UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NCLEO DE BOLVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

ESTRUCTURAS METLICAS

PROFESOR:

BACHILLERES:

Ana Ron.

Ramirez, Daniel. C.I.: 25.083.382

Zamora, Osmary. C.I.: 22.804.297

MARZO 2015.

CONSTRUCCIONES MIXTAS.

1. UNIONES ACERO CONCRETO:

Se puede definir a un elemento mixto como el elemento estructural compuesto por hormign y acero estructural o conformado en fro, interconectados por conectadores para limitar el desplazamiento longitudinal entre el hormign y acero; y el despegue de un componente del otro.

La idea principal en esta definicin es la interconexin entre materiales; esta interconexin ya se produce en otros tipos de elementos como el hormign armado, donde un material est totalmente embebido dentro del otro. La diferencia radica en el modo de conseguir la unin; lo que nos lleva a definir el conector, como unin entre el acero y l hormign de una elemento mixto que tiene la suficiente resistencia y rigidez para permitir que ambos componentes sean calculados como parte es de un nico elemento estructural.

Este elemento es el que diferencia a las estructuras de acero y hormign de las estructuras mixtas.

Utilizacin:

La combinacin de materiales de construccin ms importante y ms frecuentemente empleada tanto en edificacin como en la construccin de puentes es la de acero y hormign.

En general, esta combinacin no afecta sustancialmente al anlisis de la estructura, puesto que para ello se descompone en partes homogneas y la terminologa habitual de estructuras de acero y hormign armado, con sus correspondientes criterios de diseo y clculo, resulta aceptable. Pero en otras ocasiones, la integracin es ms estrecha afectando a los elementos bsicos que la constituyen y no es posible el anlisis aislado de los materiales; a este tipo se va a referir en este proyecto, las estructuras mixtas de hormign y acero, que se pueden justificar por la optimizacin en el comportamiento de componentes.

A pesar de ser muy diferentes en su naturaleza, estos dos materiales se complementan dado que:

El hormign es eficiente en compresin y el acero en traccin.

Los componentes de acero son relativamente delgados y propensos a pandear, el hormign puede arriostrar dichos componentes evitando su pandeo.

El hormign tambin proporciona proteccin contra la corrosin y aislamiento trmico a altas temperaturas provocadas por incendios.

El acero proporciona mayor ductilidad a la estructura.

1.2.1 Aspectos a considerar en estructuras mixtas. El diseo integral de una estructura implica no slo la optimizacin de la resistencia para las cargas mximas, su rigidez y su ductilidad, sino tambin la consideracin de aspectos como los de tipo arquitectnico, econmico, constructivo o de utilizacin de las vigas, losas y pilares.

SOLICITACIONES MAYORADAS Y RESISTENCIAS MINORADAS

En el diseo de los miembros de acero, concreto reforzado, y/o miembros mixtos acero concreto, se usar el Mtodo de los Estados Lmites, por lo que se supone que los factores de mayoracin de las solicitaciones y los factores de minoracin de la resistencia terica de esta Norma son consistentes. Las solicitaciones se calcularn usando las hiptesis de solicitaciones contempladas a continuacin, incluyendo los requisitos sismos resistentes, y las resistencias minoradas conforme a lo dispuesto en la Norma ACI 318 vigente Building Code Requiremnets for Strucrtural Concrete (ACI 318) and Commentary (ACI 318R) hasta tanto se actualice la Norma COVENIN MINDUR 1753 Estructuras de Concreto Armado para Edificaciones. Anlisis y Diseo..

Hiptesis de solicitaciones para el estado lmite de agotamiento resistente.

