manual joistec
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• Manual de Armaduras de Refuerzo para Hormigón
• Manual Sistema de Refuerzo de Rocas con Pernos Saferock
• Manual de Diseño Ángulos Estructurales L-AZA
• Catálogo Técnico de Barras y Perfiles Laminados
Para consultas sobre nuestros productos y servicios:
E-mail: [email protected]
www.joistec.cl
www.gerdauaza.cl
Proyecto desarrollado y financiado por Gerdau AZA S.A. con aportes del Fondo de Innovación
para la Competitividad del Ministerio de Economía, Fomento y Turismo
Currícula de los Autores
Alberto Maccioni Quezada, es ingeniero civil, mención estructuras,
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de
Chile, socio de Bascuñán Maccioni e Ingenieros Asociados, BMing.
Bárbara Ramírez Hernández, es ingeniero civil, mención estructuras,
Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción, ingeniero
de proyectos en Bascuñan Maccioni e Ingenieros Asociados, Bming.
Rodolfo Vergara del Pozo, es ingeniero civil, mención estructuras,
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de
Chile y Master of Science in Structural Engineering, Imperial College
of Science and Technology, London University.
6
Vista aérea Planta Colina Gerdau AZA
Vista aérea Planta Renca Gerdau AZA
Gerdau en Chile, representada por Gerdau AZA, en su permanente
compromiso por promover el uso y aplicaciones del acero en la
industria y la construcción, tiene el agrado de presentar a la comunidad
de arquitectos, ingenieros y constructores, como también a la s
empresas constructoras, inmobiliarias y del retail, inversio nistas y
fabricantes de estructuras metálicas, la primera edición del Man ual
de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC ®, cuyo desarrollo fue
financiado por Gerdau AZA con aportes del Fondo de Innovación
para la Competitividad del Ministerio de Economía, Fomento y Turismo.
El Sistema JOISTEC® de Gerdau AZA se compone de los siguientes
elementos estructurales de alma abierta: las Girders o vigas maestras,
las Joistec® propiamente dichas, que son viguetas para uso en
estructuras de techumbre o de pisos, y los accesorios del sistema.
Este sistema fue diseñado para satisfacer los requerimientos de
superficies amplias, libres de elementos estructurales verticale s
intermedios, mediante distancias entre apoyos de hasta 24,0
metros de largo para las Girders y 26,0 metros para las Joistec®.
Todos los antecedentes técnicos de este manual y del producto
JOISTEC®, corresponden al resultado de los estudios y ensayos de
validación realizados con perfiles ángulo de acero laminados en
caliente, Grado A270ES, fabricados por Gerdau AZA. En consecuencia,
todas las características, propiedades y las aplicaciones indicadas no
deben hacerse válidas en perfiles de otro origen, aún cuando estos
perfiles sean aceptados por las especificaciones y normas vigentes.
El contenido del presente documento de 128 páginas, ampliamente
desarrollado por sus autores y equipo de colaboradores, consta
de 8 Capítulos y 5 Anexos complementarios.
Presentación
Entre las materias abordadas se distinguen, en el primer capítulo,
la introducción, la denominación del producto y los procesos de
fabricación y control de calidad de los ángulos laminados en caliente
Gerdau AZA, realizados de acuerdo a los estándares de la más
alta calidad, en las instalaciones de sus Plantas ubicadas en la
Comuna de Colina y de Renca, en la Región Metropolitana.
Como temas centrales incluidos en el cuerpo de este manual, se
destacan: las bases teóricas, el diseño de las Joistec® y Girders,
tanto mediante el método ASD como LRFD, las deformaciones,
sus tablas de carga, una selección de ejemplos, algunos casos
especiales de diseño y una serie de láminas unitarias con detalles
constructivos del Sistema JOISTEC®, para finalizar con un anexo
donde se muestran los resultados de los ensayos de verificación
del diseño estructural, realizado por DICTUC, y otro donde se
presenta una serie de recomendaciones para el transporte y montaje
del producto JOISTEC®.
Esperamos muy sinceramente, que esta primera edición del Manual
de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC®, sea un aporte valioso
y necesario para todas las personas vinculadas con el diseño y
ejecución de estructuras de acero y confiamos, además, en la
favorable acogida que tendremos entre todos los profesionales de
la arquitectura, ingeniería y construcción, quienes en forma directa
o indirecta, día a día especifican o utilizan nuestros productos.
Finalmente, un sincero reconocimiento por el respaldo y confianza
que han depositado en Gerdau AZA, y el agradecimiento ante
cualquier aporte, observación o comentario que sirva para enriquecer
el producto JOISTEC® y estas páginas en futuras ediciones.
7
Manual de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC®
ÍndiceCapítulo 1
8
Capítulo 2
Capítulo 3
Información General 11
1.1 Introducción 13
1.2 Denominación del Producto Joistec® 14
1.2.1 Denominación de las Joistec® 14
1.2.2 Denominación de las Girders 14
1.3 Fabricación de los Ángulos Laminados Estructurales Gerdau AZA 15
1.3.1 Fabricación del acero 15
1.3.2 Colado del acero 15
1.3.3 Laminación en caliente 16
1.3.4 Control de calidad y certificación 17
1.3.5 Características y propiedades 19
1.3.6 Serie de los Ángulos 20
1.3.7 Embalaje de los productos 21
Bases Teóricas 23
2.1 Definiciones 25
2.2 Componentes de una Joistec® 25
2.3 Conexión Crimped 26
2.4 Girders 26
2.5 Puntales (Bridging) 28
2.6 Series Sistema Constructivo JOISTEC® 29
Diseño de Joistec® y Girders 31
3.1 Tensiones 33
3.1.1 Tracción 33
3.1.2 Compresión 33
3.1.3 Flexión 34
3.1.4 Soldadura 34
3.2 Esbelteces Máximas 34
3.3 Elementos que componen una Joistec® 37
3.3.1 Cuerdas 37
3.3.2 Alma 39
3.3.3 Puntales (Bridging) 39
3.4 Conexiones 42
3.5 Contraflecha 42
3.6 Diseño de la Joistec® Serie LH 42
3.7 Diseño de las Girders 43
9
Manual de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC®
Capítulo 4
Capítulo 6
Capítulo 5
Anexos
Capítulo 7
Capítulo 8
Deformaciones 45
4.1 Deformaciones en Joistec® 47
4.2 Deformación en Girders 47
Tablas de Cargas 49
5.0 Consideraciones para el uso de las tablas 51
5.1 Tabla de Carga Joistec® Método ASD 52
5.2 Tabla de Carga Joistec® Método LRFD 54
5.3 Tabla de Carga y Pesos Girders Método ASD 56
5.4 Tabla de Carga y Pesos Girders Método LRFD 56
Ejemplos 59
6.1 Ejemplo de Joistec® Simplemente Apoyada (ASD) 61
6.2 Ejemplo de Joistec® Simplemente Apoyada (LRFD) 62
6.3 Ejemplo de Girder Simplemente Apoyada (ASD) 62
6.4 Ejemplo General 63
Casos Especiales de Diseño 77
7.1 Joistec® con Pendiente 79
7.2 Girder con Pendiente 80
7.3 Joistec® como Puntales de Cubierta 80
7.4 Marcos Rígidos 81
7.5 Joistec® con Succión de Viento 81
7.6 Vibraciones 81
7.7 Recomendaciones de Estructuración del Sistema Constructivo JOISTEC® 82
7.8 Estructuración para Sistemas de Piso 83
7.9 Estructuración Eficiente 85
Librería de Detalles 87
101
A.1 Referencias 103
A.2 Términos y Definiciones 104
A.3 Ensayos de Verificación del Diseño Estructural JOISTEC® 113
A.4 Recomendaciones para el Transporte y Montaje 117
A.5 Tabla Conversión de Unidades 124
Productos y procesos de calidad reconocida y certificada
10
Capítulo 1
Información General
1.1 Introducción
1.2Denominación del Producto Joistec®
1.2.1 Denominación de las Joistec®
1.2.2 Denominación de las Girders
1.3Fabricación de los Ángulos Estructurales Gerdau AZA
1.3.1 Fabricación del acero
1.3.2 Colado del acero
1.3.3 Laminación en caliente
1.3.4 Control de calidad y certificación
1.3.5 Características y propiedades
1.3.6 Serie de los Ángulos
Capítulo 1: Información General
13
Capítulo 1
Información General
1.1 INTRODUCCIÓN
El presente Manual de Diseño para estructuras de
techumbres y entrepisos JOISTEC®, ha sido desarrollado
por Gerdau AZA para entregar a los ingenieros, arquitectos
y constructores de nuestro país, toda la infomación técnica
necesaria para el diseño de edificios de acero,
especialmente galpones y naves con superficies libres
importantes, es decir, aquellos que cuentan con grandes
luces y modulaciones, que son difíciles de construir de
manera económica en la actualidad, con los sistemas y
estructuraciones tradicionales.
El Sistema Constructivo JOISTEC ® aprovecha toda la
experiencia del sistema conocido como Steel Joist, el cual
se ha desarrollado y aplicado con éxito en EEUU, Canadá,
México y otros países por más de 80 años. Este sistema
ha tenido una permanente evolución orientada a conseguir
estructuras cada vez más seguras, resistentes y livianas.
El surgimiento en Chile de proyectos comerciales de grandes
superficies, como supermercados, centros de distribución,
bodegas, centros comerciales y hangares, ha generado la
necesidad de disminuir el número de columnas en la planta
a cubrir, lo que ha significado una presión sobre los
diseñadores para lograr espacios con columnas cada vez
más distanciadas, a lo largo y ancho de las naves, y esto
ha sido resuelto trabajosamente diseñando sobre las
estructuras primarias, otras estructuras enrejadas que
finalmente reciben las costaneras de techo, las cuales
normalmente cubren distancias no mayores a los 6 m. De
esta forma, para cubrir una distancia de 18 m entre columnas,
a lo largo y ancho del edificio, se necesitan 4 líneas de
estructuras separadas cada 6 m para cubrir esta modulación,
lo que es muy ineficiente, resultando un peso estructural
relativamente elevado por unidad de superficie.
Con el Sistema JOISTEC ®, es posible unir estructuras
primarias tan distantes como 26 m con Joistec ® que
cumplen la función de costaneras, sin requerir de otros
apoyos intermedios, de manera de obtener una solución
simple y económica.
El elemento básico utilizado es el ángulo laminado en
caliente, Grado A270ES, fabricado por Gerdau AZA
conforme a la norma chilena NCh 203, con el cual se
forman las vigas enrejadas primarias o vigas principales
conocidas como Girders, y las vigas enrejadas secundarias
(costaneras) que reciben las cubiertas, denominadas
Joistec®, y los elementos que evitan la inestabilidad lateral
de estas últimas, conocidos como puntales (bridging).
El ángulo laminado en caliente tiene excelentes propiedades
para la construcción de estructuras enrejadas. El hecho
de obtener su forma mediante el paso por un tren de
rodillos a altas temperaturas, permite una sección muy
estable y prácticamente libre de esfuerzos residuales.
La sección en el vértice del ángulo contiene un canto
nítido, mientras que al interior de éste es redondeado, con
lo que se obtiene una sección compacta con propiedades
geométricas para el diseño muy superiores a otros ángulos
presentes en el mercado, como por ejemplo, un mayor
momento de inercia y una menor esbeltez local del ala.
Las series de Joistec ® y Girders desarrolladas por
Gerdau AZA corresponden a un subconjunto de las series
de costaneras Joists y vigas Girders publicadas por el
14
Steel Joist Institute (SJI) de EEUU y para su selección se
tomaron aquellos diseños que mejor se adaptaban a los
requerimientos y condiciones del mercado nacional.
El diseño de estos elementos se basa en la Edición 43
“Standard Specifications Load Tables and Weight Tables
for Steel Joists and Joist Girders (SJI, 2010, ver anexo A1)”.
Una Joistec® se puede seleccionar con la ayuda de tablas
estándares de carga incluidas en este Manual. Estas tablas
dan capacidades de carga en kgf/m, disponibles tanto
para el método LRFD como ASD, en unidades métricas.
Si se observa una tabla, ASD o LRFD, éstas entregan para
cada combinación de luz y Joistec® un par de valores. Los
valores ubicados en la parte superior e inferior de la tabla
para una luz dada, corresponden respectivamente a la
capacidad total de carga en kgf/m y a la sobrecarga en
kgf/m que producirá una deformación de 1/360 de la luz.
Para luces en la zona sombreada de la tabla se requieren
puntales (bridging) especiales.
Todas las Joistec ® están diseñadas como enrejados
simplemente apoyados, con carga uniformemente distribuida
en la cuerda superior. Esta carga somete a la cuerda superior
tanto a flexión como a compresión, por lo que se diseña
como una viga-columna (flexo compresión). El diseño
considera para la estabilidad lateral, la cantidad de apoyos
laterales que se indica en la tabla 5.3. El diseño de estos
elementos de apoyo lateral se encuentra regido por las
disposiciones de las “Standard Specifications”, los cuales
deben cumplir esbelteces mínimas, y se diseñan para una
fuerza horizontal equivalente a un porcentaje de la capacidad
en compresión de los elementos de la cuerda que dan apoyo.
En el caso de considerar los deck de piso o de techumbre
como elementos de apoyo lateral continuo de la cuerda
superior, se deben verificar dichos paneles según lo
especificado por el Steel Deck Institute (SDI).
