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Otra Innovaciónmanualdediseño

Compósito Metalcon y Concreto LOSA

Edic

ión

2004

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m a n u a l d e d i s e ñ o

Compósito Metalcon y Concreto LOSA

4 m a n u a l d e d i s e ñ o m e t a l c o n c r e t l o s a

CINTAC S.A., ha preparado cuidadosamente lainformación técnica que se brinda en este documento,pero no asume ninguna responsabilidad que puedaderivarse de su incorrecta aplicación.

La información contenida en este Manual fuedesarrollada por la oficina RCP Ingeniería Ltda, bajola dirección técnica del Ingeniero Civil RodrigoConcha P. (U. de Chile).

El Sistema Metalconcret Losa® es de propiedad deCintac S.A. y es objeto de solicitudes de patente deinvención actualmente en Chile y en el extranjero.

Prohibida la reproducción total o parcial de sucontenido, por cualquier medio, sin la aprobaciónescrita de Cintac S.A.

Derechos Reservados © 2004,por Cintac S.A.Camino a Melipilla Nº 8.920, Maipú, Santiago, Chile.

Copyright © MMIV, por Cintac S.A.

Son marcas exclusivas y propiedad de Cintac S.A.Vigal®

Sistema Constructivo METALCON®

Sistema Constructivo METALCON CIELOS®

Sistema Constructivo METALCON TABIQUES®

Sistema Constructivo METALCON ESTRUCTURAL®

METALCON CIELOS®, ahora con Nivela Fácil®

METALCON® Nivela Fácil®

Perfil AT®

Conector TI®

Portante 40 R®

Sistema Constructivo TUBEST®

Sistema Constructivo Z - TUBEST®

TUBEST® Serie Galpones LivianosTORNALUZ® Sistema de protección Exterior

Diseño y Producción Gráfica:Rojo Creativo.

Primera Edición, 2.000 ejemplares.Septiembre de 2004.Impreso en Chile/Printed in Chile.

1. Introducción 7

2. Sistema Metalconcret Losa 9

2.1 Definición 9

2.2 Alcance y campo de aplicacición 10

2.3 Materiales 10

2.4 Referencias normativas 10

3. Procedimiento de diseño para Sistema Metalconcret Losa 11

3.1 Generalidades 11

3.2 Nomenclatura 11

3.3 Formulación para el diseño 12

4. Tablas para el diseño de Metalconcret Losa 14

4.1 Tablas de propiedades resistentes para perfil Vigal 14

4.2 Tablas de sobrecargas admisibles para

Sistema Metalconcret Losa 15

5. Especificaciones para el diseño de Metalconcret Losa 22

5.1 Hipótesis de diseño 22

5.2 Requerimientos de diseño 23

6. Ejemplos de diseño 27

6.1 Ejemplo Nº1 27

6.2 Ejemplo Nº2 29

7. Detalles constructivos 33

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5

Indice


HormigónH2O con 90% N.C.F.e=50 mm

Malla estructuralElectrosoldada15x15x4,2

120

ó 15

0 m

m

600 mm

PoliestirenoExpandido

PerfilVigal®

Presilla Tirante Metalcon®

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7

1. Introducción El contenido de este Manual de Diseño tiene como

objetivos el dar a conocer el Sistema Metalconcret

Losa de CINTAC y el ser una herramienta de

utilidad para el especificador que va a diseñar con

este sistema.

Metalconcret Losa es un sistema constructivo de

CINTAC que permite diseñar losas colaborantes

más livianas que las losas tradicionales, lo que

conlleva además a un ahorro en el resto de la

estructura (fundaciones, muros, etc.)

Metalconcret Losa funciona como diafragma rígido,

que se puede utilizar en distintas soluciones

constructivas (hormigón, albañilería, Metalcon,

madera, etc.).

El sistema cuenta con toda la información necesaria

para un buen diseño, usando la última versión de

Cold Formed Steel Design (AISI 2002)

La primera parte de este Manual entrega las bases

para el diseño (materiales, campo de aplicación,

referencias normativas.) Para luego continuar con

el procedimiento de diseño, donde se encuentran

las tablas de propiedades, de sobrecargas, etc.

Una vez conocidos estos antecedentes, se

presentan las especificaciones técnicas y ejemplos

de diseño para aprender a calcular Metalconcret

Losa. Finalmente se entregan los detalles

constructivos como ayuda para el diseño.

En este capítulo se establecen los principales requisitos que deberán ser tomados en cuenta, para la correctautilización del sistema Metalconcret Losa de CINTAC.

2.1 Definición

La construcción compuesta consiste en vigas de acero que soportan una losa de hormigón armado,interconectadas de tal modo que la viga y la losa actúan en forma conjunta para resistir la flexión originadapor las cargas verticales.Para la determinación de las propiedades resistentes del sistema compuesto, se define el concepto de “anchoefectivo de la losa” (BS).Cuando la losa se extienda a ambos lados de la viga, el ancho efectivo BS, no deberá exceder:• Un cuarto del largo de la viga, entre apoyos.• La semi-suma de las distancias desde el eje de la viga a las vigas adyacentes.• 16 veces el espesor de la losa más el ancho del ala superior de la viga de acero.Cuando la losa esté presente sólo a un lado de la viga, la proyección efectiva fuera del borde de la viga nodeberá exceder:• Un doceavo del largo de la viga entre apoyos.• La mitad de la distancia libre a la viga adyacente.• 6 veces el espesor de la losa.

Lo anterior se resume en la Tabla N° 1.

TABLA N ° 1Ancho efectivo BS

Caso Ancho efectivo BS

1. Vigas interiores El menor valor de:

BS = L / 4BS = (S1 + S2) / 2BS = 16 eh + B

2. Vigas de borde El menor valor de:

BS = L / 12 + BBS = S / 2BS = 6 eh + B

Donde:B : separación entre almas del perfil (cm).BS : ancho efectivo (cm)L : longitud entre apoyos de la viga (cm)S, S1, S2 : separación entre vigas (cm)eh : espesor de la losa (cm)Para el sistema Metalconcret Losa, la separación S, S1, S2 entre vigas no debe ser superior a 60 cm.

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2. Sistema Metalconcret Losa

B

Bs

eh

S

Bs

S1 S2

B

eh

2.2 Alcance y campo de aplicación

El sistema Metalconcret Losa apunta a satisfacer las necesidades de un mercado que requiere disponer delosas livianas (fácil traslado y manipulación), para edificaciones tipo viviendas y oficinas.Este sistema está formado por el perfil Vigal, bovedilla de poliestireno expandido y una loseta de hormigón.El Vigal, por su geometría, soporta el poliestireno expandido y a su vez, las alas superiores cumplen la funciónde conectores de corte, que permiten el trabajo en conjunto del perfil y la loseta de hormigón.Estos perfiles son livianos por ser de bajo espesor, por lo que se manipulan y montan en terreno con facilidad,evitando el uso de grúas.

2.3 Materiales

Los materiales a utilizar en la fabricación de las vigas de acero y en la construcción del sistema compuestoson los que a continuación se especifican.