Las solicitaciones mayoradas sobre la estructura, sus miembros, juntas y conexiones, as como su sistema de fundacin, se determinarn de la hiptesis de solicitaciones que produzca el efecto ms desfavorable. El efecto ms desfavorable puede ocurrir cuando una o ms solicitaciones no estn actuando, por lo que todas las combinaciones indicadas a continuacin deben ser investigadas, igualmente se investigarn las cargas de magnitud inferior a las mximas especificadas pero que actan con un gran nmero de ciclos. Cuando la solicitacin pueda cambiar de direccin, se tendr en cuenta en todas las combinaciones posibles, cambiando adecuadamente sus signos:

(1) 1.4 CP

(2) 1.2 CP + 1.6 CV + 0.5 CVt

(3) 1.2 CP + 1.6 CVt + (0.5 CV o 0.8 W)

(4) 1.2 CP + 1.3 W +0.5 CV+ 0.5 CVt

(5)... 0.9 CP 1.3 W

(6) 1.2 CP + CV S

(7) 0.9 CP S

El factor de mayoracin de la Carga Variable CV en las combinaciones (10-3), (10-4), (10-6) y (10-9) ser igual a 1.0 en los garages, las reas destinadas a concentraciones pblicas, y en todas aquellas reas donde la carga variable sea mayor que 500 kgf/m2 o en todos los casos en que el porcentaje de las acciones variables sea mayor del 25%. En las combinaciones (10-6) y (10-9), el factor corresponde al porcentaje de la accin variable de servicio con el cual se ha calculado el peso total de la edificacin.

Conforme al Artculo 8.6 de la Norma COVENIN MINDUR 1756-98 se debern incluir los efectos ortogonales de la accin ssmica.

Cuando los efectos estructurales de otras acciones sean importantes, sus solicitaciones se incorporarn mediante la siguiente combinacin:

(8) 1.2 (CP +CF + CT ) + 1.6 ( CV + CE ) + 0.5 CVt

Hiptesis y combinaciones de solicitaciones usadas en el proyecto de las losas mixtas acero - concreto.

Etapa de construccin

El sofito metlico se disear para soportar durante la etapa de construccin los efectos de la combinacin de las cargas permanentes debidas a su peso propio, CP, el peso del concreto fresco y el del acero de refuerzo, CPc, y las cargas variables de construccin, CVc, sin exceder las flechas.

(9) 1.2 CP + 1.6 CPc + 1.4 CVc

Cargas variables durante la construccin

Los sofitos metlicos se disearn para soportar el efecto ms desfavorable de las siguientes cargas variables debidas a la construccin, aplicadas separadamente:

(a) Una carga uniforme de 100 kgf/m2.

(b) Una carga concentrada de 80 kgf ubicada en la posicin ms desfavorable. Esta carga podr considerarse actuando en un ancho de 300 mm.

Flechas durante la etapa de construccin

Bajo el peso del concreto fresco, la flecha calculada se limitar al menor valor entre L/180 y 20 mm.

Para tramos simples:

= (5wL4 / 384EI)

De comn acuerdo con el suplidor de las gras y otros equipos mviles, el ingeniero estructural establecer las hiptesis y las combinaciones de solicitaciones bajo las cuales se disearn las vigas y otros miembros soportes de tales equipos, para que sean capaces de resistir cualquier fuerza lateral que estos produzcan.

Para dos tramos iguales:

= 0.42 tramo simple

Para tres o ms tramos iguales:

= 0.53 tramo simple

Dnde:

E = Mdulo de elasticidad del acero.

I = Momento de inercia del sofito metlico.

L = Luz del sofito.

w = Carga permanente uniforme debida a la losa de concreto y el sofito metlico, kgf.m.

p = Factor de mayoracin igual a 1.10.

Mediante anlisis estructural se resolvern los casos correspondientes a tramos de diferentes luces o donde se requiera considerar las cargas adicionales producidas por cambios en la longitud o flecha de los miembros soportantes de la losa.

Etapa de uso

En el diseo de las losas mixtas acero - concreto se emplearn los factores de minoracin de las resistencias tericas dados en la siguiente tabla:

LOSAS MIXTAS ACERO - CONCRETO

Hiptesis de solicitaciones para el estado lmite de servicio

Para la verificacin del estado lmite de servicio se formularn las hiptesis de solicitaciones adecuadas para seleccionar el efecto ms desfavorable bajo las condiciones previstas de utilizacin.

En el diseo o en la verificacin del estado lmite de servicio se considerarn independientemente las solicitaciones ms desfavorables de las acciones debidas al viento o al sismo.

