Edición 2005 LOSA. Compósito Metalcon y Concreto

Edición 2005 Compósito Metalcon y Concreto LOSA Camino a Melipilla Nº 8920, Maipú. Fono Ventas: (56-2)368 2300 Fono Mesa Central: (56-2)368 2200 Fax: (56-2)557 5498 Centro de Atención a Clientes Sepúlveda Leyton Nº 3172, Santiago. Fono: (56-2)683 1736 Fax: (56-2)683 3763 Casilla 92 - Maipú. w w w. c i n t a c. c l m a n u a l d e d i s e ñ o UN PRODUCTO

m a n u a l d e d i s e ñ o Compósito Metalcon y Concreto LOSA 3

Indice 1. Introducción 7 2. Sistema Metalconcret Losa 9 2.1 Definición 9 CINTAC S.A., ha preparado cuidadosamente la información técnica que se brinda en este documento, pero no asume ninguna responsabilidad que pueda derivarse de su incorrecta aplicación. La información contenida en este Manual fue desarrollada por la oficina RCP Ingeniería Ltda, bajo la dirección técnica del Ingeniero Civil Rodrigo Concha P. (U. de Chile). 2.2 Alcance y campo de aplicación 10 2.3 Materiales 10 2.4 Referencias normativas 10 3. Procedimiento de diseño para Sistema Metalconcret Losa 11 3.1 Generalidades 11 El Sistema Metalconcret Losa es de propiedad de Cintac S.A. y es objeto de solicitudes de patente de invención actualmente en Chile y en el extranjero. Prohibida la reproducción total o parcial de su contenido, por cualquier medio, sin la aprobación escrita de Cintac S.A. Derechos Reservados 2004, por Cintac S.A. Camino a Melipilla Nº 8.920, Maipú, Santiago, Chile. Copyright MMIV, por Cintac S.A. Son marcas exclusivas y propiedad de Cintac S.A. Vigal Sistema Constructivo METALCON Sistema Constructivo METALCON CIELOS Sistema Constructivo METALCON TABIQUES Sistema Constructivo METALCON ESTRUCTURAL METALCON CIELOS, ahora con Nivela Fácil METALCON Nivela Fácil Perfil AT Conector TI Portante 40 R Sistema Constructivo TUBEST Sistema Constructivo Z - TUBEST TUBEST Serie Galpones Livianos TORNALUZ Sistema de protección Exterior Diseño y Producción Gráfica: Rojo Creativo Ltda. Segunda Edición, 1.000 ejemplares. Abril de 2005. Impreso en Chile/Printed in Chile. 3.2 Nomenclatura 11 3.3 Formulación para el diseño 12 4. Tablas para el diseño de Metalconcret Losa 14 4.1 Tablas de propiedades resistentes para perfil Vigal 14 4.2 Tabla Nomenclatura y características sistema 15 4.3 Tablas de sobrecargas admisibles para Sistema Metalconcret Losa 16 5. Especificaciones para el diseño de Metalconcret Losa 23 5.1 Hipótesis de diseño 23 5.2 Requerimientos de diseño 24 6. Ejemplos de diseño 28 6.1 Ejemplo Nº1 28 6.2 Ejemplo Nº2 30 7. Detalles constructivos 34 8. Recomendaciones para el almacenamiento y ejecución de Metalconcret Losa 42 4 5

1. Introducción El contenido de este Manual de Diseño tiene como objetivos el dar a conocer el Sistema Metalconcret Losa de CINTAC y el ser una herramienta de utilidad para el especificador que va a diseñar con este sistema. Metalconcret Losa es un sistema constructivo de CINTAC que permite diseñar losas colaborantes más livianas que las losas tradicionales, lo que conlleva además a un ahorro en el resto de la Presilla estructura (fundaciones, muros, etc.) Metalconcret Losa funciona como diafragma rígido, Hormigón H2O con 90% N.C.F. e=50 mm 120 ó 150 mm 600 mm Malla estructural Electrosoldada 15x15x4,2 Perfil Vigal Poliestireno Expandido que se puede utilizar en distintas soluciones constructivas (hormigón, albañilería, Metalcon, madera, etc.). El sistema cuenta con toda la información necesaria para un buen diseño, usando la última versión de Cold Formed Steel Design (AISI 2002) La primera parte de este Manual entrega las bases para el diseño (materiales, campo de aplicación, referencias normativas.) Para luego continuar con el procedimiento de diseño, donde se encuentran las tablas de propiedades, de sobrecargas, etc. Una vez conocidos estos antecedentes, se presentan las especificaciones técnicas y ejemplos de diseño para aprender a calcular Metalconcret Losa. Finalmente se entregan los detalles constructivos como ayuda para el diseño. 6 7

2. Sistema Metalconcret Losa En este capítulo se establecen los principales requisitos que deberán ser tomados en cuenta, para la correcta utilización del sistema Metalconcret Losa de CINTAC. 2.1 Definición La construcción compuesta consiste en vigas de acero que soportan una losa de hormigón armado, interconectadas de tal modo que la viga y la losa actúan en forma conjunta para resistir la flexión originada por las cargas verticales. Para la determinación de las propiedades resistentes del sistema compuesto, se define el concepto de ancho efectivo de la losa (B S ). Cuando la losa se extienda a ambos lados de la viga, el ancho efectivo B S, no deberá exceder: Un cuarto del largo de la viga, entre apoyos. La semi-suma de las distancias desde el eje de la viga a las vigas adyacentes. 16 veces el espesor de la losa más el ancho del ala superior de la viga de acero. Cuando la losa esté presente sólo a un lado de la viga, la proyección efectiva fuera del borde de la viga no deberá exceder: Un doceavo del largo de la viga entre apoyos. La mitad de la distancia libre a la viga adyacente. 6 veces el espesor de la losa. Lo anterior se resume en la Tabla N 1. Caso TABLA N 1 Ancho efectivo B S Ancho efectivo B S 1. Vigas interiores El menor valor de: B S = L / 4 B S = (S 1 + S 2 ) / 2 B S = 16 e h + B 2. Vigas de borde El menor valor de: B B s S 1 S 2 S B B s e h e h B S = L / 12 + B B S = S / 2 B S = 6 e h + B Donde: B : separación entre almas del perfil (cm). B S : ancho efectivo (cm) L : longitud entre apoyos de la viga (cm) S, S 1, S 2 : separación entre vigas (cm) e h : espesor de la losa (cm) Para el sistema Metalconcret Losa, la separación S, S 1, S 2 entre vigas no debe ser superior a 60 cm. 8 9

