TECHOS - Manual de Procedimiento

Construccin con Acero Liviano Manual de Procedimiento

Capitulo VI 106 TECHOS

6 TECHOS

6.1 Conceptos Generales

Al igual que para paneles y entrepisos, de acurdo con lo yavisto en los captulos anteriores, una estructura de techosresuelta con Steel Framing tiene como concepto principaldividir la estructura en una gran cantidad de elementosestructurales equidistantes, de manera que cada uno resistauna porcin de la carga total.

Para posibilitar la estructura alineada, caracterstica fundamental del sistema, elalma de los perfiles que componen la estructura de techos debe estar alineada alalma de los montantes del panel sobre los que apoyan y sus secciones encoincidencia, de modo que la transmisin de cargas sea en forma axial.

En los casos en los que la modulacin de la estructura de techos no secorresponda con la de la estructura de apoyo, y por lo tanto las almas de losperfiles no estn en coincidencia, deber colocarse una viga dintel corrida capazde transmitir las cargas de los perfiles no alineados.

Una estructura resuelta en Acero, como ya se ha visto en entrepisos y paneles,necesita un elemento rigidizador capaz de resistir y transmitir los esfuerzoshorizontales debidos principalmente a la accin de viento y sismos.

Rigidizador del alma: recorte de PGC

Solera superior de panel: PGU

Montante de panel: PGC

Cordn superior de cabriada

Cordn inferior de cabriada

Montantes de panel

Cabriadas

Viga Tubo: dintel corrido para transmitir la carga de las cabriadas

que no apoyan directamente



En el caso de los techos ejecutados con Steel Framing la resistencia a las cargaslaterales, que aparecen perpendicularmente al propio plano de la cabriada, sepuede obtener mediante:

Arriostramiento Longitudinal

Diafragma de Rigidizacin

En cuanto al tipo de cubiertas, el Steel Framing admite la materializacin detechos tanto inclinados como planos. En el caso de una cubierta inclinada, al igualque para una cubierta de construccin tradicional con estructura de madera porejemplo, hay dos maneras posibles de resolver la estructura de techos: mediantecabios o cabriadas.

Cubierta Plana

El techo plano, en la mayora de lo casos, se resuelve como un entrepisohmedo, varindose el espesor del contrapiso de modo de obtener laspendientes de escurrimiento necesarias.

En los techos planos resueltos a modo de entrepiso el rigidizador ser el propiosubstrato, ya sea chapa o multilaminado fenlico.

Ver 6.4.1

Ver 6.4.2

Ver 5.4.1

Stiffner: rigidizador del alma en apoyos de viga

Film de polietileno 200 micrones

Contrapiso de Hormigon liviano

Malla electrosoldada

Solera superior del panel portante exterior de P.B.: perfil "U"

Montante panel portante exterior de P.B.: perfil "C"

Cenefa: perfil "U"

Chapa acanalada como encofrado perdido y diafragma horizontal

Strapping: fleje metalico c/ 1.50 m para evitar rotacion de vigas

Viga de entrepiso: perfil "C"

Solera inferior del panel: perfil "U"

Perfil "L" de borde y encofrado

Montante de panel de carga: perfil "C" alineado con las vigas de entrepiso

Solera superior del panel: perfil "U"

EPS: plancha + "pelotitas" (relleno entre ondas de la chapa) de Poliestireno Expandido



Cabios

La estructura de cabios de Acero se resuelve con un criterio similar al de las vigasde un entrepiso. Los cabios son perfiles C o vigas inclinadas que, como todaviga, debern apoyar en ambos extremos. En muchoscasos no es posible contar con un apoyo continuo enuno de los extremos (suponiendo, por ejemplo, el techoa dos agua de una vivienda tipo, lo ms probable es queen el encuentro entre ambos cabios no exista un panelde apoyo). Entonces ser necesaria la colocacin deuna viga tubo de cumbrera.

