Post on 22-Jan-2018
1. Retos importantes para la construcción 2. Tecnología Steel Framing 3. Diseño y análisis estructural 4. Proyectos Steel Framing Costa Rica 5. Sesión abierta
Temas
En Costa Rica se utiliza al menos 4 veces más mano de obra para construir una vivienda que en países como Australia y EEUU.
Productividad con la mano de obra
La industria está cambiando
building informa.on modeling
CAD
CAM
CNC
construc.on ex-‐situ
PRODUCTIVIDAD
Construcción en liviano en Costa Rica
Costa Rica tiene la mayor penetración per cápita de sistema liviano de América Latina, superando por 3.5
veces a cualquier otra área.
Construcción ex situ
tradicional local componentes panelizado modular
tradicional
local
panelizado
modular
Propiedades acústicas, térmicas y fuego
§ Control de fuego hasta 4 horas § Aislamiento térmico hasta R15 § Atenuación acústica hasta STC 60
Emulación al Wood Framing • Dimensiones perfiles similares • Estructuración similar • Ce r ram i en t o s e s u j e t a
directamente a miembros • Con las ventajas:
• Más preciso • Más liviano • Resistente humedad • Resistente insectos • No combustible • Sin deformación diferencial • Longitud ilimitada de studs • Más secciones • Reciclable
Origen del sistema
– Según norma ASTM A653 – Protección mediante acción galvánica
– Resistente a cortes y rayaduras
Recubrimiento Galvánico
Nomenclatura
89S41-1.15-G350 Esfuerzo de fluencia (MPa/ksi)
Espesor (mm/in)
Ancho del ala (mm/in)
Geometría (S = stud, U = track, etc)
Altura del alma (mm/in)
Normativa análisis y diseño estructural
1. Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-10) 2. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-10) 3. North American Standard for Seismic Design of Cold-Formed Steel Structural Systems (AISI S400-15) 4. North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members 2012 (AISI
S100-12) 5. Reglamento de Construcciones de Costa Rica (RC-INVU-88) 6. International Building Code 2012 (IBC 2012) 7. Code of Standard Practice for Cold-Formed Steel Structural Framing 2015 (AISI S202-15) 8. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Floor and Roof System Design 2007 (AISI
S210-07) 9. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – General Provisions 2012 (AISI S200-12) 10. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Header Design 2007 (AISI S212-07) 11. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Nonstructural Members 2015 (AISI S220-15) 12. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Lateral Design with Supplement No. 1 2007 (AISI
S213-07-SI-09) 13. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Product Data 2012 (AISI S201-12) 14. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing Structural Framing 2015 (AISI S240-15) 15. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Truss Design 2012 (AISI S214-12) 16. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Wall Stud Design 2007 (AISI S211-07)
• Sección 1.1 f: “…no se limita el uso de materiales, sistemas sismorresistentes y métodos de diseño alternos que no estén específicamente prescritos por el Código, siempre y cuando el profesional responsable del diseño demuestre que el uso de la alternativa permite el cumplimiento de los objetivos de desempeño descritos en los incisos 1.2 y 4.1.2 de este código.”
Lineamientos del CSR-10
• Comentarios al CSCR-10, sección C10.8.1: “Existen también sistemas sismorresistentes a base de muros con forros de madera o de láminas de acero, que utilizan perfiles de láminas dobladas de espesores inferiores a 3 mm, similares a los utilizados en los muros secos. Aunque estos sistemas sismorresistentes no están dentro del alcance de este capítulo, su uso no está restringido por este código. Sin embargo, se recomienda que el profesional responsable del diseño consulte las referencias vigentes del AISI para su diseño.”
