arlene maria sarmanho freitas renata cristina moraes de …pd] libros... · centro brasileiro de...

ARLENE MARIA SARMANHO FREITAS

RENATA CRISTINA MORAES DE CRASTO

STEEL FRAMING: ARQUITECTURA

Editado por: Asociación Latinoamericana del Acero, Alacero

En base al original en portugués editado por el INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIACENTRO BRASILEIRO DE CONSTRUÇÂO EM AÇO - Adaptado en versión español para

su difusión en América Latina

(c)2006 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEÑO DE CONSTRUCCIÓN EN ACERO(c)2007 INSTITUTO LATINOAMERICANO DEL FIERRO Y EL ACERO

Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida por medio alguno sin previa autorización de esta editorial.

Ficha catalográ�ca

Freitas, Arlene Maria SarmanhoSteel Framing: Arquitectura/Arlene Maria Sarmanho Freitas, Renata Cristina Moraes de Crasto. - Rio de Janeiro: IBS/CBCA, 2006 / Santiago de Chile ILAFA 2007.

ISBN: 978-956-8181-02-4

119 p.;

Bibliogra�a

1- Light Steel Framing 2-Steel Framing 3-Paneles de muros 4- Entrepisos 5-Cubiertas 6-Cerramientos verticals 7-Uniones 8-Montaje 9-Construcción civil 10-Arquitectura 11-Per�les 12- Per�les conformados 13- Per�les zincados 14-Vivienda

Traducción al español de Annemarie Ho�a.Revisión técnica y adaptación de la versión española: Esteban JaureguiCoordinación con el Manual de Ingeniería: Roberto Dannemann

Asociación Latinoamericana del Acero, AlaceroBenjamín 2944. Piso 5Las Condes, Santiago, ChileE-mail: [email protected]: www.construccionenacero.com, www.alacero.org

F866sCDU 692(035)

Capítulo 1Introducción 09

Capítulo 2Características del sistema steel framing (SF) 112.1 Ventajas del uso del sistema steel framing 162.2 Aplicaciones 182.3 Perfiles conformados en frío y su utilización en la construcción civil 212.4 Tipos de perfiles utilizados para el SF 222.5 Métodos de construcción 242.6 Fundaciones 262.6.1 Platea de hormigón armado 262.6.2 Zapata corrida o viga de fundación 272.6.3 Fijación de los paneles en la fundación 27

Capítulo 3Paneles de muros 293.1 Paneles estructurales o autoportantes 303.1.1 Abertura de vanos en un panel estructural 313.1.2 Estabilización de la estructura 353.1.3 Rigidización Horizontal 403.1.4 Encuentro de paneles 423.1.5 Empalme de solera 443.2 Paneles no estructurales 453.3 Paredes curvas, arcos y formas atípicas 46

Capítulo 4Entrepisos 494.1 Tipos de entrepisos 524.2 Vigas de entrepiso 544.3 Rigidización horizontal 584.4 Escaleras 59

Capítulo 5Cubiertas 615.1 Tipos de cubiertas 625.1.1 Cubiertas planas 625.1.2 Cubiertas inclinadas 635.2 Cubiertas estructuradas con cabios y vigas 635.2.1 Estabilización de la cubierta estructurada con cabios y vigas 655.3 Cubiertas estructuradas con cabriadas o cerchas 665.3.1 Estabilidad de la cubierta estructurada con cabriadas 71

Tabla de Contenido

Capítulo 6Cerramientos 756.1 Paneles de OSB 776.1.1 Revestimientos vinílico 796.1.2 Revoques 816.2 Mampostería 826.3 Placas cementicias 826.4 Yeso cartón 846.4.1 Características de las placas de yeso cartón 856.4.2 Perfiles de acero para sistemas de tabiques en seco 856.4.3 Aspectos de proyecto y ejecución 856.4.4 Montaje del sistema tabiques en seco 866.5 Aislamiento termoacústico 876.5.1 Aislamiento acústico 876.5.2 Aislamiento térmico 90

Capítulo 7Uniones y montaje 937.1 Uniones 947.1.1 Tornillos 947.1.2 Aplicaciones 957.2 Montaje 967.2.1 Sistema de paneles 977.2.2 Montaje de la estructura de paneles de la planta baja 987.2.3 Montaje de la estructura de entrepiso 1007.2.4 Montaje de la estructura de paneles del piso superior 1017.2.5 Montaje de la estructura del techo 102

Capítulo 8Directivas para proyectos 1058.1 Industrialización de la construcción 1068.2 Coordinación modular 1088.3 Reticulados modulares 1098.4 Proyecto para producción 1108.5 Directrices para el proyecto de arquitectura 1128.5.1 Estudio preliminar 1128.5.2 Anteproyecto 1128.5.3 Proyecto ejecutivo y de detalle 113

Referencias Bibliográficas 115

7

El sistema constructivo denominado Steel Framing, que consiste básicamente en un entrama-do de perfiles cincados conformados en frío, constituye uno de los usos con crecimiento y potencialmás importante de la construcción actual de viviendas.

Por esa razón ILAFA (Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero) ha encarado la edición deeste texto sobre Arquitectura del Steel Framing. Para ello ha optado por la traducción al español deun texto editado por el Centro Brasileiro da Construçao em Aço (CBCA) que se ha adaptado parasu utilización en el resto de América Latina.

Agradecemos muy especialmente la cesión de los respectivos derechos por las autoras: ArleneMaria Sarmanho Freitas y Renata Cristina Moraes de Crasto, así como del Instituto Brasileiro deSiderurgia y el mencionado CBCA, gracias a la gestión de su Directora Ejecutiva Cátia Mac CordSimões Coelho.

Este texto se complementará con otro de Steel Framing: Ingeniería, que también editará ILAFA,y con el que conformará una unidad conceptual. Al respecto gran parte de los términos técnicos conlos sinónimos que se utilizan en distintos países, están definidos en el capítulo 1 del Manual deIngeniería.

Santiago de Chile, diciembre de 2007

Presentación

9

Capítulo 1Introducción

10

Dado el crecimiento demográfico y de losavances tecnológicos, la industria de la construc-ción civil del mundo ha buscado sistemas máseficientes de construcción con el objetivo deaumentar la productividad, disminuir el desperdi-cio y cubrir la creciente demanda. La construc-ción civil en la mayoría de los países de AméricaLatina es todavía predominantemente artesanal,caracterizándose por su baja productividad yprincipalmente por el gran volumen de desperdi-cios. Es por esta razón que el mercado ha insis-tido en que esta situación debe cambiar y que eluso de nuevas tecnologías es la mejor forma depermitir la industrialización y racionalización delos procesos. Desde ese punto de vista, el usodel acero en la construcción civil aparece comouna de las alternativas para cambiar el panoramadel sector.

Aunque en América Latina existen países queestán entre los mayores productores mundialesde acero, el empleo de este material en estruc-turas de edificaciones ha sido reducido en com-paración al potencial del parque industrialregional. Paralelamente, el desarrollo de pro-ductos siderúrgicos amplía las alternativas desoluciones constructivas disponibles.

Un parámetro importante es que la utiliza-ción de sistemas constructivos con acero exigeprofesionales preparados, proyectos detalladose integrados, a fin de minimizar las pérdidas ylos plazos en la construcción. En este aspectoel arquitecto desempeña un papel fundamentalcomo promotor de la utilización de nuevas téc-nicas y productos.

Una acción generadora de una mayor uti-lización de sistemas constructivos en acero esel acceso a información de calidad, y orientadaal arquitecto, y esta es precisamente la premisade este manual.

Es así como este manual tiene el objetivode orientar a los arquitectos y otros profesionalesdel área en la concepción de proyectos de edifi-caciones con el sistema Steel Framing (SF).

Este manual presenta los aspectos relaciona-dos con el proyecto y montaje de edificios con el sis-tema constructivo Steel Framing, basado en unaextensa investigación bibliográfica, objeto de la tesisde magíster en 2005 de Renata Crasto, titulada“Arquitectura y Tecnología de SistemasConstructivos Industrializados-Light Steel Framing”,del Programa de Postgrado en ConstrucciónMetálica de la Escuela de Minas de la UniversidadFederal de Ouro Preto, visitas técnicas, seguimien-to de obras y capacitación.

Introducción

Capítulo 2

11

Características del sistemasteel framing

Capítulo 2

12

Muchas publicaciones usan el términoLight Gauge Steel Frame en que “gauge” esuna unidad de medida, ahora casi en desuso,que define el espesor de las chapas de metal.

Para que el sistema cumpla con las fun-ciones para el cual fue proyectado y construidoes necesario que los subsistemas estén correc-tamente interrelacionados y que los materialesutilizados sean los adecuados. Por lo tanto, laselección de los materiales y de la mano deobra es esencial para la velocidad de construc-ción y el desempeño del sistema (Foto 2.2).

El sistema del Steel Framing (SF), como sele conoce a nivel mundial, es un sistema cons-tructivo de concepción racional, cuya principalcaracterística es una estructura constituida porperfiles formados en frío de acero galvanizadoque son utilizados para la composición de pane-les estructurales y no estructurales, vigas secun-darias, vigas de piso, cabios del techo y otroscomponentes (Foto 2.1). Por ser un sistemaindustrializado, posibilita una construcción enseco de gran rapidez de ejecución. Gracias aestas características, el sistema Steel Framingtambién es conocido como Sistema Autoportantede Construcción en Seco.

Características del sistema steel framing

La interpretación de la expresión inglesa“Steel Framing”, “steel = acero” y “framing” quederiva de “frame = estructura, esqueleto, disposi-ción, construcción “(Diccionario Michaelis, 1987),puede ser definida como: Proceso por el que secompone un esqueleto estructural en acero for-mado por diversos elementos individuales unidosentre si, que así funcionan en conjunto para resis-tir las cargas que solicitan al edificio y a la estruc-tura y le dan su forma. Así, el sistema SF no sóloestá restringido a su estructura. Como un sistemadestinado a la construcción de edificios, abarcavarios componentes y “subsistemas”. Estos sub-sistemas incluyen además el estructural, aisla-ción termoacústica, de cierres interno y externosy de instalaciones eléctricas e hidraúlicas(ConsulSteel, 2002)

A pesar de ser considerada como una tec-nología nueva, el origen del Steel Framing seremonta al inicio del siglo XIX. De hecho, histó-ricamente se inicia con las casas de maderaconstruidas por los colonizadores en el territo-rio norteamericano en esa época. Para atenderel crecimiento de la población hubo que recu-rrir a métodos más rápidos y productivos en laconstrucción de viviendas, utilizando los mate-riales disponibles en la región, en este caso lamadera. Ese método consistía en una estructu-ra compuesta de piezas de madera aserrada depequeña sección transversal, lo que se conociócomo Balloon Framing (ConsuISteel, 2002)(Figura 2.1).

Foto 2.2 - Montaje de una casa en Steel Framing, SãoPaulo- SP (Fuente: Construtora Sequência)

Foto 2.1- Estructura de una vivienda en Steel Framing, SãoPaulo. (Fuente: Construtora Sequência)

En Japón, las primeras construcciones enSF comenzaron a aparecer después de laSegunda Guerra Mundial cuando hubo quereconstruir cuatro millones de viviendas destrui-das por los bombardeos. La madera, materialusado en la estructura de las casas, había sidoun factor agravante de los incendios que sepropagaron durante los ataques. Luego elgobierno japonés restringió el uso de la made-ra en construcciones autoportantes a fin de pro-teger los recursos forestales que de otro modose habrían podido agotar y también para pro-mover la construcción con materiales no infla-mables. La industria japonesa del acero, viendoen esas restricciones un nicho de mercado,comenzó a producir perfiles livianos de aceropara la construcción como un substituto de losproductos estructurales de madera. En conse-cuencia, Japón presenta un mercado y unaindustria altamente desarrollados en lo que res-pecta a la construcción con perfiles livianos deacero (Foto 2.5).