La siguiente figura muestra una manera posible de sujetar los cabios a lacumbrera, mediante una pieza especial denominada hanger. Esta pieza es laque, sujeta a la viga de cumbrera, recibe y da apoyo al cabio.

Ver 5.2.3



Pieza para encuentro entre cumbrera y cabio: Hanger

Cumbrera: Viga tubo

Perfil ngulo para sujecin de cabio

Rigidizador del alma: recorte PGC

Cabio: PGC

Contrapiso de hromign liviano, con pendiente para escurrimiento

Malla electrosoldada

Film de Polietileno

Plancha de EPS

Viga de entrepiso: PGC

Chapa ondulada como encofrado perdido y diafragma de rigidizacin

"Pelotitas" de EPS para relleno

Montante de panel de carga: PGC


Solera inferior de panel: PGU

Cenefa de borde de vigas de entrepiso: PGU

Stiffner: rigidizador del alma, recorte de PGC

Montante de panel portante: PGC


Perfil "L" de borde y encofrado



Cabriadas

La utilizacin de cabriadas en la construccin con Acero, es una metodologa muyrpida y sencilla, una de las razones por las que se la utiliza ms frecuentemente.Las cabriadas estn compuestas por un conjunto de elementos (perfilesgalvanizados) que unidos entre s, permiten cubrir grandes luces libres entreapoyos, sin necesitar puntos de apoyo intermedios. Adems, la estructura decabriadas otorga una gran ventaja a la construccin, en especial si se trata deuna vivienda: la posibilidad de generar un espacio en el tico que permita lacirculacin de un volumen de aire, favoreciendo as la ventilacin del mismo ycomo consecuencia de la vivienda.

En este captulo desarrollaremos ms extensamente la estructura de cabriadaspara una cubierta inclinada.

Ver 9.6



6.2 Elementos de la estructura deTechos

Planta/ Vista de una Estructura de Techos resuelta con Cabriadas

Diagonal

Cabriada: cordn inferior

A

B

C

C

D

E

F

PLANTA DE ESTRUCTURA DE CABRIADAS

Alero sobre timpano

Linea decumbrera

Alero en voladizo

Arriostre del pendolon vertical central de cabriadas

Pendolon vertical central

"U" de arriostramientos transversales

"U" de arriostramientos transversales

Rigidizador del alma(stiffener)

Pendolon vertical intermedioRigidizador

del alma(stiffener)

Cenefa en extremo de cabriadas

Alero sobre timpano

Timpano Cabriadas

Arriostre de cabriadas en pendolon vertical central

Cabriada: cordn superior

Alero en voladizo

Timpano

VISTA LATERAL DE ESTRUCTURA DE CABRIADAS



6.2.1 Elementos Bsicos de la Cabriada

A. Cordn superior: perfil PGC que le da la forma y la pendiente a la cubierta detecho exterior.

B. Cordn inferior: perfil PGC que le da la forma y la pendiente al cielorraso delespacio a cubrir.

C. Pendolones: perfiles PGC dispuestos en forma vertical que vinculan elcordn superior con el cordn inferior.

D. Diagonales: perfiles PGC inclinados que vinculan el cordn superior con elcordn inferior.

E. Rigidizadores de apoyo: recorte de perfil PGC colocado en los puntos deapoyo de la cabriada, en donde se produce la transmisin de los esfuerzos,de manera de evitar la abolladura del alma de los perfiles del cordn superiore inferior.

F. Cenefa: perfil PGU que une los extremos de los cordones de cabriada queconforman el alero.

Piezas que conforman una Cabriada

Cordn inferior: PGC

Cordn superior: PGC

Pendoln vertical central: PGC

Pendoln vertical intermedio: PGC

Diagonal: PGC Arriostre horizontal de pendoln intermedio: PGC

Arriostre de pendoln central: PGC

Rigidizador del alma

Alero



6.2.2 Encuentros y Apoyos para Cabriadas

Para el armado de una cabriada setendr en cuenta que los labios de losperfiles de los cordones superiores einferiores se disponen hacia el mismolado. Los pendolones y diagonales seunen a los cordones de la cabriada porel alma, de modo que sus labiosquedan dispuestas hacia el otro lado.