2.3.1 LOSA

Hormigón : H20 con 90 % nivel de confianza, según NCh 170.Of85No se deberá emplear hormigones que contengan sales de cloro u otros elementosdañinos.

Acero : AT56-50H / Malla electrosoldada 15 x 15 x4,2 (tipo ACMA C 92)Poliestireno expandido : Densidad = 15 kgf/m3

2.3.2 VIGAS DE ACERO

Acero estructural : ASTM A 653 grado 40 / Ff = 2810 kgf/cm2 (Acero galvanizado)A42-27ES / Ff = 2700 kgf/cm2 (Acero negro)

2.4 Referencias normativas

El sistema Metalconcret Losa se diseñará en conformidad con las siguientes especificaciones:2.4.1 American Institute of Steel Construction, AISC, “Manual of Steel Construction – Allowable Stress Design”,ninth edition, 1989.

2.4.2 American Iron and Steel Institute, AISI, “Specification for the Design of Cold Formed Steel StructuralMembers”, 2002 Edition.

2.4.3 Cámara chilena de la Construcción, “Código de Diseño de Hormigón Armado (basado en el ACI 318–99)”,1° edición, 2000.


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3. Procedimiento de diseño paraMetalconcret Losa

3.1 Generalidades

El siguiente procedimiento de diseño para vigas de acero en construcción compuesta está basado en laespecif icación AISC 1989 (“Manual of Steel Construction – Allowable Stress Design”).Las fórmulas desarrolladas en el punto 3.3, empleadas en el cálculo de la sección compuesta con colaboracióntotal, se han derivado a partir de la teoría elástica convencional.

3.2 Nomenclatura

Aa : área de la sección transversal del perfil Vigal, (cm2)

Ah : área transformada de la losa de hormigón, (cm2)

B : separación entre vigas de acero, (cm)

BS : ancho colaborante, (cm)

Ea : módulo de elasticidad del acero, Ea = 2,07 x 106 kgf/cm2

Eh : módulo de elasticidad del hormigón, (kgf/cm2)

eh : espesor de la losa, (cm)

Ff : tensión de fluencia del acero, Ff = 2810 kgf/cm2 (ASTM A653) ó Ff = 2700 kgf/cm2 (A42-27ES)

f’c : Resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28 días (kgf/cm2)

H : altura de la viga de acero, bajo la losa de hormigón, (cm)

Ia : Momento de inercia de la sección de acero (cm4)

Itr : Momento de inercia de la sección transformada completa, supuesta no agrietada y plenamente

activa (cm4). El hormigón en este caso se representa como una sección de acero equivalente,

reduciendo su ancho por la relación Eh / Ea.

L : longitud de la viga compuesta, (cm)

Ma : Momento admisible del perfil Vigal sin colaboración (tf.m)

MCOMP : Momento admisible de la sección compuesta transformada (tf.m)

n : relación de módulos, n = Eh / Ea.

Wa : Módulo resistente del perfil Vigal (cm3)

Wat : Módulo resistente de la sección compuesta total transformada con respecto al ala inferior de la

viga de acero (cm3)

Whc : Módulo resistente de la sección compuesta referida a la parte superior de la losa de hormigón

(cm3)

ya : distancia desde la parte inferior del perfil Vigal a su eje neutro (cm)

yga : distancia desde la parte inferior del perfil Vigal al eje neutro de la sección compuesta (cm)

ygh : distancia desde la parte superior de la losa al eje neutro de la sección compuesta (cm)


3.3 Formulación para el diseño

3.3.1 CÁLCULO DE PROPIEDADES DE LA SECCIÓN TRANSFORMADA

Sea la siguiente viga compuesta:

Bs

eh

Aala

yaH eh = 5,0 cm

n = = 10,6Ea

Eh

yga =Aa ya + Ah (H + eh/2)

Aa + Ah

Ah =eh Bs

n

Si yga ≤ H : ygh = H + eh - yga

Itr = Ia + Aa (yga - ya)2 + + Ah (yga - eh/2)2

Si yga > H : Existe una zona de hormigón en tracción, que no debe considerarse.

Ah eh2

12

Bs

eh

Aala

yaH

ygh

Ah

eh

B

n= =

ygh =

Aa ygh + ygh2 = Aa (eh + H - ya) + ygh

2

ygh2 + Aa ygh

- Aa (eh + H - ya) = 0

ygh =

Aa (eh + H - ya) + ygh Bs / n ygh /2

Aa + ygh B / n

Ah

eh

Ah

2eh

Ah

2eh

-Aa + Aa2 + 4AaAh (eh + H - ya) / 2eh

2Ah / 2eh

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ygh = 1 + 2 (eh + H - ya) - 1

yga = eh + H - ygh

Itr = + Ia + Aa (yga - ya)2

Wat =

Rwat =

Whc =

Aaeh

Ah

Ah

Aaeh

Ah ygh3

3eh

Itr

yga

Wat

Wa

nltr

ygh

Luego se tiene:

3.3.2 MOMENTOS ADMISIBLES DE LA SECCIÓN COMPUESTA

El momento admisible se obtiene debido a la tensión de tracción en el acero y a la tensión de compresión enel hormigón. El menor valor de ambos, corresponde a la capacidad del perfil compuesto:

Acero : Ma = (Rwat) Ma =( Wat / Wa) Ma = 0,6 Fy Wat

Hormigón : Mh = 0,360 f’c Whc

Luego MCOMP = mín ( Ma ; Mh )


4. Tablas para el diseño del SistemaMetalconcret Losa

4.1 Tablas de propiedades resistentes para perfil Vigal

4.1.1 PROPIEDADES RESISTENTES DEL PERFIL VIGAL

4.1.2 PROPIEDADES RESISTENTES DEL SISTEMA METALCONCRET LOSA

4080

H =

120

8

R = 100

5°R3

R3

e

30

204080

H =

90

8

R = 100

5°R3

R3e

30

20

Dimensiones Peso Area Eje X-XNombre H B e P A I W i Característica

mm mm mm kgf/m cm2 cm4 cm3 cm

Vigal 90x100x1,0 90 100 1,0 2,96 3,77 39,9 7,60 3,25 Acero GalvanizadoVigal 90x100x1,6 90 100 1,6 4,67 5,95 61,9 11,8 3,22 Acero GalvanizadoVigal 90x100x2,0 90 100 2,0 5,79 7,37 75,8 14,4 3,21 Acero NegroVigal 90x100x3,0 90 100 3,0 8,48 10,8 108 20,4 3,16 Acero NegroVigal 120x100x1,0 120 100 1,0 3,43 4,37 78,9 11,5 4,25 Acero GalvanizadoVigal 120x100x1,6 120 100 1,6 5,42 6,91 123 17,9 4,22 Acero GalvanizadoVigal 120x100x2,0 120 100 2,0 6,73 8,57 152 22,0 4,20 Acero NegroVigal 120x100x3,0 120 100 3,0 9,89 12,6 218 31,6 4,16 Acero Negro

Vigal 120 Vigal 90

NOTAS: La Tabla 4.1.2 corresponde a las propiedades de la sección compuesta referida a un ancho colaborante (Bs) de 60 cm.

