capitulo 3 - aspectos del diseÑo metaldeck

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CAPITULO 3 ASPECTOS DEL DISEÑO El diseño de entrepiso con el sistema METALDECK involucra dos etapas principales: La primera cuando el concreto fresco aún no ha endurecido, en la cual, la lámina colaborante funciona prin- cipalmente como formaleta y la segunda cuando el concreto endurece y la losa trabaja como sección compuesta. Además de estas consideraciones principales es necesario garantizar el fun- cionamiento de las losas como diafragma de piso, cuando esto sea una consideración de diseño. A continuación se presenta la metodología recomendada de diseño para cada una de las consi- deraciones mencionadas. 3.1 METALDECK COMO FORMALETA 3.1.1 PROPIEDADES Las propiedades de METALDECK para el diseño como formaleta tales como área de la sección transversal, momento de inercia, y otras constantes para el cálculo en flexión deben determinarse de acuerdo con lo establecido por las especificaciones del AISI, Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, (referencia 4). En el Apéndice 1 – Propiedades del METALDECK, se presenta un resumen de las principales propiedades del METALDECK. 3.1.2 CARGAS Para el diseño del METALDECK actuando como formaleta o sea en estado no compuesto, la carga de diseño debe incluir: ¸ El peso propio del tablero ¸ El peso propio del concreto fresco ¸ Las cargas de construcción temporales que se calculan como la más severa entre una carga uniformemente distribuida de 100 kg/m 2 sobre la superficie de la lámina y una carga concen- trada de 300 kg que actúan sobre una sección de la formaleta de 1 m de ancho. Estas cargas corresponden a cargas de construcción como son sobrepesos por el manejo del concreto y al peso de la maquinaria y las personas que trabajan en la construcción de la losa. 12

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Page 1: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

CAPITULO 3

ASPECTOS DEL DISEÑO

El diseño de entrepiso con el sistema METALDECK involucra dos etapas principales: La primeracuando el concreto fresco aún no ha endurecido, en la cual, la lámina colaborante funciona prin-cipalmente como formaleta y la segunda cuando el concreto endurece y la losa trabaja comosección compuesta. Además de estas consideraciones principales es necesario garantizar el fun-cionamiento de las losas como diafragma de piso, cuando esto sea una consideración de diseño.A continuación se presenta la metodología recomendada de diseño para cada una de las consi-deraciones mencionadas.

3.1 METALDECK COMO FORMALETA

3.1.1 PROPIEDADES

Las propiedades de METALDECK para el diseño como formaleta tales como área de la seccióntransversal, momento de inercia, y otras constantes para el cálculo en flexión deben determinarsede acuerdo con lo establecido por las especificaciones del AISI, Specification for the Design ofCold Formed Steel Structural Members, (referencia 4).

En el Apéndice 1 – Propiedades del METALDECK, se presenta un resumen de las principalespropiedades del METALDECK.

3.1.2 CARGAS

Para el diseño del METALDECK actuando como formaleta o sea en estado no compuesto, lacarga de diseño debe incluir:

¸ El peso propio del tablero

¸ El peso propio del concreto fresco

¸ Las cargas de construcción temporales que se calculan como la más severa entre una cargauniformemente distribuida de 100 kg/m2 sobre la superficie de la lámina y una carga concen-trada de 300 kg que actúan sobre una sección de la formaleta de 1 m de ancho. Estas cargascorresponden a cargas de construcción como son sobrepesos por el manejo del concreto y alpeso de la maquinaria y las personas que trabajan en la construcción de la losa.

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Page 2: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

3.1.3 DEFLEXIONES ADMISIBLES

Para el cálculo de las deflexiones verticales del METALDECK actuando como formaleta deberáconsiderarse el peso propio del concreto de acuerdo con el espesor de diseño y el peso propio dela lámina. Las cargas de construcción no deben tenerse en cuenta por ser de carácter temporal.Debido a que el METALDECK se diseña para permanecer en el rango elástico, ésta se recupera-rá una vez se retire dichas carga temporal.

Las deflexiones verticales que se produzcan en condiciones de formaleta y en estado no com-puesto, calculadas con las cargas establecidas y medidas con respecto a la deflexión verticaldel apoyo deben limitarse a:

donde:L

e = Longitud de la luz libre, (m)

δcal

= Deflexión calculada, (cm)δ

adm = Deflexión máxima admisible, (cm)

3.1.4 ESFUERZO ADMISIBLES

Los esfuerzos de tensión y de compresión por flexión en el METALDECK no deben exceder:

σs ≤ σadm = 0.6 fy = 0.6x2803 kg/cm2=1681.8 kg/cm2 ≤ 2530 kg/cm2

donde:

σs = Esfuerzo actuante en el acero, (kg/cm2).

σadm = Esfuerzo admisible en el acero (kg/cm2)ƒ

y = Esfuerzo de fluencia en el acero, (kg/cm2).

El cálculo de los módulos elásticos para las fibras superior e inferior de la lámina de METALDECKy para condiciones de flexión positiva o negativa debe realizarse de acuerdo con la metodologíapropuesta por el AISI, Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members,referencia 4. En el Apéndice 1 se presentan los módulos elásticos para las láminas de METALDECK.

Cuando se verifiquen los esfuerzos para la carga concentrada de construcción de 300 Kg pormetro de ancho de METALDECK, se permite un incremento del 33% en el esfuerzo admisible delacero.Nota: Para el cálculo de esfuerzos actuantes y de deflexiones pueden utilizarse ayudas existen-

δcal <_ δadm = menor

100Le

180

1.9

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Page 3: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

tes. Ver Apéndice 2 para Coeficientes de Cálculo de Cortantes, Momentos y Deflexiones.

3.1.5 SOPORTES ADICIONALES (Apuntalamientos temporales)

Si los esfuerzos actuantes o las deflexiones calculadas sobrepasan los esfuerzos admisibles y/olas deflexiones admisibles respectivamente, se pueden utilizar apuntalamientos temporales adi-cionales durante la construcción, los cuales se colocan en general en los centros o tercios de lasluces. Esto permite en casos específicos mantener las secciones más livianas de METALDECK,en lugar de considerar espesores mayores de lámina.

En caso de requerirse apoyos temporales, debe indicarse claramente en los planos de construc-ción el tipo de apoyo requerido, su ubicación y el tiempo necesario durante el cual debe garanti-zarse el apuntamiento. (Véase la Figura 5)

FIGURA 5ESQUEMA TIPICO DE APOYOS TEMPORALES

3.1.6 LONGITUDES DE APOYO

Las longitudes de apoyo del tablero sobre las vigas principales deben determinarse utilizando unacarga de concreto húmedo más el peso propio del METALDECK más una carga de construcciónuniformemente distribuida de 100 kg/m2.