El plano definido por las almas de laspiezas coincide con las almas de losmontantes que sirven de apoyo, parapoder cumplir con el conceptoanteriormente mencionado deestructura alineada. La disposicin delos pendolones y diagonales dentro dela silueta de la cabriada estar dadafundamentalmente por condicionesestructurales.

Al unirse dos cordones por elalma se deber recortar el ala y ellabio de uno de los perfiles parapermitir el encastre, como se veen la figura de la derecha.

El encuentro entre la cabriada y elpanel presenta dos variantes, quese muestran en la figura de abajo.En el primer caso, la cabriadatermina al ras del panel. En elsegundo caso el cordn superiorse prolonga conformando unalero.Ver 6.3.2

Cordones con recorte de ala y labio para permitir el encastre

Cordones superiores de cabriada


Tornillos segn se requiera

Cordon superior: perfil "C"

Rigidizador (stiffner) en apoyo sobre montante

Cordon inferior: perfil "C"

Montante panel: perfil "C"

Tornillos segun se requiera

Solera superior panel: perfil "U"

Cenefa de borde de alero: PGU

Alero: prolongacn del Cordn superior

Cordon superior: perfil "C"


Cordon inferior: perfil "C"


Tornillos segun se requiera




6.2.3 Fijaciones

La unin entre s de las piezas de la cabriada se realiza, en general, mediantetornillos autoperforantes.

Este mismo sistema de fijacin se utiliza para la unin entre la cabriada y suapoyo, utilizndose en la vinculacin un perfil L de acero galvanizado. Lacantidad de tornillos depender de las cargas a las que la estructura se veasometida, obtenindose segn clculo.

Ver 7.4



6.3 Tmpanos y Aleros

6.3.1 Tmpanos

El tmpano es el panel que sirve decerramiento para el volumen de la estructurade techos. La pendiente de su solera superiores la misma que la de la estructura de techosque contiene, de modo que los montantes queconforman un panel de tmpano son de alturavariable. La seccin y el alma de los mismosdeben estar en coincidencia con las de losmontantes del panel de apoyo.

La silueta del tmpano copiar la silueta de la cabriada, y su altura depender dela presencia y/o disposicin del alero.

Solera inferior de Tmpano: PGU

Montante de Tmpano: PGC

Solera superior de Tmpano: PGU

Panel de Tmpano



6.3.2 Aleros

Bsicamente, existen dos posiblesubicaciones para un alero en una cubiertainclinada: una es en la direccin del planode la cabriada y la otra perpendicular adicho plano, como se muestra en la figurade la derecha.

En el primer caso, el alero se genera apartir de la prolongacin del cordnsuperior de la cabriada, unindose losextremos en voladizo con una cenefa,perfil U", de terminacin, tal como seobserva en la figura que sigue.

Este tipo de alero posibilita la ventilacin del tico a travs del mismo.

Para facilitar laventilacin, ybsicamente en relacina las decisiones dediseo, podr agregarseuna pieza suplementariauniendo el extremo delcordn superior almontante del panel. Estapieza permite generar unplano horizontal para lacolocacin del materialde terminacin y lastomas de aire.

Cordn superior de Cabriada: PGC

Cordn inferior de Cabriada: PGC

Pendoln vertical: PGC

Cenefa de borde de alero: PGU



Alero: prolongacin del Cordn superior

Alero en la direccin del plano de la cabriada

Alero perpendicular al plano de la cabriada

Ver 9.6

Cordn superior: perfil "C"


Cordn inferior: perfil "C"


Tornillos segn se requiera


Pieza en mnsula: perfil "C"

Perfil "L"



En el caso de un alero perpendicular al plano de la cabriada debe ejecutarse unpanel auxiliar denominado panel de alero, cuya unin a la estructura de techospuede ser de dos modos distintos: una variante es que el panel de alero se apoyesobre el tmpano, fijndose a la primer cabriada; la otra opcin es que el panel sefije a tope con el tmpano, quedando as en voladizo.