Separación Alturaentre total

Nombre perfiles Vigal sistema ygh yga Itr Wat Whc

cm cm cm cm cm4 cm3 cm3

Vigal 90x100x1,0 60 12 2,72 9,28 193 20,8 754Vigal 90x100x1,6 60 12 3,25 8,75 276 31,5 901Vigal 90x100x2,0 60 12 3,52 8,48 324 38,2 977Vigal 90x100x3,0 60 12 4,03 7,97 427 53,6 1124Vigal 120x100x1,0 60 15 3,21 11,8 335 28,4 1106Vigal 120x100x1,6 60 15 3,84 11,2 481 43,1 1329Vigal 120x100x2,0 60 15 4,16 10,8 568 52,4 1446Vigal 120x100x3,0 60 15 4,77 10,2 754 73,7 1674

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4.2 Tablas de sobrecargas admisibles para Sistema Metalconcret Losa

Nomenclatura de las tablas:

Ff : tensión de fluencia del acero, Ff = 2810 kgf/cm2 (ASTM A653) ó Ff = 2700 kgf/cm2 (A42-27ES)

Ea : módulo de elasticidad del acero, Ea = 2,07 x 106 kgf/cm2

fc' : resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28 días, fc’ = 200 (kgf/cm2)

Q : sobrecarga admisible (kgf/m2)

QT : sobrecarga admisible del sistema compuesto, por tensiones, según acápite 7.2.2, (kgf/m2)

QL/300 : sobrecarga admisible del sistema compuesto, por deformaciones para ∆/L ≤ 1/300, según acápite

7.2.3 (kgf/m2)

MCOMP : momento admisible de la sección compuesta total transformada, (tf.m)

Wat : módulo resistente de la sección compuesta total transformada, con respecto al ala inferior de

la viga de acero, (cm3)

Whc : Módulo resistente de la sección compuesta referida a la parte superior de la losa de hormigón

(cm3)

Itr : momento de inercia de la sección compuesta total transformada, (cm4)

Wa (Wx) : módulo resistente de la viga de acero, (cm3)

Ia (Ix) : momento de inercia de la viga de acero, (cm4)

QPP : peso propio del sistema compuesto por la viga de acero más el hormigón, según acápite 7.2.1,

(kgf/m2)

QPP+SCcons : peso propio del sistema compuesto más sobrecarga de construcción antes que fragüe el hormigón,

según acápite 7.2.1, (kgf/m2)

Ltens : longitud máxima sin alzaprimado temporal por tensiones, calculado para la viga de acero sin

colaboración, solicitada por QPP+SCcons, según acápite 7.2.1.1, (m)

Lc/p : longitud máxima sin alzaprimado temporal por tensiones, calculado para la viga de acero sin

colaboración, solicitada por QPP+SCcons, según acápite 7.2.1.1. En este caso, en el perfil Vigal

se disponen presillas (planchas PL 1,6 x70 x 80 separadas @ 50 cm) que unen sus alas superiores,

(m)

Ldef : longitud máxima sin alzaprimado temporal para ∆/L≤ 1/300, para las cargas aplicadas antes que

fragüe el hormigón (QPP+SCcons), según acápite 7.2.1.2, (m)

MPP : momento producido por las cargas aplicadas (QPP) antes que el hormigón alcance el 75 % de

su resistencia requerida, (tf.m)

MSC : momento producido por las cargas aplicadas (QSC) después que el hormigón alcance el 75 %

de su resistencia requerida, (tf.m)

Adicionalmente, para prevenir deformaciones permanentes en la parte traccionada del perfil Vigal, se debe

verificar : Mpp

Wa

Msc

Wat

+ ≤ 0.90Fy


SOBRECARGA ADMISIBLE Q (kgf/m2)e = 1 mm e = 1,6 mm e = 2 mm e = 3 mm

Ff (kgf/cm2) 2810 2810 2700 2700

L (m) QT QL/300 QT

QL/300QT

QL/300 QT QL/300

QSAT QCAT QSAT QCAT QSAT QCAT QSAT QCAT

2,00 982 1260 1880 1430 2190 2750 1430 2720 3240 1430 3830 43002,25 749 665 1310 1220 1360 1940 1430 1760 2300 1430 2590 30802,50 578 268 921 965 802 1390 1150 1110 1660 1430 1740 22502,75 448 650 768 414 1000 922 650 1210 1260 1140 1650

3,00 350 461 618 145 733 747 334 891 1030 725 12303,25 273 327 502 540 612 107 664 851 427 9293,50 212 228 409 399 504 498 711 208 7103,75 163 153 334 292 417 373 597 43 546

4,00 122 96 273 211 346 277 504 4204,25 89 52 223 148 287 203 427 3224,50 61 180 98 238 144 363 2444,75 144 57 196 97 308 182

5,00 114 160 59 262 1325,25 87 130 221 915,50 64 103 187 575,75 80 156

6,00 59 130 6,25 106 6,50 85

MCOMP (tf.m) L = 2,00 m 0,346 0,523 0,607 0,721

L = 2,25 m 0,349 0,529 0,615 0,777L ≥ 2,50 m 0,351 0,532 0,619 0,809

Wat (cm3) L = 2,00 m 20,5 31,0 37,5 52,4L = 2,25 m 20,7 31,3 38,0 53,2L ≥ 2,50 m 20,8 31,5 38,2 53,6

Whc (cm3) L = 2,00 m 676 806 873 1000L = 2,25 m 725 866 939 1080L ≥ 2,50 m 754 901 977 1120

Itr (cm4) L = 2,00 m 186 264 309 405L = 2,25 m 191 272 319 419L ≥ 2,50 m 193 276 324 427

Wa (cm3) 7,60 11,8 14,4 20,4Ia (cm4) 39,9 61,9 75,8 108QPP (kgf/m2) 170 170 170 170QPP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270Longitud máxima sin alzaprimado temporalLtens (m) 2,00 2,80 3,20 4,00Lc/p (m) 2,32 3,04 3,37 4,04Ldef (m) 2,35 2,73 2,92 3,28

NOTAS:1.QSAT : Sobrecarga máxima admisible para ∆/L≤ 1/300, para una viga sin alzaprimado temporal, (kgf/m2)2.QCAT : Sobrecarga máxima admisible para ∆/L≤ 1/300, para una viga con alzaprimado temporal, (kgf/m2) Disponer de alzaprimado temporal a L/2, para L ≥ Ltens

3.Los valores de QT que se encuentran sobre la línea horizontal, quedan controlados por la capacidad de la losa de 5 cm, armada conmalla electrosoldada15x15x4,2.