3. Procedimiento de diseño para Metalconcret Losa 2.2 Alcance y campo de aplicación 3.1 Generalidades El sistema Metalconcret Losa apunta a satisfacer las necesidades de un mercado que requiere disponer de losas livianas (fácil traslado y manipulación), para edificaciones tipo viviendas y oficinas. Este sistema está formado por el perfil Vigal, bovedilla de poliestireno expandido y una loseta de hormigón. El Vigal, por su geometría, soporta el poliestireno expandido y a su vez, las alas superiores cumplen la función de conectores de corte, que permiten el trabajo en conjunto del perfil y la loseta de hormigón. Estos perfiles son livianos por ser de bajo espesor, por lo que se manipulan y montan en terreno con facilidad, evitando el uso de grúas. El siguiente procedimiento de diseño para vigas de acero en construcción compuesta está basado en la especificación AISC 1989 ( Manual of Steel Construction Allowable Stress Design ). Las fórmulas desarrolladas en el punto 3.3, empleadas en el cálculo de la sección compuesta con colaboración total, se han derivado a partir de la teoría elástica convencional. 3.2 Nomenclatura 2.3 Materiales Los materiales a utilizar en la fabricación de las vigas de acero y en la construcción del sistema compuesto son los que a continuación se especifican. 2.3.1 LOSA Hormigón : H20 con 90 % nivel de confianza, según NCh 170.Of85 Se recomienda usar Ø áridos de 13 mm. No se deberá emplear hormigones que contengan sales de cloro u otros elementos dañinos. Acero : AT56-50H / Malla electrosoldada 15 x 15 x 4,2 Poliestireno expandido : Densidad = 15 kgf/m 3 2.3.2 VIGAS DE ACERO Acero estructural : ASTM A 653 grado 40 / F f = 2810 kgf/cm 2 (Acero galvanizado) A42-27ES / F f = 2700 kgf/cm 2 (Acero negro) 2.4 Referencias normativas El sistema Metalconcret Losa se diseñará en conformidad con las siguientes especificaciones: 2.4.1 American Institute of Steel Construction, AISC, Manual of Steel Construction Allowable Stress Design, ninth edition, 1989. 2.4.2 American Iron and Steel Institute, AISI, Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, 2002 Edition. 2.4.3 Cámara chilena de la Construcción, Código de Diseño de Hormigón Armado (basado en el ACI 318 99), 1 edición, 2000. A a : área de la sección transversal del perfil Vigal, (cm 2 ) A h : área transformada de la losa de hormigón, (cm 2 ) B : separación entre vigas de acero, (cm) B S : ancho colaborante, (cm) E a : módulo de elasticidad del acero, E a = 2,07 x 106 kgf/cm 2 E h : módulo de elasticidad del hormigón, (kgf/cm 2 ) e h : espesor de la losa, (cm) F f : tensión de fluencia del acero, F f = 2810 kgf/cm 2 (ASTM A653) ó F f = 2700 kgf/cm 2 (A42-27ES) f c : Resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28 días (kgf/cm 2 ) H : altura de la viga de acero, bajo la losa de hormigón, (cm) I a : Momento de inercia de la sección de acero (cm 4 ) I tr : Momento de inercia de la sección transformada completa, supuesta no agrietada y plenamente activa (cm 4 ). El hormigón en este caso se representa como una sección de acero equivalente, reduciendo su ancho por la relación E h / E a. L : longitud de la viga compuesta, (cm) M a : Momento admisible del perfil Vigal sin colaboración (tf.m) M COMP : Momento admisible de la sección compuesta transformada (tf.m) n : relación de módulos, n = E h / E a. W a : Módulo resistente del perfil Vigal (cm 3 ) : Módulo resistente de la sección compuesta total transformada con respecto al ala inferior de la viga de acero (cm 3 ) W hc : Módulo resistente de la sección compuesta referida a la parte superior de la losa de hormigón (cm 3 ) y a : distancia desde la parte inferior del perfil Vigal a su eje neutro (cm) y ga : distancia desde la parte inferior del perfil Vigal al eje neutro de la sección compuesta (cm) y gh : distancia desde la parte superior de la losa al eje neutro de la sección compuesta (cm) 10 11

3.3 Formulación para el diseño 3.3.1 CÁLCULO DE PROPIEDADES DE LA SECCIÓN TRANSFORMADA Sea la siguiente viga compuesta: A a e h A h y gh = 1 + 2 (e h + H - y a ) - 1 A h A a e h y ga = e h + H - y gh B s e h E n = a = 10,6 E h Luego se tiene: A I tr = h y 3 gh + I a + A a (y ga - y a ) 2 3e h A a la y a H e h = 5,0 cm = I tr y ga A h = e h B s n y ga = A a y a + A h (H + e h /2) A a + A h Si y ga H : y gh = H + e h - y ga I tr = I a + A a (y ga - y a ) 2 + A h e 2 h + A h (y ga - e h /2) 2 12 Si y ga > H : Existe una zona de hormigón en tracción, que no debe considerarse. e h H y gh = A a la B s y a A a (e h + H - y a ) + y gh B s / n y gh /2 A a + y gh B / n y gh R wat = W hc = W a nl tr y gh 3.3.2 MOMENTOS ADMISIBLES DE LA SECCIÓN COMPUESTA El momento admisible se obtiene debido a la tensión de tracción en el acero y a la tensión de compresión en el hormigón. El menor valor de ambos, corresponde a la capacidad del perfil compuesto: Acero : M a = (R wat ) M a =( / W a ) M a = 0,6 F y Hormigón : M h = 0,360 f c W hc Luego M COMP = mín ( M a ; M h ) B A h n = = e h A h A a y gh + y gh 2 = A a (e h + H - y a ) + y gh 2 e h A h 2e h A h y 2 gh + A a y gh - A a (e h + H - y a ) = 0 2e h y gh = -A a + A a 2 + 4A a A h (e h + H - y a ) / 2e h 2A h / 2e h 12 13

