Snsd : Módulo de Sección Inferior (cm3/m).
fy : Resistencia a la fluencia del acero (kgf/c
Dise
ño
48 Esfuerzos en el sistema compuesto
3. CÁLCULO DE UERZOS ADM
Determinamos el momento de inercia
ESF I
de la se ón transformada fisu
SIBLES EN EL SISTEMA COMPUESTO
rada: cci
sdcssdccc InYAsnYbI ×+××+= 21
3
siendo:
( )
× 3
)( nnndYcc ×−×+×××= ρρρ 21 2
dbAssd
×=ρ
c
s
EEn =
ratio entre el módulo de elasticidad del acero y el módulo de elasticidad del
concreto
n f’c (kgf/cm2)
6 420 o más.
7
320 a 420
8 250 a 320
9 210 a 250
Nota: el valor mínimo del f’c= 210 kgf/cm2 dado que
estamos trabajando con “elementos estructurales” tipo losa.
Si Ycc1 > tc, entonces se usará Ycc1 = tc
Dise
ño
49Esfuerzos en el sistema compuesto
Luego, el momento de inercia de la sección
transformada no fisurada será igual a:
( ) ( )⎭⎬⎫
⎨⎧
⎥⎦
⎤⎢⎡
×−−+××+××+×+×−××+×
= 22
222
2
3
5.012
5.012 rcc
rrrcsssdcccc
cu hYthhw
CbYAnIntYtbtb
Donde
( )
⎩ ⎣s
I
( )
( )rsrs
sd
rs
rrssd
ccwChC
bAstb
htChbwCd
Y−××−×+×
×−×××−−×=
5.05 2
2
YY =
con: Cs : Espacio entre ejes de valles contiguos (cm.).
: Ancho medio del valle del Deck utilizado (cm.).
: t - Ysb
.0 ntb ×+××
n
As
cs d − 2cc
wr
d
o, el Momento de Inercia EfeLueg ctivo será: 2e
cu III +=
Determinamos el Yprom,, como: 2
21 ccccpromY YY +
=
Dise
ño
prom
eic Yt
IS−
=
Calculamos ahora el módulo de sección infe r del sistema compuesto Sic cm3) como:
rio (
50 Esfuerzos en el sistema compuesto
Para verificar los esfuerzos producidos en la lámina de acero, calculamos los momentos
ositivos producidos por la carga muerta y viva sin mayorar en condición de apoyo simple y lo
ia de la lámina del acero a un 60% de su capacidad.
Entonces, verificamos que:
p
comparamos con el esfuerzo de fluenc
ysdsd
SMlMd
×+
Donde:
Mdsd Momento producido en la losa por las cargas muertas (kgf-m).
f×≤ 6.0100 ic
:
8
2sdsd
sdLWdMd ××Ψ
=
Mlsd omento producido en la losa por: M las cargas vivas (kgf-m).
8sdsd=
Wlsd : Carga sobre impuesta (kgf/m).
Ψ : Factor de reducción de carga según ap talamiento.
1.00 : Apuntalamiento total.
0.73 : Apunta
tercios
impacto con los esfuerzos producidos en la lá
Acero-Deck.
2
sdLWlMl ×
un
es
lamiento temporal en los
de la luz durante el vaciado.
0.63 : Apuntalamiento temporal el centro de
la luz durante el vaciado.
0.00 : No existe apuntalamiento.
NOTA:
- Si existieran cargas adicionales a las mencionadas, como
acabados de piso ó tabiquerías, estas deberán sumarse,
para determinar el momento que puedan ejercer y su
Dise
ño
mina de
51Resistencia a la flexión
4. CONDICIÓN DE MOMENTO ÚLTIMO O RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
condiciones para la determinación del momento último,
uando estemos ante una losa sobre-reforzada, en la cual el acero de la lámina es excesivo y
mom rá sujeto a la capacidad del concreto a tomar el momento. Así, para poder
definir ante que co
menor o mayor que la
La cuantía balancea
alcanza su límite de fluen el mismo instante que la fibra superior del concreto llega a su
límite de deformación e ón;
Tomaremos en cuenta que existen dos
la primera será cuando trabajamos con una losa sub-reforzada en la cuál la capacidad de la
lámina de acero a tomar dicho momento será la condición crítica; la segunda condición será
c
ento estael
ndición nos encontramos, deberemos verificar si la cuantía del sistema es
cuantía balanceada.
da se definirá suponiendo que la superficie superior de la lámina de acero
cia en
n compresi
así tenemos que: ( )dF
s
y ×⎟⎠⎞
⎝+
Donde: β1 = 0.85 para concretos con f’c menores a 280 kgf/cm2 y
se reduce en 5% cada incremento de resistencia a
compresión del concreto de 70 kgf/cm2 (β1 mínimo = 0.65).
