manual tecnico metaldeck final-dic102012

7/29/2019 Manual Tecnico Metaldeck FINAL-Dic102012

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Manual TcnicoMETALDECK Grado 40

M a n u a l T c n i c o

Metaldeck


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Metaldeck M a n u a l T c n i c o


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Manual TcnicoMETALDECK Grado


Manual TcnicoMETALDECK Gra


Manual tcnico del METALDECKLos derechos de esta obra han sido

reservados conforme a la ley por ACESCO,por tanto sus textos y gr cos no puedenreproducirce por medio alguno sin previa

autorizacin escrita del autor.

ISBN: pendienteDiseo y Diagramacion: Synergia AD

Impreso por:Impreso en Colombia

Printed in Colombia2012

RECONOCIMIENTOS

UNIVERSIDAD DE LOS ANDESIng. Luis E. Yamn

UNIVERSIDAD DEL NORTEIng. Pedro Thern

DEPARTAMENTO TCNICO ACESCO


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CAPITULO 1

Introduccion1.1. Ventajas1.2 A quien esta dirigido1.3 Resumen del contenido1.4 Responsabilidades

CAPITULO 2

Descripcion del sistema metaldeck 2.1 Lamina de metaldeck 2.1.1 Espesor de diseo2.1.2 Espesor minimo entregado2.2 Tolerancias de fabricacin2.3 Funciones de la lamina de acero2.4 Concreto2.5 Refuerzo por retraccin y temperatura2.6 Refuerzo negativo en la losa2.7 Espesor de la losa y recubri-miento minimo2.8 Fijacion lateral

CAPITULO 3

Aspectos del diseo3.1 Diseo de metaldeck como formaleta3.1.1 Propiedades3.1.2 Cargas3.1.3 Resistencia de la seccin transversal3.1.4 Deflexiones admisibles3.1.5 Soportes adicionales (apuntalamientos temporales)3.1.6 Longitudes de apoyo3.2. Metaldeck y concreto como seccion compuesta3.2.1 General3.2.2 Hipotesis de analisis3.2.3 Hipotesis de carga3.2.5 Deflexiones3.2.6 Diseo a flexion metodo de los esfuerzos admisibles3.2.6.1 Compresion en el concreto

3.2.7 Diseo a flexion metodo de la resistencia ultima3.2.8 Resistencia de adherencia a cortante3.2.9 Esfuerzos cortantes en la seccin compuesta3.3 Tablas de ayuda para diseo y ejemplos de diseo.3.4 Funcionamiento como diafragma3.5 Consideraciones adicionales.3.5.1 Cargas concentradas3.5.1.1 Cargas de 10kn (1000kgf) o inferioreS

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Captulo

3.5.1.2 Cargas mayores a 10kn (1000kgf)3.5.1.3 Conectores de cortante para resistencia ultima3.5.2 Secciones compuestas con vigas de apoyo3.5. 3 Vibraciones ambientales y cargas dinamicas3.5.4 Voladizos3.5.5 Estructura de parqueo3.5.6. Proteccion de la lamina3.5.7 Resistencia al fuego3.5.8 Lamina de metaldeck como plataforma de trabajo

(solo formaleta)3.5.9 Otros criterios

CAPITULO 4

Aspectos constructivos4.1 Manejo e instalacion del sistema metaldeck 4.1.1 Empaque, transporte, recepcion y descargue4.1.2. Almacenamiento y proteccion4.1.3 Manejo e izaje4.1.4 Instalacion4.1.5 Notas de seguridad4.1.6. Otras recomendaciones4.2. Anclaje de laminas de metaldeck 4.2.1 Requisitos basicos4.2.2 Sujeciones a estructuras de acero4.2.3 Sujeciones a estructuras de concreto4.2.4 Soldaduras4.2.5 Pernos de cortante4.2.6 Conexiones de borde4.3 Laminas daadas y perforaciones4.3.1 Generalidades4.3.2 Laminas para cubierta4.3.3 Sumidero o colector4.3.4 Laminas para entrepisos4.3.5 Otros requisitos y recomendaciones4.4 Manejo y colocacion del concreto4.4.1 Limpieza del tablero4.4.2 Vaciado del concreto4.4.3 Otras consideraciones

REFERENCIAS

Apndice 1 Apndice 2 Apndice 3 Apndice 4 Apndice 5

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INTRODUCCIN

El sistema de losa METALDECK aprovechalas caractersticas de una lmina de aceropreformada (STEEL DECK) sobre la cual se haceun vaciado en concreto. El comportamientocombinado entre el concreto, una vez queeste ha alcanzado su resistencia mxima, y eltablero en acero, permite obtener un sistemade losa estructural prctico para todo tipo deedi caciones.

Se impone ante los sistemas tradicionalespor aspectos como su rapidez en obra,gran resistencia, limpieza, bajo peso yeconoma. El sistema es diseado acorde conlas especi caciones para Composite SteelFloor Deck (Tablero depiso en acero paracomportamiento compuesto) emitidas por elSDI (Steel Deck Institute)

1.1. VENTAJAS

METALDECK ofrece ventajas signi cativascon respecto a otros sistemas de entrepisotradicionales. Entre ellas se resaltan lassiguientes:

Funcionalidad: Se acomoda a multitud deaplicaciones prcticas y a muchas situacionesdiferentes en entrepiso para edi caciones.

Resistencia estructural con menos peso: Las propiedades del acero son utilizadascon una mxima e ciencia en el diseo yla fabricacin del Metaldeck, resultando unproducto de una alta resistencia con relacina su peso. Por consiguiente los costos detransporte, montaje de la estructura principalpueden ser menores que con otros sistemas.

Apariencia atractiva: Aunque el

sistema METALDECK es principalmente uncomponente estructural, es visualmente muyatractivo cuando es expuesto en aplicacionesarquitectnicas. Su recubrimiento protectorlo hace fcil para su mantenimiento, durableestticamente agradable.

Construccin en todos los climas: Elsistema pede ser instalado en la mayora delas condiciones climticas, eliminando loscostosos retrasos que pueden presentarsecon otros sistemas de entrepiso.

Calidad uniforme: Gracias a la ingenierainvolucrada y a las tcnicas de produccin demejora continua, los productos del sistemacumplen con los estndares de calidadespeci cados en las normas internacionales(SDI Steel Deck Institute)

Durabilidad garantizada: El sistema ha sidoinstalado por ms de medio siglo en mltiplespases con un comportamiento satisfactorio,lo cual es garanta de su durabilidad.

Economa y valor agregado: Elsistema combina bajos costos con ptimocomportamiento. El valor agregado sedetermina combinando los costos iniciales,los costos por vida til y los asociados alcomportamiento. El sistema minimiza eldesperdicio de material, requiere en generalmenor volumen de concreto que otrossistemas y por otro lado permite reducir elpeso de la edi cacin, lo cual naturalmente,se traduce en mayores ahorros de material

en el resto de la estructura y a nivel decimentacin.

Facilidad constructiva: Dentro de losdiversos factores constructivos que puedenmencionarse estn su bajo peso que facilita

su manipulacin, ptimo almacenamientoen obra, rapidez de instalacin, no requieremortero de a nado de piso, permite fcilmentela instalacin de lneas de servicios posteriora la fundida de la losa, lo cual a su vezreduce el tiempo de construccin y me- jorala calidad de la obra, no es biodegradable,no contamina otros materiales, se adapta acualquier geometra y puede utilizarse tantoen estructuras metlicas como de concreto oan sobre muros de mampostera.

Doble funcin estructural: Sirve comoplataforma de trabajo y formaleta de piso a lavez que conforma el refuerzo principal de lalosa una vez fragua el concreto.

Dentro de las consideraciones especiales delsistema pueden mencionarse su resistenciaal fuego con respecto a otros materiales, suscostos directos iniciales, la racionalizacin delsistema de corte para permitir los pases deinstalaciones, las geometras especiales, elmanejo de cielorrasos y algunas precaucionesconstructivas especiales. Tambin debenmencionarse los efectos eventuales deretraccin de fraguado y por cambios detemperaturas, razn por lo cual hay quegarantizar un procedimiento constructivoadecuado y unas protecciones especiales alas losas que quedan a la intemperie.

1.2 A QUIEN ESTA DIRIGIDO

El presente manual va dirigido a ingenierosciviles, arquitectos, constructores,

interventores, consultores, supervisorestcnicos, estudiantes de ingeniera yarquitectura, inspectores, laboratoristas y engeneral a toda persona o entidad que estrelacionada con el sistema METALDECK.

1.3 RESUMEN DEL CONTENIDO

El manual presenta cuatro partes principales:

Descripcin del sistema: Esta parte trata demanera general el funcionamiento del mismo,las bases tericas principales para el diseo,aspectos tecnicos a tener en cuenta durantela construccin y otras consideraciones detipo general.

Aspectos de diseo: Aqu se establece lametodologa general para diseo y se hacereferencia a las ayudas existentes.

Aspectos constructivos: Incluye todoel proceso constructivo, desde transportea la obra pasando por almacenamiento,instalacin, anclajes, vaciado de concreto yen general todos los aspectos relacionadoscon la construccin.

Ejemplos de diseo: Se desarroll uncompleto ejercicio de diseo y utilizacin delsistema apoyndose en la informacin delApndice 2.

El manual presenta adems, a manera deApndices, las propiedades fsicas, mecnicasy geomtricas del METALDECK, las tablaspara el diseo de entrepisos estructuralescon el sistema METALDECK y tablas de ayudapara el clculo de momentos, cortantes yde exiones en vigas con diferentes tipos deapoyo y de carga.

1.4 RESPONSABILIDADES

El diseo estructural de losas con sistemaMETALDECK deber ser realizado poun ingeniero Civil o Estructural idneo,debidamente acreditado con matrcula


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profesional. Ser responsabilidad del clienteel despiece para su proyecto. El cliente estaren la posibilidad de colocarse en contactocon el departamento tcnico de ACESCOpara recibir asesora en cuanto al manejodel producto. Las recomendaciones tcnicasemitidas por el departamento tcnico deACESCO no comprometen de alguna maneraa ACESCO con el cliente ni con alguna otrapersona o entidad.

La informacin presentada en este manualha sido preparada de acuerdo con principiosde ingeniera reconocidos. Ninguna de lasindicaciones y recomendaciones dadas eneste manual debe ser utilizada sin el previoestudio cuidadoso por parte de un IngenieroCivil o Estructural con matrcula profesionalquien debe ser competente para evaluar elsigni cado y las limitaciones del materialpresentado.

Captulo

Este ingeniero es quien debe aceptar laresponsabilidad de aplicar este material aldiseo de un caso espec co. ACESCO nose hace responsable por la mala e indebidautilizacin de la informacin contenida en elpresente Manual. Aspectos como la precisincompletitud o conveniencia de aplicar dichainformacin a un caso particular y otros debenestudiarse espec camente.