Como regla general se recomienda utilizar una longitud de apoyo de por lo menos 4 cm cuando elMETALDECK se instale sobre la viga, la cual en general impedirá que el tablero se resbale de suapoyo. Si esta condición no puede cumplirse por razones constructivas o cuando se esperenreacciones considerables en los apoyos, deberán verificarse los esfuerzos en el alma de la láminade METALDECK (ver AISI, Specificatión for the Desing Of Cold Formed Steel Structural Members,

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Page 4: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

referencia 4).Cuando se utiliza el sistema de fundición monolítico o semi-monolítico (fundida deviga y losa simultaneamente), se recomienda utilizar una longitud de apoyo del METALDECKsobre la viga de 2.5 cm.

En casos críticos se recomienda de todas maneras sujetar convenientemente la lámina a la vigao elemento de apoyo para evitar el resbalamiento. (Véase la figura 6 y consultar el Capítulo IVpara el sistema y características de la fijación).

FIGURA 6ESQUEMA TIPICO DE APOYO DE LAS LAMINAS DE METALDECK SOBRE LA VIGA

FIGURA 6ªESQUEMA TIPICO DE APOYO DE FUNDICION MONOLITICA

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Page 5: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

3.2. METALDECK Y CONCRETO COMO SECCION COMPUESTA

3.2.1 GENERAL

La losa en sección compuesta debe diseñarse como una losa de concreto reforzado en la cual lalámina de METALDECK actúa como el acero de refuerzo positivo. Las losas deben diseñarsecomo losas de luces simples o continuas sobre apoyos, sometidas a cargas uniformemente distri-buidas. Adicionalmente las losas deben diseñarse específicamente para cargas concentradasimportantes, para cargas dinámicas derivadas del uso de la estructura y para cargas debidas alfuncionamiento de la losa como diafragma estructural en una edificación determinada.

3.2.2 HIPOTESIS DE ANALISIS

El diseñador debe seleccionar la hipótesis para el análisis de la losa de entrepiso de acuerdo conlo siguiente:• Losa continua sobre apoyos múltiples: Si se desea diseñar la losa de manera que se

tenga continuidad en los apoyos intermedios, debe diseñarse el refuerzo negativo que irá enla parte superior de la losa, utilizando las técnicas de diseño convencionales del concretoreforzado. En este caso para la sección en el apoyo se desprecia el efecto de la lámina deMETALDECK actuando a compresión. También, la malla de refuerzo seleccionada para efec-tos de retracción y temperatura (véase el Capítulo II) no proporciona en general la cuantía deacero necesaria para absorber dichos momentos negativos de manera que debe disponersede refuerzo adicional en la zona de los apoyos.

• Losa con luces simplemente apoyadas: Si por otro lado se desea basar el análisis en lahipótesis de luces simplemente apoyadas, se supone que la losa se fisura en la parte superioren cada uno de los apoyos. Para efectos estéticos se recomienda, de todas maneras, colocarcuantías nominales de refuerzo que garanticen la formación de varias fisuras y no una solagrieta de mala apariencia.

3.2.3 HIPOTESIS DE CARGA

Las hipótesis de carga que deben utilizarse para el diseño serán las que establece la NormaColombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente - NSR98, Ley 400 de 1997.

Combinaciones básicasMétodo de esfuerzos de

trabajo

Combinaciones básicasMétodo del estado

Límite de Resistencia

DD + LD E / 1.4D + L W; D + L E / 1.4

+_+_ +_

1.4D + 1.7 L1.05D + 1.28L 1.28W0.9D 1.3W1.05D + 1.28L 1.0E0.9D 1.0E

+_

+_+_

+_

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Page 6: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

• Condición de formaleta con apuntamiento intermedio: Si la lámina tiene un solo apoyointermedio durante la fundida del concreto, ésta deberá soportar los momentos flectores (sinconsiderar el comportamiento como sección compuesta), producidos por su peso propio y elpeso del concreto fresco considerando la nueva condición de apoyo, y la sección compuestadeberá soportar una carga concentrada en el centro de la luz equivalente a 5/8 WppLe dondeWpp incluye el peso propio de la losa (peso de la lamina y del concreto) y Le, la luz total sinconsiderar apuntamiento, más el efecto de las cargas sobreimpuestas mencionadas anterior-mente. Para apoyos adicionales se hace un análisis equivalente al anterior.

Las anteriores consideraciones deben utilizarse en la estimación de la carga sobreimpuesta ad-misibles y en el cálculo de esfuerzos de adherencia entre el tablero de acero y el concreto talcomo se presenta más adelante. Algunas normas establecen que para el diseño de conectoresde cortante para conformar la sección compuesta deben utilizarse las cargas mayoradas totalessin las reducciones planteadas en los parámetros anteriores, lo cual representa una base dediseño más conservadora.

Donde:D = Carga muerta consistente en: (a) Peso propio del elemento. (b) Peso de todos los mate-

riales de construcción incorporados a la edificación y que son permanentes soportadospor el elemento. (c) Peso equipos permanentes.

L = Cargas vivas debidas al uso y ocupación de la edificación, incluyendo cargas debidas aobjetos móviles.

E = Fuerza sísmica de diseño.W = Carga de viento de diseño.

3.2.4 CARGAS DE DISEÑO

El proceso constructivo utilizado en el vaciado del concreto resulta vital para establecer las car-gas de diseño que se utilizarán en el cálculo de la losa. Se tienen los siguientes casos particula-res:

• Condición de formaleta sin apuntamiento: Si se coloca el concreto fresco sobre la láminade METALDECK sin soporte intermedio, todo el peso propio del tablero y del concreto losoporta la lámina de acero misma. Solo las cargas que se apliquen con posterioridad al fra-guado del concreto (denominadas cargas sobreimpuestas), como son las cargas muertasadicionales y las cargas vivas, actuarán sobre la sección compuesta, considerando que yasobre la lámina de METALDECK hay unos esfuerzos previos actuando.