1.2 DENOMINACIÓN DEL PRODUCTO JOISTEC®
1.2.1 Denominación de las Joistec®
El primer número en la denominación es la altura nominal
en centímetros, la altura en milímetros que se incluye en la
tabla es la que se adopta para el mercado nacional. Las
tablas dan también el peso aproximado en kilos por metro.
La capacidad de carga en kgf/m entregada en las tablas
para una luz determinada es garantizada por el fabricante.
Por ejemplo, una Joistec ® 50K3 significa que tiene una
altura real de 500 mm, y que pertenece a la serie K del SJI.
La Joistec® 50K3 para una luz de 12 metros resiste una
carga total de 188 kg/m y una carga viva de 100 kg/m para
el Método ASD.
Tanto las cuerdas superior como inferior de las Joistec ®,
series K y LH, así como los elementos del alma son de acero
con una tensión de Fluencia de 2700 kgf/cm2 (Acero Grado
A270ES). La capacidad de carga de las Joistec® de la serie
K ha sido verificada por Gerdau AZA con ensayos de carga.
1.2.2 Denominación de las Girders
Las Girders se diseñan para soportar Joistec ®. Para una
luz determinada, el ingeniero determina el número de
espacios de Joistec®, luego de las tablas de peso de las
Joistec® se selecciona una altura de Girder. La Girder se
designa especificando su altura, el número de espacios de
Joistec®, la carga en cada punto del panel de la cuerda
superior cargado de la Girder, y una letra para indicar si la
carga es factorada (“F”) o no factorada (“K”). Por ejemplo,
usando ASD, una 1,8G10N2700 es de 1.800 mm de altura,
provee 10 espacios iguales para Joistec ® en la cuerda
superior, y será capaz de resistir 2700 kgf de carga en cada
posición de Joistec®. Las tablas de las Girders entregan el
peso en kilógramos por punto del panel para la Girder
especificada para una luz dada.
Capítulo 1: Información General
15
Figura 1.3.1: Palanquillas de 130 x 130 mm de sección
1.3 FABRICACIÓN DE LOS ÁNGULOS LAMINADOS
ESTRUCTURALES GERDAU AZA
1.3.1 Fabricación del acero
En Gerdau AZA, el proceso de fabricación del acero se
inicia con la selección, procesamiento y corte de trozos
de acero en desuso, la chatarra, que es la materia prima
básica. Otros elementos que también son empleados en
la fabricación, son las ferr oaleaciones, oxígeno, cal y
fundentes, entre otros.
En primer lugar, la materia prima se carga en cestas, en
proporciones adecuadas para satisfacer las especificaciones
del pr oceso de fabricación del acer o, las que son
trasladadas a la Acería para alimentar el hor no de arco
eléctrico. Toda la carga es fundida en el hor no de 60
toneladas de capacidad, mediante la aplicación de un arco
eléctrico que desarr olla una potencia de 45.000 KV A.
Una vez terminado el proceso de fusión, en donde toda
la carga pasa del estado sólido al estado líquido, momento
en el cual alcanza una temperatura de alrededor de 1.630ºC,
el acero es trasladado a un Horno de Cuchara donde se
realizará la etapa de afino y se procederá a tomar muestras
de acero, para realizar el análisis de espectrometría, con
el propósito de conocer su composición química. Durante
toda la etapa de fusión, se inyectan al horno importantes
cantidades de oxígeno para extraer y remover las impurezas
y cumplir así con los estándares de calidad previamente
establecidos.
Luego de conocido el informe sobr e la composición
química, se realizan las correcciones necesarias mediante
el proceso de afino, lo que permite obtener la composición
y purezas deseadas. De esta forma, el grado del acer o
estructural A270ES se obtiene a partir de un cuidadoso
control de la composición y mediante la adición de
ferroaleaciones, como ferr omanganeso y ferr osilicio,
aprovechando la mayor afinidad química de estos elementos
para formar, entre otros, óxidos y sulfuros que pasan en
mayor cantidad a la escoria.
Cuando el acero líquido cumple con las especificaciones
requeridas, tanto de composición química como de
temperatura, éste es trasladado en la cuchara hasta
la máquina de colada continua, donde se r ealizará
el colado del acero.
1.3.2 Colado del acero
Obtenido el acer o en su estado líquido, éste debe
solidificarse en forma conveniente para la utilización posterior
en los trenes de laminación, lo cual se hace mediante un
equipo de colada continua, en el que se aplica un proceso
distinto del convencional, para transformar el acero líquido
en un producto semiterminado, llamado palanquilla, que
son barras macizas de 130 x 130 mm de sección.
El acero líquido que se encuentra en la cuchara de colada,
16
Figura 1.3.3: Sala de Laminación, Planta Renca
Figura 1.3.2: Líneas de colada continua de acería, Planta Colina
es transferido a una artesa o distribuidor , desde donde
pasa a las vías de colada.
Desde el distribuidor, el acero cae dentro de tres lingoteras
de cobre sin fondo, de doble par ed y refrigeradas por
agua, donde se inicia la solidificación del acer o, con la
formación de una delgada cáscara superficial endurecida,
que contiene aún su núcleo de metal en estado líquido.
Para ayudar a acelerar la formación y engrosamiento de
dicha cáscara, las lingoteras tienen un movimiento de
oscilación vertical que, además, impide su adherencia a
las paredes del molde y permite su transporte hacia el
mecanismo extractor.
Después de dejar las lingoteras, tr es metros debajo de
éstas, el acer o superficialmente sólido es tomado por
juegos de rodillos refrigerados con chorros de agua a alta
presión, solidificándose completamente, y ya convertido
en palanquilla, cortado automáticamente a la longitud
deseada, mediante oxicorte.
Luego de esto, las palanquillas son inspeccionadas visual-
mente para detectar eventuales defectos superficiales o
de forma. Después de aprobadas, las palanquillas son
separadas por coladas, identificadas y almacenadas para
la operación siguiente: la laminación en caliente.
1.3.3 Laminación en caliente
La laminación en caliente es un proceso de transformación
termomecánico, en donde se da la forma final a los
productos siderúrgicos. En el caso de los perfiles ángulo
laminados estructurales de alas iguales, el proceso es el
siguiente: en la planta de laminación las palanquillas son
seleccionadas de acuer do al grado del acer o y son
cargadas a un horno de recalentamiento horizontal, donde
alcanzan una temperatura uniforme de 1.200ºC, lo que
permitirá su deformación plástica durante el proceso de
laminación en caliente.
En este proceso, la palanquilla es tratada mecánicamente,
haciéndola pasar sucesivamente por trenes de laminación,
los cuales van r educiendo su sección original y
Capítulo 1: Información General
17
Figura 1.3.4.1: Laboratorio Ensayos Mecánicos de IDIEM, en Gerdau AZA
consecuentemente, aumentando la longitud inicial. De
esta forma, se lleva la sección transversal de la palanquilla
cada vez más próxima a la forma y espesor final del perfil
ángulo de alas iguales requerido.
En su planta ubicada en la comuna de Renca,
Gerdau AZA posee un laminador continuo de 100.000
toneladas anuales de capacidad, que permite controlar el
enfriamiento de las barras, con lo cual las pr opiedades
mecánicas finales son determinadas con gran precisión,
dado que los perfiles son conducidos hasta el final del tren
de laminación, a una parrilla o lecho de enfriamiento donde
terminan de enfriarse, para luego proceder a su enderezado
y corte en frío a la medida deseada, para finalmente ser
empaquetados, etiquetados y almacenados. Es aquí donde
se extraen las muestras para su aprobación y certificación
de acuerdo a las normas vigentes.
1.3.4 Control de calidad y certificación
Todo el proceso de la gestión de fabricación, de los perfiles
ángulos laminados estructurales en Gerdau AZA, está
certificado bajo las normas ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS
18001; de esta forma, a lo largo de todas las etapas de
los procesos de fabricación del pr oducto existen
monitoreos, mediciones y ensayos.
Desde la selección de la chatarra y otros insumos, pasando
por la fabricación del acero líquido, su composición química,
hasta el control de las dimensiones finales obtenidas en
la laminación en caliente, conforman un complejo sistema
que permite asegurar la obtención de productos de calidad,
de acuerdo a los actuales estándares.
La certificación de calidad de todas las partidas
de ángulos fabricados por Gerdau AZA, en sus dimensiones
normales de 20x20 mm hasta 80x80 mm, da cumplimiento
a las exigencias de la norma chilena del Instituto Nacional
de Normalización – INN, NCh203 Of.2006, “Acer o para
uso estructural- Requisitos”, que establece los requisitos
de diseño que deben cumplir los aceros destinados al uso
en estructuras generales y aquellos para estructuras
sometidas a cargas de origen dinámico.
El sistema de control de calidad establece la extracción,
identificación y r etiro de muestras por inspector es
calificados. En nuestro caso, los ensayes y certificación
son realizados por el Instituto de Investigaciones y Ensaye
de Materiales de la Universidad de Chile, IDIEM y el
certificado entregado por Gerdau AZA.
En la página siguiente, se ajdunta un facsimil de certificado
e informe de calidad, emitido por IDIEM, el que describe
los controles necesarios a que son sometidos los Ángulos
Laminados Estructurales y los resultados obtenidos en
los ensayos.
Las muestras son preparadas para ser sometidas a ensayos
normalizados, midiéndose las pr opiedades mecánicas
más relevantes, como la resistencia a la tracción, la tensión
de fluencia y el alargamiento.
Otro ensaye importante a que son sometidos los perfiles
ángulos laminados estructurales, es el de doblado; en este
caso, una probeta debe resistir el doblado sin que a simple
vista se observen grietas en la zona sometida a los esfuerzos
de tracción.
De acuerdo a los resultados obtenidos en estos ensayes,
se verifica el cumplimiento con la norma chilena NCh203
18
Of.2006 y se procede a certificar las partidas. La aprobación
de los lotes, permite la certificación y autorización del uso
de las partidas de perfiles ángulo de alas iguales en
construcciones estructurales. Los resultados de los ensayes
se presentan en certificados de calidad, en los que se
identifica el material ensayado y se entrega el veredicto de
cumplimiento con la norma respectiva, constituyéndose en
una garantía del producto para el usuario.
Figura 1.3.4.2: Informe de Ensayos Mecánicos IDIEM
Capítulo 1: Información General
19
Tabla 1.3.5.1
Tolerancias Normales de la Serie de Angulos Laminados en Caliente Gerdau AZA
Conforme a las Tolerancias Admisibles de la Norma Chilena NCh697 Of.74
H x BTolerancias Admisibles en el espesor del acero en las alas En el ancho Diferencia
mm del ala H ó B entre alas
mm 3 4 5 6 8 10 12 mm mm
20 x 20± 1,20 ±
2,40
25 x 25 ± 0,50 ± 0,50
30 x 30 ± 0,75
± 1,80 ± 3,6040 x 40± 0,60 ± 0,75
50 x 50
65 x 65 ± 1,10± 2,30 ±
4,60
80 x 80 ± 1,10 ± 1,40
100 x 100 ± 1,30 ± 1,60 ± 2,80 ± 5,60
1.3.5 Características y propiedades
El ángulo laminado es un perfil de acer o estructural con
alas iguales que forman un ángulo de 90º entr e sí. Las
caras interiores de ambas alas, se unen en una arista
redonda y las exteriores, lo hacen formando una arista un
poco más aguda.
Todas las tolerancias dimensionales adoptadas en la
fabricación de los ángulos laminados estructurales, fabri-
cados por Gerdau AZA, cumplen con holgura lo establecido
en la norma chilena NCh697 Of.74, lo que se indica en la
tabla 1.3.5.1.
Las propiedades mecánicas, la composición química y los
requisitos de soldabilidad del acero de los ángulos estruc-
turales de 80x80 y menores, cumple con lo indicado en
la Norma Chilena NCh203 Of.2006. Figura 1.3.5: Identificación y dimensiones
H
B
e
20
En las designaciones de los aceros, según las normas
chilenas, la letra A indica que el material es acero de
carbono; el número se refiere a la tensión de fluencia
mínima por tracción, expresada en MPa, la letra E indica
que el acero es para usos estructurales y la letra S que el
acero es de soldabilidad garantizada.
1.3.6 Serie de los Ángulos
La serie de ángulos estructurales laminados en caliente
Gerdau AZA, se fabrican y comercializan en los siguientes
grados de acero y espesores (ver tabla 1.3.6).
Los ángulos 20x20x3 al 80x80x12 inclusive, son de acero
Grado A270ES y se fabrican de acuerdo a lo especificado
por la norma chilena NCh203 Of.2006.
Tabla 1.3.6
Dimensiones, Pesos y Secciones Normales de los
Ángulos Laminados en Caliente Gerdau AZA
Dimensiones H x B x e Masa Secciónmm kg/m cm2
20 x 20 x 3 0,879 1,12
25 x 25 x 3 1,12 1,43
25 x 25 x 5 1,78 2,27
30 x 30 x 3 1,36 1,74
30 x 30 x 5 2,18 2,78
40 x 40 x 3 1,84 2,35
40 x 40 x 4 2,42 3,08
40 x 40 x 5 2,97 3,79
40 x 40 x 6 3,52 4,48
50 x 50 x 3 2,34 2,96
50 x 50 x 4 3,06 3,89
50 x 50 x 5 3,77 4,80
50 x 50 x 6 4,47 5,69
65 x 65 x 5 4,97 6,34
65 x 65 x 6 5,91 7,53
65 x 65 x 8 7,73 9,85
65 x 65 x 10 9,49 12,10
80 x 80 x 6 7,34 9,35
80 x 80 x 8 9,63 12,30
80 x 80 x 10 11,90 15,10
80 x 80 x 12 14,00 17,90
(1) Norma Chilena NCh203 Of.2006: Acero para uso estructural. Son requisitos adicionales de esta norma el cumplir con un ensayo de doblado
practicado sobre una probeta estandarizada, además de cumplir exigencias en la composición química para asegurar su soldabilidad.