Se reconocerá como losas sub-reforzadas a aquellas que presenten una cuantía “ρ” menor
que la cuantía balanceada; entonces la capacidad del momento nominal se identificará como:
si: ρ ≤ ρb
E
htf rc −××
××=
003.085.0 '1βρ
Fyb
⎜⎛ 003.0
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −××=
2adfAsM ysdn
Donde: d choAssd = Área de acero neta de la lámina por unida de . an
bcf ×× '85.0 : Profundidad del b
fAsa ysd ×=
oq mpresión equivalente de ancho b.
d el
la de flexión
sub-reforzada, Ф = 0.90.
ue rectangular en col
El momento de diseño será igual a Ф x Mn,
donde Ф es el coeficiente de re ucción d
Momento o Flexión para fal
Dise
ño
52 Resistencia a la flexión
La condición de losa sobre-reforzada sucederá cuando el concreto alcance su deformación
límite y el acero de la lámina no haya alcanzado su límite de deformación de fluencia a la
tracción.
Es difícil encontrarse ante una situación de una losa sobre-reforzada, es decir que el ρ >
s en el laboratorio. Aún así se
puede definir el momento n
ρb, tal como pudimos comprobar en las muestras ensayada
ominal como:
( )uucn k×21 β
( )
kdbfM −××××××= 2' 185.0 β
Siendo:
2/2/ 2 λρλρλρ ×−×+×=uk
cf
E us
'85.0 1 ×××
=βελ : Parámetro del material.
β2 = 0.425 para concretos con f’c menores a 280 /
cada incremento de resistencia a compresión kgf 2
l momento de diseño será igual a Ф x
, do de Ф
n r es la de una
ue el concreto es un material
eforzada, podríamos
enfrentarnos a una falla tipo colapso.
εu = 0.003 cm. /cm. deformación máxima para el concreto.
cm2 y se reduce en 2.5% kgf
del concreto de 70 /cm .
E
Mn n es el coeficiente de
reducción de resistencia, y según
especificaciones del ASCE, Ф = 0.75.
Dise
ño
Es obvio que la falla que esperamos te e
losa sub-reforzada, dado q
frágil y si la losa fuera sobre-r
53Diseño por cortante
5. DISEÑO POR CORTANTE Existen dos tipos de efectos de corte que se generan en el sistema Acero-Deck, el primero, es la toma de los efectos de corte que se generan en los apoyos de las vigas y el segundo y quizás más importante es la resistencia de adherencia al cortante. El primero esta directamente relacionado a la capacidad de la sección de concreto contribuyente a la toma del corte, y el segundo a la capacidad de adherencia de la lámina de acero al concreto y su relación con los efectos de cortante horizontal. Designaremos al
ncia al corte basada
en un refuerzo de corte promedio sobre toda la sección transversal efectiva de la sección será
resistida r el alma de concreto únicamente en caso este no tenga refuerzo de acero
adicional p se supone que es
la misma para vigas con y sin refuerzo por c
agrietamiento inclinado significativo.”
nsidera que el cortante nominal o capacidad de tomar el
primero como Verificación por cortante y al segundo como Verificación de Adherencia al Cortante.
5.1. VERIFICACIÓN POR CORTANTE
El capitulo 11 del Có a re digo ACI 318 del año 1999, establece que l siste
po
or corte. La resistencia al corte proporcionada por el concreto Vc
orte, y se toma como el corte que provoca un
Al no llevar acero adicional por corte este tipo de sistemas de losas, se acepta que el corte será
tomado netamente por la losa de concreto, y se obvia que la lámina de acero pueda aportar en
la resistencia del corte. Así, se co
cortante por parte del sistema es:
cn AcfV ××= '53.0
√f’c no deberá exceder a 85 kgf/cm2.
nsiderar que
l al área formada por las áreas
El área de concreto a co
contribuye a tomar el cortante es
igua
sombreadas en la siguiente figura:
Dise
ño
54 Diseño por cortante
El cortante último a considerar cerca a los apoyos será igual a:
22usdsdsdsd LWllWdV ×
+××
=ψ
n
El requisito que se deberá
cumplir es que:
VV ×≤u ϕ Donde Ф = 0.85 : coeficiente de cción por corte.
nidades de kgf.
5.2. VERIFICACI TE
redu
Vu y Vn se encuentran en u
ÓN DE ADHERENCIA AL CORTAN
En el caso de las losas tipo Acero-Deck, las láminas tienen s muescas a
todo lo largo, las ste desprendimiento horizontal.
