Manual Acero Deck

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 In tro d u c c ió n 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. 2 In tro d u c c ió n 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 3 Sistema constructivo 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: S iste m a C o n stru c tivo 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: S iste m a C o n stru c tivo 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. S iste m a C o n stru c tivo 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 . S iste m a C o n stru c tivo 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. S iste m a C o n stru c tivo 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. S iste m a C o n stru c tivo 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. S iste m a C o n stru c tivo 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. S iste m a C o n stru c tivo 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 S iste m a C o n stru c tivo 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 14 PROCESO constructivo 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 e generando desperdicios mínimos y funcionalidad en la obra. En esta etapa 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. P del 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 co n . Se debe procurar tener medidas iguales en el modulado de las placas para así facilitar el proceso de fabricación e instalación. , E los conectores de corte se realizará según la l 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 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. esta om P ro c e so s C o n stru c tivo s 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 apoyo los 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 di los 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 proces láminas 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 20 Co de 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. a menos que se especificara lo co rio en planos. ntra Se empezará colocando la pestaña el extremo de la viga paralela a la misma para permitir que las pestañas mayores de las láminas subsiguientes calcen 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 21 El proceso de fijación de las colaborantes se realiza para manten su posición final de trabajo y como m seguridad, evitando la posibilidad ac en 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 q las 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s planchas en todos los puntos de cada tres valles, previendo que tod apoyados 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 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, o pasar escaleras, y pasos de eléctricos mecánicos y/o sa se 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 imperfeccion edan ser identificados visualmente. Las perforacione etro, no alteran la condición de diafragma rígido de la s se poner una placa de refuerzo, la cual será de un espesor mínim rforaciones 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 24 Instalación de tuberías En el diseñ electromecá utilizan 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 se pueden instalar por fuera sujetándolas en la superficie metálica de la plancha mediante tornillos 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, s peralte, 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 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 en losa, que consiste en bastones que es la viga. Se debe de respetar el dise longitudes 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 a para con lo cual sup malla d ó varilla lisa n las vari egún or co es 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. M E la malla de temperatur P ro c e so s C o n stru c tivo s 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 plano d s de estructuras y deberá estar 2cm p ebajo 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, es láminas, 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 distrib a mayor. las cargas p tuales en u Antes de re lámina a la lámina. ado del co iadas pa ita a adher l conc ul eto exc ue sean el Ac las lá enerar ulación ateria en una a. C E oras habe aciado e reto d tienen las láminas d -Deck res cto al c g impermeable, 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 h urante los próximos 7 días. La ventaja que urado es que las mismas eneran una superficie después de r sido v l conc e 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 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 ex o pa r P ro c e so s C o n stru c tivo s 28 Estructuras Compuestas 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 Consider Conecto Diseño d Instalac La estructura compuesta es básicamente el hacer uso de materiales diversos para la formación de un elem satisfactoriam fenómen con las carg los cuales ha sido diseñado. La composición más común es la del Acero-Concreto, pero también se hace uso actualmente de otros tipos de estructuras compuestas com