(2) Válido para probetas de 50 mm entre marcas. Para espesores o diámetros sobre 16 mm y menores a 50 mm, estos valores deben
disminuirse en 2%; para espesores o diámetros menores o iguales a 5 mm, deben aumentarse en 2%.
Capítulo 1: Información General
21
Descripción delproducto
Fecha y horade fabricación
Peso delpaquete
Número decolada
Sello indica que los sistemas de gestión están certificados de acuerdo a Normas
ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001
Figura 1.3.7: Etiqueta de identificación Ángulos Laminados en caliente Gerdau AZA
1.3.7 Embalaje de los productos
Gerdau AZA embala todas sus barras rectas en paquetes
de 1.000 y 2.000 kg., asegurándolas con zunchos de acero.
Para identificar plenamente sus productos, se adjunta una
etiqueta plástica de alta resistencia, con la información del
producto y su fabricación.
Capítulo 2
Bases Teóricas
2.1Definiciones
2.2Componentes de una Joistec®
2.3Conexión Crimped
2.4Girders
2.5Puntales (Bridging)
2.6Series Sistema Constructivo JOISTEC®
Capítulo 2: Bases Teóricas
25
Capítulo 2
Bases Teóricas
2.1 DEFINICIONES
El Sistema Constructivo JOISTEC® se compone de tres
elementos, Joistec®, Girders y puntales o Bridging.
Las Joistec ® son una parte del Sistema Constructivo
JOISTEC®. Son miembros estructurales del alma abierta
y con apoyos simples, los cuales soportan directamente
las cargas de la cubierta o entrepiso, utilizando para ello
ángulos de acero laminado en caliente Gerdau AZA en el
grado A270ES de la norma NCh203 Of.2006.
La figura 2.1.1 muestra una Joistec ® estándar y la figura
2.1.2 una serie de Joistec® instaladas simplemente apoyadas
sobre una Girder.
2.2 COMPONENTES DE UNA JOISTEC®
Una Joistec® se compone principalmente de los siguientes
elementos:
Cuerda Superior: Formada por dos ángulos laminados
en caliente dispuestos en forma de T, con una separación
entre ellos igual a 25 mm, constante en toda la serie.
Cuerda Inferior: Formada por dos ángulos laminados en
caliente dispuestos en forma de T invertida, con una
separación entre ellos igual a 25 mm, constante en toda
la serie.
Figura 2.1.2: Joistec® en una estructura de cubierta
Figura 2.1.1: Joistec® estándar
26
Diagonales: Se forman por ángulos laminados en caliente
Gerdau AZA, éstos pueden ser individuales o dobles y se
conectan dentro o fuera de las cuerdas, respectivamente
mediante filetes de soldadura TIG o MIG.
2.3 CONEXIÓN CRIMPED
Por razones de economía, el Sistema JOISTEC ® utiliza
ángulos laminados en caliente individuales o dobles, tanto
en diagonales como montantes en el alma. Para un diseño
óptimo en cuanto a peso estructural, las diagonales y
montantes del alma pueden resultar de secciones distintas,
y por lo tanto sería imposible de conectarlas adecuadamente
en una cuerda con una separación determinada en todo el
largo, razón por la cual se utiliza una conexión de diagonales
y montantes a las cuerdas llamada Crimped, que tiene la
virtud de eliminar la excentricidad que se produciría al unir
el ángulo individual por una sola ala. Mediante la unión
Crimped, el esfuerzo axial en diagonales y montantes se
encuentra centrado, y no produce momentos secundarios.
Esta unión consiste en lograr en el extremo del ángulo, de
diagonal y montante, una distancia total entre extremos de
alas de 25 mm, aplastando de forma controlada los extremos
de los ángulos señalados.
2.4 GIRDERS
Las Girders también son parte del Sistema Constructivo
JOISTEC®. Son miembros estructurales primarios de alma
abierta, se diseñan como elementos simplemente
apoyados que soportan cargas concentradas, que
provienen de la reacción de las Joistec® sobre ellas. Por
esta razón, la modulación entre elementos verticales del
alma es constante. Se utilizan ángulos laminados en caliente
Gerdau AZA disponiéndolos espalda-espalda en cuerdas
y ángulos dobles o simples en diagonales y montantes.
Figura 2.3: Conexión Crimped
2 5 mm
25 mm
Figura 2.2.1: Componentes de una Joistec®
Ht = 6 cm
Apoyo
Cuerda superior
Elemento diagonal(del alma)
Muro de soporte viga o columna
Cuerda inferior
Altu
ra
Figura 2.2.2: Componentes de una Joistec®
Viga de acero o Girder
Elemento diagonal (del Alma)
Dia
gona
l
Cuerda inferior (2l)
Cuerda superior (2l)
Altu
ra
Capítulo 2: Bases Teóricas
27
Figura 2.4.1: Ejemplo Sistema JOISTEC®
Figura 2.4.2: Girder con cargas puntuales debido a la presencia de las Joistec®
CARGA UNIFORME
JOISTEC DE TECHUMBRE
JOISTEC DE ENTREPISOGIRDER
CARGA CENTRADA
PUNTALESHORIZONTALES
LAMINA DE CUBIERTA
LOSA DE ENTREPISO
GIRDER
28
PuntalDiagonal
PuntalHorizontal
Figura 2.5.3: Puntal Horizontal soldado a las cuerdas de las Joistec® y puntal diagonal conectado con pernos
lr
lr
Su función principal es apoyar las Joistec® y transmitir dicha
carga a las columnas en sus extremos.
Las Girders reemplazan elementos estructurales del tipo
alma llena o perfiles cerrados que se han utilizado
tradicionalmente, dando una solución más eficiente en
cuanto a peso estructural y economía.
Las cargas puntuales que las Joistec ® entregan a las
Girders, se ubican en los nudos de la cuerda superior tal
como se muestra en la figura 2.4.2.
2.5 PUNTALES (BRIDGING)
Los puntales corresponden a los arriostramientos laterales
que estabilizan las Joistec ®, se forman usando perfiles
ángulos laminados en caliente Gerdau AZA y existen dos
tipos: puntal horizontal y puntal diagonal, tal como se
muestra en las figuras 2.5.1a y 2.5.1b.
a) Puntal Horizontal
El puntal Horizontal consiste en ángulos laminados en
caliente Gerdau AZA que unen las Joistec ® en forma
horizontal para estabilizarlas. La esbeltez, del puntal,
no debe ser mayor a 300, donde l es la distancia entre
las Joistec®, y r es el menor radio de giro del perfil del
puntal. En general los puntales horizontales se conectan
soldados a las Joistec®.
b) Puntal Diagonal
El puntal diagonal consiste en ángulos laminados en
caliente Gerdau AZA que unen las Joistec® diagonalmente
para estabilizarlas, y cumplen con una esbeltez no
Figura 2.5.1a: Puntal horizontal Figura 2.5.1b: Puntal diagonal
Puntal horizontal
Joistec Joistec
Puntal diagonal
(Tip)(Tip)
Capítulo 2: Bases Teóricas
29
mayor a 200, dónde l es la distancia entre los puntos de
unión y r es el menor radio de giro del elemento.
La conexión de los puntales diagonales a las cuerdas de
las Joistec® se materializa generalmente con conexiones
con pernos (ver figura 2.5.3).
El puntal diagonal se utiliza en un Sistema Constructivo
JOISTEC® y se deben especificar de acuerdo a las celdas
sombreadas indicadas en las tablas 5.1 y 5.2. Como son
diagonales cruzadas, se conectan en el punto de
intersección mediante un perno, a modo de disminuir la
longitud efectiva, permitiendo utilizar desde el punto de
vista de diseño un factor de longitud efectiva k = 0,5.
2.6 SERIES SISTEMA CONSTRUCTIVO JOISTEC®
Las Joistec® se dividen en dos series que se diferencian
principalmente en sus rangos de sobr ecargas y luces.
Joistec® Serie K:
Esta serie está diseñada para ser utilizada cuando se
requieran luces de hasta 18 metros.
- Luces desde 6 a 18 metros.
- Este Manual incluye un rango sobrecargas para la
serie K desde 100 a 818 kg/m.
- Sus alturas van de 400 a 750 mm.
Joistec® Serie LH:
Esta serie está diseñada para ser utilizada cuando se
requieran luces mayores.
- Luces desde 12 a 26 metros.
- Este Manual incluye un rango sobrecargas para la
serie LH desde 141 a 492 kgf/m.
- Sus alturas van de 800 a 1.100 mm.
Serie Girders
Esta serie está diseñada para soportar las cargas
provenientes de las Joistec ® descritas anteriormente
- Luces desde 12 a 24 metros.
- Este Manual recomienda un rango de cargas
puntuales desde 1.800 a 5.400 kgf como carga
puntual.
- Sus alturas van de 1.000 a 2.300 mm.
Notas:
• Para luces o cargas distintas a las indicadas anteriormente
(Joistec® y Girders), consultar al Departamento Técnico
JOISTEC® de Gerdau AZA.
• Para luces intermedias utilizar la Joistec® de la tabla de
carga con la luz inmediatamente mayor a la buscada.
Cuerda superior
Cuerda inferior
l
l sPanel extremo
Tabla 3.4
Número de líneas de Puntales de la Cuerda Superior* Joistec® Serie K
Tabla 3.5
Espaciamiento máximo para líneas de Puntales de la Cuerda Superior Joistec® Serie LH
2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf) 2.700 (kgf)2.700 (kgf)
Capítulo 7
Casos Especiales de Diseño
7.1Joistec® con Pendiente
7.2Girder con Pendiente
7.3Joistec® como Puntales de Cubierta
7.4Marcos Rígidos
7.5Joistec® con Succión de Viento
7.6Vibraciones
7.7Recomendaciones de Estructuración del Sistema Constructivo JOISTEC®
7.8Estructuración para Sistemas de Piso
7.9Estructuración Eficiente
Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño
79
Figura 7.1: Joistec® con pendiente
Capítulo 7
Casos Especiales de Diseño
a partir de la longitud descrita anteriormente. La carga que
aparece en las tablas de capacidades corresponde a la
componente normal de la carga aplicada en la Joistec ®.
Carga:
Cuando la sobrecarga de diseño sea aplicada verticalmente
sobre la longitud horizontal, y la carga muerta de diseño
sea aplicada verticalmente sobre la longitud inclinada, se
selecciona una Joistec ® con una capacidad total de:
7.1 JOISTEC® CON PENDIENTE
Para Joistec® con pendiente, se permite el uso de las
tablas de carga siempre que se utilicen los siguientes
criterios de Carga y Longitud para una cierta Joistec ®.
Largo:
La longitud de las Joistec® con inclinación debe medirse
a lo largo de la pendiente. La altura mínima, capacidad de
carga y requerimientos de puntales deben determinarse
80
7.2 GIRDER CON PENDIENTE
La pendiente máxima adoptada para las Girders en el
presente manual corresponde a 5%. Para pendientes
mayores a este valor, consultar al Departamento Técnico
JOISTEC® de Gerdau AZA ([email protected]).
7.3 JOISTEC® COMO PUNTALES DE CUBIERTA
Es común que algunas Joistec® de cubierta sean utilizadas
como parte del sistema de arriostramiento, para lo cual
se disponen como puntales longitudinales. Estos elementos
van a traspasar esfuerzos en su propio plano debido a
solicitaciones horizontales de viento o sismo.
Como las Joistec ® han sido diseñadas para cargas
gravitacionales de peso propio y sobrecarga, es necesario
en estos casos verificar que los elementos puedan transmitir
en conjunto con las cargas gravitacionales estos esfuerzos,
producto de las mencionadas solicitaciones horizontales.
Los estados de viento y sismo corresponden a cargas
eventuales que no se combinan con la sobrecarga o con
el total de la sobrecarga y el propio esfuerzo horizontal, por
lo que en general las Joistec ® que fueron dimensionadas
únicamente desde el punto de vista gravitacional, pueden
sin problema actuar como puntales. En algunos casos se
deberá reforzar o bien sustituir algún elemento puntual que
tenga una capacidad insuficiente. Se puede dar también el
caso que sea necesario instalar una Joistec ® distinta de
mucha mayor capacidad para tomar adecuadamente las
combinaciones de cargas eventuales.
El sistema de arriostramientos de cubierta podrá ubicarse
en el plano de la cuerda superior de las Joistec ® bajo la
cubierta, o bien en el plano de la cuerda inferior de las
Joistec®.
En cualquier caso que se utilice Joistec® de cubierta como
puntales, el diseñador deberá indicar la posición de éstas,
si el plano de arriostramientos se ubica en la cuerda inferior
o superior de la Joistec® y los esfuerzos axiales producto
de las cargas horizontales, de modo que el Departamento
Técnico JOISTEC® de Gerdau AZA indique que Joistec®
debe utilizar o qué refuerzos o modificaciones realizar a
la Joistec® típica de cubierta.
