Estructura metálica de Soporte

Estructura metálica de Soporte 2

2.1. Generalidades Los componentes de la estructura metálica que conforman el SCLS son los encargados de soportar y transmitir todas las cargas, vivas, muertas y demás ejercidas sobre la edificación. Esta transferencia, a diferencia de los sistemas convencionales, se logra por medio de una repartición de cargas más eficiente, es decir, en lugar de utilizar uno o más elementos verticales, de gran tamaño y volumen, se emplea un número mayor pero de menores dimensiones y poco peso, a distancias más cortas. Adicionalmente, los elementos con dichas características facilitan el manejo e instalación del sistema. Para que los parales puedan repartir correctamente las cargas es necesario que la distancia de separación entre ellos sea pequeña, para lo cual debe considerarse la magnitud de los esfuerzos recibidos y el tamaño de las placas. De acuerdo con los estándares norteamericanos, las distancias establecidas son: 305 mm (12 ), 407 mm (16 ), 610 mm (24 ). Es importante anotar que tanto la elección como la disposición de los perfiles y las conexiones deben estar sujetas a una fase de diseño y cálculo estructural acometida por un profesional idóneo. 2.2. Componentes constitutivos de la estructura Cada componente de la estructura metálica cumple una función específica dentro del sistema. Generalmente esta estructura la constituyen canales, parales, vigas, canales omega, ángulos de unión, sujeciones laterales y tornillería. Al conjunto de los componentes que conforman el esqueleto estructural se lo denomina ENTRAMADO. Figura 2.1. Reparto de cargas Los componentes verticales, llamados PARALES, y los horizontales, conocidos como CANALES, permiten que el SCLS distribuya las cargas de forma masiva y homogénea, y le otorgan la resistencia necesaria para soportar su propio peso y las fuerzas que circulan en la edificación. Figura 2.2. Entramado de muro 17

2. 2. 1. Fabricación, requerimientos y nomenclatura de los perfiles Los perfiles se fabrican en lámina de acero galvanizado, mediante el proceso de rolado en frío. Este material metálico ofrece alta resistencia estructural y estabilidad física y química a agentes corrosivos, además de ser incombustible F.4.8.2.2 Espesor del acero base Los perfiles estructurales y no estructurales se deben formar en frío a partir de láminas de acero con el espesor mínimo indicado en la siguiente tabla: Espesor del diseño Tabla 2.1. Espesores estándar Espesor mínimo del acero base mm pulgadas mm pulgadas 0,478 0,0188 0,455 0,0179 0,719 0,0283 0,683 0,0269 0,792 0,0312 0,752 0,0296 0,879 0,0346 0,836 0,0329 1,146 0,0451 1,087 0,0428 1,438 0,0566 1,367 0,0538 1,811 0,0713 1,720 0,0677 2,583 0,1017 2,454 0,0966 3,155 0,1242 2,997 0,1180 Manual de Construcción Liviana en seco Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.2-1 Estructura metálica de soporte 18 Figura 2.3. Roladora de bobina Las normas de construcción procuran establecer estándares dimensionales de los componentes, así como de sus características de resistencia y estabilidad. Estos estándares promueven el desarrollo industrializado del sistema, al tiempo que posibilitan la predicción de los comportamientos ante demandas externas. Dicha predicción es posible gracias a las formulaciones físico matemáticas que se inscriben en el corpus de la norma. Los estándares llevan a desestimular las decisiones empíricas y las ejecuciones artesanales en el proceso de diseño y construcción, que van en detrimento de la calidad y estabilidad de la obra terminada. En Colombia existen: la Norma Técnica Colombiana (NTC) y la Norma Sismo Resistente de 2010 (NSR-10), que cubren muchos de los aspectos del Sistema de Construcción Liviana en Seco. Desde su entrada en vigencia, el 15 de diciembre de 2010, la NSR-10 es de cumplimiento obligatorio en todo el territorio nacional. Ésta define los siguientes requerimientos para los perfiles: F.4.8.2.3 Protección contra corrosión Los perfiles estructurales y no estructurales deben cumplir con los requisitos mínimos de recubrimiento metálico listados en la siguiente tabla: Tabla 2.2. Requerimientos mínimos de recubrimientos metálicos (masa por unidad de área) Designación de materíal Tipo H y Tipo L Tipo NS Designación de materíal G60 [z180] A AZ50 [AZM150] B G40 [z120] A AZ50 [AZM150] B A Láminas de acero recubiertas de zinc de acuerdo con la especificación NTC 4011 (ASTM A653/A653M) B Láminas de acero recubiertas con aleación 55% aluminio-zinc de acuerdo con la especificación NTC 4015 (ASTM A792/A792M) Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.2-2 NOTA: Los materiales tipo H y tipo L son perfiles estructurales en forma de H o L. El tipo NS son perfiles no estructurales. F.4.8.3.3 Radio interno de doblez El tamaño del radio interno de doblez utilizado para el diseño debe cumplir con los requisitos mostrados en la siguiente tabla:

Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-6 F.4.8.3.4 Longitud de la pestaña La longitud de la pestaña en un perfil estructural o no estructural, paral o vigueta, en sección C debe estar relacionada con el ancho de la aleta, tal como se muestra en la siguiente tabla: Tabla 2.4. Longitud de diseño de la pestaña para parales y viguetas en secciones C sección Tabla 2.3. Radio interno de doblez para diseño Espesor del diseño Ancho de aleta Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-7 Radio interno de doblez mm (pulg) mm pulg 0,478 (0,0188) 2,141 0,0843 0,719 (0,0283) 2,022 0,0796 0,792 (0,0312) 1,984 0,0781 0,879 (0,0346) 1,941 0,0764 1,146 ( 0,0451) 1,808 0,0712 1,438 (0,0566) 2,156 0,0849 1,811 (0,0713) 2,715 0,1069 2,583 (0,1017) 3,874 0,1525 3,155 (0,1242) 4,732 0,1863 Longitud de diseño de la pestaña mm pulg mm pulg P31,8 31,8 1-1/4 4,8 3/16 P34,19 34,9 1-3/8 9,5 3/8 P41,3 41,3 1-5/8 12,7 1/2 P50,8 50,8 2 15,9 5/8 P63,5 63,5 2-1/2 15,9 5/8 P76,2 76,2 3 15,9 5/8 P88,9 88,9 3-1/2 25,4 1 F.4.8.3.5 Perforaciones Las perforaciones realizadas por el fabricante deben cumplir con las siguientes condiciones, a menos que el fabricante especifique otras distintas: (1) Las perforaciones deben realizarse a lo largo del eje longitudinal del alma del perfil de entramado. (2) Las perforaciones deben tener un espaciamiento centro a centro no menor que 600 mm. (3) Las perforaciones deben tener un ancho no mayor que la mitad de la altura del perfil ó 63.5 mm, el que sea menor. (4) Las perforaciones deben tener una longitud no mayor que 114 mm. (5) La distancia desde el centro de la última perforación hasta el extremo final del perfil estructural no debe ser menor que 305 mm, a menos que se especifique algo diferente. Se permite cualquier configuración o combinación de perforaciones que se ajusten a las limitaciones, en anchos y longitud, anteriormente expuestas. F.4.8.3.6 Marcación del producto 1. Fabricante (Nombre, logotipo o iniciales) 2. Espesor del acero base 3. Esfuerzo mínimo de fluencia (no es necesario si es Grado 33 [230 MPa]) 4. Recubrimiento (no es necesario si es G60 [Z180]) F.4.8.3.6.1 Miembros estructurales Los perfiles estructurales deben ser marcados de manera legible con la siguiente información mínima: 1. Fabricante (Nombre, logotipo o iniciales) 2. Espesor del acero base F.4.8.3.6.2 Miembros no estructurales Los perfiles no estructurales deben ser marcados de manera legible con la siguiente información mínima: 3. Esfuerzo mínimo de fluencia (no es necesario si es Grado 33 [230 MPa]) 4. Recubrimiento (no es necesario si es G40 [Z120]) F.4.8.3.7 Tolerancias de fabricación Los perfiles estructurales deben cumplir con las tolerancias de fabricación listadas en la tabla 2.5. Los perfiles no estructurales deberán cumplir con las tolerancias de fabricación listadas en la tabla 2.6 1. 1 Capítulo F.4. Estructuras de acero con perfiles de lámina formada en frío. F.4.8. Especificaciones para construcción de entramados de acero formado en frío, sistemas de construcción en seco y entramados de cerchas. 19

Tabla 2.5. Tolerancias de fabricación para miembros estructurales Dimensión A Item revisado Parales, mm Canales guías, mm A B B C D E F G H I Longitud Altura del alma Acampanado Exceso en doblez Ancho a centro de hueco Longitud de centro de huecos Corona Curvatura lateral Arco Torsión (giro axial) +2,38 +12,7-2,38-6,35 +0,79 +0,79-0,79 +3,18 +1,59 +0-1,59-2,38 +1,59 NA -1,59 NA +6,35 NA -6,35 NA +1,59 +1,59-1,59-1,59 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. Tabla 2.6. Tolerancias de fabricación para miembros no estructurales Dimensión A Item revisado Parales, mm Canales guías, mm A B B C D E F G H I Longitud Altura del alma Acampanado Exceso en doblez Ancho a centro de hueco Longitud de centro de huecos Corona Curvatura lateral Arco Torsión (giro axial) +3,18 +25,4-6,35-6,35 +0,79 +3,18-0,79-0 +1,59 +0-1,59-4,76 +3,18 NA -3,18 NA +6,35 NA -6,35 NA +3,18 +3,18-3,18-3,18 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. 2,6 por m 2,6 por m 12,7 max. 12,7 max. Manual de Construcción Liviana en seco A Todas las medidas deben ser tomadas a una distancia no menor de 305 mm desde el extremo. B Dimensión entre caras externas para parales, caras internas para Canales Guía Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-9 A Todas las medidas deben ser tomadas a una distancia no menor de 305 mm desde el extremo. B Dimensión entre caras externas para parales, caras internas para Canales Guía Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-9 Estructura metálica de soporte A continuación se representan de manera gráfica las dimensiones señaladas en las tablas de tolerancias de fabricación. Figura 2.4.Tolerancia de fabricación para perfiles estructurales y no estructurales 20 Fuente: NSR-10. Figura F.4.8.3-2

