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PERFILES: seleccin y verificacinAcero Por Consul Steel Construir y Decorar

Construccin con Perfiles de

Tipos de Perfiles

TABLA 1

Dimensiones del perfil

TABLA 2

TABLA 3

Ejemplo a desarrollar

Tabla 2.5a

Tabla 2.3a

SELECCIN DE PERFILES Una de las ventajas del Steel Framing esla posibilidad de trabajar con perfilesnormalizados, que no es necesario calcular,sino que, por medio de las tablas de cargadel I.A.S. (Instituto Argentino de Siderurgia),solo necesitan verificarse. Aun as, entodos los casos se recomienda consultar aun Profesional idneo. La norma IRAM-IAS U 500-205, partes 2, 3,4, 5 y 6, prescribe los requisitos generales delos perfiles abiertos de chapa de acero galvanizada, conformados en fro, para uso enestructuras portantes de edificios, tales comotabiques de interior / exterior portantes,y muros cortina. Esta Norma NO es aplicablea los perfiles abiertos de chapa Tabla 2.2 de acerogalvanizada, conformados en fro, para tabiquesdivisorios de interior no portantes, o perfiles cerrados conformados en fro. Los perfiles abiertos de chapa de acero galvanizado conformados en fro para estructuras portantes de edificios son aquellos obtenidos por el conformado progresivo en fro de un fleje de chapa de acero galvanizado, cortado de una bobina de chapa galvanizada por inmersin en caliente, que pasa por entre una serie de rodillos de formas determinadas, correspondientes a la seccin deseada. Estos perfiles tienen sus caras planasy zonas dobladas a diferentes ngulos, formandouna seccin transversal constituida por una composicin de figuras Tabla propia geomtricas simples que se mantienen en toda su longitud. El valor de la masa de un perfil de acerogalvanizado se determina en la Norma IRAM-IAS, asignndole convencionalmente una masa especifica de 7,85 Kg/dm3.

Como seleccionar el perfil indicado? En un proyecto determinado se deben verificarlos perfiles supuestos, segun lo indicadoen la tablas de carga del IAS (segun lametodologa del Cirsoc 303 o AISI LRFD),partiendo de un perfil de referencia que sedebe suponer para iniciar el proceso de verificacin. Pero, que es lo que sucede si esteperfil supuesto excede o no alcanza las cargasimpuestas?. Cual seria entonces un criteriopara elegir el siguiente perfil a verificar?. Que variaciones tiene el precio de unperfil para una variacin de capacidad decarga?. En la pagina siguiente se contesta Es interesante ver como varia la capacidad estructural y el precio de los diferentes perfiles, para los distintos tipos de solicitaciones y usos. La relacin entre el Momento de Inercia, la Masa (directamente relacionada con el Area) y la capacidad estructural de cada perfil, NO es una relacin lineal y/o proporcional, debido a la variacin de la esbeltez del alma con el espesor de lachapa, a los efectos de abolladura, y altipo de solicitacin a la que este sometido. Se debe destacar que un aumento en la dimensin del alma del perfil, no siempre implica un aumento proporcional en el preciodel mismo, dado que el costo de un perfil esta directamente relacionado a su masa y no tanto a las dimensiones de su forma. Por ejemplo un PGC 150x0,89 no cuesta el 50% mas que un PGC 100x0,89 ya que solo varia el alma del perfil, mantendiendose la misma ala y labio entre uno y otro. En las tablas siguientes se muestran estas relaciones para los perfiles mas usadosen paredes y entrepisos, partiendo de un perfil que se utiliza como base de comparacin para los 3 siguientes que pudieran ser la alternativa buscada.