• Condición de formaleta con apuntamiento uniforme: Si la lámina está temporalmentesoportada en forma uniforme hasta que el concreto fragüe para luego retirar los soportes,todas las cargas, o sea el peso propio de la lámina de METALDECK y del concreto, las cargasmuertas adicionales y las cargas vivas, actuarán todas sobre la sección compuesta. En estecaso todo el peso propio del tablero y del concreto deben aplicarse como carga uniformemen-te distribuidas a la sección compuesta, adicionalmente a las cargas muertas adicionales ycargas vivas que se aplican enseguida.

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Page 7: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

TABLA 3 - DEFLEXIONES MAXIMAS CALCULADAS PERMISIBLES

TIPO DE ELEMENTO DEFLEXION QUE SE CONSIDERADEFLEXION

LIMITE

Cubiertas planas que no soportan o no estan unidas aelementos no estructurales que puedan ser dañados pordeflexiones grandes.

Losas que no soportan o no estan unidas a elementosno estructurales que puedan ser dañados por deflexionesgrandes.

Cubiertas o losas que soportan o estan unidas a ele-mentos no estructurales susceptibles de daño debido adeflexiones grandes.

Cubiertas o losas que soportan o estan unidas a ele-mentos no estructurales que no puedan ser dañados pordeflexiones grandes.

Deflexión instantánea debido a carga viva.

Deflexión instantánea debido a carga viva.

La parte de la deflexión total que se presenta des-pués de la unión a elementos no estructurales, osea la suma de las deflexiones a largo plazo debidaa cargas permanentes, más la instantánea debidaa cualquier carga viva adicional.

L180

L360

L480

L240

3.2.5 DEFLEXIONES POR CARGAS VIVAS

Las propiedades para efectos de flexión de la sección compuesta necesarias para determinarlas deflexiones verticales de losas compuestas, deben calcularse de acuerdo con la teoríaelástica convencional aplicada al concreto reforzado, mediante la transformación de las áreasde acero a áreas equivalentes de concreto. Las hipótesis básicas de análisis son las siguiente:

1. Las secciones planas antes de la flexión, permanecen planas después de aplicada la flexión,lo que significa que las deformaciones unitarias longitudinales en el concreto y en el aceroen cualquier sección transversal al tablero son proporcionales a la distancia de las fibrasdesde el eje neutro a la sección compuesta.

2. Para las cargas de servicio, los esfuerzos son proporcionales a las deformaciones tantopara el concreto como para el acero.

3. Puede utilizarse la totalidad de la sección de acero excepto cuando ésta se ve reducida porhuecos.

4. El momento de inercia utilizado en el estimativo de las deflexiones por carga viva se calculautilizando el promedio entre el momento de inercia “fisurado” de la sección transformada yel momento de inercia “no fisurado” de la sección transformada. Para la sección transfor-mada se utiliza normalmente un módulo del acero de 2’077.500 kg/cm2 y una relación mo-dular de N=11.

Las deflexiones verticales del sistema compuesto calculadas con las cargas y propiedadesestablecidas y medidas con respeto a la deflexión vertical del apoyo deben limitarse a lo dadoen la tabla siguiente:

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Page 8: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

De la misma manera que en los cálculos de esfuerzos, para el cálculo de deflexiones se suponenormalmente que no existe continuidad en la losa de manera que se utilizan las fórmulas conven-cionales para luces simples. De nuevo esta suposición puede evitarse utilizando las fórmulascorrespondientes a dos y más luces continuas.

3.2.6 DISEÑO A FLEXION – METODO DE LOS ESFUERZOS ADMISIBLES

El método de los esfuerzos admisibles para diseño a flexión está basado en la fluencia del alainferior de la lámina de METALDECK (fibra más alejada del eje neutro). Este método resultaadecuado cuando no hay suficientes pernos de corte sobre la viga perpendicular a la dirección dela lámina de METALDECK o cuando solo existen este tipo de pernos en las vigas secundariasparalelas a la dirección de la lámina o simplemente cuando no se considera en el diseño la accióncompuesta de las vigas de soporte y el sistema METALDECK y por lo tanto no existen pernos decorte sobre las vigas. La eventual presencia de los pernos de corte en número suficiente sobre lasvigas perpendiculares a la dirección del tablero garantizarían el no deslizamiento relativo entre elconcreto y la lámina y permitirían llegar a la sección a su resistencia última (ver siguiente nume-ral).

En este procedimiento se combinan los esfuerzos en la lámina causados por la fundida del con-creto con los esfuerzos causados por la carga de servicio actuando sobre la sección compuesta.Los esfuerzos resultantes se comparan con valores admisibles de acuerdo con las siguientesecuaciones:

[ ]

σsSic

Mpp=[ ]+ M’pp + Mcs <_* 10

5 0.6 ƒy = 1682 kg/ cm2

En el calculo de las deflexiones deben considerarse las cargas inmediatas y las de largo plazo;las deflexiones adicionales causadas por el flujo plástico del concreto (“creep”) deben considerar-se multiplicando las deflexiones inmediatas causadas por las carga permanente considerada,porel coeficiente obtenido así:

donde: es el valor de la cuantía del refuerzo a compresión en el centro de la luz para lucessimplemente apoyadas o continuas, y el apoyo para voladizos. Se recomiendan los siguientesvalores del coeficiente de efectos a largo plazo, , así:

ρ’

3

5 años o más = 2.012 meses = 1.46 meses = 1.23 meses = 1.0

3333

=

3

1+50 ρ’

σs+Si Sic

Mpp= + M’pp +

+Sic<_*10

51.33 (0.6 ) ƒy = 2242 kg/ cm2

Mcs

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Page 9: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

donde:

σs = Esfuerzo actuante en el acero, (kg/cm2)

+Si = Módulo elástico de la sección de acero para el ala inferior en flexión positiva, (cm3).

Sic = Módulo elástico de la sección compuesta para la fibra inferior de acero, (cm3)

Mpp = Momento para la carga de peso propio Wpp (T•m)

M’pp = Momento para la carga de peso propio producido al retirar el apuntamiento, Wpp (T•m)

Mcs = Momento para la carga sobreimpuesta, Wcs (T•m)

En las anteriores ecuaciones Mpp calcula con base en las siguientes fórmulas:

Mpp = Cn Wpp Le2

Donde:Cn = Coeficiente de flexión para momento positivo según lo siguiente:

C1 = 0.125 Una luz

C2 = 0.070 Dos luz Sin apuntamiento

C 3 = 0.080 Tres o mas luces.

C1 = 0.018 Una luz

C2 = 0.020 Dos luz Con apuntamiento en el centro de la luz

C3 = 0.020 Tres o mas luces.

Le= Longitud de la luz libre, (m).