A partir de ahí, las construcciones en made-ra, conocidas como “Wood Frame”, se convirtie-ron en la tipología residencial más común en losEstados Unidos. Aproximadamente un siglo mástarde, en 1933, producto del gran desarrollo de laindustria del acero en los Estados Unidos, selanzó en la Feria Mundial de Chicago el prototipode una residencia en Steel Framing (Foto 2.3)que utilizó perfiles de acero en lugar de la estruc-tura de madera (Frechette, 1999).

El crecimiento de la economía norteameri-cana y la abundante producción de acero en elperíodo post-Segunda Guerra contribuyó al des-

13

arrollo de los procesos de fabricación de perfilesconformados en frío, y el uso de los perfiles deacero en substitución de los de madera, que ofre-cían las ventajas de la mayor resistencia y efi-ciencia estructural del acero y la capacidad de laestructura de resistir a catástrofes naturales, talescomo terremotos y huracanes (Foto 2.4). En ladécada de los años 90, las fluctuaciones en elprecio y en la calidad de la madera para construc-ción civil estimularon el uso de los perfiles deacero en la edificación residencial. Se estima quehasta el final de la década 90, un 25% de la edi-ficación residencial en Estados Unidos se basóen el sistema del SF (Bateman,1998).

Figura 2.1- “Balloon framing” (de EEUU)

Foto 2.3 - Prototipo de residencia en Light Steel Framing en laExposición Mundial de Chicago en 1933 (Fuente: disponibleen: http://webpages.marshall.edu/~brooks/STRAN/stran1. htm)

Foto 2.4 - Perfiles estructurales de madera y acero galvaniza-do. (Fuente: Robert Scharff).

14

A pesar de que el SF es un sistema de construcción bastante usado en países donde la construc-ción civil es predominantemente industrializada, en la mayoría de los países de América Latina dondeprevalece el método artesanal, aún es poco conocido. Así en primera instancia para ayudar a visualizarel sistema LSF vamos a recurrir al tabique en seco (Drywall), que es ampliamente utilizado en los tabi-ques interiores en la región, que a pesar de no tener una función estructural, utiliza perfiles galvaniza-dos para componer un esqueleto en el que se fijan las placas de cerramiento. Sin embargo, hasta aquíno más llega la semejanza, ya que el sistema SF, como ya se explicó, es un sistema mucho más amplio,capaz de integrar todos los componentes necesarios para construir un edificio cuya estructura es fun-damental. La ilustración permite visualizar esquemáticamente la estructura y los subsistemas de unavivienda en SF (Figura 2.2). La estructura del SF está básicamente compuesta por paredes, pisos ytecho, que en conjunto posibilitan la integridad estructural del edificio, con la debida resistencia a losesfuerzos a los que está expuesta la estructura.


Foto 2.5- Línea de montaje de módulos residenciales enJapón. (Fuente: SCI)

Figura 2.2- Vista esquemática de una vivienda en Steel Framing.

Placa estructural

Cabio

Perfil U decierre de alero

Solera superior del panel

Montante perfil C

Jambas

Placa de cerramientoexterior

Placa de cerramientointerior

Entrepiso seco

Solera inferiordel panel

Viga dintel

Cinta (fleje metálico)

Arriostramiento

Perfil de cumbrera

Viga de cielorraso

Cenefa

Viga de entrepiso

Panel internoestructural

Platea de fundación

Los entrepisos, partiendo del mismo prin-cipio de los paneles, utilizan perfiles galvaniza-dos, dispuestos en la horizontal, obedeciendo ala misma modulación de los montantes. Estosperfiles son las vigas del entrepiso, sirviendo deestructura de apoyo a los materiales que for-man la superficie del contrapiso. Las vigas delentrepiso van apoyadas en los montantes a finde permitir que sus almas coincidan con lasalmas de los montantes, dando origen al con-cepto de estructura alineada o “in-line framing”.Esta disposición permite garantizar que predo-minen los esfuerzos axiales en los elementosde la estructura (Foto 2.7).

15

Las paredes que constituyen la estructurason llamados paneles estructurales o autoportan-tes; que están compuestas por una gran cantidadde perfiles galvanizados muy livianos, llamadosmontantes, que van separados entre si por 400 o600 mm (Foto 2.6). Esta dimensión es definida deacuerdo con el cálculo estructural, y determina lamodulación del proyecto. La modulación optimizacostos y mano de obra en la medida en que seestandaricen los componentes estructurales, losde cerramiento y de revestimiento. Los paneles tie-nen la función de distribuir uniformemente las car-gas y transmitirlas hasta el suelo. El cerramientode estos paneles puede hacerse con diversosmateriales, aunque normalmente se aplican exter-namente placas cementicias o placas de OSB (porsus siglas en inglés: oriented strand board, virutasde madera orientadas perpendicularmente) y parainteriores, placas de yeso cartón.

Actualmente, dada la pluralidad de mani-festaciones arquitectónicas, el arquitecto dispo-ne de varias soluciones para las cubiertas desus edificios. Muchas veces, la selección deltejado puede estar sometida a un estilo o unatendencia de época. Independiente de la tipolo-gia adoptada, desde el techo plano hasta unostejados más elaborados, la versatilidad del sis-tema SF le ofrece al arquitecto libertad deexpresión. Cuando se trata de techos inclina-dos, la solución se asemeja mucho a la cons-trucción convencional con uso de montantes,pero substituyendo el maderamen por perfilesgalvanizados (Foto 2.8). Las tejas de lastechumbres pueden ser cerámicas, de acero,de cemento reforzado con fibras sintéticas o deconcreto. También se usan tejas tipo “shingles”,compuestas de material asfáltico.

Foto 2.7 - Vista de la estructura del entrepiso con vigas deperfiles galvanizados y contrapiso en OSB. (Fuente: Archivodel autor).

Foto 2.6- Paneles sobre el suelo de tierra de vivienda habita-cional Belo Horizonte - MG (Fuente: Archivo del autor)

Foto 2.8 - Estructura del tejado de vivienda en Steel Framing.(Fuente: Archivo del autor)

16

Así, de acuerdo con lo descrito anterior-mente, podemos definir los fundamentos delsistema SF como:

• Estructura “panelizada”• Modulación - tanto de los elementos

estructurales, como de los demás com-ponentes de cerramiento y de revesti-miento, etc.

• Estructura alineada (in-line framing)

El uso de la estructura de acero no impo-ne al proyecto que la misma esté a la vista.Muchos usuarios y proyectistas descartan laconstrucción de acero por pensar que resultaráen una arquitectura demasiado peculiar o dealta tecnología. Esa resistencia es aún mayorcuando se trata de arquitectura residencial.Pero esta construcción en acero es muy versá-til y posibilita cualquier proyecto arquitectónico,desde el momento en que es concebido y pla-neado considerando el comportamiento del sis-tema. La racionalización, industrialización yrapidez de ejecución, características tan apre-ciadas en la construcción, sólo son posibles sihay un planeamiento integral de la obra, lo queimplica un proyecto ampliamente detallado. Lomismo sucede con el Steel Framing donde eldetalle de los proyectos tanto de arquitectura,como el estructural y los complementarios sonesenciales para el mejor desempeño del siste-ma y para evitar patologías. Pero en este siste-ma la estructura nunca se presenta a la vista,ya que los elementos estructurales que formanlas paredes, pisos y techos siempre van cubier-tos por los materiales de cerramiento, de modoque el resultado final se asemeja al de unaconstrucción convencional (Foto 2.9).

La estructura de perfiles de acero galvani-zado es la parte principal del sistema SF. Paracomponer un conjunto autoportante capaz deresistir los esfuerzos solicitados por el edificioes necesario que el dimensionamiento de losperfiles y el proyecto estructural sean ejecuta-dos por profesionales especializados.

Para el dimensionamiento y diseñoestructural se recomienda consultar al manualSteel Framing - Ingeniería también editado porILAFA (2007). Todo proyecto debe cumplir lasnormas editadas por AISI (American Iron andSteel Institute) y las normas locales de los paí-ses del área.


2.1. Ventajas del Uso del Sistema SteelFraming

Los siguientes son los principales benefi-cios y ventajas del uso del sistema SteelFraming (SF) en la construcción de edificios:

• Los productos que constituyen el siste-ma son estandarizados de tecnologíaavanzada, ya que los elementos cons-tructivos son producidos industrialmen-te, donde la materia prima utilizada, los

Foto 2.9 - Residencias construidas con el sistema Light SteelFraming en Cotia - São Paulo. (Fuente: Archivo del autor)

17

procesos de fabricación, sus caracterís-ticas técnicas y de acabado pasan porrigurosos controles de calidad;

• El acero es un material de comprobadaresistencia y el alto control de calidaddesde la producción de las materias pri-mas hasta sus productos, lo que redun-da en una mayor precisión dimensionaly un mejor desempeño de la estructura;

• Facilidad de suministro de los perfilesconformados en frío, que sean de pro-ducción estándar por la industria local;

• Durabilidad y vida útil de la estructura,gracias al proceso de galvanización delas chapas a partir de las que se obtie-nen los perfiles;

• Facilidad de montaje, manejo y trans-porte gracias al bajo peso de los ele-mentos;

• Construcción en seco, lo que minimizael uso de recursos naturales y los des-perdicios;

• Los perfiles perforados previamente y lautilización de los paneles de yeso cartónfacilitan las instalaciones eléctricas ehidráulicas;

• Mejores niveles de desempeño termoa-cústico se logran mediante la combina-ción de materiales de cerramiento y ais-lamiento;

• Facilidad de ejecución de las uniones;

• Rapidez de construcción, ya que elterreno se transforma en el sitio demontaje;

• El acero es un material incombustible;

• El acero puede ser reciclado muchas

veces sin perder sus propiedades;

• Gran flexibilidad en el proyecto arquitec-tónico, sin limitar la creatividad delarquitecto.

18

2.2. Aplicaciones

Las aplicaciones del sistema SteelFraming son variadas según los siguientesejemplos:

a) Residencias Unifamiliares:


Foto 2.13 - Residencia en São Paulo. (Fuente: Disponible en:http://www.construtorasequencia.comr)

Foto 2.12 - Residencia en Oxford - Inglaterra (Fuente: disponi-ble: http://www.steel-sci.org/lightsteel/)

Foto 2.11 - Residencia en Chile. (Fuente: Guy Wenborne1)

Foto 2.10 - Residencia en Cotia - SP (Fuente: Archivo autor)

1 Imagen originalmente publicada en: PETTERSON, Eduard.Arquitectura Minimalista. Barcelona: Atrium Group deEdiciones y Publicaciones, S.L., 2004.

19

Foto 2.14 - Prototipo de una residencia unifamiliar en Paris(Fuente: Revista Architecture à Vivre)

Foto 2.16 - Edificio en Inglaterra. (Fuente: SCI)

Foto 2.15 - Prototipo de una residencia unifamiliar de laempresa USIMINAS.

b) Edificios residenciales y comerciales dehasta cuatro pisos:

20

c) Hoteles:

d) Hospitales, clínicas, establecimientoseducacionales:

e) Unidades modulares.