Normas de cumplimiento 2 : NTC 4009 (ASTM A606) Láminas y flejes de acero laminados en frío y en caliente de alta resistencia y baja aleación, con resistencia mejorada a la corrosión. NTC 4011 (ASTM A653/A653M SS Grados 33 (230MPa), 37 (255MPa), 40 (275MPa), y 50 (340MPa) Clase 1 y Clase 3; HSLA tipos A y B, grados 40 (275MPa), 50 (340MPa), 60 (410MPa), 70 (480MPa) y 80 (550MPa)) Productos planos de acero recubiertos con zinc galvanizados o recubiertos con aleación hierro zinc galvano-recocido mediante procesos de inmersión en caliente. Un primer número de 3 ó 4 dígitos indicando la altura del alma del perfil en milímetros, seguido de una letra que indica: G = Sección Canal. P = Miembro de un entramado, Paral con pestañas. U = Sección Canal en U. O = Sección Omega. L = Sección en Ángulo. NTC 4015 (ASTM A792/A792M (Grados 33 (230MPa), 37 (255MPa), 40 (275MPa), y 50 clase 1 (340MPa clase 1)) Productos planos de acero recubiertos con aleación 55% Aluminio-Zinc, mediante el proceso de inmersión en caliente. NTC 4526 (ASTM A500) Tubería estructural de acero al carbono formada en frío, con y sin costura, redonda y de otras formas. NTC 5091 (ASTM A1008/A1008M SS Grados 25 (170MPa), 30 (205MPa), 33 (230MPa) Tipos 1 y 2, y 40 (275MPa) Tipos 1 y 2; HSLAS Clases 1 y 2, Grados 45 (310MPa), 50 (340MPa), 55 (380MPa), 60 (410MPa), 65 (450MPa), y 70 (480MPa); HSLAS-F Grados 50 (340MPa), 60 (410MPa), 70 (480MPa), y 80 (550MPa) Productos planos, laminados en frío, de aceros: al carbono, estructurales, de alta resistencia y baja aleación y alta resistencia y baja aleación con capacidad de deformado -estampado- ASTM A847 Tubos estructurales de alta resistencia y baja aleación formados en frío, soldados y sin costura con mejorada resistencia a la corrosión ambiental. ASTM A1003/A1003M (ST Grados 50 (340MPa) H, 40 (275MPa) H, 37 (255MPa) H, 33 (230MPa) H) Productos planos de acero, acero al carbono, con recubrimientos metálicos y no metálicos para miembros formados en frío de uso en entramados. Nomenclatura de los perfiles Los perfiles se fabrican con anchos, alturas y espesores diferentes, considerando su función dentro de la estructura. Para su identificación, en este manual se utiliza la nomenclatura de la norma NSR-10 y NTC complementarias, que los describen en cuatro partes: altura (tanto la altura del alma como ancho del ala), ancho, tipo y espesor, de acuerdo con los siguientes códigos secuenciales: Figura 2.5.Componentes del sistema 2 NSR-10 F.4.1.2 -Materiales 21

Estructura metálica de soporte Un segundo número de 3 ó 4 dígitos que indica el ancho del ala en milímetros, seguido por un guion, y un último número que indica el espesor en milímetros. Cuando se utilicen miembros para aplicaciones estructurales, debe especificarse el grado (resistencia) del material en todos los documentos y planos. 3 Ejemplo: Denota la altura del perfil (mm). 41.3 P 31.8 0.478 41,3 P 31,8 0,478 Es la inicial que describe el tipo de perfil. Indica el ancho del ala en mm. Indica el espesor del perfil en mm. La nomenclatura del ejemplo anterior equivale a un paral de 41,3 mm de alto, con un ancho de ala de 31,8 mm y un espesor de lámina de 0,478 mm. Debe anotarse que entre los sistemas de identificación de los perfiles de un fabricante y otro puede haber algunas diferencias. 2.2.2. Descripción de los componentes constitutivos Cada perfil que conforma la estructura es diferente del otro en su forma y tamaño; por tanto, son fáciles de reconocer en el momento de realizar una obra. En la NTC y la NSR-10 se establecen estándares para la geometría y calidad de los perfiles del sistema. ALMA ALA PESTAÑA ESPESOR CANAL PARAL OMEGA PARAL Tabla 2. 7 Sinónimos Sinónimos Base Flange, patín, paramento, aleta Rigidizador, labio calibre, grosor Solera, perfil de anclaje, perfil en U, perfil de amarre, track Poste, montante, perfil en C, stud Canal listón, furring channel Es un perfil en forma de C, constituido por un alma, dos alas y dos pestañas que rigidizan el perfil. Según el fabricante, se consigue con nervadura rigidizadora o sin ella. Conforman la estructura principa,l sobre la cual se atornillan las placas de yeso o fibrocemento. Son sostenidos por los canales guía. Son de gran importancia dentro del sistema estructural. Cuando son utilizados en muros, transmiten las cargas recibidas por la cubierta y entrepiso hacia la cimentación. Cuando son empleados como vigas en la elaboración de entrepisos y bases de cubiertas, trabajan fundamentalmente a flexión, caso en el cual las dimensiones del alma pueden ser mayores que las usadas en los parales para muros. Manual de Construcción Liviana en seco 22 3 NSR-10 F.4.8.3.1 Designación del producto Figura 2.6. Sección del perfil Figura 2.8. Sección del perfil C