4.2.1 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 9 cmVIGAS INTERIORES (separación entre vigas B = 60 cm)

Long

itud

Vig

al (

m)

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17


Ff (kgf/cm2) 2810 2810 2700 2700

L (m) QT QL/300 QT

QL/300QT

QL/300 QT QL/300


2,00 1400 2870 3400 1430 4460 4930 1430 5380 5820 1430 7350 77402,25 1080 1850 2390 1430 3020 3510 1430 3710 4160 1430 5170 55702,50 851 1170 1720 1380 2060 2550 1430 2570 3040 1430 3670 40902,75 674 700 1250 1110 1380 1870 1330 1770 2240 1430 2610 3030

3,00 539 374 924 908 911 1410 1090 1220 1690 1430 1880 23003,25 434 140 691 748 574 1070 901 824 1290 1340 1350 17703,50 351 519 622 328 822 753 532 999 1130 965 13803,75 284 390 520 142 636 634 314 781 963 675 1090

4,00 229 292 436 494 537 147 613 825 453 8704,25 183 215 367 384 456 483 712 280 6974,50 145 154 309 297 388 380 617 143 5614,75 113 106 260 227 331 298 536 451

5,00 85 66 218 170 282 231 467 3635,25 61 182 124 240 176 408 2905,50 151 86 204 131 357 2305,75 123 54 172 94 312 180

6,00 99 144 62 272 1386,25 78 120 238 1036,50 60 98 207 72

MCOMP (tf.m) L = 2,00 m 0,472 0,715 0,833 1,08

L = 2,25 m 0,476 0,723 0,843 1,16L ≥ 2,50 m 0,479 0,728 0,848 1,19

Wat (cm3) L = 2,00 m 28,0 42,4 51,4 72,2L = 2,25 m 28,2 42,9 52,0 73,2L ≥ 2,50 m 28,4 43,1 52,4 73,7

Whc (cm3) L = 2,00 m 993 1190 1290 1500L = 2,25 m 1070 1280 1390 1610L ≥ 2,50 m 1110 1330 1450 1670

Itr (cm4) L = 2,00 m 323 462 543 716L = 2,25 m 330 474 559 741L ≥ 2,50 m 335 481 568 754

Wa (cm3) 11,5 17,9 22,0 31,6Ia (cm4) 78,9 123 152 218QPP (kgf/m2) 170 170 170 170QPP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270Longitud máxima sin alzaprimado temporalLtens (m) 2,15 3,10 3,65 4,80Lc/p (m) 2,70 3,57 4,00 5,00Ldef (m) 2,96 3,43 3,67 4,15



4.2.2 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 12 cmVIGAS INTERIORES (separación entre vigas B = 60 cm)

Long

itud

Vig

al (

m)



Ff (kgf/cm2) 2810 2810 2700 2700

L (m) QT QL/300 QT

QL/300QT

QL/300 QT QL/300


2,00 1430 2280 2740 1430 3430 382 1430 4060 4420 1430 5370 56702,25 1230 1450 1930 1430 2310 2720 1430 2790 3160 1430 3760 40802,50 1020 898 1400 1240 1570 2000 1360 1940 2330 1430 2690 30302,75 844 519 1030 1060 1060 1500 1160 1350 1760 1350 1950 2300

3,00 689 247 776 910 689 1140 998 930 1350 1170 1420 17903,25 564 46 580 770 412 873 846 612 1040 994 1020 13903,50 463 431 641 204 665 706 371 798 834 707 10803,75 382 318 536 48 509 593 190 617 704 474 843

4,00 315 232 451 390 501 51 479 598 295 6654,25 259 166 380 297 424 371 511 157 5264,50 213 113 321 223 360 286 437 47 4164,75 174 70 270 164 306 217 375 328

5,00 140 227 117 259 162 322 2575,25 111 190 78 219 117 276 1995,50 86 158 185 80 236 1515,75 65 130 155 202 111

6,00 106 128 172 776,25 84 105 145 6,50 65 84 121

MCOMP (tf.m) L = 2,00 m 0,283 0,334 0,361 0,413

L = 2,25 m 0,300 0,355 0,383 0,439L ≥ 2,50 m 0,317 0,375 0,405 0,464

Wat (cm3) L = 2,00 m 18,8 28,0 33,6 46,4L = 2,25 m 19,0 28,3 34,0 47,1L ≥ 2,50 m 19,2 28,6 34,4 47,7

Whc (cm3) L = 2,00 m 393 464 501 574L = 2,25 m 417 493 533 610L ≥ 2,50 m 440 521 563 644

Itr (cm4) L = 2,00 m 149 205 236 300L = 2,25 m 154 211 244 311L ≥ 2,50 m 157 217 251 321

Wa (cm3) 7,60 11,8 14,4 20,4Ia (cm4) 39,9 61,9 75,8 108QPP (kgf/m2) 170 170 170 170QPP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270Longitud máxima sin alzaprimado temporalLtens (m) 2,65 3,75 4,25 5,35Lc/p (m) 3,09 4,03 4,48 5,37Ldef (m) 2,84 3,29 3,52 3,97



4.2.3 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 9 cmVIGAS DE BORDE (ancho tributario B = 34 cm)

Long

itud

Vig

al (

m)

ma

nu

al

de

d

ise

ño

m

et

alc

on

cr

et

lo

sa

19


Ff (kgf/cm2) 2810 2810 2700 2700

L (m) QT QL/300 QT

QL/300QT

QL/300 QT QL/300


2,00 1430 4550 4950 1430 6580 6910 1430 7710 8010 1430 10080 103302,25 1430 3110 3520 1430 4600 4950 1430 5440 5760 1430 7190 74602,50 1430 2160 2580 1430 3300 3660 1430 3940 4270 1430 5280 55602,75 1220 1500 1940 1430 2400 2770 1430 2910 3250 1430 3970 4260

3,00 1000 1040 1480 1430 1760 2150 1430 2170 2530 1430 3020 33303,25 834 689 1140 1230 1280 1670 1350 1610 1970 1430 2300 26103,50 695 428 880 1040 913 1300 1140 1190 1540 1330 1750 20603,75 584 231 683 881 638 1030 970 865 1220 1140 1330 1640

4,00 492 81 533 754 428 816 832 619 978 978 1010 13204,25 417 416 649 264 652 717 428 787 847 766 10704,50 353 324 560 134 523 622 278 637 737 570 8774,75 300 250 485 419 540 157 516 644 413 720

5,00 254 190 421 335 471 59 418 565 286 5935,25 215 141 366 266 412 338 497 182 4895,50 180 100 319 209 360 272 437 96 4035,75 151 67 277 162 315 217 386 332

6,00 124 241 122 275 170 340 2726,25 101 209 88 240 131 300 2216,50 81 180 60 209 98 265 177

MCOMP (tf.m) L = 2,00 m 0,420 0,499 0,539 0,617

L = 2,25 m 0,438 0,530 0,572 0,655L ≥ 2,50 m 0,442 0,559 0,605 0,692

Wat (cm3) L = 2,00 m 25,7 38,5 46,4 64,7L = 2,25 m 26,0 38,9 47,0 65,5L ≥ 2,50 m 26,2 39,3 47,5 66,3

Whc (cm3) L = 2,00 m 583 693 748 857L = 2,25 m 618 736 795 910L ≥ 2,50 m 652 777 840 962