En lo que respecta a unidades modularesexisten módulos individuales prefabricados debaños, cocinas, y otras dependencias para laconstrucción de edificios residenciales, comer-ciales, hoteles, etc.


f) Remodelación de edificios.

Para el caso de remodelación de edificiospuede utilizarse el sistema Steel Framing parael revestimiento de fachadas, la construcciónde altillos y techos, para la substitución detechos, etc.

Foto 2.21 - Módulos de baños prefabricados y colocados en elHotel Mondial Airport Business en São Paulo. (Fuente:Zigurate Editora)2

Foto 2.17 - Edifício en Dublin - Irlanda (Fuente: disponible en:http://www.steel-sci.org/lightsteel)

Foto 2.18 - Hotel en Inglaterra (Fuente: disponible en: http://www.steel-sci. org/lightsteel)

Foto 2.19 - Clínica de Neumología Anglo Gold - Nova Lima -MG (Fuente: Archivo del autor)

2 Imagen originalmente publicada en Dias, Luís Andrade deMattos. acero y Arquitectura: Estudio de Edificaciones enBrasil. São Paulo: Zigurate Editora, 2001. pg. 169.

Foto 2.20 -1.425 módulos en LSF conforman este edificio enInglaterra. (Fuente: disponible en: http://www.corusconstruc-tion.con/page_9088.htm).

21

2.3. Perfiles Conformados en Frío y suUtilización en la Construcción Civil

Las estructuras de acero están compues-tas de dos “familias” de elementos estructura-les. Una es la de perfiles laminados en calientey la otra es la de los perfiles conformados enfrío. Los perfiles estructurales de acero confor-mados en frío se obtienen a partir del dobladoen prensa dobladora, o por perfilado en un con-junto de matrices rotatorias (Foto 2.24), de fle-jes de acero cortados de chapas o bobinaslaminadas en frío o en caliente, revestidas o no.

De este modo se pueden fabricar secciones dediversa forma y/o dimensión. Estas operacio-nes ocurren con el acero a la temperaturaambiente, de ahí el término “conformado enfrío”.

Con el desarrollo de la ingeniería civil, estasestructuras más livianas y económicas asociadasa la industrialización del proceso de construcción,han avanzado satisfaciendo las expectativas tec-nológicas. Los perfiles de acero conformados enfrío se encuadran perfectamente en este escena-rio. La utilización en ingeniería civil de estructurasde acero compuestas por perfiles conformadosen frío se encuentra actualmente en AméricaLatina en una fase de rápido crecimiento, en vir-tud de las diversas ventajas que el empleo deestos perfiles ofrece.

Las ventajas fundamentales son la granversatilidad, tanto en la fabricación de las sec-ciones en formas bastante variadas que pue-dan ser adaptadas a un gran número de aplica-ciones, en la construcción y montaje de lasestructuras, ya que son elementos extraordina-riamente livianos en comparación a otros perfi-les. En la práctica estas ventajas ofrecen laposibilidad de construir diversos tipos deestructuras a un costo relativamente bajo. Enconsecuencia, la utilización de perfiles confor-mados en frío se ha hecho cada vez máscomún en la construcción de estructuras para

Foto 2.22 - Reforma de fachada usando Steel Framing.(Fuente: disponible en: http://www.steel-sci.org/lightsteel)

Foto 2.23 - Reforma de techumbres usando en reemplazomontantes fabricados con perfiles conformados en frío.(Fuente: SCI)

Foto 2.24 - Fabricación por perfilado de perfiles de sección C.(Fuente: SCI)

22

edificios residenciales y comerciales, techum-bres, galpones, pasarelas, residencias, estan-terías industriales para almacenamiento, etc.

2.4. Tipos de Perfiles Utilizados para elSF

Los perfiles típicos para el uso en SteelFraming se obtienen por perfilado a partir debobinas de acero revestidas con cinc o una ale-ación de cinc-aluminio en el proceso continuode inmersión en caliente o por electrodeposi-ción, cuyo producto es conocido como acerogalvanizado.

Las masas mínimas de revestimiento seencuentran entre los 100 y los 150 gramos porm2 computado en ambas caras. El espesor dela chapa varía entre 0,8 y 3,2 mm para los per-files del SF y perfiles de hasta 0,4 mm paratabiques no portantes. Las secciones máscomunes para la construcción en Steel Framingson las en forma de “C” para montantes y vigasy el perfil “U” que es usado como solera en labase y en el tope de los paneles.

La Tabla 2.1 presenta las secciones trans-versales de los perfiles utilizados y sus aplicacio-nes. La sección del perfil U (solera) tiene un alma(H) y ala (B) pero sin la pestaña (D) que tiene elmontante, lo que permite que encaje en la solera.Las soleras no deben transmitir ni absorber losesfuerzos; los que lo hacen son los montantes,las vigas y eventualmente los pilares presentesen la estructura.

Las dimensiones del alma de los perfiles Cvarían generalmente entre 40 y 300 mm (medi-das externas), a pesar de que es posible usarotras dimensiones. Los perfiles U presentan unancho de alma mayor que el del perfil C, a fin depermitir el encaje en el perfil guía solera o U.Las alas pueden variar entre 25 y 50 mm, segúnel fabricante y el tipo de perfil. Los otros perfilesque pueden ser necesarios para estructuras deSF son tiras planas (cintas), los perfiles L y per-files galera. Los flejes, que vienen en una varie-

dad de anchos, son utilizados típicamente parala estabilización de los paneles y la formaciónde uniones. Los perfiles L se utilizan por logeneral en las conexiones de elementos dondeun perfil C no es adecuado, y el perfil Galera seemplea normalmente como listón de tejado(Garner, 1996). Además del espesor (tn), laresistencia de un perfil de acero depende de ladimensión, forma y límite de elasticidad delacero. El límite de elasticidad de los perfiles deacero cincado no debe ser inferior a 230 MPa.Detalles de las especificaciones del productodisponibles en los diferentes países de la regiónpueden encontrarse en: www.construccionesa-cero.com


23

Solera

Puntal

Bloqueador

Cenefa

Atiesador

MontanteViga

PuntalAtiesador

BloqueadorCorreaCabio

Larguero

Tabla 2.1- Ejemplo de identificación de perfiles conformados en frio y sus aplicaciones

SECCIÓN Designación UtilizaciónTRANSVERSAL

Correa

Larguero

Puntal

Conector

Atiesador

Puntal

Perfil C

H x B x D x t

Perfil Galera

H x B x D x t

Angulo Conector

B1 x B2 x t

Riostras

Tensores

Diagonales

Cinta Fleje

B x t

Perfil U

H x B x t

t

t

t

t

H

H

H

B

B

B

B1

B2

D

D

t

B

Designaciones: H Altura del alma (web)B Ancho del ala (flange)t Espesor (thickness)D Ancho de pestaña (lip)

b) Método por Paneles Prefabricados:

Los paneles estructurales o no estructura-les, arriostramientos, entrepisos y cabriadas detecho pueden ser prefabricados fuera de la obray montados en el sitio de construcción (Foto2.26). También algunos materiales de cerramien-to pueden aplicarse en la prefabricación parareducir el tiempo de construcción. Los tabiques ysubsistemas se conectan en la obra mediantetécnicas convencionales (tornillos autoperforan-tes) Las siguientes son sus principales ventajas:

• Rapidez de montaje;• Alto control de calidad en la producción de

los sistemas;• Minimización del trabajo en la obra;• Aumento de la debida precisión dimensional gra-

cias a las condiciones más propicias de montajede los sistemas en la planta de prefabricación.

24

2.5. Métodos de Construcción

Esencialmente existen tres métodos deconstrucción de Steel Framing:

a) Método “Fabricación en obra”:

En este método de construcción los perfi-les son cortados en el sitio de la obra, y lospaneles, losas, columnas, arriostramientos ycabriadas de techo son montados en la obramisma (Foto 2.25). Los perfiles pueden venirperforados para el paso de las instalacioneseléctricas e hidráulicas y los demás subsiste-mas son instalados después del montaje de laestructura. Esta técnica puede ser usada en loslugares en los que la prefabricación no es via-ble. Las ventajas de este método de construc-ción son:

• No hay necesidad que el constructor tengaun lugar de prefabricación del sistema.

• Facilidad de transporte de las piezas hasta ellugar de la obra;

• Las uniones de los elementos son de fácilejecución, a pesar del aumento de activida-des en la obra.


Foto 2.25-Steel framing montado mediante el método“Fabricación en obra” (Fuente: Robert Scharff).

Foto 2.26- Elementos estructurales como cerchas y panelesson prefabricados en plantas de prefabricación y llevados a laobra para el montaje de la estructura. (Fuente:http://www.aegismetalframing.com).

c) Construcción de Módulos:

Las unidades modulares son completa-mente prefabricadas para la entrega en el sitiode la obra con todos los acabados internos,tales como revestimientos, artefactos sanita-rios, mobiliario fijo, metales, instalaciones eléc-

25

tricas e hidráulicas, etc. Las unidades puedenalmacenarse apiladas, una sobre otra según laforma de la construcción final (Foto 2.27). Unejemplo muy común de este tipo de de cons-trucción son los módulos de baño para edificioscomerciales o residenciales de gran tamaño(Foto 2.28).

Foto 2.27 - Unidades modulares apiladas de acuerdo a laconstrucción final, el espacio que se ve al centro formará lavía de circulación de acceso a las unidades. (Fuente: SCI)

Foto 2.28 - Módulo de baño. (Fuente: SCI)

2.5.1 “Balloon Framing” y “PlatformFraming”

La construcción de fabricación en obra opor paneles puede ser hecha en forma de“Balloon” o “Platform”. En la construcción“Balloon”, la estructura del piso se fija a losmontantes; los paneles generalmente muygrandes van más allá de un piso. (Figura 2.3).

En la construcción “Platform” (por pisos),los entrepisos y las paredes se construyen ensecuencia, planta por planta, y los paneles noson estructuralmente continuos. Las cargas deentrepiso son transmitidas axialmente a losmontantes (Figura 2.4). Este método es bastan-te utilizado en la construcción actual, por lo queserá abordado en forma más detallada.

Figura 2.3 - Esquema de construcción tipo “balloon” (de pisosmúltiples). (Fuente; SCI).

Figura 2.4 - Esquema de construcción tipo “platform” (porpisos). (Fuente: SCI)

El dimensionamiento de la platea será elresultado del cálculo estructural y su procedi-miento de ejecución debe observar algunascondiciones, tales como por ejemplo:

• A fin de evitar la humedad del suelo o la infil-tración de agua en el edificio, es necesariomantener el nivel del contrapiso a un mínimode 15 cm sobre el suelo;

• En las veredas alrededor del edificio, garajesy terrazas (Foto 2.29) deberá considerarse elescurrimiento del agua mediante una inclina-ción de por lo menos 5%.

La Figura 2.6 muestra el detalle delesquema de anclaje de un panel estructural auna platea:

26

2.6. Fundaciones

Por ser muy liviana, la estructura SF y loscomponentes de cerramiento exigen bastantemenos a la fundación que en otros tipos de cons-trucción. Pero como la estructura distribuye lacarga uniformemente a lo largo de los panelesestructurales, la fundación debe ser continua ysoportar los paneles en toda su extensión. Laselección del tipo de fundación también depende-rá de la topografía, del tipo de suelo, del nivel de lacapa freática y de la profundidad del suelo firme.Estos datos los proporciona el estudio de suelo.