TIPOS ESTRUCTURALES MIXTOS ACERO CONCRETO

Prticos con columnas de concreto reforzado o mixtas acero - concreto, y vigas de acero estructural o mixtas acero concreto.

Prticos con columnas de acero estructural, vigas mixtas acero concreto y conexiones parcialmente restringidas.

Prticos con columnas de concreto reforzado o mixtas acero concreto, vigas y diagonales concntricas de acero estructural o mixtas acero concreto.

Prticos con columnas de concreto reforzado o mixtas acero concreto, vigas de acero estructural o parcialmente mixtas y diagonales excntricas de acero estructural.

Muros estructurales de concreto reforzado o muros mixtos acero concreto con perfiles de acero estructural o mixtos como miembros de bordes, y vigas de acero estructural que acoplan dos o ms muros estructurales.

Muros estructurales de concreto reforzado con planchas de acero y perfiles de acero o mixtos acero concreto como miembros de borde.

Ventajas:

Las ventajas de estos sistemas de piso, especialmente utilizados en edificios con miembros estructurales de acero, son numerosas. Schuster numera algunas de ellas:

La lmina de acero sirve como encofrado del concreto fresco y permanece en su sitio permanentemente. Un gran porcentaje del costo total de los sistemas de piso ha sido la operacin de colocar y remover el encofrado bien sea de acero o madera. Obviamente, eliminando esta operacin, los beneficios econmicos son notables.

Facilidad de instalacin de las lminas de acero. Como estas lminas son livianas, su manejo y colocacin se facilita, reduciendo el tiempo de su instalacin. Los edificios de acero por lo general son construidos ms rpidamente que los de concreto, especialmente cuando se utiliza este tipo de sistema de piso. Las lminas de acero pueden ser instaladas una vez que se instalen los miembros estructurales principales.

Plataforma de trabajo que a la vez soporta cargas muertas y constructivas. Una vez que la lmina ha sido colocada y seguramente conectada con los miembros estructurales, una plataforma de trabajo queda dispuesta para el desplazamiento de los trabajadores, sus materiales y equipos.

Los puntales temporales durante la construccin pueden ser minimizados o eliminados. La mayora de las lminas presentadas en el mercado tienen una adecuada resistencia y rigidez en virtud de su forma geomtrica para soportar las cargas durante la construccin sin la necesidad de utilizar puntales. Claro que en el diseo de las separaciones de las correas se debe considerar los criterios de deflexiones y tensiones admisibles.

Un mnimo de acero por temperatura y retraccin es requerido. La cantidad de acero por retraccin y temperatura es poca para vigas simplemente apoyadas y p continas en sus zonas de momentos negativos. Mayor ventaja adicional representa el hecho de que estas lminas proporcionan el acero para resistir tracciones ms cerca de la zona traccionada que las mismas barras utilizadas en el concreto armado, eliminando as las visibles grietas en el concreto de recubrimiento por debajo de la losa.

Fcil distribucin de los sistemas elctricos y sistemas de aire acondicionado. La forma geomtrica de los perfiles de acero permiten la formacin de ductos a travs de los cuales pueden atravesar sistemas de cableados. Pueden combinarse estos sistemas de canales cerrados con los de canales abiertos en un mismo piso ya que son compatibles. ara vigas continuas.

La lmina de acero sirve como refuerzo positivo luego que el concreto ha sido vaciado y endurecido. No es necesaria la utilizacin de barras de acero para momentos positivos. Slo es necesaria su colocacin para vigas

Clculo de la resistencia terica de las conexiones.

El clculo de la resistencia terica de las conexiones se basar en un modelo analtico que satisfaga las condiciones de equilibrio interno y las limitaciones resistentes de los materiales y elementos basado en los potenciales estados lmites. A menos que la resistencia se determine experimentalmente, los modelos de las conexiones seguirn los siguientes criterios:

Transferencia de fuerzas entre el acero estructural y el concreto reforzado.