4. Tablas para el diseño del Sistema Metalconcret Losa 4.1 Tablas de propiedades resistentes para perfil Vigal R3 e R3 80 40 B = 100 H = 120 4.1.1 PROPIEDADES RESISTENTES DEL 4.1.2 PROPIEDADES RESISTENTES DEL SISTEMA METALCONCRET LOSA 14 5 20 8 30 R3 e R3 80 40 5 B = 100 Vigal 120 Vigal 90 Separación Altura entre total Nombre perfiles Vigal sistema y gh y ga I tr W hc cm cm cm cm cm 4 cm 3 cm 3 NOTAS: La Tabla 4.1.2 corresponde a las propiedades de la sección compuesta referida a un ancho colaborante (B s ) de 60 cm. 20 8 30 H = 90 40 30 Dimensiones Peso Area Eje X-X Nombre H B e P A I W i Característica mm mm mm kgf/m cm 2 cm 4 cm 3 cm Vigal 90x100x1,0 90 100 1,0 2,96 3,77 39,9 7,60 3,25 Acero Galvanizado Vigal 90x100x1,6 90 100 1,6 4,67 5,95 61,9 11,8 3,22 Acero Galvanizado Vigal 90x100x2,0 90 100 2,0 5,79 7,37 75,8 14,4 3,21 Acero Negro Vigal 90x100x3,0* 90 100 3,0 8,48 10,8 108 20,4 3,16 Acero Negro Vigal 120x100x1,0 120 100 1,0 3,43 4,37 78,9 11,5 4,25 Acero Galvanizado Vigal 120x100x1,6 120 100 1,6 5,42 6,91 123 17,9 4,22 Acero Galvanizado Vigal 120x100x2,0 120 100 2,0 6,73 8,57 152 22,0 4,20 Acero Negro Vigal 120x100x3,0* 120 100 3,0 9,89 12,6 218 31,6 4,16 Acero Negro * En espesor 3,0 la pestaña del vigal es recta de 28 mm. Vigal 90x100x1,0 60 12 2,72 9,28 193 20,8 754 Vigal 90x100x1,6 60 12 3,25 8,75 276 31,5 901 Vigal 90x100x2,0 60 12 3,52 8,48 324 38,2 977 Vigal 90x100x3,0 60 12 4,03 7,97 427 53,6 1124 Vigal 120x100x1,0 60 15 3,21 11,8 335 28,4 1106 Vigal 120x100x1,6 60 15 3,84 11,2 481 43,1 1329 Vigal 120x100x2,0 60 15 4,16 10,8 568 52,4 1446 Vigal 120x100x3,0 60 15 4,77 10,2 754 73,7 1674 4.2 Tabla Nomenclatura y características del sistema 120 150 OBSERVACIONES: Medidas en (mm.) La especificación se hace por m 2 de Sistema Metalconcret Losa Perfiles Vigal : La tabla corresponde a Perfiles modulados a 600 mm. entre ejes Largo de Perfiles estándar: 6 m. Otros largos de Perfiles a pedido según cantidad Calidad Acero Vigal: ASTM 653 grado 40 (espesores 1,0 y 1,6 mm.) ó A42-27ES (espesores 2,0 y 3,0 mm.) Presillas : Las presillas son de acero y se colocan en las alas superiores del perfil Vigal, cada 500 mm. en perfiles de 1,0 y 1,6 mm. Bovedillas : Las dimensiones de las Bovedillas pueden modificarse a pedido según modulación de perfiles (modulación menor a 600 mm.) Densidad Bovedilla de poliestireno: 15 Kg/m3 Malla superior : 146 116. e=50mm 30 20 96. e=50mm 30 20 120 Sistema Metalconcret Losa Nomenclatura Perfil Presillas Bovedilla Malla superior componente Vol. aprox. Peso total componente ala superior poliestireno componente Hormigón aprox. Losa Perfi en Losa (Kg/m2) (m3/m2) MTC LOSA 120 VG 90x1,0 Vigal 90x100x1,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x66 Malla electro soldada 150x150x4 0,055 146 MTC LOSA 120 VG 90x1,6 Vigal 90x100x1,6 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x66 Malla electro soldada 150x150x4 0,055 149 MTC LOSA 120 VG 90x2,0 Vigal 90x100x2,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x66 Malla electro soldada 150x150x4 0,055 151 MTC LOSA 120 VG 90x3,0 Vigal 90x100x3,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x66 Malla electro soldada 150x150x4 0,055 155 MTC LOSA 150 VG 120x1,0 Vigal 120x100x1,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x96 Malla electro soldada 150x150x4 0,058 155 MTC LOSA 150 VG 120x1,6 Vigal 120x100x1,6 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x96 Malla electro soldada 150x150x4 0,058 158 MTC LOSA 150 VG 120x2,0 Vigal 120x100x2,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x96 Malla electro soldada 150x150x4 0,058 160 MTC LOSA 150 VG 120x3,0 Vigal 120x100x3,0 Presilla 1,0 Bovedilla 3000x534x96 Malla electro soldada 150x150x4 0,058 165 Calidad Acero: AT56-50H 150x150x4 600 MTC LOSA 120 150x150x4 600 MTC LOSA 150 e=66 mm e=96 mm 90 Hormigón : El hormigón se adquiere por separado, y debe cumplir con las siguientes especificaciones: Hormigón H20 con 90% de confianza según NCh 170 Of. 85 Se recomienda Ø árido de 13 mm. No se deberá emplear hormigones que contengan sales de cloro u otros elementos dañinos 90 20 20 15

4.3 Tablas de sobrecargas admisibles para Sistema Metalconcret Losa Nomenclatura de las tablas: F f : tensión de fluencia del acero, F f = 2810 kgf/cm2 (ASTM A653) ó F f = 2700 kgf/cm 2 (A42-27ES) E a : módulo de elasticidad del acero, E a = 2,07 x 106 kgf/cm 2 f c ' : resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28 días, f c = 200 (kgf/cm 2 ) Q : sobrecarga admisible (kgf/m 2 ) Q T : sobrecarga admisible del sistema compuesto, por tensiones, según acápite 7.2.2, (kgf/m 2 ) Q L/300 : sobrecarga admisible del sistema compuesto, por deformaciones para /L 1/300, según acápite 7.2.3 (kgf/m 2 ) M COMP : momento admisible de la sección compuesta total transformada, (tf. m) W hc : módulo resistente de la sección compuesta total transformada, con respecto al ala inferior de la viga de acero, (cm 3 ) : Módulo resistente de la sección compuesta referida a la parte superior de la losa de hormigón (cm 3 ) I tr : momento de inercia de la sección compuesta total transformada, (cm 4 ) W a (W x ) : módulo resistente de la viga de acero, (cm 3 ) I a (I x ) : momento de inercia de la viga de acero, (cm 4 ) Q PP : peso propio del sistema compuesto por la viga de acero más el hormigón, según acápite 7.2.1, (kgf/m 2 ) Q PP+SCcons : peso propio del sistema compuesto más sobrecarga de construcción antes que fragüe el hormigón, según acápite 7.2.1, (kgf/m 2 ) L tens L c/p L def M PP : longitud máxima sin alzaprimado temporal por tensiones, calculado para la viga de acero sin colaboración, solicitada por Q PP+SCcons, según acápite 7.2.1.1, (m) : longitud máxima sin alzaprimado temporal por tensiones, calculado para la viga de acero sin colaboración, solicitada por Q PP+SCcons, según acápite 7.2.1.1. En este caso, en el perfil Vigal se disponen presillas (planchas que confinan las alas del vigal, separadas @ 50 cm) que unen sus alas superiores, (m) : longitud máxima sin alzaprimado temporal para /L 1/300, para las cargas aplicadas antes que fragüe el hormigón (Q PP+SCcons ), según acápite 7.2.1.2, (m) : momento producido por las cargas aplicadas (Q PP ) antes que el hormigón alcance el 75 % de su resistencia requerida, (tf. m) M SC : momento producido por las cargas aplicadas (Q SC ) después que el hormigón alcance el 75 % de su resistencia requerida, (tf. m) 4.3.1 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 9 cm VIGAS INTERIORES (separación entre vigas B = 60 cm) Longitud Vigal (m) SOBRECARGA ADMISIBLE Q (kgf/m 2 ) e = 1 mm e = 1,6 mm e = 2 mm e = 3 mm Ff (kgf/cm 2 ) 2810 2810 2700 2700 L (m) Q T Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q T QT Q Q T SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT 2,00 982 1260 1880 1430 2190 2750 1430 2720 3240 1430 3830 4300 2,25 749 665 1310 1220 1360 1940 1430 1760 2300 1430 2590 3080 2,50 578 268 921 965 802 1390 1150 1110 1660 1430 1740 2250 2,75 448 650 768 414 1000 922 650 1210 1260 1140 1650 3,00 350 461 618 145 733 747 334 891 1030 725 1230 3,25 273 327 502 540 612 107 664 851 427 929 3,50 212 228 409 399 504 498 711 208 710 3,75 163 153 334 292 417 373 597 43 546 4,00 122 96 273 211 346 277 504 420 4,25 89 52 223 148 287 203 427 322 4,50 61 180 98 238 144 363 244 4,75 144 57 196 97 308 182 5,00 114 160 59 262 132 5,25 87 130 221 91 5,50 64 103 187 57 5,75 80 156 6,00 59 130 6,25 106 6,50 85 M COMP (tf.m) L = 2,00 m 0,346 0,523 0,607 0,721 L = 2,25 m 0,349 0,529 0,615 0,777 L 2,50 m 0,351 0,532 0,619 0,809 (cm3) L = 2,00 m 20,5 31,0 37,5 52,4 L = 2,25 m 20,7 31,3 38,0 53,2 L 2,50 m 20,8 31,5 38,2 53,6 W hc (cm3) L = 2,00 m 676 806 873 1000 L = 2,25 m 725 866 939 1080 L 2,50 m 754 901 977 1120 I tr (cm4) L = 2,00 m 186 264 309 405 L = 2,25 m 191 272 319 419 L 2,50 m 193 276 324 427 W a (cm3) 7,60 11,8 14,4 20,4 I a (cm4) 39,9 61,9 75,8 108 Q PP (kgf/m2) 170 170 170 170 Q PP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270 Longitud máxima sin alzaprimado temporal L tens (m) 2,00 2,80 3,20 4,00 L c/p (m) 2,32 3,04 3,37 4,04 L def (m) 2,35 2,73 2,92 3,28 Adicionalmente, para prevenir deformaciones permanentes en la parte traccionada del perfil Vigal, se debe verificar : M pp W a M sc + 0.90F y 16 NOTAS: 1.Q SAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga sin alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) 2.Q CAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga con alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) Disponer de alzaprimado temporal a L/2, para L L tens 3.Los valores de Q T que se encuentran sobre la línea horizontal, quedan controlados por la capacidad de la losa de 5 cm, armada con malla electrosoldada15x15x4,2. 17

