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Construcción con Acero Liviano: 12.1 Predimensionado

16/12/2013 | El propósito de este capítulo es familiarizarse con el uso del Método Prescriptivo y aprender seleccionar la sección de los perfiles a utilizar según la siguiente secuencia:

  • Determinación de las cargas de succión según la zona
  • Determinación de la sección de las vigas
  • Determinación de la sección de los montantes
  • Determinación del strapping y blocking necesario
  • Determinación del tipo de arriostramiento lateral necesario
  • Determinación de la estructura de techos

12.2 Verificación de Perfiles

El Steel Framing permite el predimensionado de los perfiles que conforman una estructura de manera muy sencilla , ya que no es necesario calcularlos, sino que, por estar normalizadas sus características físicas (IRAM-IAS U500-205), y tabuladas sus capacidades de carga (tablas del IAS – Instituto Argentino de Siderurgia), únicamente se verifican. Aun así, en todos los casos se recomienda contar con el asesoramiento de un Profesional idóneo.

Paso seguir:

  1. Determinar las solicitaciones que actúan sobre dicha construcción: En este proceso, se determinan las cargas y sobrecargas, estáticas y dinámicas, que actúan sobre la estructura, de acuerdo a condiciones tales como: ubicación geográfica (viento, nieve, sismo, etc), uso de la construcción (vivienda, oficina, deposito, etc), materiales, etc. Determinar correctamente estas solicitaciones es fundamental para diseñar una estructura resistente, eficiente, segura y económica.
  2. Determinar las tablas a utilizar: El segundo paso es determinar si se utilizarán las tablas calculadas según la Recomendación del CIRSOC 303, o las del AISI (LRFD). No existe gran diferencia en los resultados entre una y otra, sino que difieren en la metodología, dado que en el caso del CIRSOC se ingresa a las tablas directamente con las solicitaciones determinadas en el punto anterior, y en el caso del AISI (LRFD), estas solicitaciones deben ser previamente factoreadas con una serie de coeficientes, para así obtener el valor de carga con el cual entrar a las tablas correspondientes.
  3. Proponer los perfiles a verificar

12.2.1 Ejemplo a desarrollar

Solicitaciones para una vivienda unifamiliar de dos plantas:

  • Cargas permanentes (según los pesos de los materiales a utilizar):

Techo:

Teja Francesa = 0,55 kN/m2
Fenólico 10 mm = 0,07 kN/m2
Cabriada = 0,43 kN/cabriada
Placa Cielorraso = 0,15 kN/m2

Entrepiso :

Piso Cerámico = 0,20 kN/m2
Contrapiso liviano = 1,08 kN/m2
Chapa sinusoidal = 0,10 kN/m2
Placa Cielorraso = 0,15 kN/m2
Peso propio Viga=no se considero

  • Sobrecargas (según Cirsoc 101):

Techo =0,12 kN/m2 (pendiente 30º)
Entrepiso= 2,00 kN/m2 (dormitorios en P.A)

  • Carga de Viento ( según Cirsoc 102) :

qsobre paredes = 0,75 kN/m2

Tablas a utilizar: Se opta por efectuar la verificación con las tablas según CIRSOC 303.

Perfiles propuestos para verificar:

  • Paredes: PGC 100×0,89
  • Vigas de Entrepiso: PGC 200×1,24

Verificación de perfiles:

  • A) Montantes de Planta Alta sobre los que apoyan cabriadas :

Cálculo de la carga que hay en este caso sobre un montante solamente :

  • Cubierta de techo (1/2 agua) = (0,55 + 0,07) kN/m2 x 0,40 m x 5,14 m = 1,27 kN
  • Peso propio de media cabriada = 28,5 ml de PGC 100×0,89 x 1,51 kg/ml / 2 = 21kg, 1kN = 100 kgf por lo que el peso propio de 1/2 cabriada será de = 0,21 kN
  • Cielorraso placa de yeso (50% sup) = 0,15 kN/m2 x 0,40 m x 8 m / 2 = 0,24 kN
  • Sobrecarga = 0,12 kN/m2 x 5,14 m =  0,25 kN
  • Carga axial sobre este montante = 1,27 kN + 0,21 kN + 0,24 kN + 0,25 kN= 1,97 kN