La construcción de las fundaciones se hacesegún el proceso convencional y como en cual-quier otro caso debe observarse el aislamientocontra la humedad.

Es importante destacar que un buen proyec-to y una buena ejecución de la fundación propor-cionan una mayor eficiencia estructural. La calidadfinal de la fundación está íntimamente ligada alcorrecto funcionamiento de los subsistemas queforman el edificio (ConsuISteel, 2002). Es asícomo una base correctamente nivelada y escua-drada posibilita una mayor precisión de montaje dela estructura y demás componentes del sistema.

A continuación se describen las fundacionestipo platea de hormigón y zapata corrida a fin deilustrar el anclaje de los paneles a la fundación.

2.6.1. Platea de Hormigón Armado

La platea de hormigón es un tipo de funda-ción superficial que funciona como una losa ytransmite las cargas de la estructura al terreno. Loscomponentes estructurales fundamentales de laplatea, son la losa continua de concreto y las vigasen el perímetro de la losa y bajo las paredesestructurales o columnas, donde es más necesa-rio tener rigidez en el plano de la fundación (Figura2.5). Siempre que el tipo de terreno lo permite, laplatea de hormigón es la fundación más común-mente utilizada para viviendas en construcciónSteel Framing.


Figura 2.5 - Corte esquemático de una platea de hormigón (radier)

Foto 2.29- Platea de hormigón (Fuente: Disponible en:www.metálica.com.br)

Figura 2.6 - Detalle esquemático de anclaje del panel estruc-tural a una platea de hormigón (adaptado de Consul Steel,2002).

Nivel de terreno

Anclaje del panel a la fundación

Cierre exteriorAislamiento termoacústico

Montante perfil C

Panel externo

Cierre interior

Acabado del piso

Losa plateade hormigón

Armadura de acerosegún cálculo

Paneles

Vigas

Suelo

Platea dehormigón

27

2.6.2. Zapata Continua o Viga de Fundación

La zapata continua es el tipo indicado defundación para construcciones con paredesportantes, donde la distribución de la carga escontinua a lo largo de las paredes. Está consti-tuido por vigas que pueden ser de hormigónarmado, de bloques de hormigón o mamposte-ría que se colocan bajo los paneles estructura-les. El contrapiso de la planta baja para estetipo de fundación puede ser de hormigón oconstruido con perfiles galvanizados que apo-yados en la fundación constituyen una estructu-ra de suporte de los materiales que forman lasuperficie del contrapiso, como ocurre con losentrepisos (Ver capítulo 4). (Figura 2.7).

2.6.3. Fijación de los Paneles en laFundación

Para evitar el movimiento del edificio debi-do a la presión del viento, la superestructuradebe estar firmemente anclada en la fundación.Estos movimientos pueden ser de traslación ovolcamiento con rotación del edificio (Figura 2.8).La traslación es una acción por la que el edificioes dislocado lateralmente debido a la acción delviento. Volcamiento es una elevación de laestructura en que la rotación puede ser causadapor una asimetría en la dirección de los vientosque afectan al edificio. (Scharff, 1996)

Figura 2.7 - Fundación tipo zapata continua

Viga de entrepiso perfil C

Anclaje con

cinta metálicaSolera inferior

del panel

Montante doble

Contrapiso

Cenefa perfil U

Zapata continua

La selección del anclaje más eficientedepende del tipo de fundación y de las solicita-ciones a la que está sometida la estructuradebido a las cargas, condiciones climáticas yocurrencia de movimientos sísmicos (ConsuISteel, 2002). El tipo de anclaje, sus dimensio-nes y su separación, se definen mediante cál-culo estructural. Los tipos más utilizados deanclaje son: el químico con varilla roscada ybulones de anclaje de expanción.

a) Anclaje químico con varilla roscada:

El anclaje químico con varilla roscada secoloca después del hormigonado de la funda-ción. Consiste en una varilla roscada con aran-dela y tuerca, que se fija en el hormigón pormedio de la perforación llenada con una resinaquímica para formar una interfaz resistente conel hormigón. La fijación a la estructura se lograpor medio de una pieza de acero que va conec-tada a la varilla roscada y a la solera inferior yatornillada al montante generalmente doble. LaFigura 2.9 y la Foto 2.30 ilustran la fijación delpanel a la fundación.

Figura 2.8 - Efectos de la carga del viento en la estructura: a)traslación y b). volcamiento.

Figura 2.9 -Esquema general de anclaje químico con varillaroscada

a) b)

Tornillos para la fijación delconector de los montantes dobles

Montante perfil C

Montante doble 2 perfiles C

Conector de anclaje

Barra roscada conanclaje químico

Solera inferior del panel

Membrana de polietilenoPlatea de hormigón

28

b) Anclaje expansible con bulónde anclaje

c) Anclaje provisorio:

En el proceso de montaje de la estructuraen la planta baja, los paneles son fijados a lafundación mediante el anclaje con herramien-tas accionadas con pólvora (Foto 2.32). Estemétodo es utilizado para mantener los panelesa plomo cuando se montan y conectan a otrospaneles del nivel hasta que termine el anclajedefinitivo. También se utiliza fijación en el casode paneles no estructurales y para evitar dislo-caciones laterales.


Foto 2.30- Detalle de la pieza de refuerzo en el anclaje de laestructura a la fundación por medio de varilla roscada.(Fuente: Archivo personal)

Foto 2.31 -Anclaje por bulones de anclaje (Fuente: Fischer)

Foto 2.32 -Anclaje provisorio. (Fuente: Archivo del autor)

29

Capítulo 3Paneles de muros

30

Los paneles en el sistema Steel Framingno sólo pueden funcionar como tabiques de unedificio, sino también como el sistema estructu-ral del mismo. Los paneles asociados a ele-mentos de separación ejercen la misma funciónque las paredes de las construcciones conven-cionales.

Los paneles estructurales o portantescuando forman la estructura, soportando lascargas de la edificación; pueden ser internos oexternos. Son no estructurales cuando funcio-nan sólo como cerramiento externo o divisióninterna, o sea, cuando no ejercen una funciónestructural.

En este capítulo se presentan detallada-mente los paneles estructurales y sus elemen-tos componentes y la forma de estabilizaciónde la estructura.

3.1. Paneles Estructurales oAutoportantes

Los paneles estructurales están sujetos acargas horizontales de viento y movimientossísmicos, como asimismo de las cargas vertica-les de entrepisos, tejados y otros paneles.Estas cargas verticales las origina el propiopeso de la estructura y sus componentes cons-tructivos y la sobrecarga por utilización (perso-nas, muebles, máquinas, aguas lluvias, etc.).Por lo tanto, la función de los paneles consisteen resistir estos esfuerzos y transmitirlos a lafundación.

Los paneles están compuestos por unadeterminada cantidad de elementos verticalesde perfil C llamados montantes y elementoshorizontales transversales tipo U denominadossoleras.

Los montantes de los paneles, por logeneral, transfieren las cargas verticales porcontacto directo a través de sus almas, ya quesus secciones coinciden de un nivel a otro,dando así origen al concepto de estructura ali-

neada. La Figura 3.1 ilustra la distribución de lacarga y el detalle del alineamiento entre los ele-mentos que componen el panel. Las vigas deentrepiso, cabriadas de techo y arriostramien-tos también deben estar alineados con los mon-tantes. En caso de no poder lograr este alinea-miento, deberá colocarse debajo del panel unaviga capaz de distribuir uniformemente las car-gas excéntricas.

La distancia entre los montantes o modu-lación, generalmente de 400 o 600 mm, ladeterminan las solicitaciones a que cada perfiles sometido. Lógicamente, cuanto mayor laseparación entre los montantes, tanto menorserá la cantidad de los mismos y, por consi-guiente, mayor será la carga que cada unodebe absorber. Hay casos en que esta modula-

Paneles

Figura 3.1- Transmisión de la carga vertical a la fundación.

Alma del montante

Montante del panel superior

Montante del panel inferior

Viga de piso

Solera inferior del panel superior

Solera superior del panel inferior

Ver detalleampliado

Montante delpanel superior

Carga vertical

Transmisión de lacarga vertical alnivel inferior

Vigas de piso

Montante delpanel inferior

Transmisión de lacarga vertical a lafundación

31

ción puede llegar a 200 mm, cuando los pane-les soportan grandes cargas, tales como lostanques de agua (Foto 3.1).

Los montantes van unidos en sus extre-mos inferiores y superiores por las soleras, per-fil de sección transversal U simple. Su funciónconsiste en fijar los montantes a fin de constituirun entramado estructural. El largo de las sole-ras define el ancho del panel y el largo de losmontantes, su altura (Figura 3.2). Los panelesestructurales deben descargar directamentesobre las fundaciones, otros paneles estructu-rales o sobre una viga principal (Elhajj; Bielat,2000).

El método más usado para unir los perfi-les que componen la estructura es la unión pormedio de tornillos galvanizados del tipo auto-perforantes. El tipo específico de tornillo (cabe-za, largo, diámetro, punta) varía según las pie-zas que se unen y su función en la estructura.Este se abordará en el capítulo 7.

3.1.1. Abertura de Vanos en un PanelEstructural

Las aberturas para puertas y ventanas enun panel portante requieren elementos estruc-turales tales como dinteles (Foto 3.2) a fin deredistribuir la carga de los montantes interrum-pidos a los montantes que delimitan el vanolateralmente, denominadas jambas. La Figura3.3 ilustra estos elementos como asimismo ladistribución de la carga en el panel.Foto 3.1- Panel cuya modulación es de 200 mm debido a la

carga de estanque de agua (Fuente: Archivo del autor)

Figura 3.2 - Panel típico en Light Steel Framing

Foto 3.2- Panel con abertura de ventana. (Fuente: Archivo delautor)Solera superior del

panel - perfil U

Montante perfil C invertidopara cierre del panel

Perfil C montante

Tornillo de fijacióndel montaje a la solera

Solera inferior del panel - Perfil U

Perforación delperfil C parapasar las instala-ciones eléctricase hidráulicas

400 a

600 mm

Dintel

32

La viga dintel (Foto 3.3) puede tener varias combinaciones (Figura 3.4), aunque básicamenteestá compuesta por dos perfiles C conectados por medio de una pieza atornillada en cada extremi-dad, generalmente un perfil U, (de altura igual a la viga dintel menos el ala de la solera superior delpanel) y por una pieza llamada solera de la viga dintel que va fijada a las alas inferiores de los dosperfiles C. Además la solera de la viga dintel va conectada a las jambas a fin de evitar la rotación dela viga dintel; también permite la fijación de los montantes de dintel (Figura 3.5), que no tienen unafunción estructural y están localizados entre la viga dintel y la abertura, a fin de permitir la fijación delas placas de cerramiento.

Paneles

Figura 3.3 - Distribución de los esfuerzos a través de la viga dintel para las jambas.