Se considerarn las fuerzas de transferencia entre el acero estructural y el concreto reforzado cuando ocurran solamente a travs del aplastamiento de la cabeza de los conectores de corte tipo esprrago o por dispositivos apropiados, por cualquier otro mecanismo mecnico, o mediante corte por friccin con la necesaria fuerza de apriete suministrada por el acero de refuerzo normal al plano de transferencia del corte, o por una combinacin de estos medios. No se considerar vlida como mecanismo de transmisin de las fuerzas la adherencia entre el acero y el concreto. A menos que se demuestre por medio de ensayos bajo cargas cclicas una mayor resistencia, las resistencias tericas al aplastamiento y al corte por friccin, se reducirn en un veinticinco por ciento (25 %) en los sistemas estructurales mixtos definidos en los Captulos 25 y 27. Hasta tanto no se actualice la Norma COVENIN MINDUR 1753 Estructuras de Concreto, las resistencias tericas por aplastamiento y corte por friccin se calcularn segn los Captulos 10 y 11 del Cdigo ACI 318 95, usando los factores de minoracin dados en su Apndice C.

Componentes de acero estructural.

Las solicitaciones sobre los componentes de acero de la conexin calculada segn los requisitos del Captulo 10 no excedern la resistencia minorada determinada de conformidad con la presente Norma. Se permitir considerar como arriostrados contra el pandeo fuera de su plano a los componentes de acero que estn embutidos en concreto confinado. Las vigas embutidas dentro de columnas o muros de concreto debern tener planchas de apoyo en la cara consistentes de rigidizadores de aplastamiento entre sus alas, localizados en la cara del miembro de concreto reforzado para suministrarle confinamiento y transferir las fuerzas al concreto por aplastamiento directo.

Zona del panel en las conexiones viga- columna.

La resistencia terica al corte del panel de una conexin viga - columna de acero embutida en concreto se calcular como la suma de las resistencias tericas del acero estructural y el concreto reforzado confinado por corte segn se establece en los Artculos 9.3 y 21.5 del Cdigo ACI 318-95. Los factores de minoracin de resistencia para el concreto reforzado son los del Apndice C del ACI 318-95.

Detallado de las barras de refuerzo.

Se suministrarn barras de refuerzo para resistir todas las fuerzas de traccin en todos los componentes de concreto reforzado de la conexin. Adicionalmente, se disear el refuerzo transversal necesario para confinar al concreto. Todos los refuerzos desarrollarn su resistencia a traccin o compresin ms all de la seccin donde se requiera resistir las fuerzas. Las longitudes de desarrollo se calcularn segn los Captulo 12 y 18 de la norma de concreto, COVENIN - MINDUR 1753.

Refuerzo de las losas en la regin confinada.

Cuando la losa sea utilizada como un diafragma para la transmisin de las fuerzas horizontales, su acero de refuerzo se disear y anclar para que sea capaz de tomar las fuerzas de traccin en su plano en todas las secciones crticas de la losa, incluyendo las conexiones a las vigas recolectoras, columnas, arriostramientos o muros.

Refuerzo transversal en los nodos adyacentes a columnas o muros

En las conexiones entre el acero estructural o vigas mixtas acero concreto y el concreto reforzado o columnas mixtas con perfiles de acero embutidas, las ligaduras cerradas en la zona de la junta cumplirn con los requisitos del Artculo 18.4 Juntas viga-columna, de la norma venezolana COVENIN - MINDUR 1753, con las siguientes modificaciones:

Se supondr que los miembros de acero que se vinculan en la conexin proporcionan confinamiento sobre un ancho igual a la plancha de apoyo frontal en la cara dispuesta como rigidizador entre las alas de la viga.

En los sistemas estructurales mixtos definidos en los Captulos 25 y 27 se permitir empalmar por solape las ligaduras perimetrales donde el concreto est confinado por planchas de apoyo en las caras del miembro o por otros medios que prevengan el desprendimiento del concreto.

Refuerzo longitudinal en columnas adyacentes al nodo

Debido a las grandes fuerzas de transferencia asociadas con los cambios de momentos en la columna por encima del nodo, el tamao y disposicin de las barras longitudinales se detallar para minimizar el deslizamiento de las barras a travs de la junta.