Las combinaciones de carga recomendadas según la
norma chilena NCh3171 Of.2010 para estados de viento
y sismo son:
Q1 = D + W
Q2 = D + E
Q3 = D + 0,75L + 0,75W
Q4 = D + 0,75L + E
Q5 = 0,6D + W
Figura 7.2: Joistec® utilizada como puntal de cubierta
F
F
Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño
81
7.4 MARCOS RÍGIDOS
La resistencia lateral de los edificios puede estar dada
por arriostramientos (marcos arriostrados) o marcos de
momento, o una combinación de ambos sistemas. El
Sistema Constructivo JOISTEC® corresponde a un sistema
muy apropiado para resistir cargas gravitacionales y se
encuentra diseñado para eso, pero podría ser una solución
eficiente hacer trabajar las Girders en conjunto con las
columnas, formando marcos de momento.
En este caso aparecen momentos negativos en los extremos
de las Girders que pueden significar la inversión de esfuerzos
en algunas barras y al mismo tiempo una modificación de
los esfuerzos en el tramo que tienden a ser inferiores.
Para materializar la unión de momento es necesario dar
continuidad a la cuerda inferior de la Girder y verificar los
esfuerzos en los elementos del alma próximos al apoyo que
pueden sufrir un cambio importante en sus esfuerzos. El
cambio más importante corresponde a la generación de
compresiones importantes en la cuerda inferior de la Girder
en sus extremos, y se deberá verificar la capacidad en
compresión de este elemento.
Cuando se requiera utilizar las Girders como vigas de
marcos de momento, se deberá entregar la información
necesaria al Departamento Técnico JOISTEC® de Gerdau
AZA, para que éste entregue la solución adecuada a este
caso. El Technical Digest No. 11 - Design of Lateral Load
Resisiting Frames Using Steel Joist and Joist Girders del
SJI presenta informacion de diseño y ejemplos
para el sistema utilizado como marcos rígidos.
7.5 JOISTEC® CON SUCCIÓN DE VIENTO
Las Joistec® de cubierta son elementos diseñados para
cargas gravitacionales, sin embargo en algún momento
deberán resistir adicionalmente al peso propio, esfuerzos
de viento que en general serán de succión, siendo muy
posible que la resultante de esta combinación corresponda
a succión neta y por lo tanto todos los esfuerzos en la
Joistec® se verán invertidos, pasando las compresiones
a tracciones y viceversa.
Cuando hay succión neta la cuerda superior diseñada
originalmente para compresiones pasa a estar traccionada,
por lo que su dimensionamiento no cambia. La cuerda
inferior pasa de un estado de tracción a un estado de
compresiones y por lo tanto se deberá chequear la
adecuada capacidad de ésta, y por otro lado se deberá
considerar los arriostramientos necesarios para la estabilidad
como columna en compresión en el extremo, ya sea
disponiendo de una línea de Puntal en el primer nudo
inferior, o extendiendo la cuerda inferior hasta la columna
o Girder, con una conexión que evite el desplazamiento
en el plano perpendicular. Hay que cuidar que la presencia
de esta extensión de la cuerda inferior no signifique dar
continuidad a la Joistec®, ya que han sido calculadas como
elementos simplemente apoyados, disponiéndose de
conexiones deslizantes adecuadas.
El estudio de la serie Joistec ® ha demostrado que para
velocidades de viento iguales o menores a 80 km/h en
cubiertas planas, (factor de forma -0.4) no se produce succión
neta. En caso de vientos mayores, las Joistec ® podrán
seguir verificando adecuadamente para la combinación de
viento, pero deberá ser chequeado mediante cálculo.
Para el caso que exista succión, se ha determinado que
la cuerda inferior resiste al menos un 70% de la capacidad
de la cuerda superior en compresión.
7.6 VIBRACIONES
En sistemas de piso con vigas de acero, en especial
cuando se trata de vigas con luces importantes, es
necesario poner atención a las vibraciones que éste puede
82
tener, ya que el sistema posee un amortiguamiento bajo,
lo que implica poca disipación de energía del mismo,
teniendo como consecuencia que estos pisos permanezcan
en vibración y pueda generar problemas de confort en las
personas que se encuentran sobre el piso. Esto es
especialmente incómodo en pisos de oficinas ya que tiene
que ver con la sensación de las personas que se encuentran
en reposo y trabajando.
Existe una serie de recomendaciones para estimar los
límites adecuados de las vibraciones de piso en función
de la utilidad que éste presta. Para pisos de oficina se
recomienda que el sistema de piso presente como mínimo
una frecuencia natural de oscilación de 4,0 Hertz. Otras
situaciones distintas se pueden analizar en el documento
del AISC “Floor Vibrations Due Human Activity”.
La forma de determinar la frecuencia de oscilación del
sistema de piso es mediante una modelación del mismo,
que considere la interacción de las Joistec® y la losa de
piso, realizándose un análisis dinámico del mismo. Otro
documento específico es el documento del SJI “Vibration
of Steel Joist Concrete Slab Floors”, que entrega
procedimientos y recomendaciones similares al texto
del AISC.
Para la modelación del sistema de piso, será necesario
considerar la rigidez de las Joistec®, para lo cual se cuenta
con una expresión que entrega el valor del momento de
inercia de éstas, (ver capítulo 4).
Las vibraciones se limitan, de acuerdo a las referencias
bibliográficas, aumentando la rigidez del sistema de piso,
por lo tanto es posible dotar de una frecuencia de oscilación
mayor a este, aumentando la inercia de las Joistec ®. Se
puede dar el caso que las vigas Joistec® de piso queden
dimensionadas por condiciones de vibración y no de
capacidad resistente.
7.7 RECOMENDACIONES DE ESTRUCTURACIÓN DEL
SISTEMA CONSTRUCTIVO JOISTEC®
Tradicionalmente las estructuras livianas de acero han
presentado un marco o bien sistema de vigas maestras
ubicado a distancias iguales, que varían en módulos de
6,0 a 12,0 metros, con columnas ubicadas a no más de
30,0 metros de distancia y con un valor frecuente entre
20,0 y 25,0 metros de luz. De esta forma, las vigas de
techumbre tienen luces no mayores a los 20,0 metros, y
las costaneras de apoyo de cubierta desde los 6,0 hasta
los 12,0 metros de luz, que es posible mediante perfiles
conformados en frío.
Con el Sistema Constructivo JOISTEC® es posible cambiar
esta estructuración tradicional, ya que las Joistec ® de
apoyo de cubierta pueden tener hasta 26,0 metros de luz
simplemente apoyadas, incluso mayores luces, lo que
implica un cambio de mentalidad a este respecto, siendo
perfectamente posible con cubiertas planas invertir el
sentido tradicional, apoyando las Girders en este caso,
que reemplazan las vigas de los marcos, a distancias
menores, y permitiendo que las Joistec® se desarrollen en
luces importantes, de hasta 26,0 metros o más. Es decir,
una estructura tradicional modulada con marcos a 10,0
metros y columnas cada 20,0 metros, podría perfectamente
por razones económicas modularse con Girders de 10,0
metros de luz y Joistec ® de cubierta de 20,0 metros,
cambiando el paradigma de marcos transversales por
marcos longitudinales.
Este sistema mencionado, es responsable de la resistencia
a cargas gravitacionales, en tanto la estructura resistente
a fuerzas laterales, ya sea de viento o sismo, puede
corresponder a marcos arriostrados, ubicando diagonales
en una o dos direcciones, o bien marcos rígidos dando
continuidad a algunas líneas de Girders, o bien un sistema
mixto de marcos rígidos y arriostrados.
Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño
83
Los elementos verticales que llevan las cargas finalmente
a las fundaciones son las columnas, que pueden ser
perfiles de acero de sección circular, rectangular, cuadrada,
I y H, columnas de hormigón armado, muros de hormigón
o albañilería con cadenas y/o contrafuertes de apoyo de
hormigón y otros casos.
Es interesante mencionar que en algunos casos, en
general por razones de altas cargas de combustible,
puede ser conveniente utilizar columnas de hormigón
armado en una nave, o bien columnas de hormigón arma-
do y vigas prefabricadas de hormigón, que en general,
se ubican a distancias del orden de los 18,0 metros.
Utilizar Joistec® de apoyo de cubierta es una solución
muy apropiada y utilizada.
En resumen, la estructuración mediante el Sistema
Constructivo JOISTEC® queda abierta a consideraciones
de forma arquitectónica y económica, ya que se rompe el
estigma de la distancia máxima entre líneas maestras por
capacidad del elemento estructural de apoyo de cubierta.
De esta forma, el diseñador podrá analizar mayor cantidad
de alternativas factibles, y decidir mediante criterios de
economía estructural. En todo caso, la experiencia de utilizar
el sistema en Estados Unidos indica que existiría,
dependiendo de las condiciones particulares, un beneficio
de utilizar Joistec® largas y Girders más cortas.
7.8 ESTRUCTURACIÓN PARA SISTEMAS DE PISO
Es corriente utilizar Joistec® para apoyar losas de piso de
hormigón armado o bien, losas de piso con placa de acero.
En este manual las Joistec ® se han diseñado para una
sobrecarga directa sobre ellas sin la colaboración de una
losa de hormigón, por lo tanto la conexión de la Joistec® a
la losa de piso no requiere la transferencia de corte. Debido
a esto los conectores de viga a losa no requieren tener una
capacidad de corte específica, si no que únicamente ligar
la viga a la losa evitando el volcamiento de ésta.
La recomendación para este caso es instalar conectores de
un largo apropiado al espesor de la losa, que pueden ser
del tipo pernos Stud, pernos Hilti, perfiles canal de acero u
otro tipo, con una separación máxima de 35 cm entre éstos.
Las series indicadas de Joistec ®, tanto las tipo K como
las LH, sirven indistintamente para apoyar cargas de
cubierta o de piso. En el caso de elementos de piso, en
que existe una losa de hormigón, ya sea tradicional o con
placa de acero, el pandeo de la cuerda superior o
volcamiento de la pieza se encuentra impedido, por lo
tanto el sistema de Puntal en este caso puede ser ubicado
a distancias mayores, únicamente para mantener la esbeltez
de la cuerda inferior traccionada en un límite apropiado.
El AISC en su especificación del año 2010 no limita la
esbeltez de elementos traccionados, pero la especificación
del SJI si la limita a un valor máximo de 200.
En cuanto a la disposición de las Joistec® en un sistema
de piso, la separación de éstas va a depender
fundamentalmente del tipo de losa que apoyan. Si la
losa es del tipo deck de acero, la separación entre estas
para no requerir alzaprimado temporal se encontrará
entre 1.500 a 2.000 mm de acuerdo a la placa utilizada.
Instalar alzaprimas intermedias temporalmente ahorra
elementos de apoyo pero estos resultan más pesados,
y deberán ser evaluadas desde el punto de vista
económico ambas alternativas. En general, el sistema
es más eficiente con separaciones de Joistec® de hasta
2,0 metros.
84
Figura 7.3: Recomendaciones para la ubicación de los pernos conectores tipo Stud en sistemas de piso compuestos
Al igual que para sistemas de cubierta, cuando se utilizan
Joistec® en pisos, existe una economía de instalar las
Joistec® en la dirección más larga, disminuyendo la luz de
las vigas maestras de apoyo o bien las Girders.
Se recomienda que las Joistec® sean aproximadamente
1,5 veces más largas que las Girders.
En edificios de oficina, usualmente se estructuran mediante
un núcleo central para servicios y un sistema de marcos
perimetrales a modo de obtener luces libres y plena
flexibilidad de espacio interior. Esto obliga a unir el núcleo
y el marco perimetral mediante elementos que pueden ser
bastante largos (hasta 15,0 metros) y en tal caso, la
utilización única de Joistec® es muy apropiada. Estos se
apoyan en la viga perimetral y la viga que forma parte del
exterior del núcleo del edificio.
Tanto el núcleo como el marco perimetral pueden ser de
hormigón armado, que es el caso corriente en Chile, o
bien en estructura de acero.
Se recomienda ubicar los pernos conectores tipo Stud de
acuerdo a los esquemas que se muestran en la figura 7.3.
Mínimo 3dconector
Mínimo 4
dcone
ctor
dconector
Mínimo 3dconector
Esp
esor
de
losa
Hormigón Conector
Cubierta metálica
Cuerda superiorJoistec
dconector
Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño
85
7.9 ESTRUCTURACIÓN EFICIENTE
La utilización del Sistema Constructivo JOISTEC® (Joistec®
y Girders) en cubiertas y entrepisos, busca reducir en
forma importante los costos asociados a estructuras de
acero debido a dos factores, que son la reducción del
peso estructural del elemento propio y la disminución del
peso de otros elementos del edificio, debido a una
estructuración más eficiente, que es posible realizar con
la utilización del sistema que se presenta.
En cuanto al primer factor, estos elementos por tratarse
de vigas del alma enrejada, reducen en forma importante
el peso de elementos de resistencias y rigideces
equivalentes del alma llena, lo que unido a un sistema de
fabricación industrializada en serie, permite reducir también
los costos de fabricación.
El segundo factor es muy relevante, ya que la utilización de
este sistema permite, por ejemplo en naves livianas de acero,
separar los marcos a distancias mayores a las tradicionales,
sin aumentar el peso de los elementos de apoyo de cubierta.