Itr (cm4) L = 2,00 m 263 363 420 539L = 2,25 m 269 374 433 557L ≥ 2,50 m 276 384 445 575

Wa (cm3) 11,5 17,9 22,0 31,6Ia (cm4) 78,9 123 152 218QPP (kgf/m2) 170 170 170 170QPP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270Longitud máxima sin alzaprimado temporalLtens (m) 2,80 4,15 4,85 6,35Lc/p (m) 3,59 4,74 5,31 6,64Ldef (m) 3,57 4,14 4,44 5,01



4.2.4 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 12 cmVIGAS DE BORDE (separación entre viguetas B = 34 cm)

Long

itud

Vig

al (

m)


4.2.5 Tablas con capacidades a flexión de perfiles Vigal

x

Y

y

LON

GIT

UD

NO

AR

RIO

ST

RA

DA

(m

)

SERIE VIGAL PARA METALCONCRET LOSAMomento Admisible, MA

(tf.m)

Ff kgf/cm2 2810 2810 2700 2700ALTURA mm 90ANCHO ALA mm 100ESPESOR mm 1,0 1,6 2,0 3,0PESO kgf/m 2,96 4,67 5,79 8,48MAmáx tf 0,126 0,198 0,233 0,330Posición perfil Vigal (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2)

0,50 0,109 0,126 0,187 0,198 0,230 0,233 0,330 0,3300,75 0,094 0,126 0,170 0,198 0,219 0,233 0,330 0,330

1,00 0,087 0,126 0,170 0,198 0,219 0,233 0,330 0,3301,25 0,087 0,126 0,170 0,198 0,217 0,233 0,330 0,3301,50 0,087 0,126 0,167 0,198 0,215 0,233 0,330 0,3301,75 0,085 0,126 0,165 0,198 0,214 0,233 0,330 0,330

2,00 0,084 0,126 0,164 0,198 0,213 0,233 0,330 0,3302,25 0,083 0,126 0,163 0,198 0,212 0,233 0,330 0,3302,50 0,082 0,126 0,163 0,198 0,212 0,233 0,330 0,3302,75 0,081 0,126 0,163 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330

3,00 0,081 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,3303,25 0,081 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,3303,50 0,080 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,3303,75 0,080 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330

4,00 0,080 0,126 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3304,25 0,080 0,126 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3304,50 0,080 0,124 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3304,75 0,080 0,123 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330

5,00 0,080 0,121 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3305,25 0,079 0,119 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3305,50 0,079 0,117 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3305,75 0,079 0,116 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330

6,00 0,079 0,114 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3306,25 0,079 0,112 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3306,50 0,079 0,109 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,3306,75 0,079 0,107 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330

7,00 0,079 0,105 0,161 0,195 0,210 0,233 0,330 0,3307,25 0,079 0,102 0,161 0,191 0,210 0,233 0,330 0,3307,50 0,079 0,100 0,161 0,186 0,210 0,233 0,330 0,330

L300 2,10 2,07 2,16 2,17

PROPIEDADESA cm2 3,77 5,95 7,37 10,8Ix cm4 39,9 61,9 75,8 108Wx cm3 7,60 11,8 14,4 20,4y cm 3,75 3,74 3,73 3,71 NOTA :1. L300 : longitud máxima admisible para una viga simplemente apoyada para una deformación L/300, al estar solicitada a

su capacidad máxima, (m)2. (1) : alas comprimidas

(2) : alas traccionadas

4.2.5 Tablas con capacidades a flexión de perfiles Vigal

x

Y

y

LON

GIT

UD

NO

AR

RIO

ST

RA

DA

(m

)

ma

nu

al

de

d

ise

ño

m

et

alc

on

cr

et

lo

sa

21

SERIE VIGAL PARA METALCONCRET LOSAMomento Admisible, MA

(tf.m)

Ff kgf/cm2 2810 2810 2700 2700ALTURA mm 120ANCHO ALA mm 100ESPESOR mm 1,0 1,6 2,0 3,0PESO kgf/m 3,43 5,43 6,73 9,89MAmáx tf 0,188 0,302 0,356 0,511Posición perfil Vigal (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2)

0,50 0,148 0,188 0,258 0,302 0,324 0,356 0,506 0,5110,75 0,121 0,188 0,224 0,302 0,292 0,356 0,489 0,511

1,00 0,101 0,188 0,214 0,302 0,292 0,356 0,489 0,5111,25 0,096 0,188 0,214 0,302 0,292 0,356 0,481 0,5111,50 0,096 0,188 0,214 0,302 0,286 0,356 0,477 0,5111,75 0,096 0,188 0,209 0,302 0,283 0,356 0,474 0,511

2,00 0,096 0,188 0,206 0,302 0,280 0,356 0,472 0,5112,25 0,093 0,188 0,204 0,302 0,278 0,356 0,471 0,5112,50 0,092 0,188 0,203 0,302 0,277 0,356 0,470 0,5112,75 0,090 0,188 0,202 0,302 0,276 0,356 0,470 0,511

3,00 0,089 0,188 0,201 0,302 0,275 0,356 0,469 0,5113,25 0,088 0,188 0,200 0,302 0,275 0,356 0,469 0,5113,50 0,088 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,5113,75 0,087 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,511

4,00 0,087 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,5114,25 0,087 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,468 0,5114,50 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,468 0,5114,75 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511

5,00 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,467 0,5115,25 0,086 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,5115,50 0,086 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,5115,75 0,085 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511

6,00 0,085 0,186 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,5116,25 0,085 0,184 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,5116,50 0,085 0,183 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,5116,75 0,085 0,181 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511

7,00 0,085 0,179 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,5117,25 0,085 0,177 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,5117,50 0,085 0,175 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511

L300 2,77 2,70 2,82 2,83PROPIEDADESA cm2 4,37 6,91 8,57 12,6Ia cm4 78,9 123 152 218Wa cm3 11,5 17,9 22,0 31,6Y cm 5,14 5,13 5,12 5,10 NOTA :1. L300 : longitud máxima admisible para una viga simplemente apoyada para una deformación L/300, al estar solicitada a

su capacidad máxima, (m)2. (1) : alas comprimidas

(2) : alas traccionadas

x

Y

y

LON

GIT

UD

NO

AR

RIO

ST

RA

DA

(m

)


5. Especificaciones para el diseño deMetalconcret Losa

En esta especificación se establecen los principales requisitos que deberán ser tomados en cuenta, para lacorrecta utilización del sistema Metalconcret Losa.

5.1 Hipótesis de diseño

5.1.1 HIPÓTESIS BÁSICAS DE DISEÑO

Las hipótesis básicas para el diseño de una viga de sección compuesta son:• No existe deslizamiento en la interfase acero – hormigón.• La losa y la viga no se separan verticalmente en ningún punto a lo largo de la viga, es decir la

deformación vertical es la misma para ambos elementos.• En régimen elástico el acero y el hormigón están correlacionados a través de la relación de módulos

de elasticidad, n.• Existe independencia entre la acción de la losa como losa propiamente tal y como parte colaborante

de la viga de acero, esto es, las tensiones de compresión inducidas por el efecto de flexión en lasección compuesta no afectan su capacidad para resistir las solicitaciones para las que se diseñanusualmente las losas.