Tabla 2.8. Dimensiones estándar para parales y viguetas en sección C (P) Tabla 2.9. Dimensiones estándar para canales guía (G) CANAL Altura del Alma mm pulg 41,3 1-5/8 Ancho de Aleta 63,5 2-1/2 mm pulg 88,9 3-1/2 31,8 1-1/4 92,1 3-5/8 34,9 1-3/8 102 4 41,3 1-5/8 140 5-1/2 50,8 2 152 6 63,5 2-1/2 203 8 76,2 3 254 10 88,49 3-1/2 305 12 356 14 Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-1 Altura del Alma mm pulg 41.3 1-5/8 Altura del Alma 63.5 2-1/2 mm pulg 88.9 3-1/2 31,8 1-1/4 92.1 3-5/8 50,8 2 102 4 63,5 2-1/2 140 5-1/2 76,2 3 152 6 203 8 254 10 305 12 356 14 Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-2 CANAL EN U (Vigueta Principal) Es un perfil en forma de U, compuesto por un alma y dos alas de igual longitud. Según el fabricante, se consigue con nervadura rigidizadora o sin ella. Son componentes perimetrales cuya función es albergar en su interior los perfiles paral para proporcionar al sistema principal una sujeción lateral continua de manera que puedan trabajar en conjunto en la conformación de los diferentes elementos estructurales como muros, entrepisos y bases de cubiertas. Es un perfil en forma de U, compuesto por un alma y dos alas de igual longitud. Según el fabricante, se consigue con nervadura rigidizadora o sin ella. Se utiliza en la construcción de cielos falsos y como refuerzo o arriostramiento de muros. Figura 2.10. Sección del perfil U Tabla 2.10. Dimensiones estándar para secciones U (U) Figura 2.9. Sección del perfil U Altura del Alma mm pulg 19,1 2/4 38,1 1-1/2 50, 8 2 63,5 2-1/2 Ancho de Aleta mm pulg 12,7 1/2 19,1 3/4 Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-3 23

Estructura metálica de soporte 24 OMEGA Es un perfil en forma de trapecio, compuesto por dos almas, un ala y dos pestañas hacia su exterior. Conforma la estructura principal sobre la cual se atornilla una sola cara con placa, para formar recubrimientos de muros existentes Figura 2.11. Sección del perfil Omega y cielos falsos. Tabla 2.11. Dimensiones estándar para perfiles omega (O) Altura del Alma mm pulg 31,8 1-1/4 ÁNGULO Es un perfil en forma de L, en ángulo recto, compuesto por dos alas que no necesariamente tienen la misma longitud. Altura del Alma Son colocados perimetralmente sobre el muro para dar soporte y nivel a las viguetas en la construcción de cielos falsos. También son utilizados en aplicaciones de Figura 2.12. Sección del perfil ángulo dilatación. mm Tabla 2.12. Dimensiones estándar para ángulos (L) Ancho de Aleta A mm Fuente: NSR-10. Tabla F.4.8.3-4 pulg 15,9 5/8 22,2 7/8 34,9 1-3/8 38,1 1-1/2 50,8 2 76,2 3 pulg 22,2 7/2 38,1 1-1/2 Ancho de Aleta B mm Fuente: NSR -10. Tabla F.4.8.3-5 pulg 15,9 5/8 22,2 7/8 34,9 1-3/8 38,1 1-1/2 50,8 2 76,2 3 SUJECIONES LATERALES Son láminas totalmente planas que trabajan a tensión en forma conjunta en el entramado para evitar deformaciones en el plano del muro. Las sujeciones laterales tienen tres trabajos dentro del sistema: el primero, como sujetadores laterales en la construcción de muros, entrepisos y bases de cubierta, y en tal caso impiden que los parales y vigas insertados en los canales giren sobre su eje longitudinal que genera la torsión. Esta sujeción es necesaria cuando una de las caras no posee placa de recubrimiento. Figura 2.13. Rotación del paral en ausencia de sujeción lateral En el caso de muros altos su segundo trabajo se ubican en alturas intermedias del muro para aumentar su capacidad portante, disminuyendo así la posibilidad de que los perfiles sufran pandeo causado por las cargas que sobre ellos se ejercen. Este elemento puede ser sustituido por segmentos de perfil canal. Figura 2.14. Sujeción lateral Manual de Construcción Liviana en seco