La geometría de las mismas, evita también que existan posibles
está directamente
de
La resistencia nominal de adherencia al cortante para el sistema Acero-Deck por unidad de
determinada por la siguiente ecuación:
una
cuales sirven para evitar e
desprendimientos verticales.La falla por adherencia
relacionada con el tipo de falla de corte, generándose ambas por el sistema
carga, recibiendo el nombre de Falla por Adherencia al Cortante.
ancho viene
dbldmcfkVn ××⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ××+×=
'' ρ
Dise
ño
Donde las constantes k y m son
de Steel Deck y su espesor de a
constantes se determinan en ba
laboratorio, de pruebas estand
ensayos se efectúan en losas si
dos cargas puntuales a distancias iguales desde los apoyos. Cada
losa ensayada, a escala real, tiene características propias como la
resistencia a la compresión del concreto “f’c”, cuantía “ρ”, y longitud
entre apoyos o luz libre l, sobre la cual se colocan las cargas
puntuales a distancias l’ o luz de corte (Mu/Vu = l’).
exclusivos de cada tipo de lámina
cero correspondiente. Estas
se a datos experimentales de
arizadas según reglamento. Los
mplemente apoyadas, aplicándole
55Diseño por cortante
Para la evaluación de los resultados d
Dise
ño
e los ensayos,
es conveniente reformular la ecuación como:
cfldmk
cfdbVe
''' ××
×+=××
ρ
Vista la ecuación d sta ecuación describe una
recta, donde el valor k viene a s
intersección
ecta. Al graficar los diversos valores obtenidos en los
mos que efectivamente los valores conforman
una línea recta. Con los valores obtenidos en el
cada tipo de lámina utilizada, procedemos a aproximar las
líneas correspondientes y determinamos así los valores propios de cada
lámina, k y m los cuales para efectos de diseño los reducimos
conservado mente en un 15%.
e esta forma, notamos que e
er la constante que representa la
de la recta con el eje Ve/ (b x d x √f’c) y m es el valor de la
pendiente de la r
ensayos, aprecia
aproximadamente
laboratorio para
ra
56 Compresión del concreto
En el diseño debemos verificar que:
vv ×≤ nu ϕ
Donde:
db
Vv uu ×= : Esfuerzo cort de adherencia último (kgf/cmante
2).
''
ldmcfkvn
×ρ×+×= : Esfuerzo nominal de adherencia a cortante (kgf/cm2).
ncia al corte.
6. ESFUERZO ADMISIBLE A COMPRES
creto, el
ACI estipula que dicho esfuerzo Sadm
Luego, los esfuerzos nominales a
compresión serán iguales a:
Ф = 0.80 : Factor de reducción por adhere
Nota: Una buena aproximación para casos de cargas distribuidas es l’ = l / 4.
IÓN EN EL CONCRETO
Cuando un elemento tipo viga sufre una deflexión, sea debido a
carga o debido a giros, se suceden efectos de compresión y de
tracción. Para controlar los efectos de compresión del con
será igual al 45% del f’c.
cfSnS adm
cc
sdsd '45.0100 ×=≤××MlMd +
Donde:
prom
promcc Y
Is = : Módulo elástico de sección superior para la sección
n = E
compuesta (cm3).
to.
s/ Ec : Ratio de los módulos de Young del acero y el concre
Dise
ño
57
7.
dos tipos
ón elástica
to podrá
tipo de
formación
, estas
s, no son
En el ca
del uso de
deformaci
las deflexion
exclus
cargas
existieran
ces se
considerará que existirán deformaciones debido a las cargas propias de la
rmaciones del sistema sin apuntalar, y
ependerán obviamente de acue al tipo de
apuntalamiento que se l ento del
vaciado.
os que las deformaciones debido a cargas se podrán
calcular de la siguie
DEFLEXIÓN DEL SISTEMA COMPUESTO
Cuando se emplea un elemento tipo losa o tipo viga, existirán
de deformaciones, la primera e inmediata, será la deformaci
debido a la carga, se le llama elástica dado que el elemen
regresar a su forma original si se retirara la carga; el otro
deformación existente es la deformación por flujo plástico o de
diferida que sucede debido a las cargas y el paso del tiempo
deformaciones, a diferencia de las deformaciones elástica
totalmente reversibles.
so del uso del sistema Acero-Deck, notaremos que dependiendo
apuntalamientos temporales se producirán diversos tipos de
ones. Si no se hubiera utilizado ningún tipo de apuntalamiento,
es que se producirán en el sistema compuesto dependerán
ivamente de las cargas vivas que se le apliquen al sistema y las
muertas sobre impuestas después del desencofrado (en caso
) así también como de las deformaciones diferidas.
Si se hubiera utilizado apuntalamientos temporales, enton
losa, este adicional a las defo
dichas deformaciones d rdo
e haya dado al sistema en el mom
Así, encontrarem
nte forma:
Para las deflex
las cargas prop
apuntaladas o n
iones inmediatas debido a
ias, dependiendo si están
o, más las cargas vivas:
( ) 64
10384
5' ××
×+×=Δ
ec
sdsdsdst IE
LWlWd
Donde:
cfEc '15000×= :(del ACI) Modulo de Young del concreto (kgf/cm2).