5.1.2 HIPÓTESIS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA METALCONCRET LOSA

Las hipótesis para el diseño del sistema Metalconcret Losa son las que a continuación se indican.

5.1.2.1 El análisis de la viga compuesta se hará en base a una viga simplemente apoyada.

5.1.2.2 Las propiedades de la sección compuesta se calcularán de acuerdo con la teoría elástica. Lastensiones de tracción del hormigón son despreciadas. Para el cálculo de tensiones, cuando sedetermine las propiedades de la sección, el área comprimida del hormigón es tratada como un áreaequivalente de acero, dividiéndola por la relación de módulos de elasticidad, n. Para el cálculo de lasdeformaciones, las propiedades de la sección transformada se basarán en la relación de módulosapropiada, n, para la resistencia y peso del hormigón especificado, donde n = Ea / Eh.

5.1.2.3 Resistencia durante la construcción : cuando en la construcción no se usan alzaprimas temporales,la sección de acero debe tener suficiente resistencia para soportar todas las cargas aplicadas antesque el hormigón alcance un 75 % de sus resistencia requerida (resistencia a los 28 días). La resistenciade diseño a la flexión de la viga de acero debe determinarse de acuerdo con los requisitos de laespecificación AISI 2002, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá elala comprimida durante el vaciado del hormigón.

5.1.2.4 El módulo resistente real de la sección compuesta transformada será usado en el cálculo de la tensiónde compresión por flexión en el hormigón, y para la construcción sin alzaprimado temporal, estatensión se basará en las cargas aplicadas después de que el concreto haya alcanzado el 75 % desu resistencia requerida. La tensión en el hormigón no excederá 0,36 f’C (resistencia cúbica).

5.1.2.5 La acción compuesta puede suponerse, dentro de ciertos límites, en el dimensionamiento de la vigapara los momentos creados por la suma de la carga viva y carga muerta, aún para la construcciónsin apuntalamiento. Esta liberalización está basada en el concepto de resistencia última, aún cuandolas disposiciones para el dimensionamiento del miembro están basadas en el módulo resistente dela sección elástica para la sección transversal transformada. Por lo tanto, la sección compuesta sedimensionará para soportar todas las cargas sin exceder la tensión admisible por tracción (AISI 2002),aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción.

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5.1.2.6 Para construcciones sin alzaprimado, tal que la viga de acero bajo cargas de servicio se mantengaen el rango elástico, la superposición de las tensiones pre-compuestas y compuestas estás limitadapor 0,9 Ff. La tensión límite de 0,9 Ff sólo previene deformaciones permanentes bajo cargas deservicio y no tiene efecto en la capacidad de momento último de la viga compuesta.La tensión se calcula asumiendo que la sección de acero resiste todas las cargas aplicadas antesde que el hormigón alcance un 75 % de su resistencia requerida y la sección compuesta efectivaresiste todas las cargas aplicadas con posterioridad.

5.2 Requerimientos de diseño

Los requerimientos de diseño para la obtención de los valores admisibles del sistema Metalconcret Losa sonlos que a continuación se especifican.

5.2.1 DURANTE LA CONSTRUCCIÓN

5.2.1.1 Por tensiones (Ltens, Lc/p):Si no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las cargasaplicadas antes que el hormigón alcance un 75 % de sus resistencia requerida (resistencia a los 28días), teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá el ala comprimidadurante el vaciado del hormigón.

MPP + SCcons ≤ MADM (Ec. 1)

Donde :MPP + SCcons

: momento de flexión, calculado para una viga simplemente apoyada, debidoa las cargas de peso propio más sobrecarga de construcción.

PP + SCcons : Cargas aplicadas con anterioridad al fragüe del hormigón, y que corresponden a peso propio más sobrecarga de construcción.PP : loseta 125 kgf/m2

Relleno perfil metálico 30 kgf/m2

Estructura 10 kgf/m2

Otros 5 kgf/m2

170 kgf/m2

SCcons : 100 kgf/m2

MADM : momento admisible del perfil Vigal sin colaboración, considerandosu longitud no arriostrada.

5.2.1.2 Por deformaciones (Ldef):Si no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder1/300 de su longitud, para las cargas aplicadas antes que el hormigón alcance un 75 % de suresistencia requerida (resistencia a los 28 días).

(Ec. 2)

Donde :∆ : Deformación para una viga simplemente apoyada, cuya carga corresponde a peso

propio más sobrecarga de construcción.L : Longitud de la viga.

∆ 1L 300

≤


≤MPP+SC

Wat0,60 Ff

Wat =Itr

yga

≤MPP+SC

Whc0,360 f’c

Whc =Itr

ygh

5.2.2 POR RESISTENCA, EN ETAPA DE SERVICIO (QT)

El dimensionamiento del sistema requiere la determinación de la capacidad resistente de la seccióncompuesta, la que no podrá exceder la capacidad provista por la losa de hormigón.

5.2.2.1 Capacidad resistente de la sección compuesta.La sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sinexceder la tensión admisible por tracción (AISI 2002) en el acero y la tensión admisible por compresiónen el hormigón, aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción.

• Tensión en el acero :La tensión por tracción en la viga de acero no deberá exceder a 0,60 Ff

(Ec. 3)

Donde:

Itr : Momento de inercia de la sección transformada completa (cm4)yga : distancia desde la parte inferior de la viga de acero al eje neutro de la sección compuesta,

(cm)

• Tensión en el hormigón:La tensión de compresión en la fibra superior de la losa compuesta deberá ser menor o igual a 0,360f’c, en donde f’c corresponde a la resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28días.

(Ec. 4)

Donde:

Itr : Momento de inercia de la sección transformada completa (cm4)ygh : distancia desde la parte superior de la losa al eje neutro de la sección compuesta, (cm)

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5.2.2.2 Capacidad provista por la loseta de hormigón.La capacidad de la losa a flexión y corte, se obtiene por metro de ancho para una viga simplementeapoyada de longitud 60 cm (distancia entre vigas de acero).La armadura de la losa de hormigón es una malla electrosoldada tipo ACMA C92 (acero AT 56-50H),que consta de alambre ø 4,2 mm @ 150 mm entre centros. Esta malla superior estructural correspondea la armadura requerida por flexión para soportar las cargas de servicio entre apoyos longitudinalesconstituídos por perfiles Vigal, cuya cuantía no podrá ser inferior a la requerida por retracción delhormigón (ver 5.2.5)Por lo tanto, los parámetros de diseño son:As = 0,92 cm2/mfy = 5000 kgf/cm2

d = 2,5 cmL = 0,60 mfc’ = 160 kgf/cm2

Las capacidades últimas admisibles para una viga, corresponde a:

Para transformar las capacidades últimas a tensiones admisibles, se utilizará un factor de reducciónde 1,5.