Su tercer trabajo es la sujeción lateral diagonal. Por tal razón, este elemento es conocido también como contraviento, riostra, cruceta, diagonal, o cruz de San Andrés. Impide que el entramado se deforme horizontalmente sobre su plano, al contrarrestar los esfuerzos producidos por el viento, movimientos sísmicos, vibraciones persistentes y otros causantes de deformaciones horizontales (deriva). Para impedir estas deformaciones es necesario colocar la sujeción lateral (riostra) conectando los canales superior e inferior. La Figura 2.15A muestra los efectos sufridos por un entramado a causa del esfuerzo horizontal producido por el viento, y la Figura 2.15B, la manera como este problema es corregido con el empleo de las riostras. TORNILLERÍA Figura 2.16. Usos del conector o ángulo de unión Son los componentes de fijación del sistema. Su función es unir, sostener o fijar dos o más componentes del entramado entre sí o entre ellos con otros materiales. El material de la tornillería es acero microaleado y zincado y se encuentra en diferentes calibres, longitudes y resistencias. Se especifican de acuerdo con la función que cumplirán y el lugar en donde pueden ser utilizados. Figura 2.15.A Entramado sin sujeción lateral (riostra) IMAGEN Tabla 2.13. Fijación de metal con metal CARACTERÍSTICA Tornillo autoperforante con punta de broca y cabeza en forma de lenteja (Pan). Se emplea en la unión de componentes metálicos para formar el entramado que no tenga placa de recubrimiento. Varían según los espesores de lámina que atraviesan. Se emplean para láminas con espesor mínimo de 0,836 mm a 2,997 mm. CONECTOR Figura 2.15.B Entramado con sujeción lateral (riostra) Es una lámina pequeña doblada en forma de L, cuyo ángulo interior varía de acuerdo con el requerimiento de la unión. Sus dos alas no necesariamente tienen la misma longitud. Su función es unir o anclar dos componentes (perfiles) ubicados en posición perpendicular. La conexión se fija en el alma de los perfiles y fundamentalmente transmite esfuerzos cortantes entre los componentes. Tornillo autoperforante con punta de broca y cabeza hexagonal. Se emplea en la unión de perfiles de mayor calibre, como estructura de soporte del entramado sin placa de recubrimiento. Varían según los espesores de lámina que atraviesan. Se emplean para láminas con espesor mínimo de 0,752 mm a 1,720 mm. Tornillo autoperforante con punta aguda y cabeza extra plana. Se emplea en la unión de perfiles no estructurales que tengan placas de recubrimiento. Varían según los espesores de lámina que atraviesan. Se emplean para láminas con espesor mínimo de 0,455 mm a 0,752 mm. Tornillo autoperforante con punta de broca y cabeza extra plana. Se emplea en la unión de perfiles no estructurales que tengan placas de recubrimiento. Varían según los espesores de lámina que atraviesan. Se emplean para láminas con espesor mínimo de 0,836 mm a 1,367 mm. 25

Estructura metálica de soporte IMAGEN Normas de cumplimiento 4 : Tabla 2.14. Fijación de perfil a muro, piso o techo CARACTERÍSTICA Clavos de acero de punta delgada y cabeza trompeta. Se utilizan en la fijación de perfiles de bajo calibre, como los canales para entramados no estructurales y ángulos perimetrales en entramados para cielos falsos, morteros o sobre estructuras de madera. Se fijan de manera manual. Clavo de acero de punta delgada y cabeza plana. Se utiliza en la fijación de perfiles a concreto o acero, accionado con pistola de fulminante. Tornillo con chazo expandible de plástico. Se utiliza en la fijación de canales a estructuras de concreto y mampostería. Pernos de expansión de acero galvanizado y acero inoxidable. Se emplean en la fijación de canales, parales y conectores a concreto. NTC 858 (ASTM A449) Tornillos, pernos y partes similares roscadas. Requisitos generales. NTC 1920 (ASTM A36/A36M) Acero estructural. El material ASTM A449 es aceptable para pernos de anclaje y barras roscadas de alta resistencia en cualquier diámetro. Las roscas de los pernos de anclaje y las barras roscadas deben cumplir con las especificaciones ASME.B.18.2.6 Series Estándar Unificadas y tendrán tolerancias Clase 2A. 2.3. Soluciones Estructurales Cada componente tiene una función específica en la estructura que conforma el bastidor, de acuerdo con su forma, dimensión y resistencia. 2.3.1 Prolongación de perfiles Los componentes principales (perfiles) que conforman la estructura metálica deben ser adecuados para el lugar en donde serán ubicados, es decir, deben tener el largo o la altura requerida por el elemento a construir. Para obtener dimensiones distintas a las longitudes estándar se ensamblan o empalman dos o más perfiles por medio de traslapos o uniones con secciones de perfil, debidamente atornillados para garantizar una mejor estabilidad y resistencia en la unión. PROLONGACIÓN DEL CANAL Figura 2.17. Traslapo del perfil canal Manual de Construcción Liviana en seco 26 4.NSR-10. F.2.1.5.4 - Pernos de anclaje y barras roscadas Figura 2.18. Unión con sección de perfil paral