ACESCO o cualquiera de los participantes en larealizacin del presente Manual no podrn serdemandados por cualquier queja, demanda,injuria, prdida o gastos, que de cualquiermanera surjan o estn relacionados con lautilizacin de la informacin aqu presentada,an en el caso que dicho evento resultedirecta o indirectamente por cualquier accin,error u omisin de ACESCO o de cualquierade los participantes en este Manual.


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DESCRIPCIN DEL SISTEMA METALDECK

El sistema de losa METALDECK consiste en unalmina de acero preformada, adecuadamentediseada para soportar el peso del vaciadode una losa de concreto y cargas adicionalesdebido al proceso constructivo de la misma.Unavez que el concreto alcanza su resistenciade diseo, la adherencia entre los dosmateriales permite constituir lo que se conocecomo Composite Steel Floor Deck (Tablerode acero para comportamiento compuesto),logrando as tener un sistema de losaadecuado para todo tipo de edi caciones.

Las lminas preformadas de acero tienen dosfunciones principales:

1. Trabajar como formaleta: para el vaciadode la losa de concreto y cargas adicionalesdebido al proceso constructivo.

2. Actuar como refuerzo positivo de lalosa una vez el concreto haya fraguado .Esta propiedad de la lmina de actuar comorefuerzo de la losa otorga las caractersticasde lmina colaborante.

El sistema puede utilizarse en edi cios donde l aestructura principal es en concreto o en aceroy debe conectarse adecuadamente a las vigasprincipales de apoyo para servir de diafragmaestructural y para, si as se proyecta, conformarelementos en construccin compuesta condichas vigas. Adicionalmente puede apoyarseconvenientemente sobre muros estructuralesen mampostera o concreto.

En la Figura 1 se presenta el esquemageneral del sistema estructural de entrepisoMETALDECK.

2.1 LAMINA DE METALDECK

El acero utilizado es del tipo Laminado enFro (Cold Rolled) y Galvanizado, con uncomportamiento esencialmente elasto-plstico, con esfuerzo de uencia mnimonominal igual a 275MPa (40ksi) y con unmdulo de elasticidad igual a 203,000MPa(29,500ksi). El acero debe ser fabricado

siguiendo los lineamientos de las seccionesF.4.1 a F.4.5 del reglamento colombianode construccin sismo resistente NSR-10(referencia1) y estar acorde adems con lanorma ASTM A653 SS grado 40. La Figura2.2 presenta una curva tpica esfuerzodeformacin de una probeta tomada delmaterial y ensayada de acuerdo con la normaASTM A370.

Propiedades de lmina METALDECK

Punto de uencia mnimo

Resistencia ltima

Elongacin en 50mm

Recubrimiento en Zinc

40ksi (272MPa)

55ksi (380MPa)

16%

G60

TABLA 2.1 PROPIEDADES DE LA LMINA GALVANZADA PARA FABRICACIN DE

FIGURA 2.2 CURVA ESFUERZO DEFORMACION TIPICA DEL ACERO

El proceso de galvanizado se desarrolla a partirde lminas de acero laminado en fro (ColdRolled) las cuales se someten a un procesode inmersin en caliente en un bao de zincfundido para obtener los recubrimientosdeseados, siguiendo los lineamientos de lasnormas ICONTEC NTC 4011 y ASTM A653.

Las etapas del proceso de galvanizado son lassiguientes:

1. Desengrase: Es la primera etapa de lalimpieza en el proceso que se utiliza pararemover la capa de aceite y grasa super cial

que trae la lmina de acero laminado en fro(Cold Rolled) empacada en rollos, con el objetode ir eliminando las impurezas que afectanla etapa del galvanizado. El desengrasantese prepara haciendo una mezcla en aguade agentes humectantes, surfactantes ytensoactivos los cuales dan poder limpiadora la solucin.

2. Cepillado: En esta etapa la lmina eslimpiada por accin mecnica de rodillosrecubiertos en cerdas los cuales giran ypresionan en sentido contrario a la direccinde recorrido de la lmina y su principal

Refuerzo de Retraccin y Temperatura

METALDECK VIGA DE SOPORTE

FIGURA 2.1 ESQUEMA GENERAL DEL SISTEMA METALDECK

Losa de Concreto

H= Variable de100mm a 150mm

La tabla 2.1 resume las caractersticas de la lmina utilizada para la fabricacin del Metaldeck:

450

400

350

300

250

200

150

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00.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

Deformacin Unitaria

Esfuerzo(MPa)


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funcin es eliminar toda partcula slida quese encuentra adherida al material tanto en lacara superior como en la i nferior. Cabe anotarque la etapa de Desengrase y Cepillado esdual, es decir se hace dos veces cada unapara asegurar la limpieza del material, lo queal nal garantiza un ptimo galvanizado.

3. Decapado: En esta etapa se elimina elxido super cial que presenta la lmina. Seusa una solucin de cido en agua para hacerdicha funcin, despus de haber eliminadoel aceite y la grasa en la etapa anterior.Importante mencionar que aunque el sistemaest actualmente habilitado se usan nuevastecnologas de desengrasantes que cumplentambin con esta funcin. Slo se usa la etapapropia de Decapado cuando las condicionesde oxidacin del material as lo ameritan.

4. Enjuague: En esta etapa se aplica agualimpia a presin sobre las dos caras de lalmina para eliminar los residuos que hayanquedado en las etapas anteriores. El objetivoes entregar el material limpio antes de entraral horno de precalentamiento.

5. Secado: Le sigue al enjuague y consisteen aplicar aire caliente en gran cantidad paraeliminar la humedad del material antes deentrar al horno.

6. Horno de precalentamiento y recoci-do: La lmina se precalienta y recoce paraconseguir las propiedades deseadas por elcliente y as mismo elevarla a la temperatura

del zinc fundido que es de 460C, aproxima-damente.

7. Galvanizado caliente: La lmina essumergida en la cuba con zinc fundido el cualse adhiere a los poros de la misma y medianteunas cuchillas especiales se aplica aire en gran

cantidad en ambas caras del material hastaconseguir la capa en el espesor deseado.

8. Enfriamiento: Las lminas cambianbruscamente de temperatura al salir delpozo de zincado hacia un chorro de aireque ejerce presin sobre las mismas. Esteacelera el secado de la capa de zinc y evitaimperfecciones al momento del contacto conel primer rodillo. Cinco colchones de airebajan su temperatura desalida del tanque hasta unos 60C,aproximadamente.

9. Pasivado: El acero requiere un tratamientoadicional para prevenir la presencia de xidoblanco y dar una mayor resistencia a lacorrosin, para estose emplea una solucin pasivante.

2.1.1 ESPESOR DE DISEO

El espesor de la lmina utilizado en el diseono debe tener en cuenta el recubrimiento enzinc u otro material para proteccin o acabado.Este es el espesor del acero base sin ningntipo de recubrimiento. El recubrimiento enzinc o pintura no incrementa la capacidadestructural y por ende no debe ser tenido encuenta en el diseo.

2.1.2 ESPESOR MNIMO ENTREGADO

Debido a que existen tolerancias almomento de solicitar lminas o rollos deacero a cualquier proveedor, es razonableesperar algunas diferencias entre el espesordistribuido de un producto formado en fro yel espesor de diseo. El espesor mnimo de lalmina aceptado para la fabricacin del tablerometlico de trabajo en seccin compuesta,corresponde a un espesor de acero basede 0.75mm (calibre 22) de acuerdo con la

seccin F.4.7.2.1 y la tabla F.4.7.2-2 del NSR-10. Se permite una tolerancia del 5% en elespesor de acero base en la fabricacin deltablero (el espesor no debe ser menor al 95%del espesor de diseo).

El METALDECK es formado a partir de hojasde acero de 1200mm de ancho con variacinde longitud dependiendo de los rollos conlos que se alimenta la mquina, cortndosea la medida por el formato respectivo. Unavez formado el producto, a partir del acerogalvanizado, el ancho til para los elementosresultantes es de 940mm para Metaldeck de2 (MD2) y de 870mm para Metaldeck de 3 (MD3).

Debido a que el tablero metlico METALDECKllega a ser el refuerzo positivo para la losa,este debe disearse para durar toda la vida

til de la estructura. El acabado mnimopara la lmina galvanizada utilizada en lafabricacin del METALDECK es de nido por lnorma ASTM A653 como G60 (Z180).

Las lminas de metaldeck se fabrican en dosgeometrias de acuerdo a la altura (2-MD2y 3-MD3) que se presentan en la gura 2.3en la que se indican las dimensiones tpicasnominales. Las lminas se comercializanen longitudes estndar (ver apndice 1) ypueden solicitarse a la medida de acuerdoal despiece de cada proyecto en longitudesdesde 1.00m hasta 12.00m en todos loscalibres de fabricacin.

En el Apndice 1 Propiedades de las lminasde METALDECK se incluyen las propiedadesgeomtricas principales de los diferentestipos de lminas colaborantes disponibles.

Calibre(tipoNo.)

Espesor de diseo Espesor mnimo

mm mmpulg. pulg.

22

20

18

16

0.75

0.90

1.20

1.50

0.0295

0.0354

0.0472

0.0591

0.71

0.855

1.140

1.425

0.0283

0.0337

0.0449

0.0561

TABLA 2.2 ESPESORES DE DISEO Y MNIMOS ACEPTABLES DEL MATERIAL ADEL RECUBRIMIENTO (TABLA F.4.7.2-2 DEL NSR-10)

50.8

940 (Ancho til)

2

GEOMETRA METALDECK 2

305

Dimensiones en milmetros


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3

GEOMETRA METALDECK 3

305 305

76,2

870 (Ancho Util)

FIGURA 2.3 FORMAS Y DIMENSIONES TRANSVERSALES DISPONIBLES

TABLA 2.3 TOLERANCIA PARA EL METALDECK Tolerancias tomadas del Steel Deck Institute Design Manual (re erencia 16)

Parmetro de control de la lmina Tolerancia

Longitud

Espesor

Ancho efectivo

Flecha y curvatura

Borde de lmina por fuera de la escuadra

12mm

95% del espesor de diseo

-10mm + 20mm

6mm en 3.00m

10mm por metro de ancho de lmi na

2.2 TOLERANCIAS DE FABRICACIN

Las tolerancias normales y aceptadas enfabricacin se re-sumen en la Tabla 2.3

2.3 FUNCIONES DE LA LMINA DE ACERO

La lmina de acero tiene dos funcionesprincipales que son:

1. Durante el proceso constructivo sirve comoformaleta permanente o para conformaruna plataforma segura de trabajo. Estaelimina la necesidad de armar y removerlas formaletas temporales utilizadas enlos sistemas tradicionales. Antes delendurecimiento del concreto fresco, lalmina debe soportar su propio peso msel peso propio del concreto fresco y lascargas adicionales de construccin. Se

deben veri car tanto los esfuerzos comolas de exiones mximos y compararloscon los valores mximos permitidos.