4.3.2 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 12 cm VIGAS INTERIORES (separación entre vigas B = 60 cm) SOBRECARGA ADMISIBLE Q (kgf/m 2 ) e = 1 mm e = 1,6 mm e = 2 mm e = 3 mm Ff (kgf/cm 2 ) 2810 2810 2700 2700 L (m) Q T Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q T QT Q Q T SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT 2,00 1400 2870 3400 1430 4460 4930 1430 5380 5820 1430 7350 7740 2,25 1080 1850 2390 1430 3020 3510 1430 3710 4160 1430 5170 5570 2,50 851 1170 1720 1380 2060 2550 1430 2570 3040 1430 3670 4090 2,75 674 700 1250 1110 1380 1870 1330 1770 2240 1430 2610 3030 4.3.3 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 9 cm VIGAS DE BORDE (ancho tributario B = 34 cm) SOBRECARGA ADMISIBLE Q (kgf/m 2 ) e = 1 mm e = 1,6 mm e = 2 mm e = 3 mm Ff (kgf/cm 2 ) 2810 2810 2700 2700 L (m) Q T Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q T QT Q Q T SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT 2,00 1430 2280 2740 1430 3430 382 1430 4060 4420 1430 5370 5670 2,25 1230 1450 1930 1430 2310 2720 1430 2790 3160 1430 3760 4080 2,50 1020 898 1400 1240 1570 2000 1360 1940 2330 1430 2690 3030 2,75 844 519 1030 1060 1060 1500 1160 1350 1760 1350 1950 2300 Longitud Vigal (m) 3,00 539 374 924 908 911 1410 1090 1220 1690 1430 1880 2300 3,25 434 140 691 748 574 1070 901 824 1290 1340 1350 1770 3,50 351 519 622 328 822 753 532 999 1130 965 1380 3,75 284 390 520 142 636 634 314 781 963 675 1090 4,00 229 292 436 494 537 147 613 825 453 870 4,25 183 215 367 384 456 483 712 280 697 4,50 145 154 309 297 388 380 617 143 561 4,75 113 106 260 227 331 298 536 451 Longitud Vigal (m) 3,00 689 247 776 910 689 1140 998 930 1350 1170 1420 1790 3,25 564 46 580 770 412 873 846 612 1040 994 1020 1390 3,50 463 431 641 204 665 706 371 798 834 707 1080 3,75 382 318 536 48 509 593 190 617 704 474 843 4,00 315 232 451 390 501 51 479 598 295 665 4,25 259 166 380 297 424 371 511 157 526 4,50 213 113 321 223 360 286 437 47 416 4,75 174 70 270 164 306 217 375 328 5,00 85 66 218 170 282 231 467 363 5,25 61 182 124 240 176 408 290 5,50 151 86 204 131 357 230 5,75 123 54 172 94 312 180 6,00 99 144 62 272 138 6,25 78 120 238 103 6,50 60 98 207 72 M COMP (tf.m) L = 2,00 m 0,472 0,715 0,833 1,08 L = 2,25 m 0,476 0,723 0,843 1,16 L 2,50 m 0,479 0,728 0,848 1,19 (cm3) L = 2,00 m 28,0 42,4 51,4 72,2 L = 2,25 m 28,2 42,9 52,0 73,2 L 2,50 m 28,4 43,1 52,4 73,7 W hc (cm3) L = 2,00 m 993 1190 1290 1500 L = 2,25 m 1070 1280 1390 1610 L 2,50 m 1110 1330 1450 1670 I tr (cm4) L = 2,00 m 323 462 543 716 L = 2,25 m 330 474 559 741 L 2,50 m 335 481 568 754 W a (cm3) 11,5 17,9 22,0 31,6 I a (cm4) 78,9 123 152 218 Q PP (kgf/m2) 170 170 170 170 Q PP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270 Longitud máxima sin alzaprimado temporal L tens (m) 2,15 3,10 3,65 4,80 L c/p (m) 2,70 3,57 4,00 5,00 L def (m) 2,96 3,43 3,67 4,15 NOTAS: 1.Q SAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga sin alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) 2.Q CAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga con alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) Disponer de alzaprimado temporal a L/2, para L L tens 3.Los valores de Q T que se encuentran sobre la línea horizontal, quedan controlados por la capacidad de la losa de 5 cm, armada con malla electrosoldada15x15x4,2. 18 5,00 140 227 117 259 162 322 257 5,25 111 190 78 219 117 276 199 5,50 86 158 185 80 236 151 5,75 65 130 155 202 111 6,00 106 128 172 77 6,25 84 105 145 6,50 65 84 121 M COMP (tf.m) L = 2,00 m 0,283 0,334 0,361 0,413 L = 2,25 m 0,300 0,355 0,383 0,439 L 2,50 m 0,317 0,375 0,405 0,464 (cm3) L = 2,00 m 18,8 28,0 33,6 46,4 L = 2,25 m 19,0 28,3 34,0 47,1 L 2,50 m 19,2 28,6 34,4 47,7 W hc (cm3) L = 2,00 m 393 464 501 574 L = 2,25 m 417 493 533 610 L 2,50 m 440 521 563 644 I tr (cm4) L = 2,00 m 149 205 236 300 L = 2,25 m 154 211 244 311 L 2,50 m 157 217 251 321 W a (cm3) 7,60 11,8 14,4 20,4 I a (cm4) 39,9 61,9 75,8 108 Q PP (kgf/m2) 170 170 170 170 Q PP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270 Longitud máxima sin alzaprimado temporal L tens (m) 2,65 3,75 4,25 5,35 L c/p (m) 3,09 4,03 4,48 5,37 L def (m) 2,84 3,29 3,52 3,97 NOTAS: 1.Q SAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga sin alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) 2.Q CAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga con alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) Disponer de alzaprimado temporal a L/2, para L L tens 3.Los valores de Q T que se encuentran sobre la línea horizontal, quedan controlados por la capacidad de la losa de 5 cm, armada con malla electrosoldada15x15x4,2. 19