Wpp = Peso propio de la losa que incluye peso propio de la lámina y peso propio del concreto, (kg/m

2).

Wes = Carga sobreimpuesta con respecto a Wpp e incluye la carga viva de diseño, y las cargassobreimpuestas como muros divisorios, acabados de piso, cielos rasos, etc, (kg/m2).

Cuando hay apuntamiento durante la fundida del concreto, para el calculo de M’pp debe incluirseel momento producido por la remoción de los puntales el cual actúa sobre la sección compuesta.Para apuntamiento en el centro de la luz al término anterior debería sumarse el término0.156 Wpp Le2 si se considera la hipótesis de luces simples. Para apuntalamientos diferentes sehace el análisis correspondiente.

En realidad los esfuerzos por el proceso constructivo debidos al apuntalamiento serían un pocoinferiores a los estimados en las fórmulas anteriores debido a que el máximo momento positivopara el peso propio de la losa (concreto fluido), no coincide en ubicación con el máximo positivogenerado al retirar el apuntamiento. Sin embargo se propone este método conservativo paraconsiderar cargas no previstas y apuntamientos no ubicados exactamente en el centro de la luz.

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Page 10: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Por su parte Mcs se calcula con la fórmula tradicional 0.125 Wcs Le2 en la cual se supone que noexiste un refuerzo negativo en el apoyo, es decir se supone como luz simple. Si se desea consi-derar la continuidad de la losa basta con calcular el momento positivo máximo para el número deluces en cuestión y utilizar este valor como Mcs. En este caso debe hacerse el diseño complemen-tario de la sección en el apoyo sometido a momento flector negativo. En dicho cálculo se despre-cia normalmente la participación del tablero de acero a compresión y se utilizan las fórmulastradicionales de diseño del concreto reforzado.

3.2.7 COMPRESION EN EL CONCRETO

Deben revisarse los esfuerzos de compresión en el concreto para los casos en que se utilice o noel apuntamiento temporal. El esfuerzo en el concreto debe limitarse a 0.45 f’c.

Para el calculo del esfuerzo en el concreto se utilizaran las siguientes fórmulas:

donde:

σc = Esfuerzo de compresión actuante en el concreto, (kg/cm2).

σadm = Esfuerzo admisible en el concreto, (kg/cm2).

Scc = Módulo elástico de la sección compuesta para la fibra superior de concreto, (cm3).

N = Relación de módulo de elasticidad, Es/Ec.

M’pp

= Momento para la carga de peso propio producido al retirar el apuntamiento, w, (T•m).

Mcs

= Momento para la carta sobreimpuesta, Wcs, (T•m).

ƒ’c = Resistencia a la compresión especificada para el concreto (kg/cm2).

3.2.8 DISEÑO A FLEXION – METODO DE LA RESISTENCIA ULTIMA

El método de la resistencia última para diseñar a flexión está basado en la fluencia de la totalidadde la lámina de METALDECK (y no solo de la fibra más alejada como en el método anterior) porlo cual son aplicables las fórmulas tradicionales de diseño a la rotura (o resistencia última) para elconcreto. Para alcanzar la capacidad última a momento de la sección compuesta, se ha demos-trado experimentalmente que se requiere un número suficiente de pernos de corte sobre la vigaperpendicular a la dirección principal de la lámina.

σc σadm<_ 0.45= (kg/cm2)ƒ’c

Scc N

[ ]+M’pp*10

5

σc =Mcs

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Page 11: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Aunque la lámina de METALDECK en la estructura terminada sirve de acero positivo de refuerzo,las dimensiones de su sección transversal y por lo tanto su área As están controladas en generalpor las condiciones de diseño temporales de la lámina actuando como formaleta. En consecuen-cia y dependiendo de las luces, cargas, materiales y apoyos que se utilicen, las losas compuestaspueden ser subreforzada o sobrereforzadas.

Se establece la cuantía balanceada que es aquella para la cual la deformación unitaria de tensiónen la parte superior de la lámina de METALDECK alcanza la deformación de fluencia exactamen-te en el mismo instante de aplicación de carga en que la superficie superior del concreto alcanzala deformación límite de = 0.003.

Donde:

ρb = Cuantía balanceada de acero de refuerzo.β1 = 0.85 para concretos con f’ ≤ 280 kg/cm2 (4000 psi) = Deformación unitaria limite del concreto = Deformación unitaria de fluencia en el acero.h = Espesor nominal fuera a fuera de la losa, (cm)dd = Altura de la lámina colaborante, (cm)

d = Altura efectiva de la parte superior de la losa de concreto al centroide del acero a tensión, (cm)

ƒ’c= Resistencia a la compresión especificada para el concreto, (kg/cm2).

ƒy= Esfuerzo de fluencia de acero, (kg/cm2).

Las losas compuestas con una cuantía de acero menor que ρb están subreforzadas y el acero dela lámina estará en fluencia en el momento en que el concreto alcance su deformación límite,mientras que aquellas con una de acero por encima de ese límite se encuentran sobrerreforzadasy tendrán un esfuerzo en el acero menor que ƒy cuando el concreto alcanza su deformación límite.

La ecuación básica que debe verificarse es la siguiente:

Mu ≤ Ø Mn

Donde:

Mu = Momento total actuante mayorado, (T•m).

Mn = Momento nominal resistente, (T•m).

Ø = Coeficiente de reducción de resistencia de acuerdo con lo siguiente:

3

y

3

c

3

c

ρb β1

3

c 3

y

h dd

dƒ’c

ƒy

0.85= *( )( )3

c +

_( )

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Page 12: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Losa Subreforzadas Ø = 0.90 Losa Subreforzadas con (fu/ fy)≤1.08 Ø = 0.70 Losa Sobrereforzadas Ø = 0.75

Las ecuaciones para calcular los momentos resistentes en losas sub y sobrereforzadas son lassiguientes (referencia 14).

Losa Subreforzadas:

Donde:

Losas Sobrereforzadas

donde:

donde los nuevos términos se explican por sí solos,As se encuentra en propiedades del panel delapéndice 1.

3.2.9 RESISTENCIA DE ADHERENCIA A CORTANTE

Una de las formas de falla más comunes en losas compuestas con lámina colaborantes es lallamada falla por adherida a cortante, en la cual se produce un deslizamiento horizontal entre lalámina de acero y el concreto. Los resaltes y muescas existentes en las láminas de METALDECKtienen como objetivo mejorar la adherencia a cortante por medios mecánicos, efecto que va asumarse a la adherencia propia entre los dos materiales.