2. Como componente estructural de nitivoconforma el refuerzo positivo de la losa.Una vez que el concreto alcanza suresistencia acta con el acero en formacompuesta para resistir las cargas muertasy las cargas vivas sobreimpuestas. Lainteraccin se forma a partir de unacombinacin de adherencia super cialentre el concreto y el acero y por mediosmecnicos mediante la restriccinimpuesta por la forma de la lmina a travsde resaltes en la super cie, hendiduraso dispositivos para transferencia decortante uniformemente espaciados. Eneste estado deben calcularse igualmentelos esfuerzos y las de exiones mximos ycompararlos con los permitidos.

La losa de concreto con METALDECK y la vigade acero o concreto reforzado que sirve deapoyo a la misma, pueden interconectarseconvenientemente mediante conectoresde cortante para producir una sola unidadestructural a exin la cual tiene mayorresistencia y rigidez que una losa y vigaindependientes. En el caso de losas de entrepisodiseados para actuar en construccincompuesta con las vigas de apoyo se requierede la instalacin de conectores de cortantesentre los dos elementos y se hace nfasis enel recubrimiento de concreto alrededor de losmismos. Este tipo de diseo especial est porfuera del alcance del presente manual y puedeconsultarse en detalle en las referencias 5, 6.Para el caso en que la viga de soporte sea enacero puede utilizarse la seccin I3 del AISC,Specication for Structural Steel Buildings(referencia 2). Para vigas de concreto puedeutilizarse, por ejemplo, las indicaciones dadasen la referencia 13.

2.4 CONCRETO

El concreto estar de acuerdo con lo estipuladoen el ttulo C del reglamento colombianode construccin sismo resistente NSR-10. La resistencia mnima a la compresinespeci cada para el concreto, fc, ser de21MPa (3ksi) o la que sea requerida porexposicin al fuego o durabilidad. No sepermite el uso de aditivos o acelerantes quecontengan sales clorhdricas o uoruros yaque stos pueden producir corrosin sobre lalmina de acero.

2.5 REFUERZO POR RETRACCIN YTEMPERATURA

La malla de acero de refuerzo que serecomienda colocar en el sistema tiene el

propsito fundamental de absorber los efectosde la retraccin de fraguado del concreto y loscambios trmicos que ocurran en el sistema.Esta malla o refuerzo est conformadopor barras con resistencia a la uenciade al menos 420MPa (60ksi) o por mallaselectrosoldadas de alambrn. La experienciaha mostrado al menos un incremento del10% en la capacidad de carga de losas con lamalla comparada con losas que no la tienen.El refuerzo por retraccin y temperaturadebe suministrar un rea mnima de 0.00075veces el rea del concreto por encima dela lmina de METALDECK, pero no debe sermenor que una malla con un rea de 59.3mm2 de acero por metro de ancho de losa. Lamnima especi cacin recomendada para elsistema METALDECK de ACESCO es una malcuadrada de 150mm x 150mm de 4mm dedimetro como refuerzo por temperatura.

La utilizacin de bras en el concreto puedenser una solucin alternativa a la malla derefuerzo por retraccin y temperatura. Lanorma ASTM A820 especi ca la utilizacinde estas bras en acero para control deagrietamiento donde la cuanta mnima deestas en el concreto ser de 14.8kg/m+(25lb/yd+). Tambin pueden utilizarse brasmacro sintticas bras toscas, hechas de unpoleole no virgen y deben tener un dimetroequivalente entre 0.4mm (0.016pulg) y1.25mm (0.05pulg) con una mnima relacinde aspecto (longitud / dimetro equivalente)de 50. La mnima cuanta de estas lti mas serde 2.4kg/m+ (4lb/yd+) y son convenientespara ser usadas como refuerzo mnimo porretraccin y temperatura. Aunque la mallade refuerzo por temperatura o las bras noprevienen de manera total el agrietamiento,lo cierto es que han mostrado tener un buentrabajo para el control de grietas, en especial

Dimensiones en milmetros


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si la malla se mantiene cercana a la super ciesuperior de la losa (recubrimiento de 20 a25mm). El rea de refuerzo suministradapara la malla de acuerdo con la frmulaexpresada anteriormente o la cuanta mnimade bras en acero o bras macro sintticas nosern su cientes para ser asumidas como eltotal del refuerzo negativo. Debe calcularsela cantidad de refuerzo negativo sin tener encuenta el aporte de la malla por temperaturao las bras.

2.6 REFUERZO NEGATIVO EN LA LOSA

Para losas que involucren varias lucesconsecutivas, el ingeniero puede seleccionarun sistema de losa continuo en los apoyos,caso en el cual es necesario disear la losapara el momento negativo que se generay deber colocarse el refuerzo negativocomplementario en estos puntos de apoyo.En estos casos la lmina colaborante serdiseada para actuar solo como una formaletapermanente. El tablero de acero de trabajocompuesto (Composite steel deck) no seconsidera como refuerzo en compresin en lasreas con presencia de momento negativo.Para el diseo particular en parqueaderosdebe considerarse continuidad en losdiferentes vanos y calcularse el respectivorefuerzo negativo para cumplir esa condicin.

En las losas con voladizos la lmina METALDECKacta solo como formaleta permanente.

Debe proporcionarse refuerzo superior paraabsorber los esfuerzos generados bajo estaconsideracin.

2.7 ESPESOR DE LA LOSAY RECUBRIMIENTO MNIMO

El recubrimiento mnimo de concreto porencima de la parte superior de la lmina deMETALDECK (tc) debe ser de 50mm (2pulg.)Cuando se coloque refuerzo negativo adicionala la malla por temperatura y retraccin, elrecubrimiento mnimo de concreto por encimadel este debe ser de 20mm.

De acuerdo con lo anterior, los espesoresmnimos totales recomendados para losas enMETALDECK se resumen en la tabla 2.4.

2.8 FIJACIN LATERAL

Las lminas de acero deben sujetarse unascon otras en sentido transversal con tornillosautoperforantes, remaches pop puntos desoldadura (hasta calibre 20). La distanciaentre estas jaciones debe cumplir con lasiguiente especi cacin:

Para Luz < 1.50m: Un (1) Tornillo en el centrode la luz.Para Luz > 1.50m: un (1) Tornillo cada 36 (1000mm)El detalle del traslapo se muestra en la gura2.5.

Referencia Espesor total mnimo concretoAltura de lmina

Metaldeck 2

Metaldeck 3

50.8mm (2)

76.2mm (3)

100mm (4)

130mm (5)

TABLA 2.4 ESPESORES TOTALES MNIMOS DE LA LOSA EN EL SISTEMA COM

FIGURA 2.5 DETALLE DE TRASLAPO

25 mm por debajodel borde de concreto

Acero de retreccinMalla por temperaturaLosa de Concreto

DistanciadoresPrefabricados

Distanciadores deconcreto panelitas

Distanciadores con varillassoldadas o amarradas a lamalla de retraccin

hd

t c

dd

Soldadura FileteE6013 25mm en V

Tornillo autoperforanteRef. 8- 18 x 1/2 o remache pop

Extremo hembra

Extremo macho

Extremo hembra

Extremo macho

FIGURA 2.4 NOMENCLATURA BASICA PARA SECCION DE LOSA


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ASPECTOS DE DISEO

El diseo de entrepiso con METALDECKinvolucra dos etapas principales: La primeraetapa es cuando el concreto fresco an noha fraguado, en la cual, la lmina colaborantefunciona principalmente como formaleta,y la segunda cuando el concreto alcanzasu resistencia y este, en combinacin conla lmina metlica, trabajan como seccincompuesta. Adems de estas consideracionesprincipales es necesario garantizar elfuncionamiento de las losas comodiafragma de piso, cuando esto sea unaconsideracin de diseo.

A continuacin se presenta la metodologarecomendada de diseo para cada una de lasetapas antes mencionadas.

3.1 DISEO DE METALDECK COMO FORMALETA

3.1.1 PROPIEDADES

La geometra del METALDECK fue desarrolladapara que pudiera trabajar como una formaletapermanente, soportando las cargas deconstruccin y el peso del concreto fresco.El clculo del rea transversal, momentode inercia y otras constantes de la seccintransversal se determinan de acuerdo con lasespeci caciones del AISI, Speci cation forthe Design of Cold Formed Steel StructuralMembers (referencia 3)

En el Apndice 1 Propiedades delMETALDECK, se presenta un resumen de lasprincipales propiedades del METALDECK.

3.1.2 CARGAS

Las cargas a considerar durante la etapaconstructiva, cuando la lmina acta comoformaleta, son las siguientes.

El peso propio del tablero El peso propio del concreto fresco (con un

peso espec co de 2.4kN/m3) Las cargas de construccin temporales

que se calculan como la ms severa entreuna carga uniformemente distribuida de20psf (1kPa) sobre la super cie de lalmina y una carga concentrada de 150lb(2.2kN) que actan sobre una seccinde la formaleta de 1.00m (1000mm)de ancho. Estas cargas correspondena cargas de construccin como sonsobrepesos por el manejo del concreto,peso de la maquinaria y las personas quetrabajan en la construccin de la losa.

Durante la construccin, la lmina METALDECKtrabajar en cualquiera de los tres siguientescasos:

1. Formaleta sin apuntalamiento: Si elvaciado se hace bajo estacondicin, la solalmina es capaz de soportar el peso propiodel concreto y las cargas de construccin.Deben hacerse chequeos para lascondiciones lmite por esfuerzos cortantey exin y por de exiones mximas (verapndice 1) Si existe continuidad de lalmina sobre los apoyos, sta se tendr encuenta para redistribucin de esfuerzos.

2. Formaleta con apuntalamientointermedio: Si la lmina no es capazde soportar el peso del concreto frescoy las cargas de construccin puedeoptarse por colocar un punto de apoyointermedio temporal, mientras el concreto

alcanza su resistencia, garantizandoque el comportamiento en seccincompuesta es capaz de soportar lascargas sobreimpuestas de diseo. Esteapuntalamiento crea un sistema de apoyocontinuo para la lmina lo que permite laredistribucin de los esfuerzos generadosen la construccin.

Captulo 3


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Debe hacerse un reclculo de los esfuerzosy de exiones para comprobacin delbuen funcionamiento de la lmina bajo lacondicin aqu descrita. Ver seccin 3.1.5.de este manual.

3. Formaleta con apuntalamientouniforme: Es una alternativa pocoprctica aunque ideal para el control dede exiones totales del sistema de losa.En esta condicin la lmina es soportadaen toda la longitud del vano, por lo cual,tericamente no se presentan esfuerzosni de exiones debido al peso propiodel concreto fresco o de las cargas deconstruccin. Bajo esta condicin no es

necesario hacer chequeo por esfuerzos ode exiones durante la etapa constructiva.

Una vez que el concreto ha fraguado yla adherencia lmina-concreto alcanzasu plenitud las consideraciones de cargarealizadas en la etapa constructiva no afectanel diseo para la etapa de servicio. Debehacerse un anlisis por esfuerzos ectoresy cortantes de la seccin compuesta. Seutilizarn los factores de ampli cacin decarga (para el mtodo por estados lmite)y las combinaciones descritas en la seccin3.2.2 de este manual.

