Presentacion BîldTEK Lanamme-UCR - steel framing

SMART STEEL FRAMING

1.  Retos importantes para la construcción 2.  Tecnología Steel Framing 3.  Diseño y análisis estructural 4.  Proyectos Steel Framing Costa Rica 5.  Sesión abierta

Temas

Retos de la construcción en Costa Rica

En Costa Rica se utiliza al menos 4 veces más mano de obra para construir una vivienda que en países como Australia y EEUU.

Productividad con la mano de obra

La industria está cambiando

building informa.on modeling

CAD

CAM

CNC

construc.on ex-‐situ

PRODUCTIVIDAD

Tecnología de Construcción Liviana

Construcción en liviano en Costa Rica

Costa Rica tiene la mayor penetración per cápita de sistema liviano de América Latina, superando por 3.5

veces a cualquier otra área.

Construcción ex situ

tradicional local componentes panelizado modular

tradicional

local

panelizado

modular

PROCESO CONSTRUCTIVO

El proceso constructivo

Planta de producción

Proceso en sitio

APLICACIONES STEEL FRAMING

Estructuras de acero laminado en frío

Entrepisos con concreto

Entrepisos de concreto liviano

Compatible con sistemas tradicionales

Propiedades acústicas, térmicas y fuego

§  Control de fuego hasta 4 horas §  Aislamiento térmico hasta R15 §  Atenuación acústica hasta STC 60

MATERIAL TÉCNICO

Emulación al Wood Framing •  Dimensiones perfiles similares •  Estructuración similar •  Ce r ram i en t o s e s u j e t a

directamente a miembros •  Con las ventajas:

•  Más preciso •  Más liviano •  Resistente humedad •  Resistente insectos •  No combustible •  Sin deformación diferencial •  Longitud ilimitada de studs •  Más secciones •  Reciclable

Origen del sistema

•  Especificación según sección 10.1.3.1 del CSCR-10:

•  Material: ASTM A653 o ASTM A1003

Acero

– Según norma ASTM A653 –  Protección mediante acción galvánica

–  Resistente a cortes y rayaduras

Recubrimiento Galvánico

Secciones Básicas

Nomenclatura

89S41-1.15-G350 Esfuerzo de fluencia (MPa/ksi)

Espesor (mm/in)

Ancho del ala (mm/in)

Geometría (S = stud, U = track, etc)

Altura del alma (mm/in)

Nomenclatura

Secciones compuestas

tipo cajón (box) tipo back to back

Espesores

Espesores BîldTEK

. . . .

COMPONENTES

Componentes del sistema

Top plate

Stud diagonal

Nog

Bottom plate

Componentes del sistema

Esquina En paralelo Perpendicular

Componentes: PARED

Stud vertical

Nog

Tapa superior

Tapa inferior

Componentes: CERCHA DE TECHO

Stud vertical Nog Tapa superior Tapa inferior Stud diagonal

CONEXIÓN Y ACCESORIOS

Mecanismos de conexión- TORNILLOS

Mecanismos de conexión - PERNO

Mecanismos de conexión - CLAVOS

Mecanismos de conexión- SOLDADURA

Método NO recomendado

Accesorios – HOLD DOWN

Accesorios - TENSIONER

Accesorios – TITEN SCREW

Accesorios - CLIP

NORMATIVA

Normativa análisis y diseño estructural

1.  Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-10) 2.  Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-10) 3.  North American Standard for Seismic Design of Cold-Formed Steel Structural Systems (AISI S400-15) 4.  North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members 2012 (AISI

S100-12) 5.  Reglamento de Construcciones de Costa Rica (RC-INVU-88) 6.  International Building Code 2012 (IBC 2012) 7.  Code of Standard Practice for Cold-Formed Steel Structural Framing 2015 (AISI S202-15) 8.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Floor and Roof System Design 2007 (AISI

S210-07) 9.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – General Provisions 2012 (AISI S200-12) 10.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Header Design 2007 (AISI S212-07) 11.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Nonstructural Members 2015 (AISI S220-15) 12.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Lateral Design with Supplement No. 1 2007 (AISI

S213-07-SI-09) 13.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Product Data 2012 (AISI S201-12) 14.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing Structural Framing 2015 (AISI S240-15) 15.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Truss Design 2012 (AISI S214-12) 16.  North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Wall Stud Design 2007 (AISI S211-07)

•  Sección 10.2.6:

Lineamientos del CSR-10

•  Sección 1.1 f: “…no se limita el uso de materiales, sistemas sismorresistentes y métodos de diseño alternos que no estén específicamente prescritos por el Código, siempre y cuando el profesional responsable del diseño demuestre que el uso de la alternativa permite el cumplimiento de los objetivos de desempeño descritos en los incisos 1.2 y 4.1.2 de este código.”


•  Comentarios al CSCR-10, sección C10.8.1: “Existen también sistemas sismorresistentes a base de muros con forros de madera o de láminas de acero, que utilizan perfiles de láminas dobladas de espesores inferiores a 3 mm, similares a los utilizados en los muros secos. Aunque estos sistemas sismorresistentes no están dentro del alcance de este capítulo, su uso no está restringido por este código. Sin embargo, se recomienda que el profesional responsable del diseño consulte las referencias vigentes del AISI para su diseño.”