La resistencia de adherencia a cortante se trabaja con esfuerzo último y se verifica mediante lasiguiente ecuación:

donde:

a2

Mn = As ƒy (d – ) * 10-5

ƒ’c

ƒy

0.85

As

ba =

(cm)

Mn = 0.85 ƒ’c a b (d – ) 10-5a

2 *

a = β1c

c = ku d

ku

ρ V=√ +(ρ V

2 )2 _2

ρ V

V

=

3

c Es

0.85 β1 ƒ’c

υu <_ υnφ

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Page 13: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

υu = Esfuerzo cortante de adherencia último actuante, (kg/ cm2)

υn = Esfuerzo cortante de adherencia nominal resistente, (kg/cm2).

φ = Factor de reducción de resistencia al corte por adherencia, φ = 0.80.

Vu= , la fuerza cortante última, (kg).

b = Ancho de análisis. Normalmente en losas se toma ancho unitario de 100 cm, (cm).

d = Altura efectiva de la parte superior de la losa de concreto al centroide del acero a tensión, (cm).

ϒ= Factor de carga por tipos de apoyo durante la construcción, se determina de acuerdo con la figura 7.

wu,pp

= Carga última producida por el peso propio de la losa (peso propio de la lámina y peso propio del concreto). (Kg/m2).

wu,cs = carga última producida por la carga sobreimpuesta, (kg/m2).

Le = Longitud de la luz libre, (m).

a)

b)

c)

FIGURA 7ESQUEMA DE APOYO DURANTE LA CONSTRUCCION

LeLe +ϒWu,pp b

2*100

Wu,cs b

2*100

υu =Vu

bd(kg / cm2)

= 0.63ϒ

= 1,0ϒ

= 0ϒ

24

Con apoyo intermedio

Page 14: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Por otro lado, Donde:

Donde:

Vn = fuerza cortante de adherencia nominal resistente, (kg).

k,m = Constantes determinadas experimentalmente.

b = Ancho de análisis. Normalmente en losas se toma ancho unitario de 100 cm, (cm).

d = Altura efectiva de la parte superior de la losa de concreto al centroide del acero a tensión (cm).

ρ = , cuantía de acero de refuerzo dada como la relación entre el área de la sección

l’ = Distancia de la carga concentrada al apoyo más cercano en el ensayo con dos cargas concen-tradas simétricas, (cm).

Con base en los ensayos realizados con tableros de acero producidos en la Planta de Acescoen Barranquilla – Colombia, y con materiales y técnicas nacionales se encuentra la siguienteecuación (ver apéndice 3 – Resultados Típicos de Ensayos de Adherencia a Cortante) que serepresenta además en la Figura 8.

con:k = Resultado de los ensayos, cruce en las ordenadas.m = Resultado de los ensayos, pendiente de la recta de regresión lineal.

Donde:Ve = Reacción en el extremo medida en el ensayo en el momento de la falla, (kg).

b = Ancho de análisis. Normalmente en losas se toma ancho unitario de 100 cm, (cm).d = Altura efectiva de la parte superior de la losa de concreto al centroide del acero a tensión, (cm).ƒ’c

= Resistencia a la comprensión especificada para el concreto, (kg/cm2).

l’ = Distancia de la carga concentrada al apoyo más cercano en el ensayo con dos cargas concentradas simétricas, (cm).

ρ = , cuantía de acero de refuerzo dada como la relación entre el área de la sección transversal de la lámina de METALDECK y el área efectiva del concreto.

As

bd

Ve

bd ƒ’c

ρ= k + m dl’ ƒ’

c

As

bd

transversal de la lámina colaborante y el área efectiva del concreto.

υn =Vn

bdVn =( mρd

K ƒ’c+

l’ )bd

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Page 15: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

FIGURA 8RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO POR FALLAS DE ADHERENCIA

A CORTANTE

3.2.10 ESFUERZO CORTANTES EN EL CONCRETO.

También deben verificarse los esfuerzos cortantes en el concreto cerca de los apoyos. Para estose utiliza la siguiente ecuación:

Donde:

ϒ = Factor de carga por tipos de apoyo durante la construcción. Se determina de acuerdo con la Figura 7.

Ac= Area de concreto disponible para cortante, (cm2), Véase Figura 9).

υu <_ υcφ

υu =Vu

Ac(kg / cm2)

LeLe +ϒWu,pp=

2b

2Vu ,(kg)Wu,cs

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Page 16: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

las áreas sombreadas representanlas áreas disponibles para resistir el cortante.

Si las áreas de corte se traslapan.

Se ajusta el área calculando la forma en la cual la dimensión en la parte superior no exceda laseparación, S, indicada en (a)

FIGURA 9

CALCULO DEL AREA DE CONCRETO DISPONIBLE PARA EL CORTANTE, υc

Normalmente se utiliza un esfuerzo admisible a cortante en el concreto, υc

, del orden de 4.2 kg/cm

2

para concretos de peso normal y del orden de 3.2 kg/cm2 para concreto de peso liviano (Tabla 4)

3.3 TABLAS DE AYUDA PARA DISEÑO Y EJEMPLOS DE DISEÑO.

En el Apéndice 4- Tablas de Ayuda de Diseño, se presentan unas tablas de resumen donde seespecifican, las propiedades básicas de los materiales, las propiedades de las secciones de lasláminas de METALDECK, las propiedades de la sección compuesta para seis espesores totalesde losa y la carga total sobreimpuesta que puede aplicarse para diferentes longitudes de luz libre.

Además se indican los límites de longitudes de luces a partir de los cuales se requiere la coloca-ción de apuntalamiento temporal durante la construcción y el límite de longitud de luz recomenda-do para minimizar el problema de vibración.

27

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Se presentan tablas de ayuda para diseño con láminas de 2” y 3” de altura y para calibres 16, 18,20 y 22. Los cálculos se realizan para una relación modular N = 11, y para las propiedades de losmateriales indicados.

Debe hacerse énfasis que estas tablas conforman una guía para el diseño y que en ningún casodeben utilizarse como elementos definitivos de diseño.

El valor de carga sobreimpuesta admisible que se presenta en las tablas se ha calculado conbase en los requisitos de deflexiones admisible, esfuerzo admisibles en el acero para efectos deflexión, esfuerzo admisible de compresión en el concreto y resistencia de adherencia a cortante.

Por otro lado, no incluye ningún efecto especial como los mencionados en el numeral siguiente,no contempla el diseño por el método de resistencia última, ni la verificación de esfuerzos cortan-tes directos en el concreto.