Las de exiones y esfuerzos del METALDECK,actuando como formaleta, sern evaluadosde acuerdo al procedimiento descrito en la

gura del Apndice 2.

3.1.3 RESISTENCIA DE LA SECCIN

TRANSVERSALSi se utiliza el mtodo de los esfuerzos detrabajo o esfuerzos admisibles (ASD), latensin y compresin debido a la FLexin enel METALDECK no deben exceder:

Donde:

= Esfuerzo actuante en el acero (MPa)= Esfuerzo admisible en el acero

(MPa) Este esfuerzo se limita a un mximo de36ksi (250MPa)

= Esfuerzo de uencia en el acero ( MPa)=Modulo mnimo de la seccin efectiva.

Di ere para momento positivo y negativo(mm 3)

=Momento ector actuante calculado(N.mm) Para vigas simplemente apoyadas elvalor es igual a: dondees la carga por metro lineal (se debe incluirel peso propio)

Por otra parte, si se utiliza el mtodo porestados lmite de resistencia debe cumplirsecon la siguiente envolvente:

Donde:

= Momento ector actuante mayorado(N.mm)

= Cortante actuante mayorado (N)= Momento nominal resistente (0.95 x

x ) (N.mm)= Cortante nominal resistente (N)

Para la determinacin por este mtododel momento ector y cortante actuantesdeben utilizarse los siguientes factores deampli cacin: 1.2 para la lmina METALDECK,1.6 para el peso del concreto y 1.4 para las

cargas de construccin. El clculo de losmdulos elsticos para las bras superiore inferior de la lmina de METALDECK para

exin positiva y negativa y la resistencia alcorte se realiza de acuerdo con la metodologadesarrollada por el AISI, Speci cation forthe Design of Cold Formed Steel StructuralMembers, referencia 3. En el Apndice 1 sepresentan los mdulos elsticos de la seccinefectiva para las diferentes lminas deMETALDECK as como su capacidad mayoradaa cortante.

Nota: Ver Apndice 2 para coe cientes deClculo de Cortantes, Momentos ectores y de exiones con sistemas de una luz simple y continuos durante la etapa constructiva.

3.1.4 DEFLEXIONES ADMISIBLES

El clculo de las de exiones verticales delsistema, durante la etapa de construccindonde la lmina acta como formaleta, incluyesolo el peso propio del concreto de acuerdocon el espesor de diseo ms el peso propiode la lmina. No deben adicionarse las cargassobreimpuestas por construccin descritasen la seccin 3.1.2, por el carcter temporalde las mismas. El METALDECK se diseapara permanecer en el rango elstico en lamayora de las ocasiones, por consiguiente,este se recupera una vez se retiren las cargastemporales.

El lmite superior para de exiones verticalesen la condicin de formaleta ser de:

= L/180

= 20mm 3/4 Con un valor mximo de:

Donde:

L = Luz libre entre apoyos (mm)= De exin calculada (mm)= De exin mxima admisible (mm)

3.1.5 SOPORTES ADICIONALES(Apuntalamientos temporales)

Si los esfuerzos presentados durantela construccin superan los parmetrosmximos de esfuerzo (o su envolvente) ode exiones, se puede recurrir a la utilizacinde apuntalamientos temporales localizadosen los centros o tercios de los vanos. Esto

disminuye la luz de anlisis durante laconstruccin, lo que permite que los efectossobre la lmina sean menores. Con esteprocedimiento se permite mantener lasespeci caciones ms livianas de METALDECK

El tipo de apuntalamiento temporal debeser claramente indicado en los planos deconstruccin, as como su ubicacin y el tiemponecesario hasta su retiro. El apuntalamientodebe estar en capacidad de resistir una cargauniforme mnima de 50psf (2.4kPa) y debeser colocado en el sitio de construccin antesde la instalacin de la lmina METALDECK.

Debe ser diseado e instalado de acuerdo a loestablecido por NSR-10 ( en su defecto lasespeci caciones del ACI) y debe ser dejadoen el sitio al menos hasta que el concretoalcance el 75% de su resistencia de diseo.La mltiples pruebas de laboratorio realizadas

por el SDI (Steel Deck Institute) han mostradoefectos ben cos del apuntalamiento sobre laseccin compuesta, una vez que el concretoalcanza su resistencia de diseo. Estos efectosno son tenidos en cuenta en la capacidad nalde la seccin.


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ApuntamientoTemporal

Metaldeck

Gato metalico

Viga soporte

Gato metalico



3.1.6 LONGITUD DE APOYO

La longitud de apoyo del tablero sobre lasvigas principales debe determinarse utilizandola carga de concreto fresco, el peso propiode la lmina METALDECK ms una carga deconstruccin uniformemente distribuida de20psf (1kPa)(ver gura 3 Apndice 2) Comoregla general se recomienda utilizar unalongitud de apoyo de por lo menos 40mm (1pulgadas) cuando el METALDECK se instalesobre la viga, la cual en general impedir queel tablero se resbale de su apoyo. Esto aplicapara una lmina de 0.75mm (calibre 22)de espesor mnimo. Si este espesor mnimoo la longitud de apoyo no se cumple porrazones constructivas, debern veri carselos esfuerzos en el alma de la lmina deMETALDECK (ver AISI, Speci cation forthe Desing Of Cold Formed Steel StructuralMembers, referencia 3). Tambin debeutilizarse el procedimiento del AISI cuando seesperen reacciones de magnitud considerable.

Cuando se utiliza el sistema de fundicinmonoltico o semimonoltico (fundida de vigay losa simultneamente), se recomiendautilizar una longitud mnima de apoyo delMETALDECK sobre la viga de 25mm (1pulgada) En estos casos crticos se recomiendasujetar convenientemente la lmina a laviga o elemento de apoyo para evitar elresbalamiento y el giro. (Vase la gura 3.2,la gura 3.3 y consultar el Captulo 4 para elsistema y caractersticas de la jacin)

3.2 METALDECK Y CONCRETOCOMO SECCIN COMPUESTA

3.2.1 GENERAL

Cuando el concreto alcanza su resistenciamxima, la seccin

transversal debe disearse como una losade concreto reforzado, donde la lmina deMETALDECK acta como el refuerzo positivoLa adherencia lmina-concreto garantizaeste comportamiento. La losa se disearcomo simplemente apoyada o contina sobrelos diferentes apoyos dependiendo de lasrestricciones en los mismos y la presenciade refuerzo (barras) adicional para logrartal comportamiento. El sistema puede sersometido a cargas uniformemente distribuidaso puntuales. Debe ser consideracin especialen el diseo el hecho de tener cargasconcentradas importantes, cargas dinmicasderivadas del uso de la estructura y cargasdebido al funcionamiento de la losa comodiafragma estructural en una edi cacindeterminada.

3.2.2 HIPOTESIS DE ANALISIS

Las hiptesis de diseo con el sistema deentrepiso sern seleccionadas de acuerdo conlo siguiente:

Losa continua sobre apoyos mltiples yvoladizos (Momentos negativos): Estecomportamiento continuo sobre los apoyosse logra con la adicin del refuerzo negativocorrespondiente. Para el diseo por exinpara momentos negativos se seguirn loslineamientos establecidos por el NSR-10 (o ensu defecto las especi caciones de la ACI). Lalmina de METALDECK no ser consideradacomo un refuerzo en compresin. Debido alas crestas del METALDECK se retira parte

del rea en compresin del concreto porlo que el diseador deber trabajar con unancho equivalente para el diseo del refuerzonegativo. Este ancho puede ser tomado comoel promedio entre el ancho inferior y superiorde las crestas.

FIGURA 3.3 ESQUEMA TIPCO DE FUNDICION MONOLITICA

Viga de concreto Viga seccincajn

Tapas de Metaldeck Metaldeck

Acero de retraccionLosa de concreto

Apoyo minimo de 40 mm

Guardera otestero losa

Acero de

refuerzo viga

Malla deretraccion

Separadorprefabricado

TapasMetaldeck

Apoyo mnimo25 mm sobre la vigasujeto a la altura

Metaldeck

FIGURA 3.2 ESQUEMA DE APOYO DE LAS LAMINAS DE METALDECK SOBRE LA VIGA

FIGURA 3.1 ESQUEMA TIPICO DE APOYOS TEMPORALES


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Para el caso de los voladizos la lmina actasolo como una formaleta permanente,debe disearse el correspondiente refuerzonegativo.

Losa simplemente apoyada (Momentospositivos): En este caso la lmina METALDECKest en capacidad de trabajar como latotalidad del refuerzo positivo en la luz. Seasume que la losa se sura sobre los apoyos,en su parte superior. Se recomienda colocarrefuerzo nominal para el control de estas

suras que podran afectar estticamente elsistema.

3.2.3 HIPOTESIS DE CARGA

Las hiptesis de cargas que utilizadas parael diseo son tomadas del reglamento deconstruccin sismo resistente NSR-10 y son:

Para estados de resistencia (basado en lasespeci caciones del AISI LRFD):

1.4D1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr o G)1.2D + 1.6 (Lr o G) + (1.0L o 0.5W)1.2D + 1.0W + 1.0L + 0.5 (Lr o G)1.2D + 1.0E + 1.0L0.9D + 1.0W0.9D + 1.0E

HIPOTESIS DE CARGA

Para esfuerzos de trabajo (esfuerzosadmisibles)

Donde:

D=Carga MuertaE=Fuerzas ssmicas reducidas de diseo(E=Fs/R)G=Carga debida al granizo

L=Cargas vivasLr=Carga viva sobre la cubiertaW=Carga de viento

El diseador deber utilizar la combinacinms crtica, segn aplique. En la gran mayorade los casos, tanto para el diseo por estadoslmite o por esfuerzos de trabajo, en lossistemas de entrepiso la segunda hiptesis esla ms importante. Para el caso de una luzsimplemente apoyada, por el mtodo de losestados lmite se tiene que:

1.2D + 1.6L Hiptesis crtica para diseoMu = (1.6L + 1.2D)L 2 /8 M n

Por esfuerzos de trabajo (tomando la mismahiptesis)M calculado =(L + D)L2 /8 M admisible

3.2.5 DEFLEXIONES

Para el clculo de las de exiones verticalesdel sistema de losa se utiliza la teoraelstica convencional. El rea de concretoes transformada en acero equivalente parael clculo de las propiedades de la seccintransversal.

Tipo de elemento DefexinconsideradaDefexin

lmite

Cubiertas planas que no soportan o no estnunidas a elementos estructurales que puedan serdaados por de exiones grandes.

Losas que no soportan o estn unidas a elementosno estructurales que puedan ser daados porde exiones grandes.

Cubiertas o losas que soportan o estn unidas aelementos no estructurales susceptibles de daodebido a de exiones grandes.

Cubiertas o losas que soportan o estn unidas aelementos no estructurales que no puedan serdaados por de exiones grandes.