Perfiles para Paredes (Cirsoc 303) PGC = Perfil Galvanizado C = variacion porcentual entre el perfil tomado como referencia y el perfil a comparar. Jx = momento de inercia en el eje X N1 = carga axil admisible a la compresin simple N2= carga axil adm. a la flexo-compresi (Viento=1KN/m2) Separacin entre perfiles = 40 cm Perfiles arriostrados en toda la longitud

VER TABLA 2 En la tabla anterior se supuso iniciar la verificacin de los perfiles que componen la estructura de paredes, partiendo de un PGC 100 x 0,89 que tiene una capacidad de carga mxima axial a la compresin simple de : 13,18 kN, y una carga mxima axial a la flexocompresinde : 7,12 kN. En el caso que las solicitaciones de servicio de la estructura sean mayores, deber optarse por otro perfil, considerando entre otras cosas, las limitaciones que pueda imponer el Proyecto de Arquitectura en cuanto a tamaos del alma. Si la magnitud del exceso de las solicitaciones de servicio de la estructura son menores al 8,12 % a la compresin simple, o al 42,98 % a la flexo-compresin, podraoptarse por un PGC 150x0,89 que es solo un 23,39 % mas caro que el perfil PGC 100x0,89, siempre que el Proyecto permita ensanchar 5 cm la pared. Si esto no fuera posible, se deber optar por un PGC 100x1,24 que es un 33,90% mas caro, y que adems tiene un incremento del 77,39 % en su capacidad de carga axil a la compresin simple y de 109,27 % a la flexocompresin respecto del perfil supuesto originalmente.

Perfiles para Vigas de Entrepiso (Cirsoc 303) Q = carga mxima admisible, se considero la menor de las cargas segun cada caso, ya sea por Resistencia o por Deformacinpara una condicin de L/360. VER TABLA 3 En el caso de las vigas donde los perfiles trabajan a la flexin nicamente, se puede apreciar como un PGC 200x1,24 cuesta 6,61 % menos que el PGC 150x1,59, y tiene adems, un 66,96 % mas de carga mxima admisible.

VERIFICACIN DE PERFILES segn cirsoc 303 El Steel Framing permite el predimensionadode los perfiles que conforman una estructura de manera muy sencilla , ya que no es necesario calcularlos, sino que, por estarnormalizadas sus caractersticas fsicas(IRAM-IAS U500), y tabuladas sus capacidadesde carga (tablas del IAS - Instituto Argentinode Siderurgia), nicamente se verifican. Aun as, en todos los casos se recomiendacontar con el asesoramiento de un Profesionalidneo.

Secuencia del proceso de verificacin: 1)-.El primer paso es la determinacin de las solicitaciones que actan sobre dicha construccin. En este proceso, que no es motivo de anlisisde este Boletn, se determinan las cargas y sobrecargas, estticas y dinmicas, que actansobre la estructura, de acuerdo a condicionestales como: ubicacin geogrfica (viento, nieve, sismo, etc.), uso de la construccin(vivienda, oficina, deposito, etc.), materiales, etc. Determinar correctamente estas solicitaciones es fundamental para disear una estructura resistente, eficiente, segura y econmica. 2)-.El segundo paso es determinar si se utilizaran las tablas calculadas segun la Recomendacin del CIRSOC 303, o las del AISI(LRFD). No existe gran diferencia en los resultadosentre una y otra, sino que difieren en la metodologa, dado que en el caso del CIRSOC seingresa a las tablas directamente con las solicitaciones determinadas en el punto anterior, y en el caso del AISI (LRFD), estas solicitaciones deben ser previamente factoreadas con una serie de coeficientes, para as obtener el valor de carga con el cual entrar a las tablas correspondientes. 3)-. Proponer los perfiles a verificar 1)-. Solicitaciones para una vivienda unifamiliar de dos plantas: Cargas permanentes (se obtienen segun sean los pesos de los materiales a utilizar):

Techo:

Teja Francesa = 0,55 kN/m2 Fenolico 10 mm = 0,07 kN/m2 Cabriada = 0,43 kN/cabriada Placa Cielorraso = 0,15 kN/m2 E-piso: Piso Cermico = 0,20 kN/m2 Contrapiso liviano = 1,08 kN/m2 Chapa sinusoidal = 0,10 kN/m2 Placa Cielorraso = 0,15 kN/m2 Peso ppio. Viga = no se considero Sobrecargas (segun Cirsoc 101): Techo = 0,12 kN/m2 (pendiente 30) E-piso = 2,00 kN/m2 (dormitorios P.A) Carga de Viento ( segun Cirsoc 102): qsobre paredes= 0,75 kN/m2 2)-. Se opta por efectuar la verificacincon las tablas segun CIRSOC 303. 3)-. Perfiles propuestos para verificar: Paredes : PGC 100x0,89 Vigas de Entrepiso : PGC 200x1,24