Foto 3.3 - Detalle de viga dintel para la abertura de ventanas.(Fuente: Archivo del autor)

Montante del panel

superior

Montante de borde


jambajambaAbertura

Montante de borde

Dintel

Carga vertical

Carga redistribuida

a jambas

Solera inferior del panel superior

Vigas de entrepiso

33

Las jambas en los cuales se apoyan la viga dintel van desde la solera inferior del panel hastala solera de dintel. La cantidad de jambas necesarios para el apoyo la define el cálculo estructural ydepende del tamaño de la abertura. Puede establecerse por aproximación que el número de jam-bas (“jacks”) a cada lado de la abertura es igual al número de montantes interrumpidos por la vigadintel dividido por 2 (Figura 3.5). Cuando el resultado es un número impar deberá sumarse unajamba.

Figura 3.4 - Tipos de dinteles

Perfil L de

conexión

Montante de borde

Jamba


Viga dintel - 2 perfiles C

espalda a espalda

Solera de viga dintel

- perfil U

BA

C


Montante de borde

Jamba

Jamba

Viga dintel - 2 perfiles C


- perfil U

Perfil de conexión de los dos

perfiles C de la viga dintel


Montante de borde

Chapa de

conexiónViga dintel - 2 perfiles C


- perfil U

34

Los montantes en que están fijadas las jam-bas se denominan montantes de borde. Lasvigas dintel también van fijadas en estos montan-tes con tornillos estructurales (hexagonales), queserán abordados en el capítulo 7.

El acabado superior o inferior de la abertura

es un perfil U cortado 20 cm más largo que el vano. En la solera del vano se ha realizado un

corte a 10 cm de cada extremidad. Este segmen-to es doblado en 90° para servir de conexión conlas jambas (Figura 3.6). En los vanos de las puer-tas sólo se requiere este acabado en la partesuperior de la abertura.

Paneles

Figura 3.5 - Detalle de jambas

1 Montante interrumpida

3 Montantes interrumpidos

Panel superior

Vigas de entrepiso

Montante de

dintel

Montante de

borde

Viga dintel

Abertura

1 jamba 1 jamba 1 jamba 1 jamba


Viga dintel

Abertura

Panel superior

Vigas de entrepiso

Montante de

dintel


2 jambas 2 jambas 2 jambas 2 jambas

Panel superior

Vigas de entrepiso

Montante de

borde

Panel superior

Vigas de entrepiso

Montante de

dintel

Viga dintel

Abertura

Viga dintel

Abertura Afeizar

35

También son posibles otras soluciones,siempre que su desempeño haya sido compro-bado (Figura 3.7).

Cuando sucede que la abertura de lajamba esté vuelta hacia dentro del vano, debi-do a la colocación de un número impar de per-

files, se debe agregar a cada lado un perfil U,formando una sección de cajón junto con lajamba para dar un acabado a la abertura y parala fijación de las puertas y ventanas. La figura3.8 muestra el esquema de un panel estructuralcon abertura de ventana.

3.1.2. Estabilización de la Estructura

Los montantes aislados no son capacesde resistir los esfuerzos horizontales que solici-tan la estructura, como acontece en el caso delviento. Estos esfuerzos pueden provocar unapérdida de estabilidad de la estructura causan-do deformaciones y hasta hacerla colapsar.

Para evitarlo debe proporcionarse a laestructura uniones rígidas o elementos capa-ces de transferir esos esfuerzos a las fundacio-nes. Las soluciones más comunes para resistira los esfuerzos horizontales en las estructurasque se construyen según el sistema Light SteelFraming son las siguientes:

• Uso de arriostramientos en los paneles,combinado con un diafragma rígido a niveldel piso que actúa transmitiendo los esfuer-zos a los paneles arriostrados.

• Revestimiento de la estructura con placasque funcionen como diafragmas rígidos en elplano vertical (paneles).

Figura 3.6 - Solera de dintel (Consul Steel, 2002)

Figura 3.7 - Solución de vano de abertura

Figura 3.8- Diseño esquemático de un panel estructural conventana

1

2

3

Perfil C

JambasSolera de dintel

Viga dintel

Montante de dintel

Perfil U para conexión de

perfiles del dintel


Perfil U de conexión de solera

de dintel con jamba

Viga dintel

Pieza de conexión de

la viga dintel a panel

Solera de

dintel - perfil U

Montante de ventana

- perfil C

Jamba

Montante de composición

- perfil C

Solera superior del

panel - perfil U

Solera de dintel-

perfil U

Alfeizar - perfil U

Montante - perfil C

Solera inferior del

panel - perfil U

Abertura

36

Conjuntamente con estos mecanismos hade observarse un adecuado anclaje de laestructura a su fundación, tal como ya se hamencionado.

a) Arriostramientos:

El método más común de estabilizaciónde la estructura en SF es el arriostramiento en“X”, (Cruz de San Andrés) que consiste en utili-zar cintas de acero galvanizado fijados sobre lasuperficie exterior del panel (Foto 3.4), cuyoancho, espesor y localización se determinan enel proyecto estructural.

La sección de la cinta debe ser dimensio-nada para que pueda transmitir el esfuerzo detracción que resulta de la descomposición de lacarga horizontal que actúa (V) en dirección dela diagonal (ConsuISteel, 2002). Las diagona-les serán solicitadas ya sea por tracción o porcompresión según el sentido de la aplicaciónde la fuerza del viento (Figura 3.9).

El ángulo en que va instalada la cintainfluye significativamente en la capacidad delarriostramiento de resistir las cargas horizon-tales. Cuanto menor sea el ángulo formadoentre la horizontal y la diagonal, menor será latensión en la cinta metálica (Scharff, 1996).En el caso de ángulos superiores a 60°, ladiagonal pierde su eficiencia para evitardeformaciones. Para el mejor desempeño, lainclinación de las diagonales deberá estarcomprendida preferencialmente entre 30° y60° (ConsuISteel, 2002).

La fijación de la diagonal al panel se logracon una placa de acero galvanizado, (cartela)que se atornilla en montantes dobles y el ancla-je del panel debe coincidir con éstas a fin deabsorber los esfuerzos transmitidos por elarriostramiento (Figura 3.10).

Paneles

Foto 3.4 - Panel con arriostramiento en “X” Cruz de SanAndrés (Fuente: Archivo del autor)

Figura 3.9. - Solicitación de las diagonales de arriostramiento(según DIAS, 1997)

Figura 3.10- Fijación de las diagonales en los paneles concartela. (Placa Gusset)

viento vientocc

cc

tt

Montante doble

Cinta de acero galvanizado

Fundación

Solera inferior

Anclaje

Placa de Gusset (Cartela)

37

El anclaje en los paneles superiores tam-bién se hace en los montantes que reciban ladiagonal y los esfuerzos son transmitidos alpanel inmediatamente inferior que igualmentedebe estar debidamente anclado y arriostrado(Figura 3.11).

Durante la instalación de las cintas deacero galvanizado es importante que estassean firmemente tensionadas, a fin de evitarholguras que podrían comprometer su eficien-cia en la transmisión de los esfuerzos, ocasio-nando una deformación de los paneles a loscuales están siendo fijados, antes que las cin-tas comiencen a actuar. (Garner, 1996).

Para evitar el efecto de rotación quepuede ocurrir en los montantes dobles dondese han fijado las diagonales, debe colocarsearriostramiento en las dos caras del panel.

El uso del arriostramiento puede interferiren la colocación de las aberturas de puertas oventanas en las fachadas. Ocasionalmente esnecesario adoptar un ángulo de gran inclina-ción de la diagonal a fin de permitir la coloca-

ción de una abertura en el panel (Figura 3.12).De todos modos es preferible que para la colo-cación de los arriostramientos se preveanpaneles ciegos en el proyecto. A pesar de quela estructura de piso hace de diafragma rígido,debe posibilizarce que solamente algunospaneles sean arriostrados. Se hace imprescin-dible la coordinación entre los proyectos dearquitectura e ingeniería para que el calculistapueda realizar la mejor distribución de los pane-les arriostrados.

Cuando el uso del arriostramiento en “X”no es el más apropiado, porque el proyectoarquitectónico prevé muchas aberturas en unafachada, una alternativa es el arriostramientoen “K”. Este sistema utiliza perfiles C fijadosentre los montantes como lo ilustra la Foto 3.6:

Figura 3.11 -Anclaje panel superior

Figura 3.12 - Localización del arriostramiento en relación a lasaberturas.

Foto 3.5 - Paneles arriostrados en función de las aberturas enel laboratorio en la Universidad Federal de Ouro Preto.(Fuente: Archivo Célio Firmo).

Cinta de acero galvanizadopara arriostramiento

Montante doblepara fijar la placa

Tornillos en cadamontante

Viga de entrepiso

Perfil L del panelinferior

Placa de Gusset

(cartela)

Perfil L y anclaje

ContrapisoCenefa

Solera superior del panelRigidizador adicional

∂ ∠ 60°

38

Estos elementos actúan tanto frente a latracción como a la compresión y junto a losmontantes adyacentes forman un arriostra-miento vertical. Las principales dificultades eneste tipo de sistema son las condiciones de susconexiones, la necesidad de montantes adya-centes más robustos en los paneles a sotaven-to y significativas excentricidades que puedengenerarse en los paneles. Por estos motivos seaplica este sistema sólo cuando el arriostra-miento en “X” no es posible. (Davies, 1999).

b) Diafragma de rigidización:

Los materiales de cerramiento externo delos paneles estructurales pueden ser utilizadoscomo pared diafragma de rigidización. Estosmateriales son placas estructurales capaces deproporcionar un aumento de la resistencia delpanel, ya que absorben las cargas laterales a quepuede estar expuesta la estructura, que puedenser las fuerzas del viento los movimientos sísmi-cos que las transmiten a la fundación.

El desempeño estructural del diafragmade rigidización depende directamente de variosfactores (Pereira Júnior, 2004):

• Configuración de los paneles (cantidad ytamaño de las aberturas, alto y ancho delpanel);

• Capacidad de resistencia de los montantesque forman el panel;

• Tipo, cantidad y separación de los tornillosde fijación de la placa a la estructura;

• Resistencia y espesor de la placa utilizada.

El comportamiento de las placas de cerra-miento que actúan como diafragma de rigidiza-ción puede ser determinado por medio de ensa-yos o de análisis estructurales que pueden reali-zarse con ayuda de programas computacionales.

Las placas de OSB (Oriented StrandBoard) (Foto 3.7) pueden desempeñar la fun-ción de diafragma de rigidización vertical y hori-zontal en edificios de poca altura como lo ilus-tra la Foto 3.8.

El OSB es un panel estructural de virutasde madera, generalmente provenientes de refo-restaciones, orientadas en tres capas perpendi-culares, lo que aumenta su resistencia mecáni-ca y rigidez. Estos tableros de madera pegados

Paneles

Foto 3.7 - Placas de OSB. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 3.8 - Cerramiento de fachada con placas de OSB.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 3.6 - Arriostramiento en “K” (Fuente: SCI)

39

con resinas son prensados a altas temperatu-ras (Masisa, 2003).

Según el (American Iron and SteelInstitute) y la NASFA (North American SteelFraming Alliance), el espesor mínimo de laplaca de OSB para revestimiento externo de lapared diafragma debe ser de 12 mm.Internamente, el revestimiento de las placas deyeso cartón debe tener un espesor mínimo de12,5 mm (R.L. Brockenbrough & Associates,1998; Elhajj, Bielat, 2000 ).