2. LOSA DE TABELONES:

La construccin de losas detabelones para platabandas es una prctica tradicional ampliamente difundida en Venezuela. El sistema conocido comnmente como losa de tabelones est constituido porperfiles de acero (vigas doble T) y bloques dearcilla tipo tabeln que se insertan en los perfiles doble T.

La construccin de techos y pisos para viviendas apoyados sobre una estructura convencional de concreto armado o acero estructural es, sin duda, la aplicacin ms difundida de este sistema constructivo. La aplicacin de este sistema no se limita al caso de superficies horizontales, tambin puede aplicarse en superficies inclinadas, siempre y cuando el concreto pueda vaciarse apropiadamente. FIGURA 1. MODELO DE LOSA DE TABELONES

Ventajas:

1. La calidad del producto terminado, suministra un piso firme,seguro y duradero, cuya cara inferior puede frisarse para obtener una excelente apariencia.

2. Rapidez de instalacin:disminuye el tiempo de ejecucin hasta un 50%comparado con otras losas tradicionales.

3. Buen aislamientoacstico y trmico.

4. Uso demateriales tradicionalesdisponibles en todo el pas.

5. No se necesitan puntales ni encofrados.

6. Facilidad constructivase utilizan herramientas comunes y no se requieren equipos pesados.

7. Sistema de piso esms liviano.

8. que los sistemas de construccin convencionales en concreto armado.

9. Mayor economa:20% ms barato por metro cuadrado de construccinque otros sistemas constructivos.

Componentes de la losa de tabelones:

Correas:

Son los elementos de soporte de la losa, consistentes en perfiles doble T de acero estructural. Estos perfiles se apoyan encima de las vigas de corona de la estructura principal, y se separan entre s de manera que permiten la entrada y apoyo de los tabelones.

Tabelones

Son bloques aligerados de arcilla, prefabricados, tpicamente en largos de 60 y 80cm, con ancho de 20 cm y con espesores de 4, 6 y 8 cm. Los tabelones se colocan entre las alas de las correas y sirven de encofrado permanente para la loseta de concreto.

Loseta de concreto:

Se vaca con un espesor mnimo de 6 cm sobre los tabelones para formar el piso propiamente dicho. La loseta posee una armadura de acero (malla electrosoldada 1010 1515) como proteccin contra el agrietamiento por efectos deretraccin y temperatura.

Relleno:

En los casos donde las correas seleccionadas para la losa de tabelones son muy grandes (doble T IPN-120 y doble T IPN-140), es recomendable utilizar un material de relleno entre el tabeln y el vaciado de concreto. Este relleno debe ser liviano y de fcil instalacin, se pueden utilizar lminas de anime o las siguientes combinaciones de tabelones.

Peso de los tabelones:

Los entrepisos constituidos por tabelones de arcilla o de concreto de agregados livianos, perfiles metlicos, malla electrosoldada y un recubrimiento de concreto de 4 cm de espesor por encima de la viga, tienen los siguientes pesos:

FIGURA 2. PERFILES DE ACERO

FIGURA 3. PISOS Y TECHOS PARA VIVIENDAS CON LOSAS DE TABELONES

3. LOSACERO:

Lmina de acero galvanizada estructural, creada para encofrar entrepisos, placas y techos.

Es producida a partir de acero laminado en fro, previamente galvanizado mediante un proceso continuo de inmersin en caliente, con un punto de rotura mnimo de 33 ksi, ASTM A525, A527, A446.

Las propiedades de la lmina estn calculadas conforme con las publicaciones de la American Iron Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero).

Caracteristicas:

Largos Estndar: 4.10 m, 5.10 m y 6.10 m.

Calibres desde 18 (1.2 mm de espesor) hasta Calibre 22 (0.70 mm de espesor).

Cortes especiales bajo pedido.

Usos:

Viviendas, Techos, Puentes, Estacionamientos, Mezzaninas, Oficinas.

Ventajas:

Elimina el uso de puntales.

Logra placas ms livianas, 10 a 12 cm de altura, reduciendo peso en vigas y columnas.

No es necesario colocar cabillas de refuerzo, ya que el diseo de la lmina y el concreto se integran en la placa, permitiendo al acero aportar sus cualidades estructurales.