Luego, para una viga simplemente apoyada se tiene:

(Ec. 5)

(Ec. 6)

Luego, la carga admisible por tensiones, QT, corresponde al menor valor obtenido a través de lasecuaciones 3 y 4, pero no podrá exceder la capacidad provista por la losa de hormigón (1430 kgf/m2).

5.2.3 DEFORMACIONES (QL/300)Las deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret losa, deben ser controladas deacuerdo a los criterios de diseño del proyecto. Para la obtención de sobrecargas admisibles pordeformaciones, se definen como deformación máxima : L / 300.

5.2.3.1 Sin alzaprimado temporal:

Se debe cumplir : (Ec. 7)

Donde ∆i : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con PP (peso propio), del perfil sin colaboración.

∆SC : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con SC (sobrecarga), delperfil con colaboración.

∆ i + ∆SC ≤ Lα α = 300

Mu = 0,9 fy As d - = 9650 kgf.cm / mfy As

1,7f’c b

Vu = 0,85 x 0,53 f’c b d = 1425 kgf / m

M = = Q = 1430 kgf / m2QL2

8

M u

1,5=

V = = Q = 3170 kgf / m2QL

2

V u

1,5=

5.2.3.2 Con alzaprimado temporal:

Se debe cumplir: (Ec. 8)

Donde ∆PP+ SC : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con PP (peso propio)más SC (sobrecarga), del perfil con colaboración.

5.2.4 ALZAPRIMADOEl alzaprimado temporal se debe disponer cuando las tensiones y/o deformaciones impuestas porlas cargas externas sobrepasen los valores límites obtenidos en los puntos 5.2.1, 5.2.2 y 5.2.3.

5.2.5 RETRACCIÓN EN EL HORMIGÓNDebido a la retracción que experimenta el hormigón durante su fraguado, se requiere disponer dearmadura perpendicular a la armadura principal (por flexión), para minimizar agrietamientos.Según la ACI 318 – 99, en losas donde se utilice armadura de una tensión de fluencia mayor que 420MPa, la cuantía mínima de acero deberá ser 0,0018 x 420 / fy , donde fy es la tensión de fluenciaespecificada de la armadura en MPa.Para esta losa se recomienda utilizar una malla electrosoldada (acero AT 56-50H), que consta deø 4,2 mm @ 150 mm entre centros. Esta malla se colocará a 2 cm bajo la parte superior de la losa.Verificación de la armadura propuesta:• Cuantía mínima = 0,0018 x 420 / 500 = 0,0015• Para una losa de 5 cm:

AMIN = 0,0015 x 5 cm x 100 cm = 0,756 cm2

• Malla:A = 0,92 cm2 / m > AMIN = 0,756 cm2 / m B°

5.2.6 CONTROL DE VIBRACIONESLas vigas que soporten grandes áreas abiertas libres de tabiques u otras fuentes de amortiguación,donde la vibración momentánea originada por el tráfico peatonal no pueda aceptarse, serán diseñadascon la debida consideración de la vibración.

5.2.7 VOLADOSSi por requerimientos del proyecto, se debe disponer de losas compuestas en voladizo, éstas sediseñarán con barras de refuerzo dispuestas en la parte superior de la losa. El cálculo de dichorefuerzo se hará para soportar la carga total, esto es peso propio y sobrecarga de uso.


∆PP+ SC ≤ Lα α = 300

6.1 Ejemplo Nº1

6. Ejemplos de diseño

PERFIL VIGAL600

2500

3000

LOSETA

e=50 mm

Para el entrepiso mostrado en la FIGURA 6.1.1, destinado a uso habitacional y estructurado en base al sistema Metalconcret Losa, se pide diseñar el perfil Vigal.

Donde :Espesor loseta : 5 cmTipo de hormigón : H20

FIGURA 6.1.1

6.1.1 SOLICITACIONES

• Peso propio : 170 kgf/m2 Losa y estructura 50 kgf/m2 Terminación de pisoMomento antes que fragüe el hormigón:MPP= 0,170 tf/m2 x 0,60 m x (2,50 m)2 / 8 = 0,0797 tf.m = 7970 kgf.cm

• Sobrecarga de uso : 200 kgf/m2 Según NCh 1537.Of 86, para viviendas.

• Carga después que fragüe el hormigón:PPpiso + SCuso = 50 + 200 =250 kgf/m2

MSC= 0,250 tf/m2 x 0,60 m x (2,50 m)2 / 8 = 0,117 tf.m = 11700 kgf.cm

• Durante la etapa de construcción, las solicitaciones sobre las vigas corresponden a:QPP+SCcons = 170 + 100 = 270 kgf/m2 (ver 5.2.1).

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SEA PERFIL VIGAL H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN SIN ALZAPRIMADOTEMPORAL:

6.1.2 EN ETAPA DE CONSTRUCCIÓN:

• POR TENSIONESSi no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las solicitacionesaplicadas durante la etapa de construcción, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateralque tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón.De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a:Ltens = 2,15 m < 2,50 m M°

Para perfil Vigal con presillas @ 50 cm, de Tabla 4.2.2:Lc/p = 2,70 m > 2,50 m B°

• POR DEFORMACIONESSi no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder 1/300de su longitud, para las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción.De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a:Ldef = 2,96 m > 2,50 m B°

6.1.3 EN ETAPA DE SERVICIO:

• POR TENSIONESLa sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sin excederla tensión admisible por tracción en el acero y la tensión admisible por compresión en el hormigón, aúncuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción.De Tabla 4.2.2, para L = 2,50 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a:QT = 851 kgf/m2 > 250 kgf/m2 B°

• POR DEFORMACIONESLas deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformaciónmáxima : L / 300.De Tabla 4.2.2, para L = 2,50 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a:QL/300 = 1170 kgf/m2 > 250 kgf/m2 B°

6.1.4 VERIFICACIÓN ADICIONAL:

• Además, se debe verificar lo siguiente:

Luego, evaluando la fórmula:

USAR : Sistema Metalconcret Losa Htotal = 15 cm sin alzaprima temporal.Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí, con presillas correspondientes a planchas PL 1,6 x 70 x 80, que unen las alas del perfil Vigal y separadas @ 50 cm en todo su largo.

Mpp

Wa

Msc

Wat

+ ≤ 0,90 Fy

7970

11,5

11700

28,4

kgf

cm2= 1105 ≤ 0,90 Fy = 2530 Bº

kgf

cm2+


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6.2. Ejemplo Nº2

Para la planta mostrada en la FIGURA 6.2.1, destinada a oficinas y estructurado en base al sistema MetalconcretLosa, se pide diseñar el perfil Vigal para las siguientes condiciones:• Perfil Vigal sin alzaprimado temporal.• Perfil Vigal con alzaprimado temporal.

Donde :Espesor loseta : 5 cmTipo de hormigón : H20

FIGURA 6.2.1

6.2.1 SOLICITACIONES

• Peso propio : 170 kgf/m2 Losa y estructura 50 kgf/m2 Terminación de pisoMomento antes que fragüe el hormigón:MPP= 0,170 tf/m2 x 0,60 m x (3,0 m)2 / 8 = 0,115 tf.m = 11475 kgf.cm

• Sobrecarga de uso : 250 kgf/m2 Según NCh 1537.Of 86, para oficinas.