En el Apéndice 5 – Ejemplos de Diseño, se incluyen dos ejemplos ilustrativos de los procedimien-tos que deben seguirse en el diseño y de la manera como pueden utilizarse las Tablas de Ayudapara Diseño.

3.4 FUNCIONAMIENTO COMO DIAFRAGMA.

Las losas construidas con el sistema METALDECK pueden utilizarse como diafragma de pisoque consiste básicamente en sistemas estructurales planos que tienen como objetivo principaldistribuir las cargas horizontales, generadas por efectos de viento o de sismo, a los elementosestructurales de soporte que hacen parte de un sistema aporticado o de un sistema a base demuros estructurales. Pueden considerase dos puntos de vista diferentes que son:

a. Utilizar como diafragma las láminas de acero solas, sin colocación del concreto.b. Utilizar como diafragma la losa completa (Lámina de METALDECK más el concreto) con la

consideración adicional de “diafragma rígido” en el plano utilizado comúnmente para distribu-ción de fuerzas horizontales a elementos de soporte.

En la primera de las alternativas se utilizan las láminas de METALDECK solas o con ciertosacabados tales como láminas sintéticas que sirven de acabado de piso, interconectado entre síde manera adecuada, para cumplir la función de diafragma.

Este es el caso de aplicaciones en ciertos tipos de vivienda o de utilización del sistema comodiafragma temporal durante la construcción de edificaciones particulares. En este caso es nece-sario revisar en detalle las conexiones entre las diferentes láminas, las conexiones del tablero deacero a la estructura de soporte, la resistencia del diafragma a las fuerzas cortantes actuantes enel mismo y la rigidez del diafragma de lo cual depende la distribución de las fuerzas a los elemen-tos de soporte.

El diseño detallado de este tipo de sistema está por fuera del alcance de este manual y puedeconsultarse por ejemplo en la referencia 5.

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Por otro lado está la utilización de la losa compuesta del sistema METALDECK como “diafragmarígido” que es el criterio convencional utilizado en sistemas de losas equivalentes, generalmentecuando se trata de losas de concreto reforzado fundidas en el sitio y adecuadamente rigidizadasy conectadas al sistema estructural de soporte.

Al utilizar la losa compuesta como diafragma, el concreto que rellena los pliegues de la lámina deacero elimina la posibilidad de pandeos locales y pandeo en las esquinas. Sin la posibilidad depandeos locales en la lámina, el sistema resulta adecuado para transmitir fuerzas cortantesgeneradas por las fuerzas horizontales. Es necesario entonces diseñar cuidadosamente la co-nexión del diafragma al sistema estructural de soporte para garantizar una adecuada transmisiónde las fuerzas cortantes generadas.

El diseño del espaciamiento de los conectores a utilizar depende de la resistencia al corte deconector Qf y del flujo de corte último Su o fuerza cortante última por unidad de longitud, calculadaa partir del análisis de fuerzas.

La fórmula para el cálculo del espaciamiento promedio de conectores es la siguiente:

Donde:

e = Espaciamiento de diseño promedio para los conectores, (m).Qƒ= Resistencia al corte de los conectores, (Ton).Su = S • FS, Fuerza cortante última por unidad de longitud, (T/m).S = Flujo de corte o fuerza cortante promedio por unidad de longitud determinada para diseño,(T/m).FS = Factor de seguridad = 3.25 (véase la referencia 19).

Todo sistema de conexión, tales como soldaduras de punto o en cordón, tornillos, anclajes, rema-ches o cualquier tipo de sujeción proporcionará una resistencia al corte Qƒ determinada, la cualante la falta de datos proporcionados por el fabricante deberá investigarse experimentalmente.Algunas recomendaciones dadas están en las referencias 19.

En casos particulares deberá revisarse la capacidad del diafragma para transmitir las fuerzasgeneradas, también deberá considerarse la flexibilidad del mismo en la distribución de las fuer-zas a los elementos de soporte.

En el caso de conexiones a estructuras de concreto deberá despreciarse normalmente la posibletransferencia de corte que se presenta en eventuales áreas de contacto entre el concreto de lalosa y el concreto de los elementos de soporte. Deberá disponerse de un sistema de conexiónmecánico (pernos, varillas, anclajes o similar) que permita la transferencia de la totalidad de lafuerza de corte mayorada generada por las cargas horizontales de diseño.

Qƒe =

Su

<_ 0.80 m

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3.5 CONSIDERACIONES ADICIONALES.

Deben contemplarse aspectos adicionales a los anteriores en condiciones especiales de carga ode apoyo como son las siguientes:

3.5.1 CARGAS CONCENTRADAS

Para el caso de cargas concentradas de consideración, que podrían ser aquellas por encima de1 Ton, deben considerarse en el diseño la posibilidad de punzonamiento, el cortante verticaldirecto y el momento flector que produce la carga concentrada. En general podrían admitirsecargas superiores a 1 Ton, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:

a. Debe colocarse acero de distribución en la dirección perpendicular a la dirección de la láminade METALDECK en una cuantía no inferior al 0.2 % del área de concreto por encima de lacresta de la lámina.

b. Debe colocarse el acero negativo correspondiente a los momentos negativos existentes, ylos generados por la carga concentrada.

c. Debe existir suficiente espesor de concreto para resistir las fuerzas cortantes actuantes,tanto de punzonamiento como por efecto de viga.

d. La lámina de METALDECK de acero no se considera en el cálculo de la resistencia a mo-mento negativo.

e. La lámina de METALDECK de acero se utiliza únicamente para resistir los momentos positi-vos.

f. Deben utilizarse barras de acero corrugado o mallas electrosoldadas de acero para confor-mar el refuerzo de la losa. No se permite el uso de aditivos como fibras u otros materiales,que pretendan reemplazar este refuerzo.

Para mayores detalles en el diseño ante cargas concentradas de importancia puede consultarsela referencia 17.

3.5.1.1 Cargas de 1000 kilogramos ( 1 tonelada) o inferiores

Las cargas de 1000 kg o inferiores se consideran bajas y representan cargas ocasionales quepueden presentarse en pisos de oficinas o áreas de manufacturas.

Los códigos como el BOCA, SBCCI y el UBC citan las cargas de 1000 kg o inferiores que actúanen áreas de 0.25 m

2 (o menores) y establecen que se pueden seguir los siguientes procedimien-

tos para el chequeo de esfuerzos.