4.3.4 Sobrecarga admisible Metalconcret Losa / Vigal H = 12 cm VIGAS DE BORDE (separación entre viguetas B = 34 cm) Longitud Vigal (m) SOBRECARGA ADMISIBLE Q (kgf/m 2 ) e = 1 mm e = 1,6 mm e = 2 mm e = 3 mm Ff (kgf/cm 2 ) 2810 2810 2700 2700 L (m) Q T Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q L/300 Q T QT Q Q T SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT Q SAT Q CAT 2,00 1430 4550 4950 1430 6580 6910 1430 7710 8010 1430 10080 10330 2,25 1430 3110 3520 1430 4600 4950 1430 5440 5760 1430 7190 7460 2,50 1430 2160 2580 1430 3300 3660 1430 3940 4270 1430 5280 5560 2,75 1220 1500 1940 1430 2400 2770 1430 2910 3250 1430 3970 4260 3,00 1000 1040 1480 1430 1760 2150 1430 2170 2530 1430 3020 3330 3,25 834 689 1140 1230 1280 1670 1350 1610 1970 1430 2300 2610 3,50 695 428 880 1040 913 1300 1140 1190 1540 1330 1750 2060 3,75 584 231 683 881 638 1030 970 865 1220 1140 1330 1640 4,00 492 81 533 754 428 816 832 619 978 978 1010 1320 4,25 417 416 649 264 652 717 428 787 847 766 1070 4,50 353 324 560 134 523 622 278 637 737 570 877 4,75 300 250 485 419 540 157 516 644 413 720 5,00 254 190 421 335 471 59 418 565 286 593 5,25 215 141 366 266 412 338 497 182 489 5,50 180 100 319 209 360 272 437 96 403 5,75 151 67 277 162 315 217 386 332 6,00 124 241 122 275 170 340 272 6,25 101 209 88 240 131 300 221 6,50 81 180 60 209 98 265 177 M COMP (tf.m) L = 2,00 m 0,420 0,499 0,539 0,617 L = 2,25 m 0,438 0,530 0,572 0,655 L 2,50 m 0,442 0,559 0,605 0,692 (cm3) L = 2,00 m 25,7 38,5 46,4 64,7 L = 2,25 m 26,0 38,9 47,0 65,5 L 2,50 m 26,2 39,3 47,5 66,3 W hc (cm3) L = 2,00 m 583 693 748 857 L = 2,25 m 618 736 795 910 L 2,50 m 652 777 840 962 I tr (cm4) L = 2,00 m 263 363 420 539 L = 2,25 m 269 374 433 557 L 2,50 m 276 384 445 575 Wa (cm3) 11,5 17,9 22,0 31,6 I a (cm4) 78,9 123 152 218 Q PP (kgf/m2) 170 170 170 170 Q PP+SCcons (kgf/m2) 270 270 270 270 Longitud máxima sin alzaprimado temporal L tens (m) 2,80 4,15 4,85 6,35 L c/p (m) 3,59 4,74 5,31 6,64 L def (m) 3,57 4,14 4,44 5,01 NOTAS: 1.Q SAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga sin alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) 2.Q CAT : Sobrecarga máxima admisible para /L 1/300, para una viga con alzaprimado temporal, (kgf/m 2 ) Disponer de alzaprimado temporal a L/2, para L L tens 3.Los valores de Q T que se encuentran sobre la línea horizontal, quedan controlados por la capacidad de la losa de 5 cm, armada con malla electrosoldada15x15x4,2. 4.3.5 Tablas con capacidades a flexión de perfiles Vigal LONGITUD NO ARRIOSTRADA (m) SERIE PARA METALCONCRET LOSA Momento Admisible, M A (tf.m) F f kgf/cm2 2810 2810 2700 2700 ALTURA mm 90 ANCHO ALA mm 100 ESPESOR mm 1,0 1,6 2,0 3,0 PESO kgf/m 2,96 4,67 5,79 8,48 MA máx tf 0,126 0,198 0,233 0,330 Posición perfil Vigal (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) 0,50 0,109 0,126 0,187 0,198 0,230 0,233 0,330 0,330 0,75 0,094 0,126 0,170 0,198 0,219 0,233 0,330 0,330 1,00 0,087 0,126 0,170 0,198 0,219 0,233 0,330 0,330 1,25 0,087 0,126 0,170 0,198 0,217 0,233 0,330 0,330 1,50 0,087 0,126 0,167 0,198 0,215 0,233 0,330 0,330 1,75 0,085 0,126 0,165 0,198 0,214 0,233 0,330 0,330 2,00 0,084 0,126 0,164 0,198 0,213 0,233 0,330 0,330 2,25 0,083 0,126 0,163 0,198 0,212 0,233 0,330 0,330 2,50 0,082 0,126 0,163 0,198 0,212 0,233 0,330 0,330 2,75 0,081 0,126 0,163 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330 3,00 0,081 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330 3,25 0,081 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330 3,50 0,080 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330 3,75 0,080 0,126 0,162 0,198 0,211 0,233 0,330 0,330 4,00 0,080 0,126 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 4,25 0,080 0,126 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 4,50 0,080 0,124 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 4,75 0,080 0,123 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 5,00 0,080 0,121 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 5,25 0,079 0,119 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 5,50 0,079 0,117 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 5,75 0,079 0,116 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 6,00 0,079 0,114 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 6,25 0,079 0,112 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 6,50 0,079 0,109 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 6,75 0,079 0,107 0,161 0,198 0,210 0,233 0,330 0,330 7,00 0,079 0,105 0,161 0,195 0,210 0,233 0,330 0,330 7,25 0,079 0,102 0,161 0,191 0,210 0,233 0,330 0,330 7,50 0,079 0,100 0,161 0,186 0,210 0,233 0,330 0,330 L300 2,10 2,07 2,16 2,17 PROPIEDADES A cm2 3,77 5,95 7,37 10,8 I x cm4 39,9 61,9 75,8 108 W x cm3 7,60 11,8 14,4 20,4 y cm 3,75 3,74 3,73 3,71 NOTA : 1. L 300 : longitud máxima admisible para una viga simplemente apoyada para una deformación L/300, al estar solicitada a su capacidad máxima, (m) 2. (1) : alas comprimidas (2) : alas traccionadas x Y y 20 21