PROLONGACIÓN DEL PARAL PROLONGACIÓN DE LA VIGA La unión de la prolongación de los perfiles viga debe ir apoyada, como se muestra en las siguientes figuras: Figura 2.19. Prolongación telescópica Figura 2.21. Unión de traslapo entre perfiles viga Figura 2.20.A Unión con sección de canal interna Figura 2.22. Unión con sección de perfil viga Figura 2.20.B Unión con sección de canal externa NOTA: Las distancias de los traslapos, las secciones de perfiles y la clase de fijación deben ser definidas en el cálculo estructural, teniendo en cuenta los calibres de los perfiles a utilizar. Este cálculo deberá ser realizado por un profesional competente en la materia. 27

2. 3. 2. Secciones combinadas 2. 3. 3. Fijación del perfil Canal Para estructuras que requieran mayor resistencia, cuando se utilizan perfiles livianos de acero galvanizado, se puede ampliar la sección uniendo dos o más perfiles, que deberán ir atornillados o soldados de acuerdo con los espesores de la lámina. Para elementos no estructurales se emplean perfiles con espesores mínimos de acero base de 0,455 mm a 0,836 mm, mientras que para elementos estructurales serán de 1,087 mm a 2,997 mm. Tabla 2.15. Secciones combinadas SECCIÓN TIPO CARACTERÍSTICA Para fijar los canales superiores, inferiores y/o laterales debe seleccionarse el tipo de anclaje a utilizar según el material al cual se sujetará. Ver Tabla 2.14. Fijación de perfil a muro, piso o techo. Para muros rectos los anclajes se fijan en línea zig-zag a lo largo del canal, con una distancia máxima de 600 mm entre ellos, y en los extremos, a una distancia no mayor que 50 mm. Esto permite un mejor empotramiento en la base en dirección perpendicular al plano del muro. Segmentos de perfiles canal con menos de 500 mm de longitud deben ser asegurados como mínimo con dos anclajes; para segmentos más largos deben utilizarse desde tres anclajes. Los componentes de fijación deberán colocarse en el punto exacto en donde serán ubicados los parales, a causa del flujo de las fuerzas que se transmiten del paral al canal. Manual de Construcción Liviana en seco Tubular o Cajón Dos secciones en C (perfil Paral) unidas cara con cara. Estructura metálica de soporte Perfil I Tubular reforzado Perfil I reforzado Compuesto triple Compuesto reforzado Dos secciones en C (perfil Paral) unidas espalda con espalda. Una sección tubular con refuerzo de dos Canales. Una sección perfil I entamborada con dos Canales Una sección tubular con una sección en C (perfil Paral). Una sección tubular con dos secciones en C (perfil Paral). Figura 2.23. Fijación de anclajes en canal recto En la construcción de muros arqueados el canal es cortado por una de sus alas (ésta representará el radio más amplio) y el corte se prolonga sobre la totalidad del alma; esto permite que se abra y cree secciones de entre 50 mm a 100 mm para generar curvas con radios mayores o iguales que 600 mm. A esta terminación se la denomina sangrado. 28 Figura 2.24. Canal con sangrado

Para dar mayor estabilidad al arco se recomienda colocar una cinta de ala metálica alrededor del sangrado abierto. Al igual que en los muros rectos, los tornillos de fijación del canal a la base deben coincidir con la posición de los parales. A B C Figura 2.25. Canal con cierre del sangrado 2. 3. 4. Fijación del perfil paral En muros portantes los parales deben estar cortados a la misma medida de la altura del muro, y deben ir desde el nivel del canal inferior hasta el nivel del canal superior. Los parales son fijados con tornillos autoperforantes cuyo tipo dependerá de los espesores de los componentes a conectar, tal como se muestra en la Tabla 2.13. Fijación de perfil con perfil. En muros divisorios la altura del paral debe corresponder a la altura del muro menos el valor esperado de las deflexiones del entrepiso en el sitio tanto para cargas permanentes como para cargas vivas temporales. Se recomienda esta distancia para evitar que las deflexiones produzcan daños en el muro, los cuales pueden manifestarse en rajaduras o fisuras en la superficie y pandeos locales de los parales o globales del muro. En este caso el paral no debe ser atornillado con el canal superior. Esto implica igualmente la selección del tipo de canal a utilizar, que dependerá del tamaño de las deformaciones del entrepiso. Figura 2.26. (A) Unión Paral Viga (B) Unión muro portante (C) Unión muro divisorio 2. 4. Detalles constructivos 2.4.1. Cimentación La cimentación es uno de los elementos primordiales de cualquier edificación, ya que es la responsable de brindar soporte y estabilidad a la construcción al conducir al terreno las cargas recibidas a través de su estructura. Estas son algunas soluciones constructivas en cimentaciones más usadas en el SCLS: Figura 2.27. Losa de cimentación 29