30

Page 20: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

FIGURA 10CARGAS CONCENTRADAS

a) Esfuerzo cortante por punzonamiento

La carga se encuentra limitada a:

P = Carga concentrada en (kg)b1= Dimesión paralela al Metaldeck (cm)b2= Dimensión perpendicular a la luz del Metaldeck(cm)tc = Espesor de concreto sobre la cresta del Metaldeck (cm)ƒ’c = Resistencia a la compresión del concreto (kg/cm

2)

b) Cortante vertical

El esfuerzo cortante vertical V, que actúa en una sección paralela al apoyo y sobre un anchoefectivo be, debe tomarse como el mas pequeño de:

2(b1 + b

2 +2tc) tc

P0.291 ƒ’c<

h = Espesor total de la losa (cm)tc = Espesor de concreto sobre la cresta del METALDECK (cm)

d = Profundidad efectiva del METALDECK (cm)

be =b2 +11h ( )tc

d3

be =b2 + ( )43 X

Menor

31

Page 21: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

X = Distancia entre el apoyo y la carga concentrada

V*100be* Ac

< 0.295 ƒ’c

+tc 2.54 cm METALDECK 2”

3.81 cm METALDECK 3”tc +d =

El cortante vertical producido por una carga de diseño P, se encuentra limitado a:

V = Cortante Verticalbe = Ancho efectivoAc = Area de concreto disponible para resistir el cortante por metro de ancho donde A

c se obtiene

de la siguiente tabla:

Metaldeck 2”

Ac (cm2/m)

Metaldeck 3”

Ac (cm2/m)Espesor Losa

(cm)

10 591.9 ——

11 683.3 ——

12 776.5 ——

13 870.9 742.30

14 935.0 818.29

15 1004.7 896.98

Para cargas móviles el cortante máximo se puede chequear con X = h; el mínimo valor X no debeser menor que el espesor del concreto h.

TABLA 4AREA DE CONCRETO DISPONIBLE

PARA CORTANTE

32

Page 22: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Distanciadoresprefabricados

Distanciadores de concreto

Distanciadores con varillassoldadas o amarradas a lamalla de retracciónLámina de METALDECK

d

C) Distribución a flexión

La distribución a flexión debe ser calculada usando el menor valor obtenido de las siguientesecuaciones:

3.5.1.2 CARGAS MAYORES A 1000 KILOGRAMOS (1 tonelada)

Deben realizarse los mismos procedimientos y chequeos enunciados anteriormente para esfuerzocortante por punzonamiento y cortante vertical; donde la distribución de cargas se debe realizarde la siguiente forma:

El ancho efectivo de la carga bm esta dado por:

El ancho efectivo de la losa esta dada por :

be =b

2+11h ( )

tc

d3

be =b

2+ ( )4

3 X

Pero no debe exceder b2 + L* 23( )

bm = b2 + 2* tc + 2* tt

bm = Ancho efectivo de carga sobre crestas METALDECK

tt = Ancho de acabado, de no poseer tt =0

b2 = Dimensión perpendicular a luz del METALDECK (cm)

tc = Espesor de concreto sobre la cresta del METALDECK (cm)

be= bm+2X( XL

1- )

be = bm+ ( XL

1- )43

X

be= bm+X ( XL

1- )

Luz Simple

Luz Contínua

Cortante

33

tc

te

dd

Page 23: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

3.5.1.3 VIGAS CON CONECTORES

Diferentes pruebas realizadas en las universidades de Virginia Tech, Virginia University, IowaState, and Lehigh University demostraron que cuando una viga posee suficiente número deconectores de corte, la capacidad de momento último del Metaldeck puede ser alcanzada.

Las formulas tradicionales para esfuerzos últimos del concreto pueden se empleadas de la siguienteforma:

As = Area de acero del MetaldeckFy = Esfuerzo de Fluenciad = Distancia desde la fibra superior de concreto al centroide del Metaldeck.

Cv = Carga VivaCm = Carga MuertaL = Luz libre

La fuerza necesaria de anclaje, suministrada por los conectores de corte esta dada por la siguienteformula :

Aalma= Area del alma por metro de ancho.Abf = Area de acero del ala inferior, por metro de ancho.

Los valores de área de acero del Metaldeck (As), áreas del alma (Aalma)y ala inferior se encuentranen la siguiente tabla:

a =As*Fy

0.85*ƒ’c*b

Mn= 0.85 * As * Fy * d - a2( )

Mu =(1.6*Cv + 1.2 Cm)* L2

8

F = Fy*As - Fy*A

alma

2-ƒy*Abƒ

34

Page 24: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Metaldeck 2"

Metaldeck 3"

3.5.2 SECCIONES COMPUESTAS CON VIGAS DE APOYO.

Para la consideración especial de secciones compuestas entre vigas metálicas de soporte y elsistema METALDECK pueden consultarse cualquiera de las referencias 3, 5 y 14 donde se trataampliamente el tema. Para el caso en que se desee integrar una viga de concreto reforzado desoporte al sistema mismo METALDECK para conformar una sola sección (Viga “T”) puedeconsultarse igualmente la referencia 14 y el manual técnico de perfiles estructurales ACESCO.

3.5. 3. VIBRACIONES AMBIENTALES Y CARGAS DINAMICAS

El desarrollo de las grandes ciudades impone situaciones particularmente críticas en cuanto avibraciones se refiere y que deben considerarse en el diseño de cualquier tipo de entrepiso. Tales el caso de edificaciones de luces intermedias o grandes ubicadas en cercanías de una fuenteimportante de vibraciones ambientales y cimentadas superficialmente sobre suelos blandos.

La cercanía a fuentes importantes de vibraciones como pueden ser vías de alto tráfico o tráficopesado ocasional, canteras en explotación, aeropuertos, obras de pilotaje o compactación diná-mica cercana y en general cualquier tipo de trabajo o actividad que genere vibraciones es unaspecto que debe considerarse en el diseño del entrepiso.

Calibre As (cm2/m) Aalma (cm2/m) Abf (cm2/m)

22 (0.75 mm) 9.37 2.87 3.12

20 (0.90 mm) 11.37 3.49 3.79

18 (1.20 mm) 15.05 4.62 5.02

16 (1.50 mm) 18.99 5.82 6.33

Calibre As (cm2/m) Awebs (cm2/m) Abf (cm2/m)

22 (0.75 mm) 10.62 4.0 3.12

20 (0.90 mm) 12.88 4.85 3.79

18 (1.20 mm) 17.06 6.42 5.02

16 (1.50 mm) 21.52 8.10 6.33

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Page 25: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

En general el problema se vuelve crítico en zonas de suelos blandos los cuales tienden a ampli-ficar las señales ondulatorias que llegan. Aún en ciertos casos particulares el solo hecho decimentar la edificación sobre un suelo blando implica que ésta va a estar sometida a la presenciade vibraciones ambientales, provenientes incluso de fuentes lejanas, lo cual puede llegar a pro-ducir molestias e incomodidades a los ocupantes de la edificación.