Normativa Internacional

IBC 2012, capítulo 22

ASCE 7-10, capítulo 14

ESTRUCTURACIÓN

Separación entre studs: –  consideraciones

estructurales – material de forro

Diafragma –  rígido –  flexible

Techos –  Panelizado – Cerchas

Estructuración

Estructura –  Solamente Steel Framing –  Híbrido

Elementos especiales –  Escaleras –  Decks –  etc

Estructuración

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Cargas permanentes y temporales según especificación código local

Análisis estructural: GRAVEDAD

Flujo de cargas: elementos alineados desde la parte superior hasta la base

Análisis estructural: GRAVEDAD

Techo

Pared segundo nivel

Entrepiso

Pared primer nivel

Carga de sismo y viento. Cuál rige?

Análisis estructural: LATERAL

Tres tipos de muros de corte: K-Brace Strap Brace Steel Sheet

Análisis estructural: LATERAL

COMPORTAMIENTO

Una hoja de papel es muy débil al colocarla acostada entre dos apoyos

Comportamiento

Mucho más fuerte al doblarla a una diferente configuración

Comportamiento

Comportamiento

DISEÑO ESTRUCTURAL

Diseño de elementos según AISI S100-12: •  Propiedades de las secciones: secciones

efect ivas debido al espesor de elementos

•  Tensión: fluencia área gruesa, ruptura

área efectiva •  Flexión: resistencia nominal, pandeo

lateral-torsional, pandeo distorsional (eje fuerte y eje débil)

•  Cortante: resistencia con o sin agujeros

en la sección (eje fuerte y eje débil)

Diseño Estructural

Diseño de elementos según AISI S100-12:

–  Aplastamiento del alma (web crippling)

–  Compresión: resistencia nominal

para pandeo en fluencia, flexión, f lexo-torsional y torsional; pandeo distorsional

–  E s f u e r z o s c o m b i n a d o s :

ecuaciones de interacción

Diseño Estructural

Diseño de elementos según AISI S100-12 Capítulo D: –  Secciones armadas –  Paredes – Cerchas – Cargadores –  Especificaciones adicionales

a AISI •  Diseño de conexiones

según AISI S100-12, capítulo E

Diseño Estructural

•  Condiciones de servicio: revisión de deflexiones en viguetas, cerchas, paredes, cargadores, otros

•  Derivas •  Excentricidades •  Elementos sísmicos:

diseño por capacidad

Consideraciones importantes

Caso: CFS-NEES

•  Cálculos teóricos •  Modelaje no lineal •  Pruebas de laboratorio en

tamaño real •  Conclusiones:

–  Rigidez adicional por acabados –  M o d e l a d o v s p r u e b a s

laboratorio –  Se rompe el esquema de diseño

tradicional

•  Cálculos teóricos •  Modelaje no lineal •  Pruebas de laboratorio en

tamaño real •  Conclusiones:

–  Rigidez adicional por acabados –  M o d e l a d o v s p r u e b a s

laboratorio –  Se rompe el esquema de diseño

tradicional

Caso: CFS-NEES

Caso CFS-NEES •  Cálculos teóricos •  Modelaje no lineal •  Pruebas de laboratorio en

tamaño real •  Conclusiones: –  Rigidez adic ional por

acabados –  Modelado vs pruebas

laboratorio –  Se rompe el esquema de

diseño tradicional

Estudios recientes

EJEMPLOS DE PROYECTOS

Los Arcos

Punta Playa Vistas

Apartamentos Robles

Presentación www.bildtek.com/noticias/charla-lanamme-steel-framing

Contactos –  Ing. Federico Golcher:

•  [email protected]

–  Ing. Federico Amador: •  [email protected]

– Arq. Cristian Oviedo: •  [email protected]

Referencias y preguntas

CFS-NEES

www.bildtek.com

EJEMPLOS

Ejemplos: CONEXIONES

Ejemplos: ENTREPISOS

Ejemplos: TECHOS

Ejemplos: ESCALERAS

Ejemplos: OTROS

Transporte de material

Cerramientos

Diseño estructural y Sismo-resistencia

§  Liviano, dúctil y tenaz §  Código Sísmico de Costa Rica y el AISI S100 de EEUU

•  limitar el largo de entrepisos a luces máximas de 5.3m si es pesado (max 7m)

•  facilitar muros de corte de 1.5 metros de ancho en ambas direcciones

•  alinear los muros de corte del segundo nivel de forma que coincidan con los muros de corte del primer nivel.

•  cerramientos con espaciamiento @61cms

Recomendaciones para optimizar diseño arquitectónico

Entrepisos con baldosa de concreto

Los Arcos

Punta Playa Vistas

Componentes: PANEL DE CLAVADORES

Stud vertical

Stud horizontal

Tapa superior

Tapa inferior

Cercha de techo

Herramientas

•  Sección 10.8:


Proceso en Planta

Presentacion BîldTEK Lanamme-UCR - steel framing

Business

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