Deflexión del sistema
Dise
ño
58 Deflexión del sistema
Para estimar las deformaciones eridadif s o
s a largo plazo, una buena
considerar:
deformacione
estimación sería
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡×−×Δ=Δ
s
sstLT A
A'2.12'
A’s : acero en compresión en cm2 por unidad de ancho.
temperatura como acero en compresión adicional al acero de refuerzo.
inalmente, se debe d
de la losa no ex
admtotal
Donde
Para efectos de cálculo, se puede asumir el área del acero de
F e verificar que la deformación total
ceda la deformación admisible:
Δ ≤ Δ
100360
×=Δ sdadm
L
stLTtotal 'Δ+Δ=Δ
El ACI-318, nos dice que las deformaciones diferidas, ∆LT, se pueden determinar como las
das por un factor λ, de esta forma: deformaciones inmediatas multiplica
⎥⎦
⎤⎡⎢⎣
×−×Δ=Δs
sstLT A
A'2.12'λ
Donde:
×
'501 ρξλ =
y 2.00, para 5 o más años.
×+
ξ = 1.40, para cargas sostenidas por un año,
hb×ota: Consideramos que este factor es también
conservador, pero queda a criterio del diseñador el uso de estos parámetros.
A s=''ρ
Dise
ño
n
59
Aceros Procesados S.A. realiza
pruebas perió
Nacional de Ingeniería y otras
instituciones,
óptima calida
Pruebas y ensayos
dicas con la Universidad
para garantizar la
d de sus productos.
Dise
ño
62
Placa colaborante AD-900Placa colaborante AD-600Placa colaborante AD-730Conectores de corte
63 65 67
69 es de borde 70
Perfiles de canto 71
Perfil
63
PLACA COLABORANTE AD-900 Tipo : AD-900 Peralte : 38.8 mm Ancho total : 900 mm Ancho útil : 893 mm Calibre : gage 22, gage 20 Acabado : galvanizado Longitud : A medida
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN DE ACERO Calibre (gage)
Peso/area (kg/m2)
I (cm4/m)
Ssup
(cm3/m) Sinf
(cm3/m)
22 9.16 23.22 16.39 10.75
20 10.93 30.04 19.81 13.98
PROPIEDADES DEL CONCRETO (f’c = 210 kg/cm2)
Altura de la losa (cm)
AD-900
Volumen de Carga muerta concreto (m3/m2)
(kg/m2)
Pro
du
cto
s
9.00 0.066 158.30 10.00 0.076 182.30
11.00 0.086 206.30 12.00 0.096 230.30 13.00 0.106 254.30 14.00 0.116 278.30
64
SOBRECARGAS ADMISIBLES (kg/m2) con concreto f’c
= 210 kg/cm . 2
T = Espesor de losa (cm) L Calibre Luz libre gage 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 (ml) 9.00
1.25 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
1.50 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
1.75 1,552 1,837 2,000 2000 2,000 2,000
2.00 1,126 1,339 1553 1766 1,979 2,000
2.25 834 998 1163 1327 1,491 1,655
2.50 625 755 884 1013 1,142 1,271
2.75 471 574 677 781 884 987
3.00 353 437 521 604 771 771
3.25 262 330 398 467 535 603
22
3.50 189 245 301 358 414 470
1.25 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
1.50 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
1.75 1,866 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000
2.00 1,366 1,626 1,886 2,000 2,000 2,000
2.25 1,024 1,225 1,426 1,627 1,828 2,000
2.50 779 938 1,097 1,256 1,415 1,574
2.75 597 725 853 981 1,109 1,237
3.00 459 564 668 772 877 981
3.25 352 438 524 610 696 782
3.50 267 334 397 461 527 595
20
3.75 176 222 270 320 371 425 Nota: los valores sombreados requieren apuntalamiento temporal al centro de la luz libre.
AD-900
Pro
du
cto
s
65AD-600
PLACA COLABORANTE AD-600 Tipo : AD-600 Peralte : 60 mm Ancho total : 920 mm Ancho útil : 900 mm Calibre : Gage 22, gage 20 Acabado : Galvanizado Longitud : A medida
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN DE ACERO Calibre (gage)
Peso/area (kg/m2)
I (cm4/m)
Ssup
(cm3/m) Sinf
(cm3/m)
22 9.12 59.74 18.32 23.30
20 10.88 70.73 21.73 27.68
PROPIEDADES DEL CONCRETO (f’c = 210 kg/cm2)
Altura de la losa (cm)
Volumen de concreto (m3/m2)
Carga muerta (kg/m2)
11.00 0.074 177.60 12.00 0.084 201.60 13.00 0.094 225.60 14.00 0.104 249.60 15.00 0.114 273.60 16.00 0.124 297.60
Pro
du
cto
s
66 AD-600
SOBRECARGAS ADMISIBLES (kg/m2) con concreto f’c = 210 kg/cm2.