De exin instantnea debidoa carga viva

La parte de la de exin total quese presenta despus de la unin aelementos no estructurales, o seala suma de las de exiones a largo

plazo debido a cargas permanentes,ms la instantnea debido a

cualquier carga viva adicional

De exin instantnea

L/180

L/480

L/360

L/480

TABLA 3.1 DEFLEXIONES MXIMAS CALCULADAS PERMISIBLES

HIPOTESIS DE CARGA

DD+LD+WD+0.7E0.6D+W0.6+0.7E

Las hiptesis de la aplicacin de esta teorason las siguientes:

1. Las secciones transversales planasantes de la exin permanecen planasdurante la exin, lo que signi ca que lasdeformaciones unitarias longitudinalesen el concreto y en el acero en cualquierseccin transversal al tablero sonproporcionales a la distancia de las

bras desde el eje neutro de la seccincompuesta.

2. Para las cargas de servicio, los esfuerzosson proporcionales a las deformacionestanto para el concreto como para el acero.

3. Puede utilizarse la totalidad de la seccinde acero excepto cuando sta se vereducida por huecos.

4. El momento de inercia utilizado enlas operaciones se determina como elpromedio entre el momento de inerciade la seccin agrietada y el de la seccinplena, sin suras.

Para el clculo de la seccin agrietada seasume que todo el concreto por debajo del

eje neutro se encuentra agrietado. El mdulode elasticidad para el acero se toma como203,000MPa (29,500ksi) y la relacin modularde 11.

Las de exiones verticales del sistemacompuesto, calculadas con las cargas ypropiedades establecidas y medidas conrespeto al apoyo deben limitarse a loregistrado en la tabla 3.1 (especicaciones delNSR-10)

Adicional al clculo de las de exiones inme -diatas deben determinarse las de exiones alargo plazo. A menos que los valores se ob-tengan de un mtodo ms riguroso las de e- xiones adicionales causadas por la retraccinal fraguado y el ujo plstico (creep) debendeterminarse multiplicando las de exionesinmediatas causadas por la carga permanen-te considerada, por un coe ciente obtenidoas:


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Donde, es el valor de la cuanta del refuerzoa compresin en el centro del vano paraluces simplemente apoyadas o continuas, yen el apoyo para voladizos. Se recomiendanlos siguientes valores del coe ciente, , deefectos a largo plazo, as:

5 aos o ms = 2.012 meses = 1.46 meses = 1.23 meses = 1.0

3.2.6 DISEO A FLEXIN - METODO DE LOSESFUERZOS ADMISIBLES

El mtodo por esfuerzos admisibles se basa enel es tablecimiento de un lmite mximo que esalcanzado en el momento que se presenta la

uencia del acero de una seccin transformadaequivalente. La capacidad mxima por exinde la seccin se determina cuando la brainferior del acero alcanza el punto de uencia.Este mtodo resulta e ciente cuando no haysu cientes pernos de corte sobre la vigaperpendicular a la direccin de la lmina deMETALDECK o cuando solo existen este tipode pernos en las vigas secundarias paralelasa la direccin de la lmina o simplemente,cuando no se considera en el diseo la accincompuesta de las vigas de soporte y elsistema METALDECK y por lo tanto no existenpernos de corte sobre las vigas. La eventualpresencia de los pernos de corte en nmerosu ciente sobre las vigas perpendiculares ala direccin del tablero garantizaran el nodeslizamiento relativo entre el concreto y lalmina y permitiran llegar a la seccin a suresistencia ltima (ver numeral 3.2.7)

La ecuacin que de ne el momento resistenteviene dada por:

Tomando C = 0.6 y reemplazando:

Donde:

= Momento resistente de la seccintransversal (N.mm)

= mdulo inferior de la seccin transformada(mm 3) (composite section)

= Momento ector debido al peso propio

(N.mm)= Momento ector de las cargas sobreim -puestas (N.mm) Carga muerta sobreimpues-ta ms carga viva. Para vigas simplementeapoyadas el valor es igual a: donde

es la carga por metro lineal sobreimpues-ta.

= Esfuerzo de uencia en el acero (MPa)

En las ecuaciones anteriores se toma unvalor para C=0.6, no teniendo en cuentala presencia de conectores de cortante.Mltiples ensayos han mostrado, que coneste mtodo, puede utilizarse un incrementodel 33% (C=1.33x0.6=0.80) para tener encuenta la presencia de stos conectores. Sinembargo, la utilizacin de este ltimo factorpodra, en algunos casos, arrojar resultadossuperiores que por el mtodo de resistencialtima. Se sugiere un valor C=0.75 comolmite superior cuando se tiene en cuenta lapresencia de los conectores de cortante conel mtodo elstico. Las tablas presentadasen los apndices toman un factor C=0.6. Lascargas temporales debido a la construccin,de los trabajadores y el equipo no deben serincluidas dentro de la carga sobreimpuesta.

;

; ;

3.2.6.1 COMPRESIN EN EL CONCRETO

Puede hacerse un chequeo de veri cacinde los esfuerzos en el concreto. El esfuerzomximo admisible debe limitarse a un mximode 0.45

Donde:

= Esfuerzo actuante calculado para elconcreto (MPa)

= Modulo de la seccin compuesto para labra superior del concreto (MPa)= Relacin modular,

Los dems trminos se de nen en la seccin3.2.6. Debido a la geometra de la seccinransversal y caractersticas de los materiales,esta condicin prcticamente nunca serdominante.

3.2.7 DISEO A FLEXIN - METODO DE LARESISTENCIA LTIMA

El mtodo de la resistencia ltima se basaen uencia de la totalidad de la lmina deMETALDECK (y no solo de la bra ms alejadacomo en el mtodo anterior) por lo cual sonaplicables las frmulas tradicionales de diseoa la rotura (o resistencia ltima) para elconcreto. El mtodo es regulado por el ttulo Cdel NSR-10 (o en su defecto las especicacionesdel ACI). Para alcanzar la capacidad ltimaa momento de la seccin compuesta, seha demostrado experimentalmente que serequiere un nmero suciente de conectores

de cortante sobre la viga perpendiculara la direccin principal de la lmina (verF.4.7.5.6.3 del NSR-10).

El tablero metlico METALDECK actuanden sistema compuesto es diseado comoel refuerzo para el tablero de concreto.Este viene a ser el refuerzo positivo en losdiferentes vanos. La losa ser diseadacomo un sistema continuo o simple bajocargas uniformemente distribuidas. Cargasaltamente concentradas requieren un anlisisadicional. Sin embargo, cabe aclarar que elmtodo de diseo por resistencia ultima,descrito en este manual, no aplica a placassin la presencia o con mnima presencia deconectores de cortante. En caso de no tenerconectores de cortante para el sistema debehacerse una veri cacin de resistencia poradherencia lmina-concreto (Ver numeral3.2.9) o utilizar el mtodo por esfuerzosadmisibles (ver numeral 3.2.6)

Si el diseador plantea un sistema continuo enlos diferentes vanos debe proveer el refuerzonecesario para alcanzar tal comportamiento.Este ser calculado utilizando las tcnicasconvencionales para diseo de concretoreforzado. La malla por temperaturausualmente no suple la cuanta necesariapara tal n (Ver seccin 2.5)

El momento nominal resistente, , vienedado por:

y


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Donde:

= rea de acero usada como refuerzopositivo, rea de METALDECK (mm2)

= Fluencia del acero (40ksi = 275MPa parael METALDECK) (MPa)

= Altura desde la parte superior de la losade concreto hasta el centroide del refuerzo entensin (mm)

= Profundidad del bloque en compresin delconcreto (mm)

La cuanta de acero, , suministrada por lalmina METALDECK siempre es inferior a la

cuanta de acero balanceada, por locual se asume que siempre se llega a la uen -cia del rea total de acero en la parte inferiorde la seccin antes de alcanzar la resistenciamxima del bloque a compresin del concre-to.

Los resultados de momento mximo poreste mtodo se limitan a los obtenidos parael calibre 18 (1.2mm) debido a la escasezde ensayos sobre el calibre 16 (1.5mm),acorde con las especi caciones del SDI(referencia 3)

FIGURA 3.4 ESQUEMA DE APOYO DURANTE LA CONSTRUCCIN

3.2.8 RESISTENCIA DE ADHERENCIA ACORTANTE

En casos donde no existen conectores decortante para garantizar que se alcanceel momento ltimo resistente (por teorade resistencia ltima) o momento mximoadmisible (por teora elstica), en la seccintransversal, el sistema puede fallar poradherencia entre la lmina y el concreto.

Los conectores situados en los apoyos de lalosa crean la restriccin su ciente para evitarel desplazamiento relativo entre la lmina deMETALDECK y la losa de concreto y de estamanera la seccin alcanza su mximo. Paradeterminar la capacidad del sistema bajo estacondicin es necesario elaborar varias pruebasde laboratorio sobre diferentes especimenes.Los resaltes y la geometra del METALDECKtienen como objetivo mejorar la adherenciaa cortante por medios mecnicos, efecto queva a sumarse a la adherencia propia entre losdos materiales.

La resistencia de adherencia a cortante setrabaja con esfuerzo ltimo y se veri camediante la siguiente ecuacin:

Donde:= Esfuerzo cortante de adherencia ltimo

actuante (MPa)

= esfuerzo cortante de adherencia nominalresistente (MPa)

= Factor de reduccin de resistencia al cortepor adherencia, = 0.80

= Fuerza cortante ltima (N)= Ancho de anlisis. Normalmente se toman

losas de ancho 1000mm (1.00m)= Altura desde la parte superior de la losa

de concreto hasta el centroide del refuerzo entensin (mm)

= Factor de carga por tipos de apoyo durantela construccin, se determina de acuerdo conla gura 3.4

= Carga ltima producida por el pesopropio de la losa (peso propio de la lmina y

peso propio del concreto) (MPa)= Carga ltima producida por la cargasobreimpuesta (MPa)

= Longitud de la luz libre (mm)

Por otro lado,

y

Donde:

= Fuerza cortante de adherencia nominalresistente (N)

= Constantes determinadas experimen-talmente

= Ancho de anlisis. Normalmente se tomaun ancho de 1000mm.


,cuanta de acero de refuerzo dadacomo la relacin entre el rea de la seccintransversal de la lmina METALDECK y el reaefectiva del concreto


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= Distancia de la carga concentrada al apoyoms cercano en el ensayo de dos cargasconcentradas simtricas (mm) Con baseen los ensayos rea lizados con tableros deacero producidos en la Planta de ACESCO enBarranquilla Colombia, y con materiales ytcnicas nacionales se encuentra la siguienteecuacin (ver apndice 3 Resultados Tpicosde Ensayos de Adherencia a Cortante) que serepresenta adems en la Figura 3.5.

Mejor ajustea partir de losensayos

Linea reducida enun 15% para diseo

FIGURA 3.5 RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIOPOR FALLAS DE ADHERENCIA A CORTANTE

con:

= Resultado de los ensayos, cruce en lasordenadas

= Resultado de los ensayos, pendiente dela recta de regresin lineal

Donde:

= Reaccin en el extremo medida en elensayo en el momento de la falla (N)

= Ancho de anlisis. Normalmente se tomaun ancho de 1000mm.


