Para consultas sobre nuestros productos y servicios: Joistec@gerdau.com

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4 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 Otros documentos técnicos de Gerdau AZA disponibles para los usuarios interesados son: Manual de Cálculo de Hormigón Armado 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: Joistec@gerdau.com

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6 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.

7 Vista aérea Planta Colina Gerdau AZA Vista aérea Planta Renca Gerdau AZA 6

8 Manual de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC Presentación 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 est os 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. 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

9 Índice Capítulo 1 Información General Introducción Denominación del Producto Joistec Denominación de las Joistec Denominación de las Girders Fabricación de los Ángulos Laminados Estructurales Gerdau AZA Fabricación del acero Colado del acero Laminación en caliente Control de calidad y certificación Características y propiedades Serie de los Ángulos Embalaje de los productos 21 Capítulo 2 Bases Teóricas Definiciones Componentes de una Joistec Conexión Crimped Girders Puntales (Bridging) Series Sistema Constructivo JOISTEC 29 Capítulo 3 Diseño de Joistec y Girders Tensiones Tracción Compresión Flexión Soldadura Esbelteces Máximas Elementos que componen una Joistec Cuerdas Alma Puntales (Bridging) Conexiones Contraflecha Diseño de la Joistec Serie LH Diseño de las Girders 43 8

10 Manual de Diseño Sistema Constructivo JOISTEC Capítulo 4 Deformaciones Deformaciones en Joistec Deformación en Girders 47 Capítulo 5 Tablas de Cargas Consideraciones para el uso de las tablas Tabla de Carga Joistec Método ASD Tabla de Carga Joistec Método LRFD Tabla de Carga y Pesos Girders Método ASD Tabla de Carga y Pesos Girders Método LRFD 56 Capítulo 6 Ejemplos Ejemplo de Joistec Simplemente Apoyada (ASD) Ejemplo de Joistec Simplemente Apoyada (LRFD) Ejemplo de Girder Simplemente Apoyada (ASD) Ejemplo General 63 Capítulo 7 Casos Especiales de Diseño Joistec con Pendiente Girder con Pendiente Joistec como Puntales de Cubierta Marcos Rígidos Joistec con Succión de Viento Vibraciones Recomendaciones de Estructuración del Sistema Constructivo JOISTEC Estructuración para Sistemas de Piso Estructuración Eficiente 85 Capítulo 8 Librería de Detalles 87 Anexos 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 9

11 10 Productos y procesos de calidad reconocida y certificada

12 Capítulo 1 Información General 1.1 Introducción 1.2 Denominación del Producto Joistec Denominación de las Joistec Denominación de las Girders 1.3 Fabricación de los Ángulos Estructurales Gerdau AZA Fabricación del acero Colado del acero Laminación en caliente Control de calidad y certificación Características y propiedades Serie de los Ángulos

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14 Capítulo 1: Información General 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 13

15 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. 1.2 DENOMINACIÓN DEL PRODUCTO JOISTEC Denominación de las Joistec 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. 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. 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). 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/cm 2 (Acero Grado A270ES). La capacidad de carga de las Joistec de la serie K ha sido verificada por Gerdau AZA con ensayos de carga 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 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. 14

16 Capítulo 1: Información General 1.3 FABRICACIÓN DE LOS ÁNGULOS LAMINADOS ESTRUCTURALES GERDAU AZA 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 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 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. Figura 1.3.1: Palanquillas de 130 x 130 mm de sección El acero líquido que se encuentra en la cuchara de colada, 15

17 Luego de esto, las palanquillas son inspeccionadas visualmente 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 Laminación en caliente 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. 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 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. Figura 1.3.3: Sala de Laminación, Planta Renca 16

18 Capítulo 1: Información General 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 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. 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 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 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. 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. 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 Figura : Laboratorio Ensayos Mecánicos de IDIEM, en Gerdau AZA 17

19 Figura : Informe de Ensayos Mecánicos IDIEM 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 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. 18

20 Capítulo 1: Información General 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. H e Todas las tolerancias dimensionales adoptadas en la fabricación de los ángulos laminados estructurales, fabricados por Gerdau AZA, cumplen con holgura lo establecido en la norma chilena NCh697 Of.74, lo que se indica en la tabla B Las propiedades mecánicas, la composición química y los requisitos de soldabilidad del acero de los ángulos estructurales de 80x80 y menores, cumple con lo indicado en la Norma Chilena NCh203 Of Figura 1.3.5: Identificación y dimensiones Tabla 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 B Tolerancias Admisibles en el espesor del acero en las alas En el ancho Diferencia mm del ala H ó B entre alas mm mm mm 20 x x 25 ± 0,50 ± 0,50 ± 1,20 ± 2,40 30 x 30 ± 0,75 40 x 40 ± 1,80 ± 3,60 ± 0,60 ± 0,75 50 x x 65 ± 1,10 80 x 80 ± 1,10 ± 1,40 ± 2,30 ± 4, x 100 ± 1,30 ± 1,60 ± 2,80 ± 5,60 19

21 (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%. 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 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 Tabla Dimensiones, Pesos y Secciones Normales de los Ángulos Laminados en Caliente Gerdau AZA Dimensiones H x B x e Masa Sección mm kg/m cm 2 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 20

22 Capítulo 1: Información General Embalaje de los productos Gerdau AZA embala todas sus barras rectas en paquetes de y 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. Descripción del producto Peso del paquete Número de colada Sello indica que los sistemas de gestión están certificados de acuerdo a Normas ISO 9001, ISO y OHSAS Fecha y hora de fabricación Figura 1.3.7: Etiqueta de identificación Ángulos Laminados en caliente Gerdau AZA 21