T = Espesor de losa (cm) L Calibre Luz libre gage (ml) 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00
1.50 2000 2000 2000 2000 2000 2000
1.75 2000 2000 2000 2000 2000 2000
2.00 1650 1911 2000 2000 2000 2000
2.25 1243 1445 1647 1849 2000 2000
2.50 952 1112 1272 1432 1592 1753
2.75 689 865 995 1124 1253 1382
3.00 487 661 784 889 995 1101
3.25 364 475 619 707 794 882
3.50 254 338 465 562 638 708
3.75 172 236 334 445 506 568
4.00 - 157 234 329 401 453
4.25 - - 156 231 314 358
22
4.50 - - - 154 228 278
1.50 2000 2000 2000 2000 2000 2000
1.75 2000 2000 2000 2000 2000 2000
2.00 1962 2000 2000 2000 2000 2000
2.25 1489 1731 1974 2000 2000 2000
2.50 1035 1344 1537 1730 1923 2000
2.75 731 1025 1213 1369 1526 1682
3.00 520 741 967 1095 1224 1353
3.25 368 537 716 882 989 1096
3.50 277 388 526 694 803 892
3.75 190 276 384 516 652 728
4.00 - 190 274 379 505 594
4.25 - - 189 273 374 482
20
Pro
du
cto
s
4.50 - - - 189 270 367
67AD-730
PLACA COLABORANTE AD-730 Tipo : AD-730
m gage 20
Peralte : 75.00 mmAncho total : 903.00 mm Ancho util : 900.00 mCalibre : gage 22, Acabado : galvanizado Longitud : A medida
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN DE ACERO Sinf Calibre
(gage) Peso/area
(kg/m2) I
(cm4/m) Ssup
(cm3/m) (cm3/m)
22 9.12 85.01 23.25 27.90
Pro
du
cto
s2 10. 102 27. 28.59 0 88 .00 90
PROPIEDADES DEL CONCRETO (f’c = 210 kg/cm2)
Volumen de Altura de la losa Carga muerta concreto (kg/m2) (cm) (m3/m2)
14.00 0.104 250.00 15.00 0 274.00 .114 16.00 0 298.00 .124 17.00 0 322.00 .134 18.00 0 346.00 .144 19.00 0 370.00 .154 20.00 0 394.00 .164
68 AD-730
SOBRECARGAS ADM LE g/m on cr2
ISIB S (k 2) c con eto f’c = 210 kg/cm .
T = Es ) pesor de losa (cmL Calibre Luz gage libre
14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 (ml) 2.75 816 910 1,005 1,099 1,193 1,267 1,382
3.00 614 717 793 870 946 1,022 1,099
3.25 504 567 629 691 754 816 878
3.50 396 447 498 550 601 652 704
3.75 308 351 393 436 478 520 563
4.00 237 272 307 342 377 412 447
4.25 - 207 236 265 294 323 352
4.50 - - - 200 224 248 272
22
4.75 - - - - - 184 204
2.75 1,016 1,133 1,250 1,367 1,483 1,600 1,717
3.00 809 904 999 1,094 1,190 1,285 1,380
3.25 647 726 804 883 961 1,039 1,118
3.50 519 584 649 714 780 845 910
3.75 446 70 4 4 52 579 633 688 742
4.00 331 377 422 468 514 559 605
4.25 261 299 338 376 414 453 491
4.50 - 234 267 299 331 364 396
4.75 - - - 234 261 288 315
Pro
du
cto
s
20
5.00 - - - - 201 223 246 Nota: todos los valores requieren apuntalamiento temporal al ce e la lu . ntro d z libre
69Conectores de corte
CONECTORES DE CORTE ACERO DECK
Son del tipo Nelson Stud fabricados en una sola pieza de acero
ca de zinc.
es: e corte realiza una unión permanente entre la
a viga metálica de apoyo, permitiendo que estos dos
elementos trabajen en forman conjunta.
- Contrarrestar los esfuerzos de corte
- Impiden una separación vertical entre la losa y la viga.
La sección compuesta da como resultado una mayor área
r
a.
Nota: Los cálculos fu os según las norm del AISC secciópara un concr = 210 Kg/cm2 y placa nte de ½ “.