Esto redunda en una disminución importante del peso de
los marcos de las naves, menor cantidad de elementos a
montar y reducción del costo de fundaciones.
Los elementos del Sistema Constructivo JOISTEC® presentan
la gran ventaja de tener la capacidad de salvar grandes
luces a pesos estructurales por metro lineal reducidos, con
la consiguiente ganancia de superficies libres en planta a
un peso unitario por metro cuadrado similar al de luces
menores. Al respecto, este sistema tiene una gran eficiencia
estructural en cuanto a requerir menos peso adicional para
aumentar la superficie libre en planta.
El diseñador deberá armar la estructura del edificio pensando
en la optimización global del costo directo, y para ello
entregamos algunas ideas para orientarlo:
•El distanciamiento entre Joistec ® de techumbre,
usualmente es del orden de 1,5 metros, que queda
limitado por el tipo de cubierta, sin embargo, lograr
separaciones mayores lleva a disminuir el peso de estos
elementos por metro cuadrado.
•La utilización de Girders en las líneas principales resulta
más económico que vigas del alma llena. Las vigas
Girders son más altas, así que cuando la altura disponible
lo permita, es preferible utilizar estos elementos en
conjunto a las Joistec®.
•Para plantas rectangulares de edificios, en general,
resulta más eficiente utilizar las Joistec ® en los largos
mayores y las Girders en los largos menores, siendo
una relación del orden de 1,5 la que resulta más óptima
(ver Figura 3.8).
•Hay que evitar realizar refuerzos en elementos ya fabri-
cados, lo que resulta de un elevado costo.
• Utilizar las propias Joistec® como elementos de transferencia
de cargas en el plano de la cubierta es eficiente. En algunas
situaciones se podrá utilizar como puntal una Joistec® de
mayor capacidad para tomar las fuerzas axiales.
Figura 7.4: Modulación Recomendada
Girder
Girder
Joistec
L
1,5
L
Capítulo 8
Librería de Detalles
Capítulo 8: Librería de Detalles
89
8.1 Unión Girder a columna
Nota: Dimensiones en mm
+ +
Soldada
Joistec conectada con pernos a la Girder
125
Girder conectada conpernos a la Columna
Soldada
100
90
Soldadura
Placa deAnclaje
Muro H.A.
Soldadura
CadenaH.A.
Placa deAnclaje
Albañilería
8.2 Unión Joistec® a soporte
Joistec®
Joistec®
Girder
Perforación
Normal
Joistec®
Capítulo 8: Librería de Detalles
91
8.3 Unión Joistec® a Girder
PL3(Tapa)
DiagonalCubierta
Cuerda Inferior (2L)
PL6
DiagonalCubierta
PL6
PL5
PL6Apoyo RiostraPerpendicular
Elevación
80x80
x3
80x80x3
PL6
Apoyo RiostraPerpendicular
CuerdaInferior
80x8
0x3
80x80x3
Vista en planta
92
8.4 Arriostramiento por cuerda inferior
PL6 (Doblar en Ángulo)
Montaje Joistec®
2 Pernos
Cuerda Superior (2L)
Capítulo 8: Librería de Detalles
93
8.5 Arriostramiento por cuerda superior
Vista A
PL5
PL6
PL5
PL5
A
94
8.6 Arriostramiento tipo tensor
Capítulo 8: Librería de Detalles
95
8.7 Joistec® sometida a la succión del viento
2
1
96
8.8 Joistec® como columna de viento
93
93
1
PL8
PL8
A
5030
100
30
PL8
PL8
Capítulo 8: Librería de Detalles
97
8.9 Joistec® como columna de viento
92
92
98
B
8.10 Joistec® como columna de viento
92
92
Capítulo 8: Librería de Detalles
99
Panel de Revestimiento Vertical
8.11 Unión Joistec® a revestimientos
Panel de Revestimiento Horizontal
100
Tornillo autoperforante
Tornillo autoperforante
8.12 Unión Joistec® a cubierta
Anexos
A.1Referencias
A.2Términos y Definiciones
A.3Ensayos de Verificación del Diseño Estructural JOISTEC®
A.4Recomendaciones para el Transporte y Montaje
A.5Tabla Conversión de Unidades
Anexo A.1
103
• American Institute of Steel Construction (AISC). (2010).
Specification for Structural Steel Buildings. Chicago,
Illinois.
• Gerdau AZA. (2004). Manual de diseño para ángulos
estructurales L-AZA. Santiago, Chile.
• Instituto Nacional de Normalización. NCh3171 Of.2010.
• Instituto Nacional de Normalización. NCh203 Of.2006.
• Instituto Nacional de Normalización. NCh432 Of.2010.
• Steel Joist Institute. (2003 Edition). Technical Digest
No. 10 -Design of Fire Resistive Assemblies with Steel
Joist. Myrtle Beach, South Carolina.
• Steel Joist Institute. (1988 Edition). Technical Digest
No. 5 -Vibration of Steel Joist concrete Slab Floors .
Myrtle Beach, South Carolina.
• Steel joist Institute. (2003 Edition). Technical Digest
No. 6 - Design of Steel Joist Roofs To Resist Uplift
Loads. Myrtle Beach, South Carolina.
• Steel Joist Institute. (2008 Edition). Technical Digest
No. 8 -Welding of Open Web Steel Joist and Joist
Girders. Myrtle Beach, South Carolina.
• Steel Joist Institute. (2008 Edition). Technical Digest
No. 9 -Handling and Erection of Steel Joist and Joist
Girders . Myrtle Beach, South Carolina.
• Steel Joist Institute. (2007 Edition). Technical Digest
No.11 - Design of Lateral Load Resisiting Frames
Using Steel Joists and Joist Girders. Myrtle Beach,
South Carolina.
• Steel Joist Institute. (2010). 43º Edition Standard
Specifications, Load Tables and Weight Tables for
Steel Joist and Joist Girders. Myrtle Beach, South
Carolina.
Anexo A.1
REFERENCIAS
104
Anexo A.2
TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Los términos destacados en negrita y sus definiciones
provienen del AISC STANDARD “Definiciones Estándar
para Utilizarse en el Diseño de Estructuras de Acero.
* Estos ítems usualmente están calificados por el efecto
de tipo de carga, por ejemplo, resistencia nominal a
tracción, resistencia a compresión disponible, resistencia
de diseño a flexión.
Las definiciones provistas para estos términos provienen
de OSHA Steel Erection Standard Part §1926.757 -
Steel Joist con Alma Abierta.
Accesorios: Componentes estructurales relacionados al
diseño, fabricación y montaje de las Joistec ® y Girders,
incluyendo, pero no limitados a Joistec® inclinadas, Joistec®
de puntas extendidas, extensiones de techo, Puntal y
Puntal de anclaje, cabezales y arriostramiento lateral del
cordón inferior para las Girders.
Almas: Los miembros diagonales o verticales unidos en
los cordones superiores e inferiores de una Joistec® o una
Girder para formar así patrones triangulares.
Anidación: El posicionamiento de los productos Joistec®
para que cuando se los empaquete, las cuerdas de un
miembro encajen perfectamente contra las cuerdas de un
miembro adyacente en el paquete. Una vez que las amarras
usadas para el empaque de los soportes se corte, los
soportes de desanidarán.
Apoyo de Extremos: La albañilería, hormigón estructural
o acero estructural que soporte los extremos de las Joistec®
capaz de aguantar cargas transmitidas desde los productos
Joistec®.
ASD (Diseño por Tensiones Admisibles) : Método de
proporcionar componentes estructurales que permita que
la fuerza admisible sea igual o exceda la fuerza requerida
del componente, bajo acción de la combinación de cargas
de ASD (N de T: Sin factores de mayoración de carga).
ASD Combinación de Carga: Combinación de carga en
el Código Aplicable de Construcción indicado para el
Diseño por Tensiones Admisibles.
Cabezal: Un miembro estructural situado entre dos Joistec®
o entre una Joistec® y un muro que recibe otra Joistec ®
o más de una. Usualmente está materializado de ángulos
laminados, canales o vigas con conexión ángulo
de silla en cada extremo de terminal de apoyo.
Cable de Izaje. Una cadena, correa o cable que se adjunta
a cada extremo para facilitar el transporte y elevación de
Joistec®, puntales, cubiertas, etc.
Cantiléver (Voladizo): La porción de un producto Joistec® que
se extiende más allá del soporte estructural. Un arriostramiento
lateral debe ser proporcionado al final del cantiléver para
asegurar su estabilidad durante el montaje y bajo carga.
Carga: Fuerzas u otras acciones que resultan del peso de
los materiales de construcción, el peso de los ocupantes
y sus posiciones, efectos medioambientales, movimiento
diferencial o cambios dimensionales restringidos por
confinamiento.
Carga Colateral: Toda carga muerta adicional que no sea
carga del edificio, tal como aspersores, tuberías, cielos y
componentes mecánicos o eléctricos.
Anexo A.2
105
Carga de Construcción (únicamente para montaje de
Joistec®): Cualquier carga que no sea el peso del
empleado(s), Joistec® y paquete de puntales (ver también
Regulaciones OSHA 1926.757(d)(1), (d)(2) y (d)(3)).
Carga de Diseño: Carga aplicada determinada de acuerdo
a combinaciones de cargas, ya sea LRFD o ASD, la que
se aplique.
Carga de Servicio. Carga bajo cual se evalúan los estados
límite de serviciabilidad.
Carga Nominal: Magnitud de la carga especificada por el
Código de Construcción Aplicable.
Carga Permanente: Carga en que las variaciones a través
del tiempo son poco usuales o de pequeña magnitud.
Toda otra carga se considera carga variable.
Carga Variable: Carga que no ha sido clasificada como
carga permanente.
Cargas Gravitacionales: Cargas producidas por cargas
vivas o peso propio, que actúan hacia abajo.
Clip de Apuntalamiento : Dispositivo que se adjunta a
una Joistec® para permitir la conexión con pernos del
puntal a la Joistec®.
Código de Construcción Aplicable : Código de
Construcción bajo el que se diseña la estructura.
Combinación de Carga LRFD : Combinación de carga
en el código de construcción aplicable hecho para obtener
la fuerza de diseño (Diseño por Factores de Carga y
Resistencia).
Comprador: La persona natural o entidad que ha acordado
comprar material del fabricante y que también ha acordado
a los términos de venta.
Conector : Empleado quien trabajando con equipamiento
de izaje, instala y conecta miembros y/o componentes
estructurales.
Conexión: Combinación de elementos estructurales y
uniones utilizadas para transmitir fuerzas entre dos o más
miembros. (Ver también Empalmes).
Constructibilidad: La capacidad de montar miembros
estructurales de acero de acuerdo a Subparte R de la
OSHA, sin tener que alterar el diseño general de la estructura.
Contraflecha: Una curvatura ascendente de las cuerdas
de una Joistec® o Girder inducida durante la fabricación.
Nota: Este es un aditamento a la pendiente de la cuerda
superior. La contraflecha se usa para absorber la
deformación por peso propio.
Control de Calidad: Sistema de control implementado en
taller o terreno por el proveedor y montajista para asegurar
que los requerimientos de contrato y compañía, fabricación
y el montaje se cumplen.
Costanera: Miembro estructural horizontal que apoya la
cubierta de techo y está sujeto principalmente a flexión
bajo cargas verticales como cargas muertas, nieve o viento.
Cuerda: Los miembros superiores e inferiores de una
Joistec® o Girder. Cuando una cuerda se constituye de
dos ángulos laminados usualmente, existe un espacio
entre estos miembros.
Deck: Cubierta de piso o techo hecha de metal galvanizado,
pintado o no pintado, soldado o unido mecánicamente a
las Joistec®, Girders, vigas, costaneras u otros miembros
estructurales.
106
Diafragma: Techo, piso u otra membrana o sistema de
arriostramiento que transfiere fuerzas hacia el sistema
resistente de fuerza lateral.
Diagonal Terminal del Alma: El primer miembro del alma en
cualquier extremo de la Joistec® o Girder que empiece en
la cuerda superior en la silla de anclaje o asiento y termine
en el primer punto de la cuerda inferior de la Joistec®.
Dueño o Propietario: Persona natural o entidad identificada
como tal en los Documentos Contractuales.
Efecto de Carga : Fuerzas, tensiones y deformaciones
producidas en un componente estructural por las cargas
aplicadas.
Elementos del Alma: Los miembros verticales y diagonales
que se juntan en la cuerda superior e inferior de una
Joistec® o una Girder, que forman patrones triangulares
estructuralmente estables.
Empalme: Conexión entre dos miembros estructurales
unidos en sus extremos, por ya sea con pernos o soldadura,
para formar un miembro único, más largo.
Encofrado: El material que se coloca sobre las Joistec ®
utilizado para losas colaborantes y que pueden ser de
láminas de metal acanalado, láminas de acero corrugado,
malla electrosoldada de respaldo, moldaje removible o
cualquier otro material apropiado, capaz de soportar la
losa en el espacio designado de apoyo. El encofrado no
deberá desplazar lateralmente la cuerda superior de apoyos
durante su remoción o vertido del hormigón.
Equipamiento de Izaje : Equipo comercialmente fabricado
y diseñado para izar y posicionar cargas de tamaño
conocido hacia una ubicación, en una altura y distancia
horizontal conocida desde el centro de rotación del equipo.