PASOS PARA ARMAR UNA PLACA CON LOSACERO 1,5

1. REVISIN DE LA ESTRUCTURA.

Debe ser la indicada para el trabajo que se va a realizar, en cuanto a resistencia y condiciones de los materiales. Si la estructura es de concreto, deben empotrarse pletinas metlicas para la colocacin de las lminas, o fijarse con pistola de tiro fulminante.

2. SELECCIN DE LAS LMINAS.

Consultar la tabla de cargas: segn el uso que vaya a tener la placa.Con el peso obtenido, consultar las tablas de sobrecarga admisibles. El cual indicarn el calibre de las lminas segn el nmero de apoyos ( correas) y la distancia entre ellos formando uno o ms tramos.

3. ARMAR LA PLACA.

Una vez colocadas las correas, deben dejarse 10 cm. de solape a lo largo de las lminas., tratando que quede sobre el apoyo.

Para estabilizar an ms la placa es recomendable el uso de conectores de corte. En caso de usarlos:

Las lminas deben ser colocadas a tope, no solapadas, sobre el apoyo o correa.

Deben estar colocadas a lo largo del apoyo, a cada 80 cm. (mximo).

La altura mnima de la losa deber ser de 9 cm.

La altura mnima del conector deber ser de 7 cm.

Extender la malla truckson sobre los conectores.

El concreto deber ser de 210 kg/cm2, vaciado sin apuntalamiento.

4. VACIAR EL CONCRETO.

Colocar los remates de bordes para contener la mezcla de concreto.

Ubicar guas que servirn para conservar el nivel de vaciado.

El concreto de debe distribuir por todas las lminas hasta alcanzar la altura requerida, evitando concentrar el vaciado sobre un rea determinada.

Despus de vaciar 2 3 cms sobre la malla, cepiullar la superficie con una llana. Ya estar listo para recibir el acabado.

FIGURA 4. CUADRO EXPLICATIVO DEL PROCERO D CONSTRUIR UNA LOSAACERO.

FIGURA 5. DIMENSIONES DEL PERFIL DE UNA LOSA CON PLACA DE LOSACERO 1,5

4. TERMOLOCK.

Este sistema est compuesto por bandejas estructurales de acero galvanizado con un sistema de solape totalmente hermtico, las cuales se rellenan con lminas de Poliestireno Expandido de clase autoextinguible y de densidad variable. Luego de la instalacin de estos elementos en conjunto con los remates en Acero Galvanizado (perfil U de cierre y Perfil U de unin) se procede a colocar malla tipo gallinero y se vaca una capa de concreto de 3 cm.

FIGURA 6. ESTRUCTURA DE TERMOLOCK

El resultado es una losa de 10 cm de espesor mnimo sobre la cual se realiza la impermeabilizacin y se procede a la terminacin con el acabado deseado, teja criolla, teja asfltica, etc.

La altura de la bandeja, el calibre del metal y el diseo del Poliestireno Expandido son variables dependiendo de los requerimientos estructurales del proyecto.

Se fija a la estructura de soporte tanto con tornillos autoroscantes como con remaches.

Ventajas:

Fcil y muy rpido de instalar.

Muy liviano, con concreto y teja criolla no llega a 200 Kg/m2.

Posibilidad de cualquier acabado externo e interno.

Aislamiento trmico y acstico inmejorable.

No requiere encofrados, solamente puntales al momento de realizar el vaciado a cada metro.

Datos tcnicos:

Ancho til: 0.428 m.

Longitudes: A la medida requerida.

Densidad del Poliestireno Expandido: Variable desde 12 hasta 25 kg/m3.

Calibre del acero galvanizado: Variable desde 0.45mm hasta 0.60 mm.

FIGURA 7. PASOS PARA REALIZAR UNA LOSA CON TERMOLOCK.

Resistencia:

Peso por m2 con teja criolla: entre 180 y 200 Kg/m

Resistencia recomendada del concreto: 210 Kg/m

Luces permisibles hasta 4 m.

FIGURA 8.DIMENSIONES DE UNA LOSA DE MATERIALES MIXTOS USANDO EPS.