La fabricación en otras dimensiones se hará previa coordinación con el dpto de ventas.
grado 2 (SA
ími
E 1020), con una protección galvánica
electroqu
Funcion- El conector d
losa y l
resistente a la comprensión, permitiendo que se pueda disminui
el peralte de nto el co el sistemla viga metálica y por lo ta sto d
eron realizadeto de f’
as LRFD colabora
n I, C
CONECTORES DE CORTE NS-500/200
NS-625/250
NS-750/300
Diámetro del vástago (C) 1/2" " 5/8” 3/4
Longitud del vástago (L) 2” 2 ½” 3”
Diámetro ¼” de la cabeza (D) 1” 1 1 ¼”
DIM
EN
SIO
NE
S
Altura de la cabe 8. 10 mm za (H) 5 mm 8.5 mm
Esfuerzo Nomin 4.3 6.7 ton 9.7al (Qn) ton ton
en conperpen s a la viga
ectores diculare
1r
63.0N
≤ 108.1≤
rN 1
r
5.1N
2≤
PR
OP
IED
AD
ES
Coe
ficie
nte
de re
ducc
ión
(α)
en con s a la viga 0.45 0.76 1.00 ectores paralelo
Pro
du
cto
s
70 Perfiles de borde
TOPES DE BORDE
Los perfiles de borde son estructuras de acero galvanizado cuya función es encofrar el perímetro de la losa colaborante. APestaña : 20 mmBase : variable (b)
r : 1mm, 1.2mm, 1A d : lva o Longitud : 2.40 ml.
ltura : variable (a)
Espeso o
.6mm caba ga nizad
TIPO Altura (a)mm
Base (b)mm
Total mm
TB - 90/170 90 60 170
TB - 100/170 0 100 50 17
TB - 110/170 0 110 40 17
TB - 120/200 0 0 120 6 20
TB - 130/200 0 00 130 5 2
TB – 0 0 40 140/20 140 8 2
Pro
du
cto
s
TB - 150/240 0 40 150 7 2
TB - 160/240 0 40 160 6 2
TB - 170/240 0 40 170 5 2
TB - 180/300 180 100 300
TB - 190/300 1 90 00 90 3
TB - 200/300 200 80 300
71Perfiles de canto
PERFILES D CARACTERISTICAS TECNICAS Altura : 40 mmPestaña : 20 mmBase : 40 mm, 55 mm Espesor : 1mm Acabado : galvanLongitud : 2.40 m
E CANTO
, 75mm , 40mm
izado l.
TIPO C TIPO Z
Tipo Altura (a)mm
Base (b)mm
Pestaña mm
TIPO C
TC-40/100 40 40 20
Pro
du
cto
s
75 55 40 TC-75/170
TIPO Z
TZ-40/100 40 40 20
TZ-75/170 75 55 40
72 Detalles ConstrucDetalles Constructivos
TUBERÍAS
1. Si la tubería atraviesa la placa, esta placa, esta será perfora iámetro igual a p a camiseta de protección, en caso sea esaria.
2. rías pasantes o las camisetas de protección antes del vaciad creto. 3. enores a 1¼ n ir embebidas dentro del concreto de la l4. yores a 1¼" pasarán por debajo de l sujetas mediante zaderas ó
elemento s.
REFUERZO EN DUCTOS 1. Diseñar el refuerzo perimétrico al ducto rforación,
si este excede los 15 cm de diámetro. 2. Con el refuerzo sca crear unas vigas chatas
alrededor del o, por lo tanto e iseño se realizará según las normas vigentes pa as.
3. Las perforaciones para colgadores rnillos no necesitan refuerzo.
4. Si el corte o pe ción es posteri ciado, controlar la vib del corte, por que e separar la placa y el concreto.
da a un dda a un d l de al tubería ol de al tubería oodrá llevar unodrá llevar un nec nec
Instalar las tubeLas tuberías mInstalar las tubeLas tuberías m
o del conosa. o del con
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rforaración
rforaración
or al va puedor al va pued
malla de temperaturamalla de temperatura
tuberíacamiseta de proteccióntutubería
soportesoporte
72
TUBERÍAS
1. Si la tubería atraviesa la será perfora iámetro igual a p a camiseta de protección, en caso sea esaria.
2. rías pasantes o las camisetas de protección antes del vaciad creto. 3. enores a 1¼ n ir embebidas dentro del concreto de la l4. yores a 1¼" pasarán por debajo de l sujetas mediante zaderas ó
elemento s.
REFUERZO EN DUCTOS 1. Diseñar el refuerzo perimétrico al ducto rforación,
si este excede los 15 cm de diámetro. 2. Con el refuerzo sca crear unas vigas chatas
alrededor del o, por lo tanto e iseño se realizará según las normas vigentes pa as.