Este equipamiento incluye, pero no se limita a, grúas,
torres de perforación, torres de grúa, pescantes y sistemas
de puentes grúas.
Esfuerzo de Fluencia Esperado: La tensión de fluencia de
un material es igual a la mínima tensión de fluencia
especificada Fy, multiplicada por Ry.
Esfuerzo de Fluencia: Término genérico para denotar ya
sea el punto de fluencia o la resistencia a la fluencia, el que
sea más adecuado para el comportamiento del material.
Eslinga : Un alambre metálico o material sintético que se
utiliza para unir una carga al equipo de grúa.
Especificaciones Estándares: Documentos desarrollados
y mantenidos por el SJI para el diseño y manufactura de
las Steel Joist y Steel Girders de alma abierta.
Estabilidad: Condición alcanzada en la carga de un
componente estructural, marco o estructura en el que una
pequeña alteración en las cargas o geometría no produce
desplazamientos importantes.
Estado Límite: Condición en la cual una estructura o
componente se vuelve no apto para el servicio y se
determina que ya no puede ser utilizada para su función
(estado límite de servicio) o que ha alcanzado su capacidad
de carga (estado límite de resistencia).
Estado Límite de Resistencia: Condición limitante que
afecta la seguridad de una estructura, en la cual se alcanza
la capacidad de carga.
Estado Límite de Serviciabilidad: Condiciones límites que
están afectando la habilidad de una estructura para preservar
su apariencia, la capacidad de ser mantenida, la durabilidad,
o el confort de sus ocupantes, el funcionamiento de
maquinarias, bajo condiciones de uso normales.
Anexo A.2
107
Estado Límite de Servicio: Condición limite que afecta la
capacidad de una estructura a preservar su apariencia,
mantenimiento, durabilidad o la comodidad de sus
ocupantes, o función de maquinaria bajo uso normal.
Extensión de Cielo: Una extensión de la cuerda inferior,
tal que únicamente un ángulo de la cuerda inferior de la
Joistec® se extiende desde el primer panel de la cuerda
inferior hacia el final de la Joistec®.
Extensión de la Cuerda Inferior: Extensión de dos ángulos
de la cuerda inferior de la Joistec®, desde el primer panel
de la cuerda inferior hacia la punta de la Joistec®. Se usa
principalmente para Joistec® donde controla el diseño
por succión.
Extensión de la Cuerda Superior: La parte extendida de
la cuerda superior de una Joistec®. Este tipo de extensión
únicamente tiene los dos ángulos de la cuerda superior
extendidos por sobre el asiento de la Joistec®.
Extremo de Anclaje: Unión apropiada de los extremos de
una Joistec® con la albañilería, hormigón armado o acero
estructural.
Extremo Diagonal o del Alma: El primer miembro del alma
en cualquier extremo de la Joistec® o Girder que empiece
al final de la cuerda superior y termine en el primer punto
del panel de la cuerda inferior. Para una Joistec® colgante,
el extremo diagonal empieza en el asiento.
Extremo Etiquetado: El extremo de una Joistec® o Girder
donde se encuentra la etiqueta de identificación. El miembro
deberá ser montado con este extremo etiquetado siem-
pre en la misma posición que se especifica en el plano de
instalación.
Extremo Extendido: La parte de la cuerda superior de una
Joistec® que es extendida con los ángulos de asiento, los
cuales se extienden desde el extremo de la Joistec ®
extendida hacia el interior de la Joistec ® y mantiene la
altura de apoyo estándar sobre todo el largo de la extensión.
Factor de Carga : Factor al que se le atribuye las
desviaciones de la carga nominal contra la carga actual,
por incertidumbre en el análisis que transforman la carga
a un efecto de carga y para la probabilidad que más de
una carga extrema ocurra simultáneamente.
Factor de Resistencia, : Factor que cuenta para desviaciones
de la resistencia actual con respecto a la resistencia nominal,
desviaciones de la carga actual con respecto a la carga
nominal, incertidumbre en el análisis que transforma la carga
en una carga efectiva y la manera y consecuencias de la falla
(N de T: Usado para el diseño LRFD).
Factor de Seguridad, : Factor que cuenta para desviaciones
de la resistencia actual con respecto a la resistencia nominal,
desviaciones de la carga actual con respecto a la carga
nominal, incertidumbres en el análisis que transforma la
carga en una carga efectiva y la manera y consecuencias
de la falla (N de T: Usado para el diseño ASD).
Fuerza de Diseño *: Factor de resistencia multiplicado por
la fuerza nominal, Rn.
Fuerza de Pandeo: Fuerza nominal para pandeo o estado
limite de inestabilidad.
Garantía de Calidad: Sistema de actividades o controles
implementados de taller o terreno por el dueño o su
representante para asegurar al dueño y otras autoridades
de la construcción que se implementaron los requerimientos
de calidad.
108
Girder: Miembro estructural principal que resiste cargas
con un sistema de alma abierta diseñado como apoyo
simple, normalmente soportando cargas concentradas
igualmente separadas de un sistema de piso o techo,
actuando en los puntos donde se ubican los montantes
del elemento y utilizando acero laminado en caliente.
Inestabilidad: Estado límite que se alcanza durante el
proceso de carga de algún componente estructural, marco
o estructura, en el que cualquier perturbación en las cargas
o geometría produce desplazamientos severos.
Ingeniero Estructural (Profesional Especificador): El
profesional licenciado quien es responsable de sellar el
Contrato de Construcción, que indica que él o ella ha
desarrollado o supervisado el análisis, diseño y ha preparado
la documentación para la estructura, y tiene conocimiento
del sistema estructural de cargas.
Inspector Técnico (ITO): Entidad o persona independiente
contratada para verificar que el montaje de una estructura
está de acuerdo a las especificaciones de los Planos de
Montaje en Terreno, incluyendo los planos de instalación
de las Joistec ® y los planos de instalación de cubierta.
Joistec®: Miembro estructural que resiste cargas con un
sistema de alma abierta que soporta pisos y techos,
utilizando ángulos laminados en caliente y está diseñado
como un miembro de apoyo simple.
Joistec® de Amarre: Una Joistec® que está conectada con
pernos en o cerca a una columna. Cuando la Joistec® está
conectada con pernos a una columna, se puede
referir a esta como una Joistec® de columna.
Joistec® Sustituta: Miembro estructural fabricado para vanos
muy cortos (3 metros o menos) donde la Joistec® de acero
con alma abierta resulta poco práctica. Usualmente se los
usa para vanos cortos en compartimentos desiguales, sobre
corredores o para estabilizadores. Puede ser fabricado de
dos o cuatro ángulos laminados para formar secciones
canalizadas o secciones de caja.
Longitud de Apoyo: Distancia que la silla de anclaje o el
asiento de una Joistec® y Girder se extiende por sobre la
albañilería, soporte de hormigón o acero.
Longitud no Arriostrada: Distancia entre puntos de
arriostramiento de un miembro, medida entre los centros
de gravedad de los miembros arriostrantes.
LRFD: (Diseño por Factores de Carga y Resistencia) :
Método para diseñar componentes estructurales tal que
la resistencia de diseño iguala o excede la resistencia
requerida del componente bajo la acción de una
combinación de cargas definidas en el mismo LRFD. (N
del T: Las combinaciones de carga consideran factores
de mayoración para los distintos estados de carga)
Luz Libre: La distancia libre o apertura entre apoyos de
una Joistec®, es decir, la distancia entre muros o la distancia
entre bordes o alas de las vigas.
Material: Joistec®, Girder y accesorios proporcionados por
el Proveedor.
Montajista: La persona natural o entidad responsable del
montaje seguro y apropiado de materiales, de acuerdo a
los códigos y reglamentos aplicables.
OSHA (Administración de Salud y Seguridad Ocupacional):
Agencia gubernamental de EE.UU. dedicada a salvar vidas,
prevenir lesiones y proteger la salud de los empleados.
Pandeo: Estado límite de algún cambio repentino en la
geometría de una estructura o cualquiera de sus elementos
bajo una condición de carga crítica.
Anexo A.2
109
Pandeo Lateral: Modo de pandeo de un miembro en flexión
involucrando, desvío normal al plano de flexión.
Pandeo Lateral-Torsional: Modo de pandeo de un miembro
en flexión incluyendo deflexión normal al plano de flexión,
simultáneamente con una torsión en el centro de corte de
la sección transversal.
Pandeo Local *: Estado límite de pandeo de un elemento
en compresión dentro de una sección transversal.
Pandeo por Flexión: Modo de pandeo en el que un miembro
en compresión se desvía lateralmente sin torcerse o cambiar
su forma transversal.
Pandeo por Flexo-Torsión: Modo de pandeo en el que un
miembro en compresión se dobla y tuerce simultáneamente
sin cambiar su forma transversal.
Pandeo Torsional: Modo de pandeo en el que un miembro
de compresión se tuerce en su propio eje.
Paquete: La agrupación de Joistec®, Girders, puntales y
cubiertas a ciertos tamaños, pesos, largos. etc., para un
transporte, descarga, almacenamiento y montaje expedito
en terreno.
Persona Calificada: Persona que posee un título, certificado
o posición profesional, o que por su extenso conocimiento,
entrenamiento y experiencia, ha demostrado exitosamente
su habilidad de resolver problemas relacionados al tema,
trabajo o el proyecto.
Persona Competente : Individuo capaz de identificar
peligros existentes y predecibles en sus alrededores o
condiciones de trabajo que sean insalubres o peligrosas
para los empleados y que tiene autorización de tomar
medidas correctivas para eliminarlas.
Pieza de Relleno: Un trozo corto de barra redonda, pletina
o ángulo soldado entre dos ángulos de los miembros de
una cuerda superior o inferior, o los dos ángulos de un
miembro del alma que se sueldan juntos, usualmente
localizados en el punto medio del miembro entre placas
de conexión.
Placa de Soporte: La placa de acero utilizada para una
Joistec® o Girder para apoyarse cuando está soportada por
albañilerías o soportes de hormigón o acero. La placa está
diseñada por un ingeniero estructural para soportar la reacción
de la Joistec ® o Girder hacia la estructura de apoyo.
Placa Estabilizadora: Placa de acero vertical en una columna,
encajada entre los ángulos de la cuerda inferior de una
Joistec® o Girder (ver Reglamento OSHA 1926.757(a)(1)).
Una placa estabilizadora también puede ser proporcionada
cuando la estructura de soporte esta en un muro.
Plan de Montaje en Terreno: OSHA ha definido el Plan de
Montaje en Terreno en §1926.752(e) como uno que deberá
ser desarrollado por una persona calificada y estar
disponible en obra. Este plan es uno donde los empleados
eligen, según condiciones especificas de terreno, desarrollar
métodos alternos que proporcionan protección al empleado
según OSHA §1926.753(c)(5), §1926.757(a)(4) o
§1926.757(e)(4).
Planos de Instalación de Joistec®: Planos preparados que
muestran la interpretación de los requerimientos de los
documentos de construcción para el material que debe
ser suministrado por el proveedor. Estos planos de piso
y/o techumbre están aprobados por el profesional
especificador y el comprador o dueño para estar en
cumplimiento de los requerimientos de diseño. El proveedor
utiliza la información contenida en estos planos para el
diseño final de material. Una marca numeral única se
muestra comúnmente para la instalación individual de las
Joistec®, Girders y sus accesorios, junto a secciones que
110
describen las condiciones de apoyos y empalme mínimo
requerido para que el material sea instalado en terreno en
la ubicación correcta.
Planos Estructurales: Las porciones gráficas o pictóricas
de los Documentos de Construcción que muestran el
diseño (tamaño o tipo de elementos estructurales),
ubicación, y dimensiones de trabajo. Estos documentos
generalmente incluyen plantas, elevaciones, secciones,
detalles, conexiones, todas las cargas, programaciones,
diagramas y notas.
Puntal : En general, un miembro conectado a una Joist
para arriostrarlo ante movimientos laterales (ver también
puntal diagonal y puntal horizontal).
Puntal de Anclaje : La manera en que se une el puntal
de la Joistec® al terminal de apuntalamiento.
Puntal Horizontal: Un ángulo laminado continuo u otra
forma de acero, conectado a la cuerda inferior y superior
de la Joistec®.
Puntales de Montaje : El apuntalamiento diagonal
conectado con pernos que requiere ser instalado antes
de soltar los cables de izaje de las Joistec®.
Puntales Diagonales: Dos ángulos laminados, u otro tipo
de perfil, conectados desde la cuerda superior de una
Joistec® hacia la cuerda inferior de la próxima Joistec®, o
anclaje para formar una “X”. Estos miembros casi siempre
están conectados en su punto de intersección.
Punto de Fluencia: Primer nivel de esfuerzo en un material
en el cual ocurre un incremento en deformación sin un
incremento en esfuerzo como está definido en el ASTM.
Punto Terminal de Apuntalamiento: Un muro, Joistec ®,
Joistec® Tándem (con todos los puntales instalados y un
entramado horizontal en el plano del cordón superior) u
otro elemento en algún punto final o intermedio de una
línea de puntales, que proporciona un punto de anclaje
para el puntal de la Joistec®.
Relleno: Material colocado entre cuerdas y/o almas en
intervalos, para asegurar que la sección transversal sirva
como un miembro construido (también espaciador o listón
si se coloca en el exterior de los cordones o alma). El
material puede ser un trozo pequeño de ángulo, barra
redonda u otro tipo de forma de acero.