4)-. VERIFICACION DE PERFILES: A) Montantes de Planta Alta sobre los que apoyan cabriadas: Calculo de la carga que hay en este caso sobre un montante solamente: Cubierta de techo (1/2 agua) = (0,55+0,07) kN/m2 x 0,40 m x 5,14 m = 1,27 kN Peso propio de media cabriada = 28,5 ml de PGC 100x0,89 x 1,51 kg/ml/2 = 21kg, 1kN = 100 kgf por lo que el peso propio de 1/2 cabriada ser de=0,21 kN Cielorraso placa de yeso (50% sup) = 0,15 kN/m2 x 0,40 m x 8 m / 2 = 0,24 kN Carga axial sobre este montante = 1,27 kN + 0,21 kN + 0,24 kN = 1,72 kN Carga axial mxima admisible sobre el perfil propuesto (PGC 100x0,89): De la tabla 2.5.a se comprueba que la carga axial admisible es de hasta 8,37 kNque es mayor que los 1,72 kN, a los que se encontrara sometido este perfil. Altura mxima de ese perfil para una condicin de deformacin de L/600: De la tabla 2.3.a se comprueba que la altura mxima para el PGC 100x0,89 y para esa condicin de deflexin, es de 2,93 m, mayor a los 2,70 m que pide el proyecto. B) Montantes de Planta Alta sobre los que no apoyan cabriadas: Por razones de simplificacin constructiva, y dado que estos montantes tienen una solicitacin menor, carga axial por peso propio de valor despreciable e igual carga de viento, en este caso, tambin se utiliza el perfil verificado en el punto A. C) Vigas de Entrepiso: Calculo Carga total sobre una Viga de Entrepiso Peso propio materiales +Sobrecarga = (0,20+1,08+0,10+0,15) kN/m2 + 2,00 kN/m2 = 3,53 kN/m2

Carga max admisible uniformemente distribuida sobre perfil propuesto (PGC200x1,24): De la tabla 2.2 se comprueba que el perfil propuesto admite por Resistencia una carga mxima de 3,85 kN/m2, mayor que 3,53 kN/m2, y por Deformacin para una condicin de L/360, admite 3,74 kN/m2 que tambin es mayor que lacarga total. En este ejemplo, la condicin de Deformacin requerida para el entrepiso es de L/500, dado que se pretende una sensacin de mayor rigidez al caminar sobre el, por lo que se deber multiplicar los valores de Deformacin de la tabla 2.2 por un coeficiente que resulta del cociente = 360/500= 0,72. La tabla que sigue a la 2.2 detalla estos valores de Deformacin para L/500, de donde se comprueba que la deformacin mxima admisible para ese perfil es de 2,69 kN/m2 que es menor que 3,53 kN/m2. Se prueba con el PGC 200x1,59 que tampoco verifica, por lo que se continua probando con el PGC 200x2,00 que admite por Deformacin hasta 4,17 kN/m2, que es mayor que los 3,53 kN/m2 de la carga total del entrepiso.

D) Montantes en Planta Baja sobre los que apoyan Vigas del Entrepiso: Carga total por Viga de Entrepiso = 3,53 kN/m2 x 0,40 m x 4 m /2 = 2,82 kN Carga axial mxima admisible sobre el perfil propuesto (PGC 100x0,89): De la tabla 2.5.a se comprueba que la carga axial admisible es de 6,95 kN quees mayor que los 2,82 kN, a los que se encontrara sometido este perfil. Altura mxima de ese perfil para una condicin de deformacin de L/600: De la tabla 2.3.a se comprueba que la altura mxima para ese perfil, y para esacondicin de deflexin, es de 2,93 m que es menor a los 3 m que pide el proyecto.Se prueba con el PGC 100x1,24, y de tabla 2.5.a se obtiene 14,16 kN de cargaaxial admisible, mayor a los 2,82 kN. De tabla 2.3.a se comprueba que la alturamxima para este perfil es de 3,25 m mayor a los 3 m que pide el proyecto. E) Montantes de Planta Baja sobre los que no apoyan Vigas de Entrepiso: Carga axial=1,72 kN (viene de PA), que es menor a la de los montates del punto D, con igual carga de viento. Se utilizara igual perfil en toda la PB (PGC 100x1,24).