5. Especificaciones para el diseño de Metalconcret Losa SERIE PARA METALCONCRET LOSA Momento Admisible, M A (tf.m) x Y y En esta especificación se establecen los principales requisitos que deberán ser tomados en cuenta, para la correcta utilización del sistema Metalconcret Losa. 5.1 Hipótesis de diseño F f kgf/cm2 2810 2810 2700 2700 ALTURA mm 120 ANCHO ALA mm 100 ESPESOR mm 1,0 1,6 2,0 3,0 PESO kgf/m 3,43 5,43 6,73 9,89 MA máx tf 0,188 0,302 0,356 0,511 Posición perfil Vigal (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) 0,50 0,148 0,188 0,258 0,302 0,324 0,356 0,506 0,511 0,75 0,121 0,188 0,224 0,302 0,292 0,356 0,489 0,511 LONGITUD NO ARRIOSTRADA (m) 1,00 0,101 0,188 0,214 0,302 0,292 0,356 0,489 0,511 1,25 0,096 0,188 0,214 0,302 0,292 0,356 0,481 0,511 1,50 0,096 0,188 0,214 0,302 0,286 0,356 0,477 0,511 1,75 0,096 0,188 0,209 0,302 0,283 0,356 0,474 0,511 2,00 0,096 0,188 0,206 0,302 0,280 0,356 0,472 0,511 2,25 0,093 0,188 0,204 0,302 0,278 0,356 0,471 0,511 2,50 0,092 0,188 0,203 0,302 0,277 0,356 0,470 0,511 2,75 0,090 0,188 0,202 0,302 0,276 0,356 0,470 0,511 3,00 0,089 0,188 0,201 0,302 0,275 0,356 0,469 0,511 3,25 0,088 0,188 0,200 0,302 0,275 0,356 0,469 0,511 3,50 0,088 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,511 3,75 0,087 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,511 4,00 0,087 0,188 0,199 0,302 0,274 0,356 0,468 0,511 4,25 0,087 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,468 0,511 4,50 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,468 0,511 4,75 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 5,00 0,086 0,188 0,198 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 5,25 0,086 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 5,50 0,086 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 5,75 0,085 0,188 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 6,00 0,085 0,186 0,197 0,302 0,273 0,356 0,467 0,511 6,25 0,085 0,184 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 6,50 0,085 0,183 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 6,75 0,085 0,181 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 7,00 0,085 0,179 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 7,25 0,085 0,177 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 7,50 0,085 0,175 0,197 0,302 0,272 0,356 0,467 0,511 L300 2,77 2,70 2,82 2,83 PROPIEDADES A cm2 4,37 6,91 8,57 12,6 I a cm4 78,9 123 152 218 W a cm3 11,5 17,9 22,0 31,6 Y cm 5,14 5,13 5,12 5,10 NOTA : 1. L 300 : longitud máxima admisible para una viga simplemente apoyada para una deformación L/300, al estar solicitada a su capacidad máxima, (m) 2. (1) : alas comprimidas (2) : alas traccionadas 22 5.1.1 HIPÓTESIS BÁSICAS DE DISEÑO Las hipótesis básicas para el diseño de una viga de sección compuesta son: No existe deslizamiento en la interfase acero hormigón. La losa y la viga no se separan verticalmente en ningún punto a lo largo de la viga, es decir la deformación vertical es la misma para ambos elementos. En régimen elástico el acero y el hormigón están correlacionados a través de la relación de módulos de elasticidad, n. Existe independencia entre la acción de la losa como losa propiamente tal y como parte colaborante de la viga de acero, esto es, las tensiones de compresión inducidas por el efecto de flexión en la sección compuesta no afectan su capacidad para resistir las solicitaciones para las que se diseñan usualmente las losas. 5.1.2 HIPÓTESIS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA METALCONCRET LOSA Las hipótesis para el diseño del sistema Metalconcret Losa son las que a continuación se indican. 5.1.2.1 El análisis de la viga compuesta se hará en base a una viga simplemente apoyada. 5.1.2.2 Las propiedades de la sección compuesta se calcularán de acuerdo con la teoría elástica. Las tensiones de tracción del hormigón son despreciadas. Para el cálculo de tensiones, cuando se determine las propiedades de la sección, el área comprimida del hormigón es tratada como un área equivalente de acero, dividiéndola por la relación de módulos de elasticidad, n. Para el cálculo de las deformaciones, las propiedades de la sección transformada se basarán en la relación de módulos apropiada, n, para la resistencia y peso del hormigón especificado, donde n = E a / E h. 5.1.2.3 Resistencia durante la construcción : cuando en la construcción no se usan alzaprimas temporales, la sección de acero debe tener suficiente resistencia para soportar todas las cargas aplicadas antes que el hormigón alcance un 75 % de sus resistencia requerida (resistencia a los 28 días). La resistencia de diseño a la flexión de la viga de acero debe determinarse de acuerdo con los requisitos de la especificación AISI 2002, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón. 5.1.2.4 El módulo resistente real de la sección compuesta transformada será usado en el cálculo de la tensión de compresión por flexión en el hormigón, y para la construcción sin alzaprimado temporal, esta tensión se basará en las cargas aplicadas después de que el concreto haya alcanzado el 75 % de su resistencia requerida. La tensión en el hormigón no excederá 0,36 f C (resistencia cúbica). 5.1.2.5 La acción compuesta puede suponerse, dentro de ciertos límites, en el dimensionamiento de la viga para los momentos creados por la suma de la carga viva y carga muerta, aún para la construcción sin apuntalamiento. Esta liberalización está basada en el concepto de resistencia última, aún cuando las disposiciones para el dimensionamiento del miembro están basadas en el módulo resistente de la sección elástica para la sección transversal transformada. Por lo tanto, la sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas sin exceder la tensión admisible por tracción (AISI 2002), aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción. 23

5.1.2.6 Para construcciones sin alzaprimado, tal que la viga de acero bajo cargas de servicio se mantenga en el rango elástico, la superposición de las tensiones pre-compuestas y compuestas estás limitada por 0,9 F f. La tensión límite de 0,9 F f sólo previene deformaciones permanentes bajo cargas de servicio y no tiene efecto en la capacidad de momento último de la viga compuesta. La tensión se calcula asumiendo que la sección de acero resiste todas las cargas aplicadas antes de que el hormigón alcance un 75 % de su resistencia requerida y la sección compuesta efectiva resiste todas las cargas aplicadas con posterioridad. 5.2 Requerimientos de diseño Los requerimientos de diseño para la obtención de los valores admisibles del sistema Metalconcret Losa son los que a continuación se especifican. 5.2.2 POR RESISTENCA, EN ETAPA DE SERVICIO (Q T ) El dimensionamiento del sistema requiere la determinación de la capacidad resistente de la sección compuesta, la que no podrá exceder la capacidad provista por la losa de hormigón. 5.2.2.1 Capacidad resistente de la sección compuesta. La sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sin exceder la tensión admisible por tracción (AISI 2002) en el acero y la tensión admisible por compresión en el hormigón, aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción. Tensión en el acero : La tensión por tracción en la viga de acero no deberá exceder a 0,60 F f 5.2.1 DURANTE LA CONSTRUCCIÓN M PP+SC 0,60 F f (Ec. 3) 5.2.1.1 Por tensiones (L tens, L c/p ): Si no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las cargas aplicadas antes que el hormigón alcance un 75 % de sus resistencia requerida (resistencia a los 28 días), teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón. M PP + SCcons M ADM (Ec. 1) Donde : M PP + SCcons : momento de flexión, calculado para una viga simplemente apoyada, debido a las cargas de peso propio más sobrecarga de construcción. PP + SC cons : Cargas aplicadas con anterioridad al fragüe del hormigón, y que corresponden a peso propio más sobrecarga de construcción. PP : loseta 125 kgf/m 2 Relleno perfil metálico 30 kgf/m 2 Estructura 10 kgf/m 2 Otros 5 kgf/m 2 170 kgf/m 2 SC cons : 100 kgf/m 2 M ADM : momento admisible del perfil Vigal sin colaboración, considerando su longitud no arriostrada. 5.2.1.2 Por deformaciones (L def ): Si no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder 1/300 de su longitud, para las cargas aplicadas antes que el hormigón alcance un 75 % de su resistencia requerida (resistencia a los 28 días). Donde: = M PP+SC W hc W hc = I tr y ga I tr : Momento de inercia de la sección transformada completa (cm 4 ) y ga : distancia desde la parte inferior de la viga de acero al eje neutro de la sección compuesta, (cm) Tensión en el hormigón: La tensión de compresión en la fibra superior de la losa compuesta deberá ser menor o igual a 0,360 f c, en donde f c corresponde a la resistencia mínima a la compresión de una probeta cúbica a los 28 días. Donde: I tr y gh 0,360 f c (Ec. 4) I tr : Momento de inercia de la sección transformada completa (cm 4 ) y gh : distancia desde la parte superior de la losa al eje neutro de la sección compuesta, (cm) 1 L 300 (Ec. 2) Donde : : Deformación para una viga simplemente apoyada, cuya carga corresponde a peso propio más sobrecarga de construcción. L : Longitud de la viga. 24 25