Resistencia Admisible *: Resistencia nominal dividida por
el factor de seguridad, Rn/
Resistencia a la Fluencia : Esfuerzo al cual un material
exhibe una desviación límite especificada de la
proporcionalidad de la curva Esfuerzo-Deformación, como
está definido en el ASTM
Resistencia a la Fluencia Esperada: Resistencia a la fluencia
de un miembro sometido a tracción que es igual a la
tensión de fluencia esperada multiplicado por Ag.
Resistencia a la Fluencia Mínima Especificada: Límite
de resistencia a la fluencia más bajo especificado para un
material como se define en el ASTM.
Resistencia a la Tracción Esperada: Resistencia a la tracción
de un miembro que es igual a la resistencia a la tracción
mínima especificada Fu, multiplicada por Rt.
Resistencia de Diseño *: Factor de resistencia multiplicado
por la resistencia nominal, Rn.
Resistencia Disponible * : Resistencia de diseño o
resistencia admisible, cual sea la apropiada
Resistencia Nominal *: Capacidad de una estructura o
Anexo A.2
111
componente (sin el factor de resistencia o factor de
seguridad aplicado) para resistir los efectos de carga, tal
como se determina de acuerdo a las Especificaciones
Estándar SJI.
Resistencia Requerida *: Fuerzas, esfuerzos y deformaciones
producidos en un componente estructural determinado, ya
sea por análisis estructural, por combinaciones de carga
del LRFD o ASD, cual sea el apropiado, o como sea
especificado por las Especificaciones Estándar.
Sistema de Protección Anticaídas : Sistema de protección
que previene una caída del usuario. El sistema está
compuesto de un cinturón de seguridad o arnés de
cuerpo, junto con un anclaje, conectores y otros equipos
necesarios. Los otros componentes normalmente incluyen
un acollador y también pueden incluir una cuerda de vida
y otros dispositivos.
Soldadura de Extremos: Soldaduras a los extremos de un
miembro existente o a un miembro de refuerzo
Soporte: La distancia que la silla de apoyo o el asiento de
una Joistec® y Girder se extiende por sobre la albañilería,
soporte de hormigón o acero.
Tablas para Clavar: Piezas de madera adjuntas a la cuerda
superior de una Joistec® para que la madera contrachapada
u otro piso pueda ser clavada directamente al soporte.
Tensión de Fluencia : La tensión de fluencia o límite de
elasticidad de un material se define como el esfuerzo en
el cual un material comienza a deformarse plásticamente.
Antes de la fluencia del material éste se deforma
elásticamente y volverá a su forma original cuando la
tensión aplicada es retirada. Una vez que el límite de
elasticidad se pasa una fracción de la deformación será
permanente y no reversible.
Tensión de Fluencia Mínima Especificada: Límite menor
de la tensión de fluencia especificada para un material
como se define en ASTM.
Unión: Área donde dos o más extremos, superficies o
bordes se unen. Categorizada por tipo de fijación o
soldadura utilizado y el método de transferencia de fuerza.
Vano: Distancia de eje a eje entre soportes estructurales
de acero tales como vigas, columnas o Girders. Se define
como la luz libre entre los bordes de muros de albañilería
y/o hormigón, más 10 centímetros.
Vendedor: Compañía o persona natural dedicada a la
fabricación y distribución de Joistec®, Girder y accesorios.
Yugo para Izaje: Miembro estructural de acero
especialmente diseñado adjunto al equipo de izaje, que
puede ser utilizado para levantar Joistec ®, puntales o
paquetes de cubierta en dos extremos.
112
Anexo A.3
113
Objetivo de los Ensayos:
Estos ensayos se realizaron para verificar que un conjunto
de Joistec ®, representativas de las que se emplean
habitualmente como estructuras de pisos y techumbres,
cumplan con las propiedades mecánicas calculadas según
las bases de este Manual.
Para esto se realizaron ensayos de carga y deformación,
que determinan la servicialidad de las Joistec® y dan cuenta
del tipo de fallas que podemos esperar frente a estos
estados de carga llevados al extremo, previos al colapso.
También se determinó probar en qué medida la operación
de crimpeado de los ángulos del alma podría afectar las
propiedades resistentes del perfil y de las Joistec® en su
conjunto.
Descripción de los Ensayos
Para cada ensayo y para estudiar estos fenómenos, se
instalaron 2 Joistec® paralelas, las cuales fueron arriostradas
entre si y confinadas para que sólo se desplazaran en forma
vertical, evitando así el pandeo lateral de estas. Luego se
aplicaron cargas discretas, materializadas en cubos de
hormigón de 20 cm de arista, uniformemente distribuidos
sobre una plataforma de madera encargada de transmitir
las cargas a las probetas. Las probetas se fabricaron con
ángulos laminados en caliente Gerdau AZA, en acero Grado
A270ES, según NCh203 Of.2006.
En cada ensayo se verificaron tres estados: Uno donde
la sobrecarga de diseño de las tablas de carga, produce
una deformación en la Joistec ® hasta la condición de
DenominaciónLuz de Carga teórica Carga teórica Carga teórica
Joistec®Ensayo para L/360 para L/240 de Colapso*
(cm) (kgf/m) (kgf/m) (kgf/m)
50K3 1200 100 150 352,73
75K7 1800 107 160,5 364,25
Tabla A.3.1
Estado de Carga Teóricos
(*) Carga determinada hasta la fluencia del acero, sin considerar factores de seguridad de diseño
Figura A.3.1: Joistec® cargada con cubos de hormigón
Anexo A.3
ENSAYOS DE VERIFICACIÓN DEL DISEÑO ESTRUCTURAL SISTEMA CONSTRUCTIVO JOISTEC® DE GERDAU AZA
114
L/360, y se midió la deformación efectiva para compararla
con la teórica, lo mismo se hizo con la condición L/240 y
un último estado de carga hasta el colapso de la Joistec®.
Antes de iniciar los ensayos se procedió a determinar la
carga real de colapso, la cual se determinó teóricamente
eliminando todos los factores de seguridad del diseño.
Esta carga de diseño real obtenida se asume como carga
teórica de colapso. Con este valor se diseña el
procedimiento de carga para el ensayo. Este procedimiento
se repitió para las Joistec® de 12 y 18 m (ver tabla A.3.1).
Dada la alta carga a aplicar sobre las Joistec®, se diseñaron
caballetes lo suficientemente resistentes para tomar el
peso de las Joistec ® y la carga aplicada. Además se
diseñaron unos soportes que permitieran dar arriostramiento
lateral a las Joistec ®, los cuales simulan la continuidad
lateral del sistema.
Después del montaje de la probeta se instalaron y calibraron
los transductores electrónicos, los cuales son los
encargados de registrar las deformaciones de los puntos
de interés. En este caso se definió que los puntos a medir
de las Joistec ® fueran L/4 y L/2, además se instalaron
transductores en los apoyos para verificar que no se
produjeran asentamientos de estos.
Posteriormente se armó la plataforma encargada de
distribuir la carga hacia las Joistec® y así se comenzó con
el proceso de carga.
Previo al ensayo se determinó que los puntos críticos a
registrar se concentran en 2 zonas (ver figura A.3.2).
Se tuvo especial cuidado con las zonas de posible falla
de la Joistec®, es por ello que a medida que se aumentaba
la carga, personal de DICTUC y GERDAU AZA ins-
peccionaba estas zonas de la Joistec® buscando donde
DenominaciónLuz de Carga Distribuida Carga Distribuida Diferencia
JoistecEnsayo Teórica a Aplicar Efectiva Aplicada Porcentual
por cada Joistec® (CDT) por cada Joistec® (CDE)* (CDE/CDT)*
(cm) (kgf/m) (kgf/m)* (%)
50K3 1200 366,47 457,07 24,7
75K7 1800 417,04 487,90 17,0
Tabla A.3.2
Cargas de Colapso Teóricas v/s Reales
Figura A.3.2: Zonas Críticas de una Joistec®
* Valores promedio
Anexo A.3
115
se estuviese iniciando la falla y así estar preparados al
momento del colapso.
Análisis de los Resultados Obtenidos de los Ensayos.
Las cargas de colapso aplicadas son del orden de 30%
mayores a las esperadas teóricamente (ver tabla A.3.2).
• En todos los casos la falla es muy dúctil, obteniéndose
una deformación excesiva previa al colapso, del orden de
L/75. No se observaron fallas de soldaduras de los
elementos del alma ni en cuerdas que alteraran los ensayos.
• Las deformaciones reales obtenidas son menores a las
esperadas teóricamente. No existe una tendencia clara,
sin embargo en todos los casos se deformó al menos un
14% menor a lo esperado (ver tabla A.3.3).
Conclusiones:
La experiencia realizada permitió concluir:
• Las Joistec® tienen un excelente comportamiento ante
altos estados de carga.
• Las Joistec® son capaces de resistir cargas elevadas
con respecto a la carga de diseño. El Factor de Seguridad
al colapso es superior a 2.
• Las Joistec® presentan un excelente desempeño de las
Tabla A.3.3
Deformaciones Teóricas v/s Reales
Diferencia entre Diferencia
Deformación Deformación Deformación Porcentual
Vertical Vertical Medida y entre
Denominación Luz de Ciclo de Condición de Teórica Neta Deformación Deformación
Joistec® Ensayo Carga Carga en L/2 medida en L/2* Teórica Medida y
Deformación
Teórica
[cm] [mm] [mm] [mm] [%]
Ciclo 1 L/360 33,33 27,08 -6,25 -18,9
50K3 1200 Ciclo 2 L/240 50,00 43,68 -6,32 -12,64
Ciclo 3 Colapso No Calculada 169,94 -- --
Ciclo 1 L/360 50,00 42,75 -7,25 -14,5
75K7 1800 Ciclo 2 L/240 75,00 61,38 -13,62 -18,16
Ciclo 3 Colapso No Calculada 255,82 -- --
* Valor promedio
116
soldaduras, tanto en los elementos del alma como el
empalme de las cuerdas.
• La deformación plástica en los ángulos producida por
el crimpeado no afecta a la resistencia del perfil.
• El sistema de puntales laterales es eficiente y no mostró
indicios de falla en ninguna de las pruebas realizadas.
• Los resultados obtenidos de los ensayos concuerdan
con los previstos por los cálculos teóricos del Sistema
JOISTEC®, y por tanto validan las consideraciones teóricas
usadas en el desarrollo de este manual.
Dos exhaustivos informes emitidos por el laboratorio que
ensayó las probetas describen el procedimiento utilizado
y los resultados obtenidos de este ensayo.
• El informe N° 1026132 muestra los resultados de las
Joistec® de 18 m.
• El informe N° 1026131 muestra los resultados de las
Joistec® de 12 m.
Estos documentos se encuentran disponibles para consulta
en el Departamento Técnico Joistec ® de Gerdau AZA.
Reproducción de los Informes, con la autorización de DICTUC
Anexo A.4
117
Una vez completada la carga, esta debe estibarse bien,
mediante cadenas o eslingas adecuadas, para evitar
deslizamientos y caída de la carga.
Es conveniente enviar con anticipación al montajista, al
ITO y a quien se defina, una copia con el listado de
materiales que serán enviados a obra, con el objetivo de
dar tiempo suficiente al montajista para determinar donde
se almacenarán dichos productos.
A la llegada a la obra, el material debe ser revisado antes
de descargar el camión y cualquier anomalía debe ser
informada al ITO, quien se comunicará con el fabricante
y en caso de ser necesario con el Ingeniero Estructural.
Se debe inspeccionar lo siguiente:
• Inspección de la carga para indicaciones de posible
inestabilidad como producto cambiado o bandas
quebradas.
• Inspección de los productos para identificar si existe
daño físico.
• Verificación de ítems que se envían en comparación
con el conteo de piezas y la descripción de la guía de
despacho.
Antes de soltar las cadenas o eslingas del camión, el receptor
debe revisar que los zunchos de los paquetes se encuentren
sin daños, para evitar caídas inesperadas del material.
La descarga debe hacerse desde el nivel más alto hasta
el más bajo, de tal forma que no se pierda la estabilidad
Anexo A.4
RECOMENDACIONES PARA EL TRANSPORTE Y MONTAJE
Estabilidad en el Transporte y Montaje de Productos
JOISTEC®
Una vez seleccionados el fabricante, el montajista y el
constructor, deben reunirse con el ITO y el ingeniero
estructural, en una primera reunión, denominada reunión
de planificación de Montaje, donde estos pueden resolver
dudas, proponer esquemas de trabajo, planificar despachos
de elementos a obra, definir plazos de montaje, definir
sectores de acopio de material, entre otros. Es conveniente
que en esta primera reunión estén presentes todas las
especialidades y así evitar interferencias entre ellas.
Debido a la gran esbeltez individual de este tipo de
productos, se debe tener especial cuidado en las etapas
de transporte y montaje.
Transporte productos Sistema Constructivo JOISTEC®
Una vez fabricados los productos JOISTEC®, estos deben
ser empaquetados y almacenados con la cuerda superior
hacia abajo, de modo de dar mayor estabilidad al sistema
y bajar el centro de gravedad de la carga, haciendo más
fácil y seguro el transporte.
El empaquetado debe hacerse con zunchos metálicos,
los cuales pueden ser materializados con bandas metálicas
o alambres adecuados.