Aunque el problema es difícil de cuantificar, en los casos en que sea probable la ocurrencia delfenómeno se hacen las siguientes recomendaciones:

a. Minimizar las luces libres máximas entre elementos de apoyo, tanto desde el punto de vistade la estructura de soporte como desde el punto de la placa misma.

b. Mantener la siguiente relación de las placas de entrepiso:

donde:

Le = Longitud de la luz libre, (m)

h = Espesor nominal fuera a fuera de la losa, (cm).

En algunos casos particulares esta relación deberá ser aún más exigente.

c. Tratar de considerar en el diseño la posibilidad de cimentaciones profundas.

Por otro lado la aplicación de cargas dinámicas durante lapsos prolongados como es el caso demotores, equipos para izaje, etc interfieren con la adherencia mecánica entre el concreto y lalámina que es lo que proporciona en últimas la capacidad de acción compuesta a través de losresaltes en la lámina de METALDECK. En algunos casos se ha utilizado acero de refuerzo en ladirección perpendicular a la luz y colocado (incluso mediante soldadura), en la parte superior delos nervios de la lámina colaborante tanto para mejorar la adherencia entre los dos materialescomo para distribuir de mejor manera las cargas concentradas actuantes.

3.5.4 VOLADIZOS

Para el diseño de voladizos, la lámina de METALDECK debe considerarse únicamente comoformaleta permanente para el concreto y deberá disponerse el refuerzo negativo (en la partesuperior de la losa) para que este absorba la totalidad del momento flector del voladizo (véase laFigura 11). El ingeniero estructural deberá dar el detalle de la posición y diámetro de las varillasde refuerzo.

100 Le

h< 25

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FIGURA 11SISTEMA METALDECK EN VOLADIZO

3.5.5 ESTRUCTURA DE PARQUEO

El sistema de losa compuesta con lámina de METALDECK de acero se ha utilizado con éxito enmuchas estructuras de parqueo en países como los Estados Unidos. Sin embargo se hacen lassiguientes recomendaciones especificas:

a. Las losas deben diseñarse como losa de luces continuas y deberá disponerse para efectoel refuerzo de flexión negativo en los apoyos.

b. Debe proporcionarse refuerzos adicionales al recomendado en el presente manual paraminimizar el agrietamiento producido por problema de retracción de flujo plástico y cambiosde temperatura, y para garantizar una mejor distribución de las cargas concentradas.

FIGURA 12ESTRUCTURA DE PARQUEO

3.5.6. PROTECCION DE LA LAMINA

La Lámina de METALDECK viene protegida con una capas de zinc que conforma el galvanizadoy que la protege de la intemperie y de los efectos normales del clima y del ambiente.

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Page 27: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

Sin embargo, cuando se presentan situaciones de contaminación directa, efectos de climas ad-versos, ambientes marinos muy agresivos o cualquier situación extraordinaria que pueda gene-rar el deterioro de la lámina de acero, deben tomarse las precauciones necesarias para protegerel elemento durante toda la vida útil de la estructura. En el caso que no pueda garantizarse estasmedidas de protección, la lámina de METALDECK deberá utilizarse únicamente como formale-ta y la losa de concreto se reforzará adecuadamente con mallas o barras de acero para soportarla totalidad de las cargas actuantes.

3.5.7 RESISTENCIA AL FUEGO

De acuerdo con la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente - NSR 98, lossistemas de entrepiso para construcciones convencionales requieren una resistencia al fuegonormalizado según la norma ISO 834 de 1 hora para edificaciones con baja capacidad de com-bustión, tales como edificaciones para vivienda y otras, de 2 horas para edificaciones de riesgointermedio y de 3 horas para edificaciones de mayor riesgo de combustión como hospitales ybodegas donde se manejan elementos combustibles o explosivos.

El sistema para entrepiso METALDECK y en especial la lámina colaborante a que hace referen-cia este manual, ha sido sometida a ensayo para estudiar su resistencia al fuego por el “UnderwritersLaboratories Inc.” de Estados Unidos. El sistema hace parte del “Fire Resistance Directory” en elcual se consignan las resistencias al fuego establecidas para diferentes diseños de entrepisos ycubiertas, incluyendo los esquemas más populares y económicos como es el METALDECK.

Según las resistencias al fuego reportadas por el Underwriters´ Laboratories, el sistema encuestión con una losa de concreto de unos 5 cm de espesor alcanza resistencias de 3 horas conla recomendación de aplicar una protección con fibra tipo JN (ver referencia 26).

3.5.8 LAMINA DE METALDECK COMO PLATAFORMA DE TRABAJO.

La lámina de METALDECK puede utilizarse (sola sin la losa de concreto), para conformar unaplataforma de trabajo temporal o permanente. Esta plataforma estará sometida a tráfico de dife-rente tipo (personal, carretillas, maquinarias, etc) y podrá almacenar diferentes tipos de cargatransitorias o permanentes.

Para esta aplicación específica se requieren normalmente consideraciones especiales de dise-ño, algunas de las cuales se plantean en el Capítulo siguiente. Normalmente se recomiendancargas de diseño del orden de 250 Kg/m

2 para plataformas en entrepisos y de 150 Kg/m

2 para

plataformas en cubiertas. También se hacen recomendaciones sobre las luces máximas y sobreprotecciones especiales que deben tenerse en cuenta.

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Page 28: CAPITULO 3  - ASPECTOS DEL DISEÑO METALDECK

3.5.9 OTROS CRITERIOS

Existe gran variedad de usos del sistema METALDECK diferente a la losa en construccióncompuesta con el concreto. En estos casos los análisis y fórmulas presentadas pueden no servalidas y aparecen nuevos criterios de diseño que deben ser considerados de manera adicionala lo que se presenta en este manual. En estos casos se recomienda la revisión de la literaturaexistente, la consideración de condiciones especiales en el diseño y la realización de un progra-ma experimental para estudiar aspectos particulares referentes a la utilización especial que de-see dársele a las láminas colaborantes del sistema METALDECK.

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