Madera-Acero, Plástico-Acero, F de 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 P ro c e so s C o n stru c tivo s 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. E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 E stru c tu ra s C o m p u e sta 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. E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 Q conector 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 E stru c tu ra s C o m p u e sta 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 colaborante metálica, 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, un como son fresado manual de arco eléctrico ó au sold mediante una a d filete en todo el p se de con r. ar el conector a la viga metálica soldadur e erímetro de la ba l ecto E stru c tu ra s C o m p u e sta s 39 iseño D 40 Fundamentos de diseño 41 Deflexión 3 zo Esfuerzos en el sistema Resistencia a la flexión 51 Cortante 53 Compresión del concreto 56 Deflexión del sistema 57 Pruebas y ensayos 59 de la placa 4 s 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 forman el sistema compuesto; teniendo en cuenta los parámetros, normas y observaciones de las diferentes instituciones 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: la 4). idad de lo ro de la lami D ise ñ o 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 losas consideración 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 D ise ñ o 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 180 100×= sdadmδ cm. ó 1.9 cm. (el qu siguiente: L e 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 D ise ñ o 44 ( ) bIE LWd sds sdsd calc ×× ×××= 4100013.0 cm. Condición de un solo tramo δ ( ) bIE LWd sds sdsd calc ×× ×××= 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 D ise ñ o 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 ×+××=+ D ise ñ o 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× D ise ñ o 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 Sp Mf 0 (kgf/cm2) y 100×= − − sd sd Sn Mf (kgf/cm2) 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 D ise ñ o 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 sdcssdc cc InYAsnYbI ×+××+= 21 3 siendo: ( ) × 3 )( nnndYcc ×−×+×××= ρρρ 21 2 db Assd ×=ρ c s E En = 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 D ise ñ o 49Esfuerzos en el sistema compuesto Luego, el momento de inercia de la sección transformada no fisurada será igual a: ( ) ( ) ⎭⎬ ⎫⎨⎧ ⎥⎦ ⎤⎢⎡ ×−−+××+××+×+×−××+×= 22 2 22 2 3 5.0 12 5.0 12 rcc r rrcsssdcccc c u hYt hhw C bYAnIntYtbtb Donde ( ) ⎩ ⎣s I ( ) ( )rsr s sd r s r rssd cc wChC bAstb htC hbwCd 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 cccc promY YY += D ise ñ o prom e ic 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 y sdsd S MlMd ×+ Donde: Mdsd Momento producido en la losa por las cargas muertas (kgf-m). f×≤ 6.0100 ic : 8 2 sdsd sd LWdMd ××Ψ= Mlsd omento producido en la losa por: M las cargas vivas (kgf-m). 8 sdsd= 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 sd LWlMl × 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 D ise ñ o 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 Fy b ⎜⎛ 003.0 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −××= 2 adfAsM ysdn Donde: d choAssd = Área de acero neta de la lámina por unida de . an bcf ×× '85.0 : Profundidad del b fAs a 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 D ise ñ o 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 ×× ×= β ελ : 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. cm 2 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. D ise ñ o 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: D ise ñ o 54 Diseño por cortante El cortante último a considerar cerca a los apoyos será igual a: 22u sdsdsdsd 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 db l dmcfkVn ××⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ××+×= ' ' ρ D ise ñ o 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 D ise ñ o e los ensayos, es conveniente reformular la ecuación como: cfl dmk cfdb Ve ''' × ××+=×× 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). ' ' l dmcfkvn ×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. cfS nS admcc sdsd '45.0100 ×=≤×× MlMd + Donde: prom prom cc Y I s = : 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 D ise ñ o 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 10 384 5' ×× ×+×=Δ ec sdsdsd st IE LWlWd Donde: cfEc '15000×= :(del ACI) Modulo de Young del concreto (kgf/cm2). Deflexión del sistema D ise ñ o 58 Deflexión del sistema Para estimar las deformaciones eridadif s o s a largo plazo, una buena considerar: deformacione estimación sería ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ×−×Δ=Δ s s stLT 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 100 360 ×=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=Δ s s stLT A A'2.12'λ Donde: × '501 ρ ξλ = 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 D ise ñ o 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. D ise ñ o 60 Pruebas