Los paquetes deben ser cargados en el camión en forma
vertical y de forma que ocupen toda la plataforma. Estas
se pueden cargar en distintos niveles, para lo cual se
recomienda separar los niveles con cuartones de madera.
118
de la carga, además se debe evitar izajes desbalanceados,
la idea es que los puntos de izaje sean simétricos y nunca
levantar los paquetes desde los zunchos que lo amarran.
Una forma de evitar cargas desbalanceadas es considerar
puntos de izaje a los tercios de la viga. La grúa debe
levantar lentamente la carga para verificar que esté
balanceada, sino debe rectificar los puntos de izaje.
Se recomienda que los cables de izaje aseguren el nivel
superior de los paquetes del producto JOISTEC ® antes
de soltar las eslingas, para luego re posicionar las amarras
a la capa siguiente y antes de descargar el nivel superior.
Este procedimiento se repite hasta completar la descarga
del camión.
Las Joistec® deben almacenarse de la misma forma como
son transportados, es decir, en posición vertical con el
cuerda superior hacia abajo. Si hay Joistec ® que fueron
transportadas horizontalmente, estas deben mantener su
posición al almacenarlas en terreno. Bajo las Joistec® se
debe colocar unos cuartones de madera para recibir las
vigas. La finalidad de los cuartones es separar las Joistec®
de un contacto directo con el suelo. Estos cuartones
también se deben utilizar para separar los distintos niveles
de almacenamiento, teniendo cuidado de colocar los
cuartones en los nudos, para evitar ejercer una carga que
produzca flexión en alguna cuerda. Se recomienda no
acopiar más de 3 o 4 niveles de Joistec ®, dependiendo
de la altura de cada elemento y cuidando mantener la
estabilidad del material acopiado.
Para ayudar a la identificación y montaje, se recomienda
orientar las etiquetas hacia el mismo lado e indicar en
los planos de montaje la posición de la etiqueta, esto
evita que las Joistec® se monten en forma errada debido
a que ambos lados son muy similares.
Montaje de productos JOISTEC®.
Antes de comenzar con el izaje de elementos JOISTEC®,
es necesario definir cuáles son los elementos principales
y los ejes principales, para iniciar las faenas con el montaje
de estos. Una vez montadas las columnas, lo primero
que se debe montar son las Girder, las cuales reciben a
las Joistec® de piso o techumbre, luego las Joistec® de
columna, las cuales son encargadas de arriostrar las
columnas en sentido perpendicular a las Girder. Una vez
formados los cuadrantes estructurales con Girder y
Joistec® de columna, se procede a montar el resto de
las Joistec® que forman la cubierta.
Para mantener la estabilidad de los elementos JOISTEC®
en la etapa de montaje, se recomienda seguir las siguientes
recomendaciones:
1. Cuando sea necesario que un montajista se suba a un
elemento del Sistema Constructivo JOISTEC® antes de
apuntalarse, debe tomarse las medidas necesarias para
evitar una pérdida de estabilidad del elemento producto
del peso del montajista. Es por ello que se recomienda
que todas las faenas de montaje y transporte estén
documentadas en un procedimiento y visados por un
Experto en Prevención de Riesgos responsable, para
ello, existen procedimientos estudiados y aprobados
por el Steel Joist Institute que se encuentran en las
OSHA, en el capítulo Steel Erection Standard §1926.757,
Open Web Steel Joist.
Es por eso que antes de permitir que cualquier persona
se suba a un Joistec®, se debe asegurar que para una
Joistec® de columna (Joistec® entre columnas, que
forma un cuadrante) ambos extremos estén fijos en
sus apoyos. Para todas las otras Joistec®, deben estar
ubicados en su posición final y se deben tener como
Anexo A.4
119
mínimo uno de los extremos fijos a ambos lados de
la silla de apoyo.
2.Cuando se utilicen sillas de apoyo conectadas con
pernos, como mínimo los pernos deben estar instalados
y apretados. Para verificar este proceso se recomienda
un apriete tal que ambas superficies a unir mediante
pernos estén en contacto firme. Esto se puede lograr
con una llave de torque o dándole unos cuantos golpes
a la llave de apriete normal.
Algunos montajistas utilizan unos tablones que se
apoyan en la cuerda inferior para darle soporte a los
colaboradores encargados de la instalación de los
puntales, ya sean horizontales o diagonales.
3.En Joistec® que no requieren puntales de montaje
(puntales diagonales) según las tablas de carga, sólo
se permite que un trabajador se suba a la Joistec ®
antes de que todos los puntales horizontales estén
instalados y anclados.
4.En el caso de Joistec® que requieren puntales de montaje
en el centro del vano, los cables de izaje de la Joistec®
no deben ser soltados hasta que el puntal diagonal no
se encuentre debidamente instalado y apernado, a menos
que algún método alternativo asegure la estabilidad del
elemento durante el procedimiento de instalación de
Puntales. Lo mismo ocurre con las Joistec® que requieren
puntales de montaje a L/3, no se deben soltar los cables
de izaje hasta que no se hayan instalado correctamente
los puntales diagonales.
No más de un colaborador se permite sobre este tipo
de joist hasta que se instalen todos los puntales
horizontales restantes.
5.Cuando por condiciones de obra no se puedan instalar
todos los puntales permanentes, en especial en los
puntos terminales, se debe instalar puntales temporales
para proveer estabilidad.
6.Después que la Joistec® tenga todos los puntales
debidamente instalados, anclados y que se encuentre
aplomada y alineada, se debe fijar definitivamente a
la estructura de apoyo.
Algunos montajistas pueden elegir armar un “árbol de
navidad”, que consistente en izar una serie de Joistec ®
individuales a distintos niveles. Cuando este tipo de montaje
de Joistec® se implementa, una persona calificada deberá
realizar el aparejo de la Joistec ® y siempre deben ser
usadas técnicas que prioricen la seguridad de las personas.
Este método no debe ser usado para elevar varios paquetes
de Joistec®.
En otros casos se puede optar por el montaje panelizado,
para ello se deben dejar instalados todos los puntales ya
sean diagonales y horizontales antes de comenzar con
el izaje del panel.
También se puede realizar el montaje de Joistec ® en
pares, instalando previamente los puntales diagonales o
instalarlas de a una y dejando fijo los puntales diagonales
para así fijarlos a la Joistec® contigua.
Luz de la Joistec® Apuntalamiento Diagonal
12 a 18 m 1 línea en el centro
18 a 30 m 2 Líneas a L/3 de los extremos
sobre 30 m Todas las líneas
Tabla A.4.1
Requerimiento de Apuntalamiento de Montaje
120
Al elegir cualquiera de los sistemas antes mencionados,
se debe tener la precaución de dejar instalados todos
los puntales y en especial los puntales terminales. Estos
puntales terminales son los que le entregan al sistema
un apuntalamiento lateral efectivo, ya que los puntos
terminales son puntos duros en la estructura.
Descenso y Posicionamiento de Cargas
Las primeras cargas que se aplican a una estructura son
las de construcción. Para este tipo de edificaciones
consiste en paquetes de Puntales (Bridging) horizontales,
paneles de cubierta, circulación de obreros, entre otros.
Antes de aplicar cualquier carga de construcción sobre
las Joistec®, estas deben estar fijadas, ya que pueden
perder su estabilidad si no están apuntaladas.
Las cargas deben ser aplicadas de tal forma que no
superen la capacidad resistente del elemento cargado,
para ello se recomienda apoyar las cargas en a lo menos
3 Joistec®. En caso de posicionar Joistec® sobre vigas
de acero o sobre Girders se recomienda que estas se
ubiquen en el centro de la luz, y desde ahí distribuir hacia
los extremos. En cambio, para los puntales laterales
horizontales, estos deben posicionarse a no más de 30
cm del apoyo de la Joistec ® y cada paquete no debe
pesar más de 445 kg.
NO HAGA LO SIGUIENTE:
1.No tire o empuje las Joistec ® desde el camión
distribuidor, ni los deje caer de cualquier manera.
2. No levante paquetes de Joistec ® por sus correas
metálicas o zunchos.
3. No una cables, cadenas o ganchos a los miembros
del alma de las Joistec®.
4. No almacene las Joistec® de costado.
5. No posicione cargas de construcción en Joistec ®
no apuntaladas.
6. No produzca daños a las Joistec ® al momento de
soldar en terreno.
7. No corte una pierna de puntal en la zona de transición
vertical; Suelde piezas separadas de puntal en la
intersección (ponga perfiles L espalda con espalda y
suelde o conecte con pernos la zona de intersección).
8. No use soldadura por puntos (pinchazos) para
asegurar el apuntalamiento de la cuerda inferior.
9. No socave el material al soldar el apuntalamiento de
cuerdas inferiores.
10. No sobrecargue las Joistec®.
11. No posicione las Joistec® entre los puntos del panel
en las Girders, a no ser que se muestre específicamente
lo contrario en los Planos de Instalación de Joistec®.
12. No repare o altere las Joistec® sin la aprobación del
Ingeniero Estructural y/o el Fabricante de Joistec®.
Anexo A.4
121
Detalles de Apuntalamiento
Nota: no soldar el puntal a miembros del alma. No colgar
elementos mecánicos, eléctricos u otros al puntal.
Notas:
a) Se deben usar unidades de apuntalamiento horizontal
en el espacio adyacente al muro, para permitir la deflección
apropiada de la Joistec® cercana al muro.
b) Para el tamaño adecuado del perno, refiérase a la
tabla de puntales (Bridging). La configuración del clip de
apuntalamiento puede variar a lo mostrado.
Figura A.4.1: Puntales Horizontales (Bridging)
Figura A.4.2: Puntales Diagonales Soldados (Bridging)
Todas las conexiones soldadas en terreno
Figura A.4.3: Puntales Diagonales conectados con pernos (Bridging)
Pernos de expansión
Anclaje depuntales
Perno (tip.)
Soldado en terreno
Soldadura
Pernos de expansión
Soldadura
Anclaje depuntales
Puntalhorizontal
122
Exigencias de Seguridad
a) Equipos de Protección Personal
El Contratista debe proporcionar a cada trabajador que
deba efectuar obras o actividades, todos los elementos
de protección personal adecuados a los peligros a que
se expone el trabajador.
Los siguientes elementos de protección personal se
consideran como estándar mínimo:
• Casco de seguridad clase “A”, tipo copa. Certificado de
acuerdo a la Norma Chilena Nº 461 Of.77.
• Protección auditiva: fonos adheridos al casco o tapón,
fonos adosados al casco y certificado de acuerdo a la NCh
Nº 1331/1 y Nº 1331/2 Of.98, tapón, dispositivo para
insertar en canal auditivo, expansible y desechable con
atenuación del nivel de presión sonora superior a 20 dBA.
Figura A.4.4: Puntal Horizontal (Bridging)
• Protección visual: anteojos de seguridad, certificado de
acuerdo a la Norma Chilena Nº 1301 y 1302 Of.77, Con
protección lateral y de vidrios planos templados o
policarbonato claro, resistente a los impactos.
• Protección a los pies: botín/bota Certificado de acuerdo
a la Normas Chilenas Nº 721 Of.97; 772/1 Of.93; 772/2
Of.92, Botín cubre pie, tobillo y parcialmente la pierna,
con puntera de acero y plantilla metálica, Bota caña corta
o larga, cubre pie, tobillo y canilla, fabricada en goma,
caucho natural o PVC, con puntera y plantilla de acero.
• Protección a las manos: guantes de seguridad de cuero
o cabritilla, definición según NCh Nº 502 Of.70. Los
guantes de cuero deben cumplir especificaciones de
NCh1251/1 Of.96.
• Buzo/Overol 100% algodón o retardante a la llama con
logotipo de la empresa.
50 mm
(TIP.
3 (TIP.
(TIP.
Puntal (Bridging) horizontalempalme en terreno de traslapo mínimo 50 mm
en todos los casos
50 mm3
3
Anexo A.4
123
• Cuerdas de vida construidas por cables de acero de
1/2 pulgada de diámetro y distancia máxima de 15 metros
entre extremos, afianzadas con tres prensas Crosby por
cada extremo.
• Cola y arnés y de seguridad para trabajos en altura sobre
1,80 m, certificados de acuerdo a NCh.
Además, se debe considerar el uso de elementos
protección personal nuevos adecuados para la zona y
época en que se ejecutarán los trabajos. De igual manera
se deberá acreditar su calidad por medio de la certificación
de algún organismo nacional autorizado para este efecto,
cumpliendo con lo estipulado en el D.S. Nº 18 sobre la
certificación de calidad de los elementos de protección
personal contra riesgos ocupacionales.
b) Obligaciones del Montajista
Será obligación del montajista:
• Recibir en obra las estructuras y verificar el estado en
que es entregada, dejando constancia en el Libro de
Obra de cualquier daño o falta de material respecto de
la Guía de Despacho.
• Disponer de las herramientas y elementos necesarios
para ejecutar el trabajo como faena segura.
• Verificar la ubicación y nivel de los pernos de anclaje.
Cualquier discrepancia que se detecte con la información
de planos deberá ser informada a la ITO, quien definirá
el plan de acción a seguir.
• Proveer de todo el arriostramiento temporal que sea
requerido en la etapa de montaje. Esto incluye tamaño,
tipo, ubicación y cantidad.
• Mantener el arriostramiento temporal hasta que se
concluya totalmente el montaje de la estructura.
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