= Resistencia a la compresin especi cadapara el concreto (MPa)

= Distancia de la carga concentrada alapoyo ms cercano en el ensayo de doscargas concentradas simtricas (mm),

cuanta de acero de refuerzo dadacomo la relacin entre el rea de la seccintransversal de la lmina METALDECK y el reaefectiva del concreto.

3.2.9 ESFUERZOS CORTANTES ENLA SECCIN COMPUESTA

Se revisa la capacidad a cortante de la seccincompuesta entre la lmina METALDECK y elconcreto. Se utiliza la siguiente relacin parael chequeo:

;

En trminos de fuerza:

Donde:

= Resistencia nominal de la seccin acorte (MPa)

= Resistencia al cortante aportada porel concreto (MPa)

= Resistencia aportada por la lminaMETALDECK (MPa) (ver apndice 1) adems,

;

(Seccin F.4.7.5.7 del NSR-10)

Reemplazando:

Adicionalmente:

;

Donde:

= Resistencia a la compresin especi cadapara el concreto (MPa)

= rea de concreto disponible para cortante(mm2) (Ver apndice 1) ( gura 3.6)

= Cortante resistente de la lminaMETALDECK (N) (Ver apndice 1)

= Carga muerta por unidad de longitud,

incluye peso propio (N/mm)= Carga viva por unidad de longitud (N/

mm)= Longitud de la luz libre (mm)

= Carga por unidad de rea (MPa)= Ancho de anlisis. Normalmente se toman

losas de ancho 1000mm

las reas sombreadas representanlas areas disponibles para resistir el cortante

Separacin

Si las reas de corte se traslapan

reas traslapadas

Se ajusta el rea calculando la forma en la cual la dimensinen la parte superior no exceda la separacion ,S, indicada en (a)

FIGURA 3.6 CALCULO DEL AREA DE CONCRETO DISPONIBLE PARA EL CORT


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3.3 TABLAS DE AYUDA PARA DISEOY EJEMPLOS DE DISEO

En el Apndice 4-Tablas de Ayuda de Diseo,se presentan unas tablas de resumen dondese especi can, las propiedades bsicas de losmateriales, las propiedades de las seccionesde las lminas de METALDECK, las propiedadesde la seccin compuesta para seis espesorestotales de losa y la carga total sobreimpuestaque puede aplicarse para diferentes luceslibres.

Adems se indican los lmites de luz libre apartir de los cuales se requiere la colocacinde apuntalamiento temporal durante laconstruccin y el lmite de longitud de luzrecomendado para minimizar vibraciones.Se presentan tablas de ayuda para diseocon lminas de 2 y 3 de altura y paracalibres 16, 18, 20 y 22. Los clculosse realizan para una relacin modularN = 11, y para las propiedades de losmateriales indicados. Debe hacerse nfasisque estas tablas conforman una gua para eldiseo y que en ningn caso deben utilizarsecomo elementos de nitivos de diseo.

El valor de carga sobreimpuesta admisibleque se presenta en las tablas se ha calculadocon base en los requisitos de de exionesadmisible, esfuerzo admisibles en el aceropara efectos de exin, esfuerzo admisiblede compresin en el concreto, cortante en laseccin compuesta y resistencia de adherenciaa cortante. Esta carga sobreimpuesta siemprese considera uniformemente distribuida ypara casos especiales o concentracioneselevadas de carga debe hacerse un anlisisespec co. Tampoco se incluye ningn efectoespe cial como los mencionados en el numeralsiguiente y no se contempla el diseo por elmtodo de resistencia ltima.

El Apndice 5, Ejemplo de Diseo, incluye unprocedimiento ilustrativo a seguir en el diseode METALDECK. Como opcin se plantean lasTablas de Ayuda para Diseo.

3.4 FUNCIONAMIENTO COMO DIAFRAGMA

Las losas construidas con METALDECK puedenutilizarse como diafragma de piso que consistebsicamente en sistemas estructurales planosque tienen como objetivo principal distribuirlas cargas horizontales, generadas porefectos de viento o de sismo, a l os elementosestructuralesde soporte que hacen parte de un sistema deprticos o de un sistema basado en murosestructurales. Pueden considerase dos puntosde vista diferentes que son:

1. Utilizar como diafragma las lminas deacero solas, sin el vaciado en concreto.

2. Utilizar como diafragma la losa completa(Lmina de METALDECK ms el concreto)con la consideracin adicional de

diafragma rgido en el plano utilizadocomnmente para distribucin de fuerzashorizontales a elementos de soporte.

En la primera de las alternativas se utilizanlas lminas de METALDECK solas o con ciertosacabados tales como lminas sintticas quesirven de acabado de piso, interconectadoentre s de manera adecuada, para cumplirla funcin de diafragma. Este es el caso deaplicaciones en ciertos tipos de vivienda ode utilizacin del sistema como diafragma

temporal durante la construccin deedi caciones particulares. En este caso esnecesario revisar en detalle las conexionesentre las diferentes lminas, las conexionesdel tablero de acero a la estructura desoporte, la resistencia del diafragma a lasfuerzas cortantes actuantes en el mismo y la

rigidez del diafragma de lo cual depende ladistribucin de las fuerzas a los elementos desoporte.

El diseo detallado de este tipo de sistemaest por fuera del alcance de este manual ypuede consultarse por ejemplo en la referencia5. Por otro lado est la utilizacin de la losacompuesta con METALDECK como diafragmargido que es el criterio convencionalutilizado en sistemas de losas equivalentes,generalmente cuando se trata de losas deconcreto reforzado fundidas en el sitio yadecuadamente rigidizadas y conectadas alsistema estructural de soporte.

Al utilizar la losa compuesta como diafragma,el concreto que rellena los pliegues de lalmina de acero elimina la posibilidad depandeos locales y pandeo en las esquinas. Sinla posibilidad de pandeos locales en la lmina,el sistema resulta adecuado para transmitirfuerzas cortantes generadas por las fuerzashorizontales. Es necesario entonces disearcuidadosamente la conexin del diafragma alsistema estructural de soporte para garantizaruna adecuada transmisin de las fuerzascortantes generadas.

El diseo del espaciamiento de los conectoresa utilizar depende de la resistencia al corte deconector y del ujo de corte ltimo o fuerzacortante ltima por unidad de longitud,calculada a partir del anlisis de fuerzas.

La frmula para el clculo del espaciamiento

promedio de conectores es la siguiente:

Donde:

= Espaciamiento de diseo promedio paralos conectores (mm)

= Resistencia al corte de los conectores (N)= S x FS, Fuerza cortante ltima por unidad

de longitud (N/mm)= Flujo de corte o fuerza cortante promedio

por unidad de longitud determinada paradiseo (N/mm)

= Factor de seguridad = 3.25(vase la referencia 17)

Todo sistema de conexin, tales comosoldaduras de punto o en cordn, tornillos,anclajes, remaches o cualquier tipo desujecin proporcionar una resistencia alcorte determinada, la cual ante la faltade datos proporcionados por el fabricantedeber investigarse experimentalmente.Algunas recomendaciones dadas estn en lareferencia 19.

En casos particulares deber revisarse lacapacidad del diafragma para transmitirlas fuerzas generadas, tambin deberconsiderarse la exibilidad del mismo en ladistribucin de las fuerzas a los elementos desoporte.

En el caso de conexiones a estructuras deconcreto deber despreciarse normalmentela posible transferencia de corte que sepresenta en eventuales reas de contactoentre el concreto de la losa y el concreto delos elementos de soporte. Deber disponerse

de un sistema de conexin mecnico (pernos,varillas, anclajes o similar) que permita latransferencia de la totalidad de la fuerzade corte mayorada generada por las cargashorizontales de diseo.


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3.5 CONSIDERACIONES ADICIONALES

Deben contemplarse aspectos adicionales alos anteriores en condiciones especiales decarga o de apoyo como son las siguientes:

3.5.1 CARGAS CONCENTRADAS

Para el caso de cargas concentradas de granmagnitud, que podran ser aquellas porencima de 10kN, debe con siderarse en eldiseo la posibilidad de punzonamiento, elcortante vertical directo y el momento ectorque produce la carga concentrada. En generalpodran admitirse cargas superiores a 10kN,siempre y cuando se cumplan los siguientesrequisitos:

a. Debe colocarse acero de distribucin en ladireccin perpendicular a la direccin dela lmina de METALDECK en una cuantano inferior al 0.2% del rea de concretopor encima de la cresta de la lmina.

b. Debe colocarse el acero negativo

correspondiente a los momentos negativosexistentes, y los generados por la cargaconcentrada.

c. Debe existir su ciente espesor deconcreto para resistir las fuerzas cortantesactuantes, tanto de punzonamiento comopor efecto de viga.

d. La lmina de METALDECK de acero no seconsidera en el clculo de la resistencia amomento negativo.

e. La lmina de METALDECK de acerose utiliza nicamente para resistir losmomentos positivos.

f. Deben utilizarse barras de acero corrugadoo mallas electrosoldadas de acero paraconformar el refuerzo negativo de la losa.No se permite el uso de aditivos como

bras u otros materiales, que pretendanreemplazar este refuerzo.

Para mayores detalles en el diseo antecargas concentradas de importancia puedeconsultarse la referencia 17.

Espesortotal losa

(mm)Metaldeck 2

Ac (mm 2 / mm)Metaldeck

Ac (mm 2 / mm)

100

110

120

130

140

150

62.94

71.72

80.95

90.64

100.63

110.63

---

---

---

74.23

81.97

90.00

TABLA 3.2 REA DE CONCRETO DISPONIBLE PARA CORTANTE

3.5.1.1 CARGAS DE 100KN (1000kgf)O INFERIORES

Las cargas de 10kN o inferi ores se consideranbajas y representan cargas ocasionales quepueden presentarse en pisos de o cinas oreas de manufacturas.