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24 Capítulo 2 Bases Teóricas 2.1 Definiciones 2.2 Componentes de una Joistec 2.3 Conexión Crimped 2.4 Girders 2.5 Puntales (Bridging) 2.6 Series Sistema Constructivo JOISTEC

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26 Capítulo 2: Bases Teóricas Capítulo 2 Bases Teóricas 2.1 DEFINICIONES 2.2 COMPONENTES DE UNA JOISTEC El Sistema Constructivo JOISTEC se compone de tres elementos, Joistec, Girders y puntales o Bridging. Una Joistec se compone principalmente de los siguientes elementos: 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 La figura muestra una Joistec estándar y la figura una serie de Joistec instaladas simplemente apoyadas sobre una Girder. 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 2.1.1: Joistec estándar Figura 2.1.2: Joistec en una estructura de cubierta 25

27 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. Ht = 6 cm Apoyo Cuerda superior Elemento diagonal (del alma) 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. Altura Muro de soporte viga o columna Cuerda inferior 25 mm Figura 2.2.1: Componentes de una Joistec 2 5 mm Cuerda superior (2l) Elemento diagonal (del Alma) Diagonal Altura Figura 2.3: Conexión Crimped Viga de acero o Girder Cuerda inferior (2l) Figura 2.2.2: Componentes de una Joistec 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, 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. 26

28 Capítulo 2: Bases Teóricas JOISTEC DE TECHUMBRE GIRDER PUNTALES HORIZONTALES LAMINA DE CUBIERTA LOSA DE ENTREPISO CARGA UNIFORME GIRDER JOISTEC DE ENTREPISO CARGA CENTRADA Figura 2.4.1: Ejemplo Sistema JOISTEC Figura 2.4.2: Girder con cargas puntuales debido a la presencia de las Joistec 27

29 Su función principal es apoyar las Joistec y transmitir dicha carga a las columnas en sus extremos. tipos: puntal horizontal y puntal diagonal, tal como se muestra en las figuras 2.5.1a y 2.5.1b. 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 a) Puntal Horizontal El puntal Horizontal consiste en ángulos laminados en caliente Gerdau AZA que unen las Joistec en forma l horizontal para estabilizarlas. La esbeltez, del puntal, r 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. 2.5 PUNTALES (BRIDGING) b) Puntal Diagonal Los puntales corresponden a los arriostramientos laterales que estabilizan las Joistec, se forman usando perfiles ángulos laminados en caliente Gerdau AZA y existen dos El puntal diagonal consiste en ángulos laminados en caliente Gerdau AZA que unen las Joistec diagonalmente l para estabilizarlas, y cumplen con una esbeltez r no Puntal horizontal Puntal diagonal Joistec Joistec Figura 2.5.1a: Puntal horizontal Figura 2.5.1b: Puntal diagonal (Tip) (Tip) Puntal Horizontal Puntal Diagonal Figura 2.5.3: Puntal Horizontal soldado a las cuerdas de las Joistec y puntal diagonal conectado con pernos 28

30 Capítulo 2: Bases Teóricas 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. 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 a kgf como carga puntual. - Sus alturas van de a mm. Notas: Para luces o cargas distintas a las indicadas anteriormente (Joistec y Girders), consultar al Departamento Técnico JOISTEC de Gerdau AZA. 2.6 SERIES SISTEMA CONSTRUCTIVO JOISTEC Para luces intermedias utilizar la Joistec de la tabla de carga con la luz inmediatamente mayor a la buscada. 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 mm. 29

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36 Panel extremo Cuerda superior l s Cuerda inferior l

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42 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

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78 Capítulo 7 Casos Especiales de Diseño 7.1 Joistec con Pendiente 7.2 Girder con Pendiente 7.3 Joistec como Puntales de Cubierta 7.4 Marcos Rígidos 7.5 Joistec con Succión de Viento 7.6 Vibraciones 7.7 Recomendaciones de Estructuración del Sistema Constructivo JOISTEC 7.8 Estructuración para Sistemas de Piso 7.9 Estructuración Eficiente

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80 Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño Capítulo 7 Casos Especiales de Diseño 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 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: Figura 7.1: Joistec con pendiente 79

81 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 (joistec@gerdau.com). 7.3 JOISTEC COMO PUNTALES DE CUBIERTA 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. 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 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: Q 1 = D + W Q 2 = D + E Q 3 = D + 0,75L + 0,75W Q 4 = D + 0,75L + E Q 5 = 0,6D + W F F Figura 7.2: Joistec utilizada como puntal de cubierta 80

82 Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño 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 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. 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. 7.5 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 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 81

83 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). 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. 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. 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. 82

84 Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño 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 armado 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 a 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. 83

85 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 3d conector Mínimo 3d conector Mínimo 4d conector d conector Hormigón Conector Cubierta metálica Espesor de losa d conector Cuerda superior Joistec Figura 7.3: Recomendaciones para la ubicación de los pernos conectores tipo Stud en sistemas de piso compuestos 84

86 Capítulo 7: Casos Especiales de Diseño 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 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). 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. Hay que evitar realizar refuerzos en elementos ya fabricados, 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. 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. Girder Joistec 1,5 L El diseñador deberá armar la estructura del edificio pensando en la optimización global del costo directo, y para ello entregamos algunas ideas para orientarlo: Girder L Figura 7.4: Modulación Recomendada 85