5.2.2.2 Capacidad provista por la loseta de hormigón. La capacidad de la losa a flexión y corte, se obtiene por metro de ancho para una viga simplemente apoyada de longitud 60 cm (distancia entre vigas de acero). La armadura de la losa de hormigón es una malla electrosoldada tipo ACMA C92 (acero AT 56-50H), que consta de alambre ø 4,2 mm @ 150 mm entre centros. Esta malla superior estructural corresponde a la armadura requerida por flexión para soportar las cargas de servicio entre apoyos longitudinales constituídos por perfiles Vigal, cuya cuantía no podrá ser inferior a la requerida por retracción del hormigón (ver 5.2.5) Por lo tanto, los parámetros de diseño son: A s = 0,92 cm 2 /m f y = 5000 kgf/cm 2 d = 2,5 cm L = 0,60 m f c = 160 kgf/cm 2 Las capacidades últimas admisibles para una viga, corresponde a: f Mu = 0,9 f y A s d - y A s = 9650 kgf.cm / m 1,7f c b Vu = 0,85 x 0,53 f c b d = 1425 kgf / m Para transformar las capacidades últimas a tensiones admisibles, se utilizará un factor de reducción de 1,5. Luego, para una viga simplemente apoyada se tiene: QL M = 2 M = u = Q = 1430 kgf / m 2 8 1,5 QL V V = = u = Q = 3170 kgf / m 2 2 1,5 (Ec. 5) (Ec. 6) Luego, la carga admisible por tensiones, Q T, corresponde al menor valor obtenido a través de las ecuaciones 3 y 4, pero no podrá exceder la capacidad provista por la losa de hormigón (1430 kgf/m 2 ). 5.2.3 DEFORMACIONES (Q L/300 ) Las deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret losa, deben ser controladas de acuerdo a los criterios de diseño del proyecto. Para la obtención de sobrecargas admisibles por deformaciones, se definen como deformación máxima : L / 300. 5.2.3.2 Con alzaprimado temporal: Se debe cumplir: PP+ SC L α = 300 (Ec. 8) α Donde PP+ SC : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con PP (peso propio) más SC (sobrecarga), del perfil con colaboración. 5.2.4 ALZAPRIMADO El alzaprimado temporal se debe disponer cuando las tensiones y/o deformaciones impuestas por las cargas externas sobrepasen los valores límites obtenidos en los puntos 5.2.1, 5.2.2 y 5.2.3. 5.2.5 RETRACCIÓN EN EL HORMIGÓN Debido a la retracción que experimenta el hormigón durante su fraguado, se requiere disponer de armadura perpendicular a la armadura principal (por flexión), para minimizar agrietamientos. Según la ACI 318 99, en losas donde se utilice armadura de una tensión de fluencia mayor que 420 MPa, la cuantía mínima de acero deberá ser 0,0018 x 420 / f y, donde f y es la tensión de fluencia especificada de la armadura en MPa. Para esta losa se recomienda utilizar una malla electrosoldada (acero AT 56-50H), que consta de ø 4,2 mm @ 150 mm entre centros. Esta malla se colocará a 2 cm bajo la parte superior de la losa. Verificación de la armadura propuesta: Cuantía mínima = 0,0018 x 420 / 500 = 0,0015 Para una losa de 5 cm: A MIN = 0,0015 x 5 cm x 100 cm = 0,756 cm 2 Malla: A = 0,92 cm2 / m > A MIN = 0,756 cm 2 / m B 5.2.6 CONTROL DE VIBRACIONES Las vigas que soporten grandes áreas abiertas libres de tabiques u otras fuentes de amortiguación, donde la vibración momentánea originada por el tráfico peatonal no pueda aceptarse, serán diseñadas con la debida consideración de la vibración. 5.2.7 VOLADOS Si por requerimientos del proyecto, se debe disponer de losas compuestas en voladizo, éstas se diseñarán con barras de refuerzo dispuestas en la parte superior de la losa. El cálculo de dicho refuerzo se hará para soportar la carga total, esto es peso propio y sobrecarga de uso. 5.2.3.1 Sin alzaprimado temporal: Se debe cumplir : i + SC L α = 300 (Ec. 7) α Donde i SC : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con PP (peso propio), del perfil sin colaboración. : deformación para una viga simplemente apoyada cargada con SC (sobrecarga), del perfil con colaboración. 26 27

6. Ejemplos de diseño 6.1 Ejemplo Nº1 Para el entrepiso mostrado en la FIGURA 6.1.1, destinado a uso habitacional y estructurado en base al sistema Metalconcret Losa, se pide diseñar el perfil Vigal. LOSETA e=50 mm 600 2500 Donde : Espesor loseta : 5 cm Tipo de hormigón : H20 SEA H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN SIN ALZAPRIMADO TEMPORAL: 6.1.2 EN ETAPA DE CONSTRUCCIÓN: POR TENSIONES Si no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón. De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a: L tens = 2,15 m < 2,50 m M Para perfil Vigal con presillas @ 50 cm, de Tabla 4.2.2: L c/p = 2,70 m > 2,50 m B 3000 FIGURA 6.1.1 6.1.1 SOLICITACIONES Peso propio : 170 kgf/m 2 Losa y estructura 50 kgf/m 2 Terminación de piso Momento antes que fragüe el hormigón: M PP = 0,170 tf/m 2 x 0,60 m x (2,50 m) 2 / 8 = 0,0797 tf.m = 7970 kgf.cm Sobrecarga de uso : 200 kgf/m 2 Según NCh 1537.Of 86, para viviendas. Carga después que fragüe el hormigón: PP piso + SC uso = 50 + 200 =250 kgf/m 2 M SC = 0,250 tf/m 2 x 0,60 m x (2,50 m) 2 / 8 = 0,117 tf.m = 11700 kgf.cm Durante la etapa de construcción, las solicitaciones sobre las vigas corresponden a: Q PP+SCcons = 170 + 100 = 270 kgf/m 2 (ver 5.2.1). POR DEFORMACIONES Si no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder 1/300 de su longitud, para las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción. De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a: L def = 2,96 m > 2,50 m B 6.1.3 EN ETAPA DE SERVICIO: POR TENSIONES La sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sin exceder la tensión admisible por tracción en el acero y la tensión admisible por compresión en el hormigón, aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción. De Tabla 4.2.2, para L = 2,50 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q T = 851 kgf/m2 > 250 kgf/m2 B POR DEFORMACIONES Las deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformación máxima : L / 300. De Tabla 4.2.2, para L = 2,50 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q L/300 = 1170 kgf/m 2 > 250 kgf/m 2 B 6.1.4 VERIFICACIÓN ADICIONAL: Además, se debe verificar lo siguiente: M pp W a M sc + 0,90 F y 28 Luego, evaluando la fórmula: 7970 11,5 + 11700 28,4 = 1105 kgf kgf 0,90 F y = 2530 Bº cm 2 cm 2 USAR : Sistema Metalconcret Losa H total = 15 cm sin alzaprima temporal. Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí, con presillas correspondientes a planchas PL 1,6 x 70 x 80, que unen las alas del perfil Vigal y separadas @ 50 cm en todo su largo. 29