Los cdigos como el BOCA, SBCCI y elUBC citan las cargas de 10kN o inferioresque actan en reas de 250.000mm2 (omenores) y establecen que se pueden seguirlos siguientes procedimientos para el chequeode esfuerzos.

a. Esfuerzo cortante por punzonamiento:La carga se encuentra limitada a:

= Carga concentrada (N)= Dimensin paralela al Metaldeck (mm)= Dimensin perpendicular a la luz del

Metaldeck (mm)= Espesor de concreto sobre la cresta del

Metaldeck (mm)

= Resistencia a la compresin del concreto(MPa)

Debe tenerse en cuenta que las unidadesresultantes en cada lado de la ecuacin sonen MPa

b. Cortante vertival: El esfuerzo cortantevertical V, que acta en una seccin paralelaal apoyo y sobre un ancho efectivo , debecalcularse a partir del valor ms pequeoentre las siguientes dos relaciones:

y

Espesor total de la losa (mm)= Espesor de concreto sobre la cresta del

METALDECK (mm)= Profundidad efectiva del METALDECK

(mm)

x

h

A

V

b/2

L

B

P

b 1 b 2

FIGURAS 3.7 CARGAS CONCENTRADAS


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METALDECK 2 METALDECK 3

= Distancia entre el apoyo y la cargaconcentrada (mm) El cortante verticalproducido por una carga de diseo P, se

encuentra limitado a:V = Cortante Vertical (N)b

e = Ancho efectivo (mm) A

c = rea de concreto disponible para resistir

el cortante por unidad de ancho (mm)Usualmente se toma un ancho de anlisis de1000mm

La tabla 3.2 muestra el rea de concretoque puede ser utilizada para los clculosde la resistencia al cortante. Estos valoresdeben multiplicarse por 1000 para el anlisisde losa de ancho 1.00m (1000mm) Paracargas mviles el cortante mximo se puedechequear con x = h; el mnimo valor x nodebe ser menor que el espesor del concretoh.

y

Pero debe cumplirse que:

3.5.1.2 CARGAS MAYORES A 10KN (1000kgf)

Deben realizarse los mismos procedimientosy chequeos enunciados anteriormente paraesfuerzo cortante por punzonamiento ycortante vertical; donde la distribucin decargas se debe realizar de la siguiente forma:

El ancho efectivo de la carga esta dado por:

= Ancho efectivo de carga

c. Distribucin a fexin: La distribucin aexin debe ser calculada usando el menor

valor obtenido de las siguientes ecuaciones:

Referencia Desarrollo, L (mm) L - L web/2 Lbf (mm)

Metaldeck 2

Metaldeck 3

1250.0

1416.7

641.7

733.3

TABLA 3.3 DETERMINACIN DE LONGITUDES DE REAS PARA CONECTORES DE CORTANTE

sobre crestas METALDECK (mm)= Ancho de acabado (mm) de no poseer =0= Dimensin perpendicular a luz del

METALDECK (mm)= Espesor de concreto sobre la cresta del

METALDECK (mm)

El ancho efectivo de la losa esta dada por:

Luz Simple:

Luz Continua:

Cortante:

3.5.1.3 CONECTORES DE CORTANTE PARAALCANCE DE LA RESISTENCIA LTIMA

Diferentes pruebas realizadas en lasuniversidades de Virginia Tech, VirginiaUniversity, Iowa State, and Lehigh Universitydemostraron que cuando una viga poseesu ciente nmero de conectores de corte, lacapacidad de momento ltimo del Metaldeckpuede ser alcanzada.

Las formulas tradicionales para esfuerzosltimos de una seccin de concreto reforzadopueden ser empleadas de la siguiente forma:

Donde:

= rea de acero del Metaldeck (mm 2)= Esfuerzo de Fluencia (40ksi) (275Mpa)

= Distancia desde la bra superior deconcreto al centroide del Metaldeck (mm)

Donde:= Carga Viva (N/mm)= Carga Muerta (N/mm)= Luz libre (mm)

El nmero de pernos de cortante por metro(1,000mm) de de dimetro requeridospara anclaje del tablero en comportamientocompuesto de tal forma que pueda alcanzarse

el momento ltimo en la seccin transversalviene dado por la siguiente ecuacin:

Donde:

= Nmero de pernos de cortante de requerido por metro

=rea de acero por metro de ancho (mm 2 /m)= rea de alma por metro de ancho

(mm 2 /m)= rea del ala inferior del METALDECK po

metro de ancho (mm 2 /m)= Fluencia del METALDECK (MPa) (275MP= Resistencia del concreto (MPa) (21MPa)= Mdulo de elasticidad del acero

(203,000MPa)

El denominador de la anterior ecuacincorresponde a la ecuacin I5-1 del manual

AISC LRFD utilizando pernos de cortante de de dimetro.

La tabla 3.3 es tomada del COMPOSITEDECK DESIGN HANDBOOK (referencia 15)muestra las longitudes para el clculo de lasreas de acero por metro para la ecuacin que

FIGURA 3.8


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de ne N s , donde A s=L x t, t es el espesordel material y L es la longitud de desarrollopor metro de ancho del METALDECK

3.5.2 SECCIONES COMPUESTASCON VIGAS DE APOYO

Para la consideracin especial de seccionescompuestas entre vigas metlicas de soportey la losa con METALDECK pueden consultarsecualquiera de las referencias 5, 6 y 13 dondese trata ampliamente el tema. Para el caso enque se desee integrar una viga de concretoreforzado de soporte al sistema mismoMETALDECK para conformar una sola seccin(Viga T) puede consultarse igualmente lareferencia 12 y el manual tcnico de per lesestructurales ACESCO.

3.5.3 VIBRACIONES AMBIENTALESY CARGAS DINMICAS

El desarrollo de las grandes ciudades imponesituaciones particularmente crticas encuanto a vibraciones se re ere y que debenconsiderarse en el diseo de cualquier tipo deentrepiso. Se tiene el caso de edi cacionesde luces intermedias o grandes ubicadasen cercanas de una fuente importantede vibraciones ambientales y cimentadassuper cialmente sobre suelos blandos.

La cercana a fuentes importantes devibraciones como pueden ser vas de altotr co o tr co pesado ocasional, canteras enexplotacin, aeropuertos, obras de pilotaje ocompactacin dinmica cercana y en generalcualquier tipo de trabajo o actividad quegenere vibraciones es un aspecto que debeconsiderarse en el diseo del entrepiso.

En general el problema se vuelve crtico enzonas de suelos blandos los cuales tiendena ampli car las seales ondulatorias quellegan. An en ciertos casos particulares elsolo hecho de cimentar la edi cacin sobreun suelo blando implica que sta va a estarsometida a la presencia de vibracionesambientales, provenientes incluso de fuenteslejanas, lo cual puede llegar a producirmolestias e incomodidades a los ocupantesde la edi cacin.

Aunque el problema es difcil de cuanti car,en los casos en que sea probable la ocurrenciadel fenmeno se hacen las siguientesrecomendaciones:

En algunos casos particulares esta relacindeber ser an ms exigente.

3. Tratar de considerar en el diseo la

posibilidad de cimentaciones profundas.Por otro lado la aplicacin de cargasdinmicas durante lapsos prolongadoscomo es el caso de motores, equipos paraizaje, etc, inter eren con la adherenciamecnica entre el concreto y la lminaque es lo que proporciona en ltimas la

1. Minimizar las luces libres mximas entreelementos de apoyo, tanto desde el puntode vista de la estructura de soporte comodesde el punto de la placa misma.

2. Mantener la siguiente relacin de lasplacas de entrepiso:

Donde:

= Longitud de la luz libre (mm)= Espesor nominal total de la losa (mm)

capacidad de accin compuesta lmina-concreto. En algunos casos se hautilizado acero de refuerzo en la direccinperpendicular a la luz y colocado (incluso

mediante soldadura), en la parte superiorde los nervios de la lmina colaborantetanto para mejorar la adherencia entrelos dos materiales como para distribuirde mejor manera las cargas concentradasactuantes.

FIGURA 3.9 SISTEMA METALDECK EN VOLADIZO

Ancho de apoyo Refuerzo paraexion negativa

Cerramientodel tablero

Lamina demetaldeck

Luz del Voladizo

Viga seccin cajon

Luzadyacente

h V IG A

FIGURA 3.10 ESTRUCTURA DE


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3.5.4 VOLADIZOS

Para el diseo de voladizos, la lmina deMETALDECK debe considerarse nicamentecomo formaleta permanente para el concretoy deber disponerse el refuerzo negativo (enla parte superior de la losa) para que esteabsorba la totalidad del momento ector delvoladizo (vase la Figura 3.9) El ingenieroestructural deber dar el detalle de la posiciny dimetro de las varillas de refuerzo.

3.5.5 ESTRUCTURA DE PARQUEO

El sistema de losa compuesta con lminade METALDECK de acero se ha utilizado conxito en muchas estructuras de parqueo enpases como los Estados Unidos. Sin embargose hacen las siguientes recomendacionesespeci cas:

Las losas deben disearse como losa deluces continuas y deber disponerse paraefecto el refuerzo de exin negativo enlos apoyos.

Debe proporcionarse refuerzos adicionalesal recomendado en el presente manualpara minimizar el agrietamiento producidopor problema de retraccin de ujoplstico y cambios de temperatura, y paragarantizar una mejor distribucin de lascargas concentradas.

3.5.6 PROTECCIN DE LA LMINA

La Lmina de METALDECK viene protegidacon una capa de zinc que conforma elgalvanizado y que la protege de la intemperiey de los efectos normales del clima y delambiente. Sin embargo, cuando se presentansituaciones de contaminacin directa, efectosde climas adversos, ambientes marinos muy

agresivos o cualquier situacin extraordinariaque pueda generar el deterioro de la lminade acero, deben tomarse las precaucionesnecesarias para proteger el elemento durantetoda la vida til de la estructura. En el casoque no pueda garantizarse estas medidas deproteccin, la lmina de METALDECK deberutilizarse nicamente como formaleta y lalosa de concreto se reforzar adecuadamentecon mallas o barras de acero para soportarla totalidad de las cargas actuantes. Elrecubrimiento mnimo manejado para elMETALDECK es G-60 (Z180) (180gr/m2 dezinc por ambas caras).

3.5.7 RESISTENCIA AL FUEGO

El NSR-10 especi ca los requerimientos parala resistencia al fuego de elementos de unaedi cacin en funcin del uso de la edi cacin,rea construida y nmero de pisos. Tambinse puede considerar el potencial combustiblepara efectos de categorizar una edi cacin.

En general la resistencia al fuego puede serde nida como el periodo de tiempo en queun edi cio o componentes de este mantienensu funcin estructural o dan la posibilidad decon nar el fuego, medido como el ti empo queresiste un material expuesto directamente alfuego sin producir llamas, gases txicos nideformaciones excesivas.

Existen diferentes mtodos para brindar laresistencia al fuego exigida entre los cualesestn aumentar el espesor de concreto de lalosa por encima de la cresta del METALDECK,uso de cielos falsos en panel yeso y usoproductos adheridos para proteccin contra elfuego. El sistema para entrepiso METALDECKy en especial la lmina colaborante a que hacereferencia este manual, ha sido sometido a

Duracin horas Cubierta concreto t e Se requiere proteccincontra fuego2233

4.5 (115mm)2.5 (65mm)2.5 (65mm)

5.25 (135mm)

NOSI*SI*NO

TABLA 3.4 ESPESORES DE CONCRETO SOBRE LA CRESTA PARA DURACIN ANT

ensayos para estudiar su resistencia al fuegopor el Underwriters Laboratories Inc. deEstados Unidos. El sistema hace parte del Fire

Resistance Directory en el cual se consignanlas resistencias al fuego establecidas paradiferentes diseos de entrepisos y cubiertas,incluyendo los esquemas ms populares yeconmicos como es el METALDECK.