Para que las placas estructurales de OSBfuncionen como diafragma de rigidización, hande tomarse algunas medidas en la instalación:

• En los bordes de los paneles el ancho míni-mo de la placa estructural debe ser de 1,20m, a fin de mantener la resistencia de laplaca (Elhajj; Bielat, 2000);

• No debe haber unión de placas consecutivasen coincidencia con los vértices de una aber-tura. En este caso, las placas deben cortar-se en forma de “C”, según lo muestra laFigura 3.13.

• No debe haber coincidencia en el encuentrode los vértices de cuatro placas, de modoque las juntas verticales no se topen;

• La unión entre dos placas adyacentes debeefectuarse sobre el ala de un montante, en

que cada placa comparta la mitad de esaala. Los tornillos deben estar desfasadosentre una placa y otra de modo que no per-foren el ala del perfil en dos puntos de lamisma altura (ConsuISteel, 2002). La Figura3.14 ilustra la fijación de dos placas adya-centes:

• El mejor desempeño de la placa estructuralsólo se consigue cuando está apropiada-mente fijada a los perfiles. Esta fijación selogra generalmente con tornillos autoperfo-rantes.

Para que los perfiles y las placas puedandesenvolver toda su capacidad de resistenciadebe colocarse la cantidad y el tipo de tornillosadecuados. Según Grubb y Lawson (1997), lostornillos de fijación de las placas a los perfilesestructurales deben quedar a una distancia máxi-ma de 150 mm entre sí en todo el perímetro de laplaca y a 300 mm en los montantes intermedios,como lo ilustra la Figura 3.14, estando separadoséstos por 400 mm o 600mm.• Siempre que sea posible, el encuentro de los

paneles no debe coincidir con el encuentrode las placas, debiendo superponerse lasjuntas para aumentar la rigidez del sistema,como lo muestra la Figura 3.15 (ConsuISteel, 2002);

Figura 3.13 - Colocación de las placas estructurales en pane-les con aberturas.

Figura 3.14- Esquema de fijación de placas estructurales contornillos.

Placa estructural

Abertura

Encuentro de las placas

Placa estructural

Tornillos desfasados altoparse placas

4cm

2 cm

7,5 cmmáx. 30 cm

máx. 15 cm

40

• En el encuentro de dos paneles que formanuna esquina, las placas deben ser colocadasde forma que una de ellas quede sobrepues-ta sobre el otro panel, aumentando la rigidezdel conjunto, como lo sugiere la Figura 3.16(ConsuI Steel, 2002);

Es fundamental distinguir entre placas decerramiento y placas estructurales que funcio-nan como diafragma de rigidizacion, pues ellasno cumplen necesariamente las mismas funcio-

nes. Las placas estructurales actúan en generalcomo cerramiento de los paneles y son utiliza-dos en su cara externa. Pero tampoco todas lasplacas de cerramiento externo pueden actuarcomo diafragma de rigidizacion, por no presen-tar las características estructurales necesariaspara resistir la acción de cargas horizontales.Por lo tanto, en los casos en que se utilizanpaneles de cerramiento que no son estructura-les, es necesario recurrir al uso de arriostra-mientos.

3.1.3. Rigidización Horizontal

A fin de aumentar la resistencia del panelestructural, se aplican cintas de acero galvani-zado y los llamados bloqueadores compuestosa partir de perfiles C y U que son conectados alos montantes formando un sistema de rigidiza-ción horizontal (Foto 3.9).

Paneles

Figura 3.15- Encuentro de las placas estructurales en relacióna los paneles.

Figura 3.16- Encuentro entre dos placas estructurales enesquina.

Encuentro de los paneles

Encuentro de los paneles

Encuentro de las placas

El encuentro de las placas no debecoincidir con los de los paneles

El encuentro de las placas no debecoincidir con los de los paneles

Placa estructural

Placa estructural

Montante- Perfil C

Panel 1Panel 2

41

La cinta metálica evita la rotación de losmontantes cuando están sujetos a las cargasnormales de compresión, además de disminuirel largo del pandeo de los mismos (Pereira Jr.,2004). La cinta metálica debe ser de acero gal-vanizado y tener por lo menos 38 mm de anchopor 0,84 de espesor (Elhajj; Bielat, 2000). Debeser instalada en la horizontal a lo largo delpanel y sus extremos deben estar sujetos a pie-zas tales como los montantes dobles o triplesusados en el encuentro de los paneles (Figura3.17). Las cintas se atornillan en todos los mon-tantes mediante un tornillo, y se fijan en amboslados del panel, a excepción de los paneles queen la cara externa llevan placas de diafragmarígido (ConsuISteel, 2002). Deben estar locali-zadas a media altura de los paneles hasta2,50m y a cada 1,00 m aproximadamente enlos paneles de entre 2,75 m y 3,00 m (Elhajj;Bielat, 2000).

Foto 3.9 - Bloqueador y cinta de acero galvanizado fijados alpanel para rigidización horizontal (Fuente: Archivo del autor)

Figura 3.17- Cinta metálica para la rigidización de panel

Bloqueador

CintaMetálica


Montante perfil C


La cantidad de cintas dependede la altura del panel

Cinta metálica

Jambas

Viga dintel

Chapa de conexión

Montante deborde

42

La función de los bloqueadores consisteen rigidizar el panel estructural. Son piezas for-madas por perfiles C y U y colocadas entre losmontantes. Un perfil U, (solera) es cortado 20cm. más largo que el vano, se le practica uncorte en las alas a 10 cm de cada extremidad yen seguida se doblan los segmentos en 90°para servir de conexión con los montantes,según la Figura 3.18. Se encastra un perfil C(montante) en la pieza cortada y ambos sonatornillados a la cinta metálica, siempre locali-zados en las extremidades del panel y a inter-valos de 3,60 m (Elhajj; Bielat, 2000).

Otra forma de fijar el bloqueador a losmontantes consiste en utilizar el perfil C corta-do a lo ancho del vano y conectarlos a los mon-tantes por medio de perfiles “L” (pieza en ángu-lo) atornillados a ambas piezas, tal como lomuestra la Figura 3.19 (Scharff, 1996).

3.1.4. Encuentro de Paneles

Para el encuentro de paneles estructura-les existen varias soluciones constructivas, quevarían según el número de paneles que seunen y del ángulo entre estos. Siempre esimportante garantizar la rigidez del sistema, laresistencia a los esfuerzos, la economía dematerial y proveer una superficie para la fijaciónde las placas de cerramiento interno o externo.Pueden utilizarse piezas premontadas parafacilitar el montaje de estos encuentros, perobásicamente la unión de los paneles se da pormontantes conectados entre si por medio detornillos estructurales. Las principales configu-raciones en el encuentro de paneles son:

A) Unión de dos paneles en esquina:

• Unión de dos montantes:

Paneles

Figura 3.18 - Esquema de rigidización horizontal del panel conbloqueadores.

Perfil U con extremocortado para fijación

Fijación del bloqueador enlos montantes a través delas alas del perfil U

Perfil C encastrado en el perfil U

Montante del panel

Cinta metálica

Bloqueador

Tornillos en seccióncajón montante

Perfil C

Perfil L

Figura 3.19- Esquema de fijación de bloqueador mediante.piezas en ángulo o perfiles L

43

• Unión de tres montantes (Scharff.1996):

En ambos casos ilustrados en las figurasanteriores, la solera superior de uno de lospaneles que se encuentran, debe ser 75 mmmás larga que la longitud de la pared para quepueda ser fijada sobre la superior del otropanel, aumentando así la rigidez del conjunto.Las alas de este saliente se cortan y doblancomo lo ilustra la Figura 3.22 (Garner, 1996):

Figura 3.20 - Unión de dos montantes por el alma. a) planta;b) perspectiva.

Figura 3.21 - Unión de tres montantes: a) planta; b) perspecti-va

Figura 3.22- Fijación de paneles en esquina.

Placa de cerramiento



Montante-Perfil C

Tornillo estructural


Solera inferiordel panel


Dos montantes conectadoscon tornillos estructurales

Pan

el 2

Panel 1

Montante-Perfil C

Panel 2Placa de cerramiento



Pan

el 1

a

b b

a

44

B) Unión de dos paneles formando una “T”:

Cuando la extremidad de un panel estáconectada perpendicularmente a otro panel,generando una unión en “T”, el panel 1 querecibe el panel perpendicular debe ser continuosin empalmes en la solera superior o inferior enel punto de unión con el panel 2:

C) Unión de tres paneles:

Cuando los extremos de dos panelesestán conectados a otro panel perpendicular,generando una unión en cruz, el panel perpen-dicular debe ser continuo sin empalmar en lasolera superior o inferior en la unión con las

otras paredes. Esa unión puede lograrse comolo ilustra la siguiente Figura 3.24:

3.1.5. Empalme de solera

Cuando la solera no tiene el largo nece-sario para el panel pueden unirse dos soleraspor medio de un perfil C, el mismo usado en losmontantes, encastrado en las soleras atorni-llando ambos por las alas, como lo muestra laFigura 3.25. El largo mínimo del perfil C debeser de 15 cm (Elha-jj; Bielat, 2000) y empalmeque debe hacerse en el vano entre dos montan-tes.

Paneles

Figura 3.23 - Unión de dos paneles formando una “T”: a) plan-ta; b) perspectiva.

Figura 3.24 - Encuentro de tres paneles: a) planta; b) perspec-tiva.

a

b

b

a

Panel 1




Pan

el 2

Panel 1

Solera inferior del panel- perfil U

Solera inferior del panel- perfil C



Pan

el 3

Pan

el 2

Solera inferior del panel - perfil U

45

3.2. Paneles No Estructurales

Paneles no estructurales son aquellos queno soportan carga, sino sólo el propio peso desus componentes. Tienen la función de cerra-miento externo o de división interna en los edi-ficios.

Cuando se trata de paneles divisoriosinternos puede aplicarse el sistema de yesocartón, en que las secciones de los perfiles demontantes y soleras tienen un espesor y dimen-siones menores. Pero en el caso de los pane-les divisorios externos y debido al peso de loscomponentes de cerramiento y revestimientoes recomendable utilizar los mismos perfilesque constituyen los paneles estructurales.

La solución para aberturas de puertas yventanas en un panel no estructural es bastan-te más sencilla, puesto que no hay cargas ver-ticales que soportar, por lo que no hay necesi-dad de usar vigas dintel y, por consiguiente,tampoco jambas. (jacks)

En esta forma, la delimitación lateral delvano está dada por un único montante al queserá fijado el marco de la abertura. En algunoscasos, para darle una mayor rigidez al mismo,podrá optarse por colocar montantes dobles enesta posición, o un perfil caja formado a partirdel encaje de un montante y una solera.

El acabado superior e inferior de las aber-turas se definen en forma similar a las de lospaneles estructurales, utilizando la solera delas aberturas. Las figuras siguientes presentanla conformación de un panel no estructural:

Figura 3.25- Empatillado de perfil solera.

Foto 3.10 - Panel no-estructural de fachada de residencia.(Fuente: Archivo del autor)

Figura 3.26 - Diseño esquemático de panel no estructural conabertura.


Perfil C encastrado en las soleras

Montante de ventana

- recorte de perfil C

Montante de dintel

- recorte de perfil C

Solera superior del

panel - perfil U

Solera de abertura

- perfil U

Montante

deborde

Solera de abertura

- perfil U

Montante

Solera inferior del

panel - perfil U

Abertura

46

3.3. Paredes Curvas, Arcos y FormasAtípicas.

Los paneles estructurales y no estructura-les pueden ser conformados en una variedadde superficies curvas (Foto 3.11) y aberturas enarco.