5. LOSAS TERMOLOCK O TERMOLOSAS

Son un novedoso concepto diseado para la construccin rpida de losas nervadas para entrepisos y techos. Se basa en dos componentes: la pieza de polietileno expandido (la termolosa propiamente dicha) y el perfil metlico.

Entre las ventajas de este sistema se encuentra:

El polietileno trabaja como encofrado, por lo tanto existe un ahorro considerable en equipo de encofrado.

Rapidez y facilidad de montaje.

Excelente aislante trmico y acstico.

No requiere frisado especial en su cara inferior.

Pero la caracterstica que hace ms favorable el uso de este sistema es la reduccin de hasta 150kg/m2 del peso de la estructura.

La norma venezolana no posee especificaciones para este tipo de losas, sin embargo en el captulo 29 menciona el tipo de acero estructural para losas mixtas acero-concreto que debe regirse por las normas ASTM A611 o A446 con un espesor nominal mnimo del acero sin recubrir ser de 0.7mm

FIGURA 9. EJEMPLO DE TERMOLOSA

6. VIGAS EMBUTIDAS EN EL CONCRETO

Para fines de proteccin contra el fuego, es posible embeber completamente en concreto las digas de acero usadas para pisos de edificios. Esta prctica es costosa en comparacin a la proteccin por medio de rociado es mucho ms barata; adems de este problema, la vigas embebidas pueden incrementar la carga muerta del sistema de piso en aproximadamente 15%

FIGURA 10. EJEMPLO DE VIGA EMBUTIDA EN CONCRETO

Podr suponerse que una viga totalmente embutida en el concreto vaciado monolticamente con la losa desarrolla la accin conjunta completa por medio de su adherencia natural, sin necesidad de anclajes adicionales, la Norma Covenin Mindur 1618 98. Estructuras de acero para edificaciones. Mtodo de los estados lmites. 1ra revisin. Captulo 28, establece que:

a) El recubrimiento de concreto en los lados y el borde inferior de la viga no sea inferior a 50 mm.

b) El borde superior de la viga est al menos 40 mm por debajo del borde superior de la losa y 50 mm por encima de su borde inferior.

c) El concreto que cubre la parte embutida deber tener una malla u otra armadura de acero adecuada a todo lo largo de la altura y a travs del borde inferior de la viga para evitar la fragmentacin del concreto.

Adems para su diseo nos plantea las siguientes hiptesis contenidas en el pargrafo 28.9:

La resistencia minorada a flexin, b Mt, se calcular tomando como factor de minoracin de la resistencia terica b = 0.90 y determinando el momento terico Mt a partir de la superposicin de tensiones elsticas, considerando los efectos del apuntalamiento.

Alternativamente, la resistencia minorada, b Mt, podr calcularse manteniendo b = 0.90 y determinando la resistencia terica Mt a partir de la distribucin de tensiones plsticas en la viga de acero sin la colaboracin del concreto.

Cuando se coloquen conectores de corte y el concreto satisfaga los requisitos del Artculo 26.3, la resistencia minorada a flexin, b Mt, podr calcularse un factor de minoracin de la resistencia terica b = 0.85 y determinando la resistencia terica Mt a partir de la distribucin de las tensiones plsticas de la seccin acero-concreto

7. COLUMNAS ACERO-CONCRETO

Las columnas compuestas se construyen con acero ahogado en concreto o con perfiles tubulares rellenos de concreto.

Figura11. Secciones de distintos tipos de columnas compuestas

La Norma Covenin Mindur 1618 98. Estructuras de acero para edificaciones. Mtodo de los estados lmites. 1ra revisin. Captulo 26 estipula que:

Las columnas formadas por perfiles de acero estructural embutidos en el concreto reforzado, cuando el rea del perfil de acero sea igual o mayor que el cuatro por ciento (4 %) de la seccin total de la columna, se disearan de acuerdo con este Captulo para los diferentes Niveles de Diseo.

Cuando el rea del perfil de acero estructural sea menor del cuatro por ciento (4 %) del rea total de la columna mixta acero concreto, la columna se disear segn los requisitos de la Norma COVENIN MINDUR 1753 Estructuras de Concreto Armado para Edificaciones. Anlisis y Diseo, incluyendo la contribucin del perfil de acero a la resistencia de la columna.