Carga axial máxima admisible sobre el perfil propuesto (PGC 100×0,89):
De la tabla 2.5.ase comprueba que la carga axial admisible es de hasta 8,37 kN que es mayor que los 1,97 kN, a los que se encontraría sometido este perfil .

Altura máxima de ese perfil para una condición de deformación de L/600:
De la tabla 2.3.ase comprueba que la altura máxima para el PGC 100×0,89 y para esa condición de deflexión, es de 2,93 m, mayor a los 2,70 mque pide el proyecto.

  • B) Montantes de Planta Alta sobre los que no apoyan cabriadas:

Por razones de simplificación constructiva, y dado que estos montantes tienen una solicitación menor, carga axial por peso propio de valor despreciable e igual carga de viento, en este caso, también se utiliza el perfil verificado en el punto A.

  • C) Vigas de Entrepiso:

Cálculo Carga total sobre una Viga de Entrepiso=

  • Peso propio materiales + Sobrecarga = (0,20+1,08+0,10+0,15) kN/m2 + 2,00 kN/m2= 3,53 kN/m2

Carga max admisible uniformemente distribuida sobre perfil propuesto (PGC 200×1,24) :

De la tabla 2.2 se comprueba que el perfil propuesto admite por Resistencia una carga máxima de 3,85 kN/m2, mayor que 3,53 kN/m2, y por Deformación para una condición de L/360, admite 3,74 kN/m2 que también es mayor que la carga total.

En este ejemplo, la condición de Deformación requerida para el entrepiso es de L/500, dado que se pretende una sensación de mayor rigidez al caminar sobre el, por lo que se deberá multiplicar los valores de Deformación de la tabla 2.2 por un coeficiente que resulta del cociente = 360/500= 0,72. La tabla que sigue a la 2.2 detalla estos valores de Deformación para L/500, de donde se comprueba que la deformación máxima admisible para ese perfil es de 2,69 kN/m2 que es menor que 3,53 kN/m2. Se prueba con el PGC 200×1,59 que tampoco verifica, por lo que se continua probando con el PGC 200×2,00 que admite por Deformaciónhasta 4,17 kN/m2, que es mayor que los 3,53 kN/m2 de la carga total del entrepiso.

  • D) Montantes en Planta Baja sobre los que apoyan Vigas del Entrepiso:

Carga total por Viga de Entrepiso:

  • 3,53 kN/m2 x 0,40 m x 4 m /2 =  2,82 kN

Carga axial máxima admisible sobre el perfil propuesto (PGC 100×0,89):

  •  De la tabla 2.5.a se comprueba que la carga axial admisible es de 6,95 kN que es mayor que los 2,82 kN, a los que se encontraría sometido este perfil.

Altura máxima de ese perfil para una condición de deformación de L/600:

  • De la tabla 2.3.a se comprueba que la altura máxima para ese perfil, y para esa condición de deflexión, es de 2,93 m que es menor a los 3 m que pide el proyecto. Se prueba con el PGC 100×1,24, y de tabla 2.5.a se obtiene 14,16 kNde carga axil admisible, mayor a los 2,82 kN. De tabla 2.3.ase comprueba que la altura máxima para este perfil es de 3,25 m mayor a los 3 m que pide el proyecto.

 

  • E) Montantes de Planta Baja sobre los que no apoyan Vigas de Entrepiso:

Carga axil=1,72 kN(viene de PA), que es menor a la de los montantes del punto D, con igual carga de viento. Se utilizara igual perfil en toda la PB (PGC 100×1,24)

  • Tablas utilizadas

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