3. Las perforaciones para colgadores rnillos no necesitan refuerzo.
4. Si el corte o pe ción es posteri ciado, controlar la vib del corte, por que e separar la placa y el concreto.
tivos
tuberíabería camiseta de protección
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
73
bastones de refuerzo
pe : 4 cm.netración mínimarefuerzo de viga
bastones de refuerzo
refuerzo de vigapenetración mínima : 4 cm.
r o de vigaefuerz
ángulo de soporte
apoyo mínimo: 4 cm.
conector de cortemalla de temperatura
perno de anclaje
so erimetral d or a la viga
ldadura de filete p el conectmetálica
re ción, previsolda a colaboraalizar una perfora a a la
dura, en la plac nte
Detalles Constructivos
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
74 Detalles Constructivos
conector de cortemalla de temperatura
ángulo de soporte
realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
refuerzo de viga
perno de anclaje
apoyo mínimo: 4 cm.
bastones de refuerzo
refuerzo de vigapenetración mínima : 4 cm.
bastones de refuerzo
refuerzo de viga
penetración mí
bastones de refuerzo
nima : 4 cm.
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
75
bastones de refuerzo
penetración mínima : 4 cm.
refuerzo de viga
bastones de refuerzo
VIGAS DE CONCRETO
1. La penetración mínima en cualquier elemento de concreto será de 4 cm. 2. los momentos negativos deberán ser contrarrestados por bastones de refuerzo, diseñados
según normas. 3. El vaciado se puede realizar en forma monolítica ó independiente para las vigas y losas. 4. La unión viga-losa se cubrirá mediante tapaondas metálicos o similar.
Detalles Constructivos
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
76
soldadura de filete pe temperatura rimetral del conector a la viga metálica
malla de
conector de corte
Viga Metálicarealizar una perforación, prevsoldadura, en la placa colabo
ia a la rante
soldadura de filetconector a la viga metálica
e perimetral del
elemento de tope
malla de temperatura
Viga Metálica
apoyo mínimo: 4 cm.
VIGAS METALICAS
Detalles Constructivos
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
77
elemento de tope
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
malla de temperatura
apoyo mínimo: 4 cm.
Viga Metálica
apoyo mínimo:2".
L(variable)
elemento de cierre
soldadura de filete: " @ 12" ó tornillos
autoperforantes: 1@ 45 cm
1
Detalles Constructivos
Lapoyo mínimo:
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
soldadura de filete: 1" @ 12" ó tornillos
autoperforantes: 1@ 45 cm
malla de temperatura
elemento de cierre
apoyo mínimo: 12 mm
Viga Metálica
(variable) 2".
De
talle
s Co
nstru
ctivo
s
78
SIMBOLOGIA • ∑ Qn Suma de los esfuerzos nominales de los conectores de corte entre
el pun om de momento cero (kips, N).
• AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials. • Ac Area efectiva del ala de la losa (mm2). • AISC American Institute of Steel Construction. • ANSI American National Standards Institute. • As Area de la sección de la viga de apoyo (mm2). • Asc Area de la sección transversal del conector (mm2). • As ina de Steel Deck • AWS ty. • C Diámetro del conector de corte (mm). • Cs Espacio entre ejes de valles contiguos (cm.).
Es Módulo de elasticidad del acero (kgf/cm2). f- Esfuerzo negativo en la lámina (kgf/cm2). f’c Resistencia a la compresió 28 días (kgf/cm2). f+ Esfuerzo positivo en la plancha (kgf/cm2). Fu Esfuerzo de fluencia del conector (ksi, MPa). Fy Resistencia a la fluencia del acero (kgf/cm2). Gage Espesor de la lámina (mm). hr Altura o peralte del Steel Deck (mm). Hs Altu Ic Momento de inercia de la seccion transformada fisurada (cm4). quivalente (cm4). Isd Iu Momento de inercia de la seccion transformada no fisurada (cm4). Lc Longitud del canal conector (ksi, MPa). LRFD Load Resistance Factor Design. • M+
sd Momento positivo en la lámina no compuesta (kgf-m). • Mdsd Momento producido en la losa por las cargas muertas (kgf-m). • Mlsd Momento producido en la losa por las cargas vivas (kgf-m). • M-
sd Momento negativo en la lámina no compuesta (kgf-m). • N Número de conectores de corte necesarios en la viga de apoyo. • n Ratio entre el modulo de elasticidad del acero y el concreto (Es/Ec). • Nr Número de conectores de corte por valle. • P Resistencia nominal de corte horizontal (kgf). • Psd Carga puntual por efecto de montaje = 75 kgf. • Qn Esfuerzo nominal de un conector de corte.
Simbología
to de máximo m ento positivo y el punto
sd Area de acero de la lám (cm2). American Welding Socie
n del concreto a los
ra del conector una vez soldado (mm).