• Carga después que fragüe el hormigón:PPpiso + SCuso = 50 + 250 =300 kgf/m2

MSC= 0,300 tf/m2 x 0,60 m x (3,00 m)2 / 8 = 0,203 tf.m = 20250 kgf.cm

• Durante la etapa de construcción, las solicitaciones sobre las vigas corresponden a:QPP+SCcons = 170 + 100 = 270 kgf/m2 (ver 5.2.1).

PERFIL VIGAL600

3500

4200

LOSETA

e=50 mm


SEA PERFIL VIGAL H = 12 cm / e = 1,6 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN SIN ALZAPRIMADOTEMPORAL:


• POR TENSIONESSi no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las solicitacionesaplicadas durante la etapa de construcción, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateralque tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón.De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a:Ltens = 3,10 m > 3,00 m B°

• POR DEFORMACIONESSi no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder 1/300de su longitud, para las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción.De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a:Ldef = 3,43 m > 3,00 m B°



• POR DEFORMACIONESLas deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformaciónmáxima : L / 300.De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a:QL/300 = 911 kgf/m2 > 300 kgf/m2 B°




USAR : Sistema Metalconcret Losa Htotal = 15 cm sin alzaprima temporal.Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1,6 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí.

Mpp

Wa

Msc

Wat

+ ≤ 0,90 Fy

≤ 0,90 Fy 2530 Bº11475

17,9

20250

43,1

kgf

cm2= 1111

kgf

cm2+


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SEA PERFIL VIGAL H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN CON ALZAPRIMADOTEMPORAL @ L/2:


Verificación del perfil sin colaboración, con alzaprima @ L/2. El modelo de análisis corresponde al mostradoen la FIGURA 6.2.2.

q = (PP + SCcons) x SPP = 170 kgf/m2

SCcons= 100 kgf/m2

(sobrecarga de construcción)S = 0,60 m

FIGURA 6.2.2

Luego :q = (0,170 + 0,100) x 0,60 = 0,162 tf/mm+ = 9 / 128 x 0,162 x 1,52 = 0,026 tf.mm- = 0,162 x 1,52 / 8 = 0,046 tf.m

De Tabla 4.2.5 Capacidades a flexión de perfiles Vigal, se tiene:L = 1,5 m MA (1) = 0,095 tf.m > 0,026 tf.m B°

MA (2) = 0,188 tf.m > 0,046 tf.m B°

q

alzaprimatemporala L/2

2 espacios de 1500 = 3000




• POR DEFORMACIONESLas deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformaciónmáxima: L / 300.

De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a:QL/300 = 924 kgf/m2 > 300 kgf/m2 B°




USAR : Sistema Metalconcret Losa Htotal = 15 cm con alzaprima temporal @ L/2.Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí.

Mpp

Wa

Msc

Wat

+ ≤ 0,90 Fy

≤ 0,90 Fy = 2530 Bº11475

11,5

20250

28,4

kgf

cm2= 1710

kgf

cm2+


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7. Detalles constructivos

7.1 Apoyo Vigal a muros, cadenas ó vigas de hormigón armado.

400

200 ø 8@ 300

(MINIMO)

L= 600

ø 8@ 300

MALLAELECTROSOLDADA

HORMIGONH20 CON 90% N.C.Fe= 50MM

PERFILVIGAL

POLIESTIRENOEXPANDIDO

CORTE PORTERRENO

30MM

400

200

ø 8@ 300(MINIMO)

L= 600

50 MMø 8@ 300

MALLAELECTROSOLDADA

HORMIGONH20 CON 90% N.C.Fe= 50 MM

20 100

(70)

50

30


PERFILVIGAL



MALLAELECTROSOLDADA


APOYO 10 MM(MAXIMO)

PERFILVIGAL



50 MM(APOYO VIGAL)

7.2 Apoyos interiores Vigal a muros, cadenas ó vigas de hormigón armado.

400

300

ø 8@ 300(MINIMO)

L= 600MALLAELECTROSOLDADA ø 8@ 300



PERFILVIGAL


50 MM(APOYO VIGAL)

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35

MALLAELECTROSOLDADA



PERFILVIGAL

5+5 AUTOPERF.N° 10x3/4”

CANALDE BORDEC15 O C12,5e=2mm

VIGA MAESTRAMETALCON

120

(150

)

MALLAELECTROSOLDADA


ANGULOCONECTOR

PERFILVIGAL


50M

M

7.3 Apoyo Vigal a vigas Metalcon.




MALLAELECTROSOLDADA


PERFILVIGAL

CANALDE BORDEC15 O C12,5e=2MM

ø 8@ 300

VIGA O CADENAEXISTENTE

5 AUTOPERF.N° 10x3/4“

MALLAELECTROSOLDADA

HORMIGONH20 CON 90% N.C.Fe= 50 MM

ANGULO L65CONECTOR


PERFILVIGAL

PERNO DEEXPANSION

(S. CALC.)

7.4 Apoyo Vigal a vigas ó cadena de hormigón armado existente.

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37

MALLAELECTROSOLDADA




PERFILVIGAL

LONGITUD VOLADO(SEGUN CALCULO)

CANALDE BORDEC15 O C12,5e=2mm

ARMADURA REFUERZOSUPERIOR S/ CALCULO

5 AUTOPERF.N° 10x13/4”

MALLAELECTROSOLDADA


ANGULO L65CONECTOR


PERFILVIGAL

PERNO DEEXPANSION

(S. CALC.)

7.5 Apoyo y volado de Vigal a vigas ó cadena de hormigón armado existente.

CANAL DEBORDE

ANGULO L65CONECTOR

PERFILVIGAL CINTAC

AUTOPERFORANTES

AUTOPERFORANTES


7.6 Anclaje paneles perimetrales Metalcon a Metalconcret Losa.

PIE DERECHO

SOLERA AUTOPERFORANTES

CANALDE BORDEC15 O C12,5e=2MM (MIN)

VIGA MAESTRAMETALCONSOLERA

FIJADORVERTICALP 0,85x50L

PIE DERECHO

MALLAELECTROSOLDADA

PERNO DEEXPANSION ø3/8”


FIJADORVERTICALP 0,85x50L

PERFILVIGAL




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39

MALLAELECTROSOLDADA


PERFILVIGAL


400

200

ø 8@ 300(MINIMO)L= 600

ø8@300

2030 50

100

(70)

50MM


50MM

PERFILVIGAL


MALLAELECTROSOLDADA

400

ø 8@ 300(MINIMO)L= 600

ø 8 @ 300

200

CORTE PORTERRENO

7.7 Muro de albañilería 2º Piso, sobre Metalconcret Losa.


ZONA DE UBICACION DEPERFORACIONES PARA DUCTOS


L/4 L/4

CL

180 (MIN)

120

(90)

60 (4

5)

120

(90)

60 (4

5)60

(45)

ø25MAX

7.8 Pasada de ductos.

L


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