Para la construcción de paredes curvas esnecesario que las soleras superior e inferior delpanel tengan el ala de la cara externa y el almacortados a intervalos de aproximadamente 5cm en todo el largo del arco (Scharff, 1996). Esasí como es posible curvar las soleras unifor-memente hasta obtener el radio deseado. Perolas curvaturas no deben ser muy cerradas.Para mantener el radio de la curvatura y refor-zar la solera, debe fijarse una cinta de acerogalvanizado en la cara externa del ala de lasolera, usando tornillos o “clinching”, como lomuestra la Figura 3.27, y solamente despuésdeberán fijarse los montantes. Para el montajedel panel, lo más adecuado es que éste seamontado usando el método de fabricación enobra, o sea, primero se fijan las soleras inferiory superior en el piso y en la losa respectiva-mente, en la conformación de la curva y losmontantes se colocan en el espacio de acuerdoal cálculo estructural.

Como estos procedimientos generalmenteson trabajosos y demandan tiempo, existen en elmercado norteamericano perfiles U de acero gal-vanizado flexíbles que se asemejan a vértebras(Foto 3.12), y que se amoldan fácilmente a cual-quier curvatura o formato ondulado, proporcio-nando un montaje mucho más rápido y seguro.

Se pueden construir aberturas en formade arco de un panel estructural o no estructural,en que un perfil U tiene ambas alas cortadaspara posibilitar la flexión del perfil en el radio ola curvatura exigida en el proyecto. Se instalansoportes en la solera de abertura y en las jam-bas para posibilitar la fijación del perfil como lomuestra la Figura 3.28.. Del mismo modo queen los paneles curvos, se puede usar perfilesflexibles para agilizar el trabajo de montaje.

Paneles

Foto 3.11 - Montaje de paredes curvas proyectadas para laconstrucción con perfiles conformados en frío en un dispensa-rio en Curitiba. (Fuente: US Home)

Foto 3.12 - Perfil U flexible. (Fuente: disponible en www. tool-base.org)

Figura 3.27- Método para la curvatura de perfiles U.

Radio de curvatura

Abrochado (“Clinching”) o tornillos


Cinta metálica de acero galvanizado fijado al ala de la solera

47

Gracias a su versatilidad, los proyectos enSteel Framing posibilitan diversas formas arqui-tectónicas. Al arquitecto le cabe interactuar conel profesional responsable del cálculo para quelas soluciones estructurales concreten las pro-puestas del proyecto.

Figura 3.28 - Método para construcción de aberturas en arco.

Foto 3.13 - Paneles presentando diversas formascurvas.(Fuente: disponible en: http://www.aegismetalframing.com).

Perfil U (solera) conalas cortadas paraposibilitar la curvatura

Viga dintel

Solera de abertura

Solera deviga

JambaMontante - perfil C

Radio

de a

bertu

ra

49

Capítulo 4Entrepisos

50

Como ya se ha mencionado anteriormen-te, la estructura del entrepiso en Steel Framing(Figura 4.1) emplea el mismo principio de lospaneles, o sea, perfiles galvanizados cuyaseparación equidistante de los elementosestructurales o modulación está determinadapor las cargas a que cada perfil está sometido.Esta modulación, en la mayoría de los casos esla misma para toda la estructura: paneles, pisosy tejados.

Estos perfiles denominados vigas deentrepiso (Foto 4.1) utilizan perfiles de secciónC dispuestos en horizontal, y cuyas alas nor-malmente tienen las mismas dimensiones quelas alas de los montantes, pero la altura dealma es determinada por varios factores, talescomo la modulación de la estructura y la luzentre apoyos. Así la disposición de las vigas deentrepiso debe generar la menor distanciaentre los apoyos y, por consiguiente, perfiles demenor altura.

Los perfiles deben ser suficientementeresistentes y rigidizados para soportar las cargasy evitar deformaciones mayores que las exigidaspor la norma. Por lo tanto, no es recomendablecortar el ala de un perfil que actúa como viga. Lasperforaciones ejecutadas en las almas de lasvigas para el paso de cañerias, cuando excedenlas dimensiones de las perforaciones ya existen-tes en los perfiles, deben venir especificadas enel proyecto estructural. Las normas preveen que:“en los perfiles pueden ejecutarse orificios sinrefuerzos, siempre que hayan sido debidamenteconsideradas en el dimensionamiento y que eleje mayor de la perforación coincida con el ejelongitudinal central del alma del perfil y la geome-tría de las perforaciones se ajuste a la de laFigura 4.2. La distancia entre los centros de per-foraciónes sucesivas debe ser mayor de 600 mm;la distancia mínima entre el extremo del perfil y elcentro de la primera perforación debe ser de 300mm; la distancia mínima entre el extremo de unaabertura y la cara lateral del apoyo de la vigadebe ser 250 mm”.

Entrepisos

Figura 4.1- Estructura de entrepiso en Steel Framing.

Figura 4.2-Aberturas en los perfiles para el paso de cañerias.

Foto 4.1- Vigas de entrepiso (Fuente: Archivo del autor)Montante del panel superior

Solera inferior del panelsuperior

Solera superior del panel inferior


Cenefa- Perfil U

Viga de entrepiso- Perfil U

Rigidizador de almarecorte del perfil C

Detalle de perforación

Max.130

39 Min. 600 (Paso)Min. 300

Max

.38

51

Para orificios con formas diferentes ydimensiones mayores que las recomendadasen la Figura 4.2, se deben ejecutar refuerzos enestos orificios, que han de ser proyectadosconforme a las prácticas aceptadas por la inge-niería estructural. En estos casos, las perfora-ciónes deben ser reforzadas con una chapa deacero galvanizado que tenga un espesor míni-mo igual al del elemento perforado: y deberáextenderse 25 mm más allá de los bordes de laperforación. El refuerzo debe ser atornillado(Figura 4.3). Estas perforaciones no deberánexceder a lo ancho un 75% de la altura del almadel miembro estructural o exceder 152 mm dellargo medidos a lo largo del alma (Elhajj; Bielat,2000).

Las vigas de entrepiso son responsablesde la transmisión de las cargas a que estánsometidas (peso propio de la losa, personas,mobiliario, equipos, etc.); y también sirven deestructura de apoyo del contrapiso. Cuandolos recubrimientos de los entrepisos sonestructurales pueden trabajar como diafragmahorizontal siempre que estén debidamenteconectados a las vigas de entrepiso, ya que laresistencia y el espaciamiento de las uniones(tornillos) definen la capacidad del mismo deser considerado como diafragma. (Elhajj;Crandell, 1999).

Las cargas relacionadas con las divisio-nes internas no portantes pueden ser soporta-das por vigas de entrepiso aisladas, debida-mente dimensionadas, o por la estructura delentrepiso en conjunto, de acuerdo al cálculoestructural. Los paneles estructurales debenser apoyados directamente sobre otros panelesestructurales o vigas principales (Grubb,Lawson, 1997).

Además de las vigas de entrepiso sonimportantes otros elementos en la constituciónde un sistema Steel Framing, como lo repre-sentan las Figuras 4.1 y 4.4.:

• Cenefa: perfil U en posición horizontal quese fija a los extremos de las vigas para darforma a la estructura;

• Rigidizador de alma: recorte de perfil L C,generalmente montante, que fijado a travésde su alma al alma de la viga en el apoyo dela misma, aumenta la resistencia en esepunto evitando el aplastamiento del alma dela viga. También se puede llamar rigidizadorde apoyo;

• Viga cajón de borde: formado por la uniónde perfiles U y C encastrados entre sí.Posibilita contar con un borde de la losaparalelo a las vigas, principalmente cuandodebe servir de apoyo a un panel.

• Viga cajón compuesta: combinación de perfi-les U y C a fin de aumentar la resistencia dela viga. Puede ser utilizada en el perímetrode una abertura en la losa, como por ejem-plo, para permitir el acceso a través de unaescalera, sirviendo de apoyo a las vigas inte-rrumpidas.

Figura 4.3 - Detalle de refuerzo en viga de entrepiso.

Perforaciónde fábrica

Refuerzo para perforacioneshechas en la obra

Viga de entrepiso

52

4.1. Tipos de Entrepiso

a) Entrepiso húmedo:

Los entrepisos húmedos están compues-tos básicamente por una chapa ondulada deacero (Foto 4.3) que sirve de encofrado al hor-migón; es atornillada a las vigas de entrepiso, yuna capa de 4 a 6 cm de hormigón simple queformará la superficie del contrapiso.

Entrepisos

Figura 4.4 - Ejemplo de planta de estructura de entrepiso enSteel Framing

Foto 4.2 - Estructura de entrepiso en Steel Framing (Fuente:disponible en: http://www.aegismetalframing.con)

Foto 4.3 -Encofrado de acero para entrepiso húmedo(Fuente: Archivo del autor).

Panel no estructural en el entrepiso inferior

Viga de entrepiso en voladizo

Panel estructural en elentrepiso inferior

Rigidizador de alma



Losa en voladizo con vigas en dirección distinta a la estructura del entrepiso

Viga de entrepiso -Perfil C

Montantes cajón compuestas para apoyo

Cintas metálicas

Viga cajón de borde

Vano deescalera

53

El contrapiso de hormigón sirve comobase para la colocación del acabado de entre-piso que puede ser cerámico, de madera, pie-dras, laminados, etc. Para evitar fisuras deretracción durante la cura del concreto es nece-sario usar una armadura de malla soldada colo-cada dentro del hormigón.

No ha de confundirse la losa húmeda conla losa colaborante, conocido también como“Steel Deck”, ya que éste funcióna como un ele-mento mixto y autoportante.

Para lograr un adecuado ambiente acústi-co se debe emplear un material de aislamientoentre el encofrado de acero y el concreto. Lomás común es la colocación de paneles de lanade vidrio compacta sobre la chapa de aceroprotegida por una película de polietileno paraevitar la humidificación de la lana de vidriodurante el hormigonado.

Antes de la colocación de la chapa deacero debe fijarse en todo el borde del entrepi-so un perfil galvanizado tipo angular que sirvade molde lateral para el hormigón. La Figura 4.5muestra el esquema de una losa húmeda:

b) Entrepiso seco

El entrepiso seco consiste en el uso deplacas rígidas atornilladas a las vigas de entre-

piso; sirve de contrapiso, pudiendo desempe-ñar la función de diafragma horizontal, siempreque las placas sean estructurales.

La selección del tipo y del espesor de laplaca está relaciónada con la deformaciónrequerida por las características de la misma, yfundamentalmente con el tipo de revestimientoque se usa. (ConsuI Steel, 2002).

La placa más utilizada es la OSB de 18mm de espesor (Foto 4.4), que además de pre-sentar propiedades estructurales que favorecensu uso como diafragma horizontal, es liviana yde fácil instalación.

Para las áreas húmedas, tales comobaños, cocinas, áreas de servicio y otras, esmás recomendable usar la placa cementicia, yaque tiene una mayor resistencia a la humedad,pero las chapas cementicias requieren unabase continua de apoyo, generalmente tablerosde madera laminada, debido a las solicitació-nes a la flexión (Loturco, 2003)

Para reducir el nivel de ruido entre unentrepiso y otro, es recomendable colocar lanade vidrio sobre las vigas cubierta con un film depolietileno bajo el contrapiso (Foto 4.5).

Figura 4.5 - Diseño esquemático de losa húmeda.