Panel de Alero sobre Tmpano:

En este caso, la altura del tmpano es menor que la altura de la cabriada tipo parapermitir el paso y apoyo del panel de alero, que se fijar a la primer cabriada tipode la estructura de techos.

Cabriada de arranque de igual altura que el tmpano para permitir el paso del Alero

Tmpano de menor altura que la cabriada tipo para permitir el paso del Alero

Alero sobre Tmpano

Cabriada tipo con cenefa para fijacin del alero

Alero sobre Tmpano

Tmpano de menor altura que la cabriada tipo para permitir el paso del Alero

Cabriada de menor altura

Cabriada tipo

altura de cabriada

silueta de la cabriadaaltura de tmpano



Para poder unir el alero a lacabriada deber reforzarse elcordn superior de la mismacon un perfil U, de modo degenerar una seccin cajn yuna superficie apta para lasujecin a tope del panel,como lo muestra la figura de laderecha.

En algunos casos, junto con eltmpano se podr colocar unacabriada de arranque de igualaltura que el mismo, con el finde brindar una superficie a lacual atornillar la placa decielorraso y eventualmente,permitir la llegada delarriostramiento hasta elextremo de la estructura.

Dado que el alma de los perfilesdel alero debe coincidir con elalma de los montantes que lesirven de apoyo, la modulacindel panel de alero dependerdel ngulo de inclinacin deltecho, tal como se ve en elgrfico de la izquierda.

La figura de abajo muestra un despiece del alero y de los elementos que le sirvenpara el apoyo y/o fijacin del mismo.

Montante Tmpano: PGC

Solera Tmpano: PGU

Montante de Alero: PGC

Solera de Alero: PGU

Cenefa para unin: PGU




Diagonal: PGC

modulacin alero = modulacin panel Cos a

modulacin panelngulo a

espesor del cordn superior de cabriada =

altura del perfil del alero

perfiles alineados por el alma

Montante de alero

Montante de tmpano

Perfil "U" adicional para permitir la fijacin del alero al cordn superior de la primer cabriada tipo

Cenefa de Alero: PGU






Panel de Alero en Voladizo:

Esta solucin se adopta slo para luces pequeas. El panel de alero est fijado altmpano, que en este caso tiene la misma altura que las cabriadas.

La modulacin de este tipo de alero no necesariamente debe coincidir con la delpanel de tmpano al que se fija. La flexin del voladizo es absorbida en gran partepor la placa de rigidizacin que estar atornillada tanto a los cordones superioresde las cabriadas como al panel de alero.

Alero en voladizo

Tmpano de igual altura que la cabriada tipo para fijacin del Alero

Cabriada tipo

silueta de la cabriada

altura de cabriada y de tmpano

Cabriada tipo

Tmpano de igual altura que la cabriada tipo para fijacin del Alero

Alero en voladizo fijado al Tmpano




Diagonal: PGC


Solera de Alero: PGU

Montante Tmpano: PGC

Solera Tmpano: PGU



6.4 Rigidizacin

Dadas las caractersticas geomtricasde la cabriada, la misma posee unarigidez tal que no se deformar al recibircargas laterales en la direccin de suplano (A).

Sin embargo, como las cabriadas estnvinculadas a los paneles mediantenudos no rgidos, estas mismas cargasprovocarn el desplazamiento de todala estructura, como lo esquematiza lafigura de abajo.

Debido a ello, los paneles que le sirven de apoyo a las cabriadas, siempredebern vincularse a paneles que se encuentren en la direccin de las cargas yque, a su vez, estn rigidizados para poder absorberlas, como se ha visto en elcaptulo de paneles.

Ante las cargas laterales perpendiculares a su plano (B) las cabriadas tendern arotar alrededor del eje definido por la lnea de sus puntos de apoyo.

El modo de evitar elefecto de volcamiento, ylograr que las cabriadastrabajen en conjunto, escolocando un elementorigidizador que, ademsde coser las cabriadasentre s, sea capaz deimpedir las posiblesdeformaciones y/odesplazamientos de laestructura de techos.