6. Ejemplos de diseño 6.2. Ejemplo Nº2 Para la planta mostrada en la FIGURA 6.2.1, destinada a oficinas y estructurado en base al sistema Metalconcret Losa, se pide diseñar el perfil Vigal para las siguientes condiciones: Perfil Vigal sin alzaprimado temporal. Perfil Vigal con alzaprimado temporal. 600 SEA H = 12 cm / e = 1,6 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN SIN ALZAPRIMADO TEMPORAL: 6.2.2 EN ETAPA DE CONSTRUCCIÓN: POR TENSIONES Si no se dispone de alzaprimado temporal, la sección de acero debe soportar todas las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción, teniendo presente las reales condiciones de sujeción lateral que tendrá el ala comprimida durante el vaciado del hormigón. De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a: L tens = 3,10 m > 3,00 m B LOSETA e=50 mm 3500 Donde : Espesor loseta : 5 cm Tipo de hormigón : H20 POR DEFORMACIONES Si no se dispone de alzaprimado temporal, la deformación de la viga de acero no deberá exceder 1/300 de su longitud, para las solicitaciones aplicadas durante la etapa de construcción. De Tabla 4.2.2, la longitud máxima sin alzaprima temporal corresponde a: L def = 3,43 m > 3,00 m B 4200 6.2.3 EN ETAPA DE SERVICIO: 6.2.1 SOLICITACIONES FIGURA 6.2.1 Peso propio : 170 kgf/m 2 Losa y estructura 50 kgf/m 2 Terminación de piso Momento antes que fragüe el hormigón: M PP = 0,170 tf/m 2 x 0,60 m x (3,0 m) 2 / 8 = 0,115 tf.m = 11475 kgf.cm Sobrecarga de uso : 250 kgf/m 2 Según NCh 1537.Of 86, para oficinas. Carga después que fragüe el hormigón: PP piso + SC uso = 50 + 250 =300 kgf/m 2 M SC = 0,300 tf/m 2 x 0,60 m x (3,00 m) 2 / 8 = 0,203 tf.m = 20250 kgf.cm Durante la etapa de construcción, las solicitaciones sobre las vigas corresponden a: Q PP+SCcons = 170 + 100 = 270 kgf/m 2 (ver 5.2.1). POR TENSIONES La sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sin exceder la tensión admisible por tracción en el acero y la tensión admisible por compresión en el hormigón, aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción. De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q T = 908 kgf/m 2 > 300 kgf/m 2 B POR DEFORMACIONES Las deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformación máxima : L / 300. De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q L/300 = 911 kgf/m 2 > 300 kgf/m 2 B 6.2.4 VERIFICACIÓN ADICIONAL: Además, se debe verificar lo siguiente: M pp W a M sc + 0,90 F y Luego, evaluando la fórmula: 11475 17,9 + 20250 43,1 = 1111 kgf cm 2 0,90 F y 2530 kgf Bº cm 2 USAR : Sistema Metalconcret Losa H total = 15 cm sin alzaprima temporal. Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1,6 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí. 30 31

6. Ejemplos de diseño SEA H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653), PARA CONSTRUCCIÓN CON ALZAPRIMADO TEMPORAL @ L/2: 6.2.5 EN ETAPA DE CONSTRUCCIÓN: Verificación del perfil sin colaboración, con alzaprima @ L/2. El modelo de análisis corresponde al mostrado en la FIGURA 6.2.2. alzaprima temporal a L/2 2 espacios de 1500 = 3000 q q = (PP + SC cons ) x S PP = 170 kgf/m 2 SC cons = 100 kgf/m 2 (sobrecarga de construcción) S = 0,60 m 6.2.6 EN ETAPA DE SERVICIO: POR TENSIONES La sección compuesta se dimensionará para soportar todas las cargas, en etapa de servicio, sin exceder la tensión admisible por tracción en el acero y la tensión admisible por compresión en el hormigón, aún cuando la sección de acero no se apuntale durante la construcción. De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q T = 539 kgf/m 2 > 300 kgf/m 2 B POR DEFORMACIONES Las deformaciones en la viga de acero y en el sistema Metalconcret Losa, se definen como deformación máxima: L / 300. De Tabla 4.2.2, para L = 3,00 m, la sobrecarga máxima admisible corresponde a: Q L/300 = 924 kgf/m 2 > 300 kgf/m 2 B 6.2.7 VERIFICACIÓN ADICIONAL: Además, se debe verificar lo siguiente: FIGURA 6.2.2 Luego : q = (0,170 + 0,100) x 0,60 = 0,162 tf/m m + = 9 / 128 x 0,162 x 1,5 2 = 0,026 tf.m m - = 0,162 x 1,5 2 / 8 = 0,046 tf.m De Tabla 4.2.5 Capacidades a flexión de perfiles Vigal, se tiene: L = 1,5 m M A (1) = 0,095 tf.m > 0,026 tf.m B M A (2 ) = 0,188 tf.m > 0,046 tf.m B M pp W a Luego, evaluando la fórmula: 11475 11,5 M sc + 0,90 F y + 20250 28,4 = 1710 kgf cm 2 0,90 F y = 2530 kgf Bº cm 2 USAR : Sistema Metalconcret Losa H total = 15 cm con alzaprima temporal @ L/2. Perfil Vigal H = 12 cm / e = 1 mm (ASTM A 653) separados @ 60 cm entre sí. 32 33

7. Detalles constructivos 7.1 Apoyo Vigal a muros, cadenas ó vigas de hormigón armado. 7.2 Apoyos interiores Vigal a muros, cadenas ó vigas de hormigón armado. 200 50 MM 400 ø 8@ 300 (MINIMO) L= 600 ø 8@ 300 e= 50 MM 30 400 ø 8@ 300 (MINIMO) L= 600 ø 8@ 300 300 50 20 100 (70) CORTE POR TERRENO 200 400 ø 8@ 300 (MINIMO) L= 600 ø 8@ 300 APOYO 10 MM (MAXIMO) 50 MM (APOYO ) 50 MM (APOYO ) 34 35

7. Detalles constructivos 7.3 Apoyo Vigal a vigas Metalcon. 7.4 Apoyo Vigal a vigas ó cadena de hormigón armado existente. 5+5 AUTOPERF. N 10x3/4 5 AUTOPERF. N 10x3/4 ø 8@ 300 CANAL DE BORDE C15 O C12,5 e=2mm VIGA MAESTRA METALCON 120 (150) ANGULO CONECTOR 50MM CANAL DE BORDE C15 O C12,5 e=2mm VIGA O CADENA EXISTENTE e= 50 MM ANGULO L65 CONECTOR VIGA MAESTRA METALCON VIGA O CADENA EXISTENTE PERNO DE EXPANSION (S. CALC.) 36 37

7. Detalles constructivos 7.5 Apoyo y volado de Vigal a vigas ó cadena de hormigón armado existente. 7.6 Anclaje paneles perimetrales Metalcon a Metalconcret Losa. PERNO DE EXPANSION ø3/8 ARMADURA REFUERZO SUPERIOR S/ CALCULO 5 AUTOPERF. N 10x13/4 FIJADOR VERTICAL P L0,85x50 CANAL DE BORDE C15 O C12,5 e=2mm ANGULO L65 CONECTOR VIGA O CADENA EXISTENTE LONGITUD VOLADO (SEGUN CALCULO) AUTOPERFORANTES ANGULO L65 CONECTOR PIE DERECHO SOLERA VIGA MAESTRA METALCON AUTOPERFORANTES CANAL DE BORDE C15 O C12,5 e=2mm (MIN) CANAL DE BORDE CINTAC AUTOPERFORANTES VIGA O CADENA EXISTENTE PERNO DE EXPANSION (S. CALC.) FIJADOR VERTICAL P L0,85x50 PIE DERECHO VIGA MAESTRA METALCON SOLERA 38 39