Figura 2.28.A. Cimentación corrida con contrapiso en concreto reforzado 2. 4. 2. Muros En el SCLS los entramados de muros están constituidos por canales superiores e inferiores, parales, soportes laterales (riostras), en aquellos casos en los cuales es necesario, y tornillería apropiada de acuerdo con el espesor de las láminas de los perfiles y la fijación de las placas de recubrimiento. Como en los sistemas tradicionales, los muros construidos en el SCLS también son portantes o divisorios, interiores o exteriores. En el diseño del entramado se debe considerar el tipo de muro y su función en la edificación para determinar la clase de perfil paral que se debe utilizar, teniendo en cuenta que los parales son sometidos a diferentes tipos de cargas en las siguientes condiciones: Manual de Construcción Liviana en seco En muros portantes de fachadas los parales reciben al mismo tiempo cargas axiales producidas por el peso gravitatorio y cargas laterales ocasionadas por el viento, movimientos sísmicos y otras vibraciones. Estructura metálica de soporte Figura 2.28.B. Cimentación corrida con contrapiso de estructura metálica En muros contra-venteados, que hacen parte de la resistencia lateral sísmica de la edificación, es importante mantener una unión estable y resistente entre el perfil paral y el canal; asimismo, entre éste y la cimentación. Por ello, es necesario instalar un conector de anclaje a tensión para proporcionar rigidez al conjunto. En muros de fachada no portantes los parales solo reciben cargas laterales provocadas por el viento, movimientos sísmicos y otras vibraciones, y axiales por el peso propio y de los acabados. En muros portantes divisorios los parales reciben cargas axiales por el peso gravitatorio, y solo en los casos en que se encuentren en lugares de zona sísmica recibirán cargas laterales. En muros divisorios no portantes los parales no reciben cargas adicionales a su propio peso y al de los acabados adheridos. Muros contravientos, muros cortantes o diafragma. Son los encargados de soportar las fuerzas provocadas por el viento y los movimientos sísmicos. El esfuerzo que ejerce la estructura durante un movimiento telúrico se conoce como impacto sísmico y es directamente proporcional al peso de la edificación, es decir, si se tiene una masa de 400 toneladas, el impacto sísmico será de 40 a 60 toneladas. Por tanto, cuanto menor peso tenga la construcción, menor será el impacto del fenómeno sísmico en su estructura. 30 Figura 2.29. Refuerzo del paral en la cimentación

El SCLS es un sistema de bajo peso, característica que le brinda la capacidad de resistir los efectos producidos por las cargas o fuerzas impuestas por la naturaleza, y logra reducir al mínimo la pérdida de vidas humanas y preservar con mayor eficacia el patrimonio, en comparación con los sistemas de construcción tradicional. Los entramados para muros diafragma, según la estructura del muro, son los siguientes: El dintel (o antepecho en ventanas) es una parte importante en la construcción de vanos, ya que se encarga de darle cabida, forma y sustento al marco de ventanas y puertas. Lo constituyen principalmente secciones de canales acompañadas, de acuerdo con la resistencia, tamaño y peso de la ventana, por secciones de parales, perfiles compuestos o cabeceros en L. Figura 2.32. Dintel simple Figura 2.33. Dintel con perfil paral Figura 2.30.A Muro ciego simple Figura 2.30.B Muro ciego diafragma Figura 2.34. Dintel tipo espalda con espalda Figura 2.35. Dintel tipo cajón Figura 2.31.A Muro mixto simple Figura 2.31.B Muro mixto diafragma Figura 2.36. Dintel tipo L sencillo o doble 31