Tal rigidizacin, que deber ser aplicada en el plano paralelo a la carga, es decir,en el plano del faldn, podr estar dada por:

Cruces de San Andrs y riostras transversales al plano de la cabriada

Placas estructurales capaces de actuar como Diafragma de Rigidizacin

Carga lateral en la direccin del

plano de la cabriadaCarga lateral perpendicular al plano de la cabriada

(B)

(A)

desplazamiento debido a cargas laterales

rigidizacin capaz de absorber cargas laterales

Cabriadas

Montantes



Adems de resistencia a las cargas laterales, las estructura de techos deber serprovista de un elemento para prevenir el pandeo de los perfiles de la propiacabriada.

En la mayora de los casos, dependiendo de la direccin resultante de las cargasque acten sobre la estructura, los cordones superiores e inferior de la cabriadaestarn alternativamente comprimidos y/o traccionados.

Dado que el perfil, al verse sometido al esfuerzo de compresin, tender apandear en el sentido de la menor inercia de su seccin, deber limitarse la luz depandeo en ambos, cordn superior e inferior. La colocacin de un arriostramientoen los nudos de las barras, permite la disminucin de la luz de pandeo.

Cargas garvitatorias

Riostra que permite acortar la luz de pandeo

luz de pandeo

luz/ 2

luz/ 2



6.4.1 Diafragma de Rigidizacin

Debido a la gran rigidez que tienen las placas en su plano, evitan que el cordnsuperior de la cabriada pandee en la direccin del plano del faldn, rigidizndoloas en el sentido de la menor inercia de su seccin.

Las placas exteriores estructurales que se utilizan como diafragma de rigidizacinse disponen sobre las cabriadas, trabndose entre s, y cubriendo toda lasuperficie del faldn. De esta manera, adems de funcionar como rigidizador,generan una superficie continua, apta para ser utilizada como substrato de laterminacin exterior de la cubierta.

Ver 11.2

Diafragma de Rigidizacin: multilaminado fenlico u otros

Cabriad

as

Alero

Alero

1

2

Secuencia de emplacado sobre Estructura de Techos



6.4.2 Cruces de San Andrs y Riostras Longitudinales

En algunos casos, en relacin al tipo de terminacin de la cubierta, no esnecesaria la generacin de un plano continuo que acte como substrato.

Podr entonces utilizarse otroelemento que cumpla lasfunciones de arriostramiento decabriadas y rigidizador de laestructura, generando por lomenos dos nudos rgidosextremos (segn la distancia), alos cuales vincular el resto de laestructura. Las cabriadas secosen entre s y a estosextremos rgidos mediante riostrasy/o correas longitudinales.

En este caso las riostras cumplenuna doble funcin: adems devincular las cabriadas entre spara lograr la rigidez requerida,acortan la luz de pandeo de loscordones a los que estn sujetos.

Para una cubierta metlica de chapa por ejemplo, una serie de correas, o perfilesC dispuestos por encima del cordn superior, uniendo las cabriadaslongitudinalmente, acta como rigidizador y, a la vez, como base para anclar lacubierta de chapa.

Arriostre horizontal en cordn inferior

Correas longitudinales para arriostramiento y rigidizacin de la estructura y como base para la fijacin de la chapa

Cordn superior de cabriada

Cruz de San Andrs: flejes


Chapa de terminacin de cubierta atornillada a las correas longitudinales

Cabriad

as

Alero so

bre Tm

pano

Nudos rgidos o cruces

Riostras o correas longitudinales que vinculan las cabriadas entre s y a los nudos rgidos

Nudos rgidos o cruces

Cabriadas



6.5 Otras Consideraciones

6.5.1 Cabriada Baulera

Una de las caractersticas particulares de la utilizacin de cabriadas para unaestructura de techos es el gran volumen generado en el interior de las mismas.Este espacio es principalmente utilizado para la circulacin de aire, otorgndole altico una eficaz ventilacin.