I
• Ec Módulo de elasticidad del concreto (kgf/cm2). ••••••••••
e Momento de inercia eInercia (cm
•4). •
•••
79
• qu Resistencia ultima de un conector tipo Nelson Stud (kgf). Sic Módulo de sección inferior del sistema compuesto (cm3). Snsd Módulo de Sección Inferior de Spsd perior de la lámina (cm3). td r de la lámina de acero (gage, gauge, mm, in). tf Espesor del ala del canal conector (mm). tw Espesor del alma del canal conector (mm). W Peso de concreto por unidad de longitud (kgf/m). Wdsd Carga muerta por unidad de longitud (kgf/m). Wlsd Carga sobre impues ncho medio del vall mm). a de acero (kgf/m). arga distribuida p α oeficiente de red fuerzo nominal del conector. γcon Peso especifico del concreto = 2400 kgf/m3. ρ Cuantía. Φ Coeficie ψ Factor de reducción de carga según apuntalamiento.
Simbología
•• la lámina (cm3).
Módulo de Sección SuEspeso
consd
ta (kgf/m). wr A e del Steel Deck utilizado (Wssd Peso por unidad de longitud de la láminWwsd C or efecto de montaje = 100 kgf/m.
C ucción del es
nte de reducción.
•••••••••••••••
80
BIBLIOGRAFIA A. C. Ugural; Stresses in Plates and Shells; MsGraw-Hill Book Company;
• Aceríasedición
oad Resistance Factor Design
Insitute of Steel
f Steel Construction,
of Steel Construction
ad & Resistance Factor l Members, Specifications
Construction INC.; Estados
D1.1-
, 15 e 1996.
d Edificaciones de Concreto ; 1997.
1986.
ur Estructuras de Concreto, 11ª ión
ra el uso de Placas
; Aceros Procesados S.A.; Lima, Perú;
; Prentince-
usa;
Bibliografía
•Estados Unidos; 1981.
de Colombia S.A. ACESCO; Manual Técnico del Metal Deck, segunda ; Grafica Lourdes Ltda.; Barranquilla, Colombia; 2001.
• American Insitute of Steel Construction INC.; LSpecification for Structural Steel Buildings; AmericanConstruction INC.; Estados Unidos; 2000.
• American Insitute of Steel Construction INC.; Manual oAllowable Stress Design, 9ª edición; American InsituteINC.; Estados Unidos; 1991.
• American Institute of Steel Construction INC.; LoDesign, Manual of Steel Construction, Vol. I, Structura& Codes, 2ª edición; American Insitute of Steel Unidos; 1995.
• American Welding Society; Structural Welding Ca
ode-Steel (ANSI/AWS96) Edición; Miami, Estados Unidos; Diciembre d
• Antonio Blanco Blasco; Estructuración y Diseño e Armado; Colegio de Ingenieros del Perú; Perú
• Armco Instapanel; Manual de Diseño Placas Colaborantes PV6; Chile;
• rt orge Winter; Diseño de A h H. Nilson, GeEdic ; McGraw-Hill/Interamericana S.A.; Colombia; 1993.
• César Málaga Müller; ACERO-DECK, Manual Técnico paColaborantes para Losas de Entrepisos2001.
• Edwar G. Nawy; Concreto Reforzado un enfoque básico, 1ª ediciónHall Hispanoamericana S.A.; México; 1988.
• Enrique Bazan, Roberto Meli; Diseño Sísmico de Edificios; Editorial LimMéxico; 2002.
81
• Gaylord Jr., Gaylord, Robinson; Estructuras de Concreto, 1ª edición; McGraw-
anual
es . Ge de Materiales, cuarta ión Intern
Lai
P. Be ento,
ação ias”;
Acero, 2ª Edición; Luis F. Zapata
• Nicholas J. Bouras, INC.; United Steel Deck design manual and catalog of
products, catalog #303-15; New Jersey, Estados Unidos; 2001.
• Roberto Morales Morales; Diseño en Concreto Armado, 1ª edición; Capítulos Peruano del ACI; Perú; 2000.
Bibliografía
Hill/Interamericana de México; México; 1993. • HILTI; M Técnico de Productos Hilti 5/00;
• Jam M re & Stephen P. Timoshenko; Mecánicaedic ; ational Thomson Editores; México; 1998.
• Jeffrey P ble; Análisis Estructural, 1ª edición; McGraw. -Hill/Interamericana de México, S.A.; México; 1992.
• João A. nto; Pavimentos mistos aço-betão: exemplo de dimensionamenorizpreparado para apresentação no curso “Dimensionamento e Porm
de Estruturas Mistas Aço-Betão Utilizando as Recomendações EuropeRelatório CMEST DT N°5/1985; Lisboa, Portugal; 1985.
• Luis Zapata Baglietto; Diseño Estructural en Baglietto Ingenieria Estructural S.R.L.; Lima, Perú; 1997.