Adems sobre los materiales nos especifica que:

El concreto deber tener una resistencia especificada a la compresin Fc no menor de 200 kgf/cm2 ni mayor que 560 kgf/cm2 para concretos de peso normal, y no menor de 280 kgf/cm2 para concretos de agregados livianos.

La tensin mnima especificada para el acero estructural y para las barras de refuerzo a ser utilizadas en el clculo de la resistencia de una columna mixta no exceder de 4200 kgf/cm2.

8. CONECTORES DE CORTE

Dentro de las estructuras metlicas el tema de las conexiones es de vital importancia; una conexin equivocada puede cambiar el comportamiento estructural previsto por el modelo por el cual se dise. La patologa de las estructuras metlicas demuestra que en la mayora de los casos las fallas de estas por cargas ssmicas u otras, ha obedecido a la poca relevancia que se le da al diseo e inspeccin de los conectores.

Comnmente las conexiones viga-viga o viga-columna, estn diseadas para resistir solo el corte. En la prueba esta prctica ha resultado ser satisfactoria.

La falla por corte en los pernos se produce cuando el desplazamiento entre las planchas origina elevados esfuerzos de corte en uno o ms planos del conector

FIGURA12. FALLA POR CORTE EN CONECTORES

Sobre la cantidad de conectores y el espaciamiento entre s, La Norma Covenin Mindur 1618 98. Estructuras de acero para edificaciones. Mtodo de los estados lmites. 1ra revisin. Captulo 30, nos dice que:

Cantidad de conectores por cortante:

El nmero de conectores de corte requeridos a cada lado de la seccin donde ocurre el momento mximo, positivo o negativo, y los puntos de inflexin adyacentes ser igual a la fuerza de corte horizontal definida en el Artculo 31.3 dividida por la resistencia minorada de un conector de corte tal como se define en los Artculos 31.4 o 31.5.

Colocacin y separacin de los conectores por corte

A menos que se especifique de otra manera, los conectores de corte requeridos a cada lado del momento mximo, positivo o negativo, podrn distribuirse uniformemente entre esa seccin y los puntos de momento cero. Sin embargo, el nmero de conectores requeridos entre cualquier carga concentrada y el punto ms cercano de momento cero deber ser suficiente para desarrollar el mximo momento requerido bajo la carga concentrada.

Excepto en el caso de los conectores instalados en los nervios de los sofitos metlicos, los conectores de corte tendrn un recubrimiento lateral de concreto de 25 mm como mnimo Salvo que estn colocados directamente sobre el alma, el dimetro de los esprragos no ser superior a 2.5 veces el espesor del ala a la cual estn soldados. La separacin mnima centro a centro de los esprragos ser de 6 dimetros a lo largo del eje longitudinal de la viga mixta y 4 dimetros transversalmente, excepto que la separacin mnima centro a centro dentro de los nervios del sofito metlico orientados perpendicularmente a la viga ser de 4 dimetros en cualquier direccin.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Covenin (1998). COVENIN MINDUR 1618-98 estructuras de acero para edificaciones. Mtodo de los estados lmites. Caacas, Venezuela. FONDONORMA.

COVENIN (1988). COVENIN 2002-88 Criterios y Acciones Mnimas para el Proyecto de Edificaciones. Caracas, Venezuela. FONDONORMA.

CONSTRUCCIONES ISOTECNICA, C.A. Productos Termolock.Caracas. Venezuela.

Pg. Web: http://www.isotecnica.com.ve/

Lminas y perfiles del Centro. C.A. Catlogo de productos Losacero 1,5. Valencia - Estado Carabobo - Venezuela.

Pag. Web: http://www.laminasyperfiles.com/

Diseo de estructuras de acero. Mtodo LRFD. McCormac, Jack C. Editorial Alfaomega, 2da edicin. Ciudad de Mxico, Mxico

Diseo de estructuras metlicas. Estados lmites (LRFD). Frateli, Mara G. Caracas, Venezuela