Es posible tambin aprovechar este espacio, abriendo un vano que permita elacceso al mismo por entre los cordones inferiores de la cabriada, para serutilizado como baulera. Para ello los pendolones debern disponerse de maneratal que permitan la continuidad espacial y adems se deber colocar algn tipo deplaca de substrato sobre el cordn inferior de la cabriada, que impida pisar laplaca de yeso del cielorraso.

Antes de proceder con la modificacin de la cabriada tipo se debe verificar elclculo estructural para la nueva situacin de cargas.

Ver 9.6



6.5.2 Cabriada Tijera

En general, el cordn inferior de la cabriada se utiliza como estructura para lafijacin de las placas de cielorraso, generndose as, en la mayora de los casos,un cielorraso horizontal.

Cuando se desee obtener un cielorraso inclinado, podr optarse por la utilizacinde una cabriada tipo tijera como la que se ve en la figura de la abajo.

Esta opcin es aplicable en los casos en los que se requiera un cielorrasoinclinado y, por razones estructurales y/o constructivas no convenga utilizarcabios. La cabriada ser conveniente, por ejemplo, cuando existan grandes lucesentre apoyos o cuando se desee mantener un tico ventilado que contribuya auna mejor aislacin de la vivienda.



6.5.3 Cubierta con Cola de Pato

Hay bsicamente tres formas de ejecucin para esta situacin de techo:

Vigas y Cabios:

Se ejecuta de la manera tradicional de una viga reforzada y cabios que van desdelos paneles a su encuentro.

Paneles de Techo:

Se ejecutan los paneles como muestra la secuencia :

1

2

panel A

panel A

3

panel B

panel B

panel Apanel B

Cabriad

as Tipo

panel A

panel B

panel Apanel B

panel A

panel B

panel A

panel B

panel B

panel A

panel B

panel A

Limatesa

Limahoya

Limatesa: detalle de encuentro

Cabriada Tipo



La siguiente figura muestra un detalle del encuentro de la limatesa.

La ventaja de esta metodologa es la posibilidad de ejecucin in situ o en taller yla consecuente velocidad de montaje, aunque requiere de mucha precisin en elproceso de ingeniera de proyecto y confeccin de paneles.

Cabriadas Truncas

El criterio para este tipo de resolucin, es tomar la Cabriada Tipo y confeccionar,a partir de la misma, la secuencia de cabriadas que formarn la cola de pato,con el rebaje que le corresponda a cada una segn su posicin.

A este rebaje deber sumarse otro rebaje: la altura que ocupan los cabiosinclinados, que se colocan a posteriori perpendicularmente a las cabriadas, aefectos de poder fijar el Diafragma de Rigidizacin o las correas, segn sea el tipode cubierta.

Cabriad

as Trunc

adas

Cabriad

as Tipo

Cabriada Truncada

Cabriada Tipo

Perfiles "C" para emplacado

Montantes panel B

Soleras panel B

Montantes panel A

Soleras panel A

Pieza para fijacin de paneles

Vigas Tubo: PGC + PGU para apoyo y fijacin de paneles



6.5.4 Cabriadas sobre muro tradicional existente

La manera de resolver el encuentro entre un techo de perfiles y un murotradicional es generando sobre el tabique una viga de distribucin (encadenadode hormign, por ejemplo) que redistribuya la carga de la cubierta directamentesobre la estructura existente.

Como se muestra en la figura de arriba, la unin entre la cabriada y la viga sematerializa mediante un perfil L de acero galvanizado fijado al hormign conbrocas qumicas o expansivas, segn sea la carga que deban transmitir.

Perfil ngulo de acero galvanizado para sujecin de cabio

Rigidizador del alma: recorte PGC

Anclaje qumico o broca expansiva

Viga Dintel de Hormign

Tabique de Mampostera

Cordn inferior de cabriada: PGC

Cordn superior de cabriada: PGC

Documents

TECHOS - Manual de Procedimiento