Lineamientos del CSR-10
Separación entre studs: – consideraciones
estructurales – material de forro
Diafragma – rígido – flexible
Techos – Panelizado – Cerchas
Estructuración
Separación entre studs: – consideraciones
estructurales – material de forro
Diafragma – rígido – flexible
Techos – Panelizado – Cerchas
Estructuración
Separación entre studs: – consideraciones
estructurales – material de forro
Diafragma – rígido – flexible
Techos – Panelizado – Cerchas
Estructuración
Estructura – Solamente Steel Framing – Híbrido
Elementos especiales – Escaleras – Decks – etc
Estructuración
Estructura – Solamente Steel Framing – Híbrido
Elementos especiales – Escaleras – Decks – etc
Estructuración
Flujo de cargas: elementos alineados desde la parte superior hasta la base
Análisis estructural: GRAVEDAD
Techo
Pared segundo nivel
Entrepiso
Pared primer nivel
Diseño de elementos según AISI S100-12: • Propiedades de las secciones: secciones
efect ivas debido al espesor de elementos
• Tensión: fluencia área gruesa, ruptura
área efectiva • Flexión: resistencia nominal, pandeo
lateral-torsional, pandeo distorsional (eje fuerte y eje débil)
• Cortante: resistencia con o sin agujeros
en la sección (eje fuerte y eje débil)
Diseño Estructural
Diseño de elementos según AISI S100-12:
– Aplastamiento del alma (web crippling)
– Compresión: resistencia nominal
para pandeo en fluencia, flexión, f lexo-torsional y torsional; pandeo distorsional
– E s f u e r z o s c o m b i n a d o s :
ecuaciones de interacción
Diseño Estructural
Diseño de elementos según AISI S100-12 Capítulo D: – Secciones armadas – Paredes – Cerchas – Cargadores – Especificaciones adicionales
a AISI • Diseño de conexiones
según AISI S100-12, capítulo E
Diseño Estructural
Diseño de elementos según AISI S100-12 Capítulo D: – Secciones armadas – Paredes – Cerchas – Cargadores – Especificaciones adicionales
a AISI • Diseño de conexiones
según AISI S100-12, capítulo E
Diseño Estructural
• Condiciones de servicio: revisión de deflexiones en viguetas, cerchas, paredes, cargadores, otros
• Derivas • Excentricidades • Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
• Condiciones de servicio: revisión de deflexiones en viguetas, cerchas, paredes, cargadores, otros
• Derivas • Excentricidades • Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
• Condiciones de servicio: revisión de deflexiones en viguetas, cerchas, paredes, cargadores, otros
• Derivas • Excentricidades • Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
• Condiciones de servicio: revisión de deflexiones en viguetas, cerchas, paredes, cargadores, otros
• Derivas • Excentricidades • Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
Caso: CFS-NEES
• Cálculos teóricos • Modelaje no lineal • Pruebas de laboratorio en
tamaño real • Conclusiones:
– Rigidez adicional por acabados – M o d e l a d o v s p r u e b a s
laboratorio – Se rompe el esquema de diseño
tradicional
• Cálculos teóricos • Modelaje no lineal • Pruebas de laboratorio en
tamaño real • Conclusiones:
– Rigidez adicional por acabados – M o d e l a d o v s p r u e b a s
laboratorio – Se rompe el esquema de diseño
tradicional
Caso: CFS-NEES
Caso CFS-NEES • Cálculos teóricos • Modelaje no lineal • Pruebas de laboratorio en
tamaño real • Conclusiones: – Rigidez adic ional por
acabados – Modelado vs pruebas
laboratorio – Se rompe el esquema de
diseño tradicional
Estudios recientes
Caso CFS-NEES • Cálculos teóricos • Modelaje no lineal • Pruebas de laboratorio en
tamaño real • Conclusiones: – Rigidez adic ional por
acabados – Modelado vs pruebas
laboratorio – Se rompe el esquema de
diseño tradicional
Estudios recientes
Presentación www.bildtek.com/noticias/charla-lanamme-steel-framing
Contactos – Ing. Federico Golcher:
• federico.golcher@bildtek.com
– Ing. Federico Amador: • federico.amador@bildtek.com
– Arq. Cristian Oviedo: • cristian.oviedo@bildtek.com
Referencias y preguntas
Diseño estructural y Sismo-resistencia
§ Liviano, dúctil y tenaz § Código Sísmico de Costa Rica y el AISI S100 de EEUU
• limitar el largo de entrepisos a luces máximas de 5.3m si es pesado (max 7m)
• facilitar muros de corte de 1.5 metros de ancho en ambas direcciones
• alinear los muros de corte del segundo nivel de forma que coincidan con los muros de corte del primer nivel.
• cerramientos con espaciamiento @61cms
Recomendaciones para optimizar diseño arquitectónico
Componentes: PANEL DE CLAVADORES
Stud vertical
Stud horizontal
Tapa superior
Tapa inferior
Cercha de techo