y ensayos D ise ñ o 61 RODUCTOS P 62 Placa colaborante AD-900 Placa colaborante AD-600 Placa colaborante AD-730 Conectores 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) P ro d u c to 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 P ro d u c to 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 P ro d u c to 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 P ro d u c to s 4.50 - - - 189 270 367 67AD-730 PLACA COLABORANTE AD-730 Tipo : AD-730 m gage 20 Peralte : 75.00 mm Ancho total : 903.00 mm Ancho util : 900.00 m Calibre : 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 P ro d u c to 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 cr 2 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 P ro d u c to 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 secció para 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 realizad eto 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” D IM E N S IO N E 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 con perpen s a la viga ectores diculare 1 r 63.0 N ≤ 108.1 ≤ rN 1 r 5.1 N 2 ≤ P R O P IE D A D E S C oe fic ie nt e de re du cc ió n (α) en con s a la viga 0.45 0.76 1.00 ectores paralelo P ro d u c to 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. A Pestaña : 20 mm Base : variable (b) r : 1mm, 1.2mm, 1 A 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 P ro d u c to 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 mm Pestaña : 20 mm Base : 40 mm, 55 mm Espesor : 1mm Acabado : galvan Longitud : 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 P ro d u c to 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 l 4. 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 o odrá llevar unodrá llevar un nec nec Instalar las tube Las tuberías m Instalar las tube Las tuberías m o del con osa. o del con osa. " podrá" podrá las tuberías ma s similare las tuberías ma s similare a losa a losa abra abra ó pe ó pe se bu duct se bu duct ste dste d ra los y to ra los y to rfora ración rfora ración or al va pued or al va pued malla de temperaturamalla de temperatura tubería camiseta 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 l 4. 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 tubería bería camiseta de protección D e ta lle s C o n stru c tivo s 73 bastones de refuerzo pe : 4 cm.netración mínima refuerzo de viga bastones de refuerzo refuerzo de viga penetración mínima : 4 cm. r o de vigaefuerz ángulo de soporte apoyo mínimo: 4 cm. conector de corte malla de temperatura perno de anclaje so erimetral d or a la viga ldadura de filete p el conect metálica re ción, previ solda a colabora alizar una perfora a a la dura, en la plac nte Detalles Constructivos D e ta lle s C o n stru c tivo s 74 Detalles Constructivos conector de corte malla 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 viga penetración mínima : 4 cm. bastones de refuerzo refuerzo de viga penetración mí bastones de refuerzo nima : 4 cm. D e ta lle s C o n stru c tivo 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 D e ta lle s C o n stru c tivo s 76 soldadura de filete pe temperatura rimetral del conector a la viga metálica malla de conector de corte Viga Metálicarealizar una perforación, prev soldadura, en la placa colabo ia a la rante soldadura de filet conector a la viga metálica e perimetral del elemento de tope malla de temperatura Viga Metálica apoyo mínimo: 4 cm. VIGAS METALICAS Detalles Constructivos D e ta lle s C o n stru c tivo 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 L apoyo 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". D e ta lle s C o n stru c tivo 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 e Inercia (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 Su Espeso consd ta (kgf/m). wr A e del Steel Deck utilizado ( Wssd Peso por unidad de longitud de la lámin Wwsd 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; • Acerías edición 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. 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Manual Tecnico Acero-Deck Introducción Indice Capitulo I - Sistema Constructivo Usos Funciones Ventajas Materiales Protección Capitulo II - Proceso Constructivo Ingeniería de Detalles Transporte Almacenamiento Izaje Colocación Fijación Instalación de Conectores Perforaciones y Ductos Instalación de Tuberías Acero de Refuerzo Concreto Acabados Capitulo III - Estructuras Compuestas Descripción Consideraciones Conectores de Corte Diseño de Conectores Instalación de Conectores Capitulo IV - Diseño Fundamentos de diseño Deflexión de la placa Esfuerzos en la placa Esfuerzos en el sistema Resistencia a la flexión Cortante Compresión del concreto Deflexión del sistema Pruebas y Ensayos Capitulo V - Productos Placa Colaborante AD-900 Placa Colaborante AD-600 Placa Colaborante AD-730 Conectores de Corte Perfiles de Borde Perfiles de Canto Capitulo VI - Detalles Constructivos Tuberías Refuerzo en Ductos Vigas de Concreto Vigas Metalicas Simbología Bibliografía