El antepecho se configura de la misma manera que el dintel, pero se ubica o emplea de forma inversa. Figura 2.37. Antepecho simple NOTA: Los espesores de los perfiles y reforzamientos se deben determinar por cálculo estructural. La madera empleada como refuerzo del perfil paral en este tipo de marcos debe estar debidamente impermeabilizada e inmunizada. Instalaciones hidráulicas y eléctricas. Debido a su peso, el cual recae sobre la estructura, las cajas eléctricas y los elementos sanitarios deben ser apoyados por puentes que los mantienen estables y seguros en su lugar. Los puentes son secciones de canales con cortes y dobleces en sus extremos, con los que se obtienen pestañas que se emplearán para acoplar la sección al paral y generar una mayor área de fijación. Para elementos más pequeños y de poco peso se emplean ángulos de unión. Manual de Construcción Liviana en seco Estructura metálica de soporte 32 Puerta. Debido a su peso y al uso constante (al cerrar y abrir), ejerce fuerzas adicionales sobre la estructura del muro. Para el diseño de los marcos es importante tener en cuenta la altura del muro y la altura y ancho de la puerta, ya que de esto depende el tipo de reforzamiento que se debe emplear en la estructura del marco. Para alturas de muro 2800 mm, con ancho de puerta 850 mm y peso 25 kg, se puede utilizar un marco sencillo de perfil paral con reforzamiento de madera o un marco de perfil compuesto simple. Figura 2.38.A. Variables para marco de puerta liviana Para alturas de muro >2800 mm, con ancho de puerta > 850 mm y peso > 25 kg, se debe utilizar un marco de perfil paral de gran espesor, o de menor espesor con reforzamiento de madera. Igualmente, se tiene la opción de elaborarlo con perfil compuesto. Figura 2.38.B. Variables para marco de puerta pesada Figura 2.39.A. Instalación eléctrica Figura 2.39.B. Estructura de apoyo para instalación eléctrica Para la fijación de tuberías sanitarias se utilizan secciones de perfil paral verticales, con agujeros en la superficie del alma que permiten el paso de la tubería; además, cuando se trata de tubería de mayor calibre se emplean estructuras de soporte más complejas, como las vistas en dinteles. Es importante anotar que toda instalación de tuberías y aparatos sanitarios debe ser calculada y realizada por un especialista en la materia. Figura 2.40. Instalación hidráulica y sanitaria

2. 4. 3. Entrepiso El entrepiso está conformado por perfiles de canal y perfiles paral que actúan como vigas trabajando a flexión. Estos perfiles deben ser lo suficientemente rígidos para soportar todas las cargas provenientes de la cubierta, de los pisos superiores y las generadas por la ocupación del lugar. Sus dimensiones deben ser definidas por cálculo estructural. El entrepiso es el elemento estructural encargado de recibir las cargas y transmitirlas hacia los muros; por lo tanto, sus uniones deben tener tanto la resistencia como la flexiblilidad necesarias para soportar esfuerzos de vientos, movimientos sísmicos y otras vibraciones sin sufrir daños. El entrepiso puede ser totalmente construido con el SCLS de dos formas distintas: alineado o no alineado. El sistema lineal consiste en ubicar los parales de los muros superiores e inferiores alineados con las vigas de apoyo del entrepiso, haciendo que las cargas sean transmitidas directamente desde las vigas hacia los parales. Figura 2.42. Voladizo en el sistema lineal El sistema no lineal es aquel donde la posición de las vigas no está alineada con los parales de los muros superior e inferior. Las cargas son transmitidas por las viguetas del entrepiso hacia una viga tubular perimetral que tiene la función de distribuir directamente las fuerzas a los parales del muro inferior. Figura 2.43. Entrepiso de sistema no lineal con viga perimetral tubular El entrepiso del SCLS también puede trabajar juntamente con otros sistemas constructivos como la lámina acanalada rectangular y la mampostería tradicional. Figura 2.41. Entrepiso de sistema lineal con viga perimetral de canal 33

Figura 2.44. Entrepiso de sistema lineal con lámina acanalada rectangular Manual de Construcción Liviana en seco Figura 2.47. Entrepiso adosado directamente a mampostería Estructura metálica de soporte Figura 2.45. Entrepiso de sistema no lineal con lámina acanalada Cuando el muro sea portante es necesario que la unión con el entrepiso sea estable y resistente a cualquier movimiento; por tanto, debe ser reforzada con conectores de anclaje en las caras superior e inferior de la viga de entrepiso. Esta viga, al igual que los parales del muro, debe haberse construido con un perfil de gran espesor o con perfiles combinados de menor espesor, debido a que tiene que soportar y transmitir grandes cargas a lo largo de su eje. 34 Figura 2.46. Entrepiso adosado a mampostería Figura 2.48. Entrepiso para muros portantes

2. 4. 4. Bases de cubierta inclinada La base de la cubierta inclinada está compuesta por elementos estructurales principales denominados cerchas, cuyas funciones son dar forma a la pendiente y soportar las cargas de su propio peso y las cargas del recubrimiento, de los movimientos sísmicos y todas aquellas originadas por efecto de factores climáticos como el viento, la lluvia, el granizo y la nieve. Las cerchas están compuestas por perfiles paral, conectores planos y fijaciones de perfil con perfil. Entre los tipos de cerchas más comunes se encuentran: Figura 2.50. Detalle típico de cumbrera Figura 2.49. Algunos tipos de cercha El entramado que conforma la estructura de la base de la cubierta está compuesto por un conjunto de cerchas distribuidas ordenadamente, unidas mediante correas, vigas, travesaños o riostras, componentes sobre los cuales descansa el recubrimiento. Las dimensiones, características, resistencia y distancias de los componentes y fijaciones, deben ser determinadas por cálculo estructural. Figura 2.51. Apoyo de cercha sobre muro 35