La tabla 3.4 relaciona la duracin horaria anteel fuego con espesores de concreto de pesonormal sobre la cresta del METALDECK. Lainformacin es tomada del Fire ResistanceDirectory publicada por UnderwritersLaboratories, inc (referencia 24). En la guapublicada por el UL se establecen duracionesen horas de sistemas de pisos restringidos yno-restringidos. Para la gran mayora de loscasos el sistema METALDECK se considerarestringido.

3.5.8 FIBRA DE METALDECK

La lmina de METALDECK puede utilizarse sin

consideracin de la seccin compuesta (Non-Composite Steel Floor Deck) para conformaruna plataforma de trabajo temporal opermanente. Para este caso no se considerala accin compuesta lmina-concreto.

Esta plataforma estar sometida a tr code diferente tipo (personal, carretillas,maquinarias, etc) y podr soportar diferentes

tipos de carga transitorias o permanentes.Para esta aplicacin espec ca se requieren,normalmente, consideraciones especiales dediseo, algunas de las cuales se plantean enel captulo siguiente. Se recomiendan cargasde diseo del orden de 50psf (2.4kPa) paraplataformas en entrepisos y de 30psf (1.5kPa)para plataformas en cubiertas. Tambinse hacen recomendaciones sobre las lucesmximas y sobre protecciones especiales quedeben tenerse en cuenta.

3.5.9 OTROS CRITERIOS

Existe gran variedad de usos del sistemaMETALDECK diferente a la losa en construccincompuesta con el concreto. En estos casoslos anlisis y frmulas presentadas puedenno ser validas y aparecen nuevos criterios dediseo que deben ser considerados de maneraadicional a lo que se presenta en este manual.

En estos casos se recomienda la revisinde la literatura existente, la consideracinde condiciones especiales en el diseo y lareaizacin de un programa experimental paraestudiar aspectos particulares referentes ala utilizacin especial que se desee dar a laslminas colaborantes del sistema METALDECK.

*Nota: El sistema de proteccin puede consistir en cielos alsos en panel yeso con la aplicacin de productoscontra uego adheridos aplicados por aspersin. Consultar la re erencia 24 para ms detalles.


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Captulo 4

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

4.1 MANEJO E INSTALACIN DEL SISTEMAMETALDECK

4.1.1 EMPAQUE, TRANSPORTE, RECEPCIN YDESCARGUE

Los paquetes de lminas de METALDECK searman con elementos de igual calibre yreferencia, especi cando cada longitud conuna tarjeta diferente. En la medida que seprevea un ordenamiento de las lminas,por ejemplo por pisos de la edi cacin, lospaquetes sern entregados previamenteidenti cados. Los paquetes se conformanmximo por 25 unidades, apilados en gruposde a cuatro.

Las lminas de METALDECK se agrupan enpaquetes que pueden llegar a pesar del ordende 20kN a 35kN (2.0ton a 3.5ton) En casode requerirse pesos diferentes para el manejoen obra debe especi carse claramente en laorden de pedido. Cada paquete de lminas ir

identi cada con una marca en tinta indelebleque indica el tipo de producto, calibre, espesor(mm), grado del material (Grado 40) y elcorrecto lado de instalacin. Los paquetes delminas se colocaran sobre estibas dispuestasen el piso del planchn del camin de talmanera que no se ecten ni deformen.

Para la entrega del material debe disponersede un acceso adecuado a la obra y se debecontar con personal entrenado para elmanejo de las lminas. El acceso debe seradecuado para soportar el equipo de izaje y elcamin de transporte. El equipo de izaje debeser adecuado para levantar los paquetes delminas y colocarlos en la estructura en elsitio previsto.

Todo el material debe contarse e inventariarseen el momento de la recepcin. Cualquierdiferencia debe indicarse claramente en laremisin para su posterior revisin. Debenoti carse cualquier diferencia de manerainmediata al distribuidor.

Figura 4.1 ESQUEMA DE LOS PAQUETES DE


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Paquete deMETALDECK

Araa paraizar Paquetes

Ganchode la grua

Bandasde izaje



4.1.2 ALMACENAMIENTO Y PROTECCIN

El almacenamiento de los paquetes de lminasdeber realizarse en un sitio protegido dela intemperie y aislado del terreno natural.El apoyo de base se recomienda sobreelementos de madera donde se garantice suaislamiento del terreno natural. El sitio dealmacenamiento debe estar adecuadamenteventilado para evitar condensacin dehumedad y debe mantenerse a temperaturaambiente normal.

Cada lmina debe sujetarse convenientementede manera que el viento no pueda levantarla.El sello indeleble debe ir siempre hacia abajolo cual indica el sentido correcto de colocacin

de la lmina. En el caso de almacenamiento enla estructura misma que se construye debenseleccionarse sitios sobre vigas principalescercanas a columnas o muros de apoyo. Enningn caso deben utilizarse como zona dealmacenamiento prticos no arriostradoso lminas de METALDECK no ancladas oarriostradas.

4.1.3 MANEJO E IZAJE

Cada proyecto en particular debe desarrollarsu propio plan de montaje que incluye elmanejo en obra, el izaje y la instalacin decada lmina en el sitio de nitivo. La mayorade las instalaciones se realizan en estructuraselevadas y existe siempre el riesgo de cada.

Deben tomarse todas las precauciones paragarantizar la seguridad de los trabajos enaltura. Todas las rutas y reas de acceso debenestar monitoreadas permanentemente paraevitar la presencia de equipos, materiales odesechos que puedan entorpecer el procesode instalacin. Debe minimizarse el tr code personas por las reas de trnsito de laslminas.

El personal deber utilizar en todo momentolos implementos de seguridad necesariospara el trabajo particular que se encuentradesarrollando. Los bordes y las esquinas dela lmina son peligrosos por lo cual el manejodebe realizarlo solo personal capacitadoconsciente de los riesgos y peligros que secorren con el manejo de la lmina.

La estructura debe estar lista al momento dela instalacin de las lminas de METALDECK.Debe veri carse la nivelacin y las conexionesde la estructura de soporte. Debe veri carsela presencia de apuntalamiento temporal encaso de necesidad.

Los paquetes de lminas deben sujetarseen forma adecuada de manera que no sepresenten inclinacin excesiva durante elizaje, que puedan controlarse las rotacionesy movimientos del conjunto y que el sistemade izaje no dae las lminas. La operacinde izaje debe dirigirse y manejarse enforma cuidadosa. Deben sujetarse cuerdasdirectamente a los paquetes para eldireccionamiento de la carga. Nunca deben

moverse los paquetes halando desde lasbandas de enzunchados. Si es posible debenapilarse los diferentes paquetes a lo largo delas vigas principales en pequeos conjuntosen lugar de almacenar todo el material en unrea concentrada. Debe advertirse claramente

a los trabajadores encargados del movimientode la carga que no la deben perder de vistahasta que se encuentre ubicada en formasegura sobre la estructura. La colocacin

nal de los paquetes debe ser tal que los dosextremos del mismo queden apoyados sobreuna super cie uniforme, nunca en voladizo.Los paquetes deben posicionarse de maneraque se facilite la distribucin de las lminasy, en lo posible, orientarse de manera queno haya necesidad de girar la lmina. Laslminas sueltas a las que se les haya quitadoel enzunchado deben asegurarse para evitarque sean levantadas por el viento.

4.1.4 INSTALACIN

Todas las lminas de METALDECK deben tenerla longitud de apoyo su ciente y el anclajenecesario para garantizar su estabilidad yapoyo durante la construccin. Todas las reasque vayan a estar sometidas a tr co pesadoo repetido, cargas concentradas importantes,cargas de impacto, cargas de ruedas osimilares, deben protegerse de maneraadecuada mediante entablado o cualquier otromtodo aprobado para evitar sobrecarga y/odao. Todos las lminas daadas que tengancualquier tipo de distorsin o deformacincausado por prcticas constructivas debenrepararse, reemplazarse o apuntalarse asatisfaccin del interventor del proyecto,antes de la colocacin del concreto.

Con el n de conformar una plataforma segurade trabajo y para evitar daos en las lminas,

stas deben anclarse a los apoyos y los bordesde las lminas deben conectarse tan rpidocomo sea posible. Si se van a utilizar lminaspara acceder al sitio donde se ha colocado elpaquete, stas deben colocarse con apoyosen

FIGURA 4.2 MANEJO E IZAJE


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los extremos, nunca en voladizo, ydeben sujetarse al prtico para evitar sudeslizamiento. Cada zona de trabajo debetener al menos 4.00m de ancho. Alrededor o alfrente de cada paquete debe delimitarse unazona de trabajo de manera que se tenga fcilacceso al material, de esta manera se puedeir extendiendo la plataforma de trabajo en la

direccin deseada. En el plan de instalacindebe de nirse claramente los puntos de iniciode la instalacin y la secuencia de la misma.Siempre habr al menos un trabajadorsobre el prtico de apoyo de manera que segarantice proteccin contra cadas durante elmontaje de las lminas de METALDECK.

A medida que avanza la colocacin de laslminas siempre habr un borde longitudinallibre o suelto. Este borde solo debeutilizarse para la colocacin de la siguientelmina. Cuando se est alineando el bordede la lmina el trabajador debe inclinarse,de manera que se disminuya la posibilidadde cada. Una vez colocado un conjunto de

lminas y tan pronto como sea posible debenprotegerse todos los bordes y aberturasen la losa con cables, cuerdas, divisiones ocualquier dispositivo de alerta y proteccin.Los huecos pequeos en la l osa deben taparsecon un recubrimiento seguro y anclado paraevitar su desplazamiento accidental.

No se recomiendan los traslapos en elapoyo. Los resaltes y el per l de la lminaMETALDECK puede di cultar esta operacin.Por otra parte, este raslapo puede di cultarla labor de soldadura sobre los apoyos. Paraevitar las fugas de concreto, por las crestasde la lmina, se recomienda la utilizacin delas tapas diseadas para tal n (consulte con

el departamento tcnico de ACESCO)La necesidad de apuntalamiento temporaldurante la construccin debe investigarsecuidadosamente tal como se present en elcaptulo anterior. En caso de requerirse, elapuntalamiento debe disearse e instalarse

de acuerdo con las normas aplicables y debemantenerse en su sitio hasta que el concretode la losa alcance el 75% de la resistencia ala comprensin especi cada.

Cualquier otro grupo de trabajo, diferenteal de instalacin, debe mantenerse porfuera de la plataforma de trabajo y delrea inmediatamente inferior durante todoel proceso de montaje. Deben tomarse lasprecauciones necesarias durante el cortede los zunchos para evitar que stos caigandirectamente sobre personal o equiposadyacentes. Antes de la instalacin decualquier lmina debe instruirse a todo elpersonal sobre los aspectos de la instalacinincluyendo los peligros y riesgos. Puedeconseguirse informacin adicional en el IronWorkers International Association (AFLCIO),referencia 10.

Cuando se desee seleccionar lminasde METALDECK para trabajo como soloformaleta, no teniendo en consideracin laaccin compuesta (NonComposite Steel FloorDeck) debe hacerse de manera que resistanal menos 2.4kPa (50psf) de capacidad como

manual tecnico metaldeck final-dic102012

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