Foto 4.4 - Placas de OSB utilizadas como entrepiso seco.(Fuente: Archivo del autor)

Contrapiso de hormigón

Armadura

Película de polietileno

Panel de lana devidrio rígido

Montante delpanel superior

Perfil angular L deborde para encofradoSolera inferior del

panel superior

Solera superior delpanel inferior


Rigidizador de almarecorte del perfil C

Cenefa - Perfil U

Viga de entrepiso-Perfil C

Chapa metálica ondulada

Cinta metálica

54

Las principales ventajas del uso del entre-piso seco son la menor carga por el peso pro-pio, y una construcción en seco sin la necesi-dad de tener que usar agua en la obra y lamayor rapidez de ejecución. La Figura 4.6muestra el corte esquemático de un entrepisoseco:

Algunos constructores consideran que esmás productivo montar los paneles estructuralesdel piso superior sobre el contrapiso de la losa, yasea seca o húmeda. Pero la bibliografía reco-mienda que los paneles portantes se montendirectamente sobre la estructura del entrepiso,donde los montantes del panel superior hacencontacto directo con las vigas de entrepiso comoforma de garantizar la correcta transmisión axialde los esfuerzos entre los componentes de laestructura, evitando las deformaciones por faltade nivelación o precisión dimensional de los ele-mentos que forman el contrapiso.

4.2. Viguetas

Por lo general, las viguetas de entrepisoque lo formará se apoyan en los montantes, enque coinciden sus almas, dando origen al con-cepto de estructura alineada (Foto 4.6).

Pero hay situaciones en que otros ele-mentos estructurales funcionan como apoyo.Un entrepiso de zapata corrida en SteelFraming puede apoyarse en una estructura tra-dicional (mampostería o concreto) pre-existen-te (Figura 4.7). O en construcciones en que lasfundaciones son del tipo el entrepiso del nivelbajo en que la losa del entrepiso bajo se apoyadirectamente en la fundación (Figura 4.8).

Entrepisos

Foto 4.5 -Film de polietileno entre vigas de entrepiso y contra-piso con placas de OSB. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 4.6 - Vigas de entrepiso apoyadas en montantes depaneles del entrepiso bajo (Fuente: Archivo del autor)

Figura 4.7 - Losa en Steel Framing apoyada sobre estructuratradicional.

Figura 4.6 - Diseño esquemático de un entrepiso seco.



Fleje metálico

Solera inferior delpanel superior

Cenefa - Perfil U



Contrapiso: placa deOSB, cementicias y otras

Viga de entrepiso- Perfil C

Tornillos entre contrapiso (placa) y viga

Fijación del panel en la pared


Cenefa - Perfil U

Perfil angular paraapoyo de vigas delentrepiso

Anclaje

Mampostería u hormigón

Cinta metálica

Viga de entrepiso- Perfil C

55

Para entrepisos en voladizo, por la ausen-cia de apoyo en una de los extremos de lasvigas, se necesitan refuerzos especiales en laestructura, pudiendo considerarse dos casos.En el primero, las vigas del entrepiso en voladi-zo se encuentran en la misma dirección de lasvigas de entrepiso, por lo que constituyen unaprolongación de la estructura de entrepiso(Figura 4.9). Pero el segmento en voladizo serecomienda que tenga un largo máximo igual ala mitad del largo del segmento de las vigasque están entre los apoyos.

En el segundo caso las vigas de la entre-piso en voladizo no están en la misma direcciónque las vigas de la estructura del entrepiso, por

lo que será necesario disponer una nuevaestructura para soportar las vigas que formaránel voladizo (Figura 4.10). Para esto, al igual queen el primer caso, las vigas deberán tener porlo menos el doble de largo que el voladizo, pro-longándose hacia dentro de la construcción yestar entre apoyos. Uno de estos apoyos puedeser una viga de entrepiso reforzada según elcálculo, cuyas conexiones son semejantes alas descritas más adelante en lo concerniente alas vigas llamadas vigas principales. Las vigasde entrepiso que fueron interrumpidas puedenser apoyadas en las vigas del voladizo, siempreque ellas estén debidamente reforzadas.

Si hubiera necesidad de diferencia denivel entre contrapiso de entrepiso y contrapisoen voladizo, como suele ocurrir con balcones yáreas externas, en el caso de losas del tipohúmedo esto puede resolverse variando elespesor del contrapiso de hormigón.

En caso de losas secas, el desnivel seobtiene mediante el uso de perfiles de menoraltura para la estructura del entrepiso en voladi-zo. Estos perfiles deben ser fijados a las vigasdel entrepiso, traspasando la solera a través decortes en su alma, y su largo también debe serel doble del largo del segmento que forma elvoladizo, como lo ilustra la Figura 4.11.

Figura 4.8 - Entrepiso en Steel Framing apoyado sobre funda-ción tipo zapata corrida

Figura 4.9 - Losa en voladizo.

Figura 4.10 - Contrapiso en voladizo.



Contrapiso

Cenefa - Peril U


Aislante entre perfilde acero y concreto

Fundación:zapata corrida

Cinta metálica

Viga de entrepiso - Perfil C

Entrepiso

en voladizo

Rigidizador de alma recorte del perfil C

Cenefa - Perfil U



Montante panel

Cinta metálica

Vano entre apoyos

mínimos 2x del

largo del voladizo

Vano en

voladizo

Rigidizador de alma recorte del perfil C

Cenefa - Perfil U

Viga compuesta paraapoyo de las vigas de entrepiso

Solera superior del panel Viga de bordetipo cajón

Vigas para apoyo de lasvigas del voladizo


Montante panel

Perfil LCinta metálica

56

Especial atención debe prestarse a repro-ducir lo más fielmente posible las condiciónes deapoyo supuestas en el proyecto estructural, aligual que a la adecuada fijación de las vigas a finde garantizar la transferencia de las cargas queactúan sobre el entrepiso a los apoyos y, porconsiguiente, a las fundaciones (Scharff,1996).

En los casos en que la modulación de lasvigas de entrepiso no coincida con la de lospaneles, debe colocarse una viga cajón com-puesta capaz de distribuir las cargas uniforme-mente a los montantes, según lo muestra laFigura 4.12.

La viga principal puede estar debajo delas vigas de entrepiso, o cuando haya una limi-tación de altura del montante, ellas pueden serapoyadas en el mismo nivel mediante conexio-nes utilizando piezas tales como perfiles L osoportes (“hangers”) (Figura 4.14).

El arquitecto siempre debe considerar la altu-ra de las vigas de entrepiso en su proyecto, paraque estas no interfieran en la altura final del mon-tante de los ambientes. La altura final del entrepi-

so la determina la altura del perfil (medida externaentre las alas) más el contrapiso, que varía deacuerdo al uso del entrepiso seco o húmedo.

La selección de un determinado perfil o lasolución estructural dependen de varios facto-res: carga de utilización de la edificación, largodel vano, modulación del proyecto estructural,apoyos intermedios, largo de las vigas de entre-piso, etc. Normalmente, para aplicaciónes habi-taciónales se recomiendan vanos de hasta 4,0m, para el uso de perfiles C 200x40x0,95, estoes, perfiles con altura de alma de 200 mm, alade 40 mm y espesor de 0,95 mm. Sin embargola definición de las viguetas debe ser por cálcu-lo según las cargas aplicables.

Para vanos mayores, cuando las exigen-cias del proyecto y layout no permiten el uso depaneles intermedios de apoyo, se puede refor-zar las vigas de entrepiso, a través de una com-binación con otros perfiles, formando así vigasdel tipo cajón, o aún utilizar una viga principal,en que se apoyan las vigas de entrepiso. Estaviga principal está hecha sobre la base de unacombinación de dos o más perfiles, según lasolicitación que debe resistir, formando unaviga cajón, como lo muestra la Figura 4.13:

Entrepisos

Figura 4.11 - Entrepiso en voladizo con contrapiso en diferen-tes niveles.

Figura 4.13 - Vigas compuestas para aumentar la resistencia.

Figura 4.12 - Viga de distribución de la carga del entrepiso alos montantes

Rigidizador de alma

Rigidizador de alma

Cenefa - Perfil U

Cenefa con recortes para elpaso de las vigas de voladizo

Viga de voladizo fijada ala viga de entrepiso porel alma

Viga de entrepiso de mayor altura que la del voladizo alineada con montante del panel inferior

Viga entre apoyos:

Mínimo 2 x del largo

del voladizo

Entrepiso envoladizo

Solera de panel


Rigidizador de alma recorte del perfil C Cenefa - Perfil U


Viga de entrepiso

Montante del panel estructural

Viga cajón paratransmitir losesfuerzos

2 perfiles U (solera)+ 2 perfiles C (viga)

2 perfiles C (vigas)encastrados

1 perfil C encastrado en perfil U (cenefa)

57

Para el soporte de las viguetas de entrepi-so pueden también usarse vigas de acero sol-dadas o laminadas, como lo muestran la Figura4.15 y la Foto 4.7, pero deberá prestarse espe-cial atención a la protección de las piezas encontacto para evitar la corrosión.

Figura 4.14 - Tipos de vigas principales para el apoyo de viguetas de entrepiso.

Figura 4.15 - Vigas principales de acero soldado.

Perfil U (solera)

Perfil perfil LPerfil perfil L

Viga de entrepiso

Viga principal: 2 perfiles U (solera)

+ 2 perfiles C (viga de entrepiso)Viga principal: perfiles C (viga de entrepiso)

encastrado en perfil U (cenefa)

Perfil U (solera)

Viga principal: 2 perfiles U (solera)

+ 2 perfiles C (viga de entrepiso)

Viga de entrepiso

Rigidizador de alma

Viga de entrepiso

Viga principal: perfiles C (viga de entrepiso)

encastrado en perfil U (cenefa)

Viguetas de piso - Perfil CViga de piso - Perfil C

Viga de piso - Perfil C


Viga de acero

Viga de acero

Viga de acero

Rigidizador de alma

Perfil L

Soporte

Soporte

Estabilizador horizontal deacuerdo al proyecto estructural

Estabilizador horizontal deacuerdo al proyecto estructural


Soporte (hanger)

58

Cuando es necesario usar una viga conti-nua, cuyo largo esté limitado por las condicio-nes de transporte (normalmente se transportaperfiles de hasta 6 m), pueden unirse dos perfi-les utilizando un segmento del mismo perfilconectado al alma de las vigas (Figura 4.16). Ellargo de ese segmento que funciona como unempalme, depende de las tensiones que actú-an en esa ubicación.

4.3. Rigidización Horizontal

La rigidización horizontal de la estructura deentrepiso (Foto 4.8) es un recurso para evitaralgunos fenómenos, tales como deformación ypandeo lateral por torsión, deformación y vibra-ción en las vigas de entrepiso. Al rigidizar el sis-tema se reducen los esfuerzos en las vigas y lacarga se distribuye mejor (Scharff, 1996).

• Cinta de acero galvanizado: usada en con-junto con el bloqueo sólido, consiste enconectar una cinta de acero galvanizado per-

Según Elhajj; Bielat (2000), se empleangeneralmente los siguientes tipos de rigidiza-ción horizontal:

• Bloqueo Sólido: consiste en usar un perfil Cde las mismas características de las vigas deentrepiso, entre estas, conectado medianteperfiles L (Figura 4.17), o de un corte en elmismo perfil para que se puedan atornillarlas vigas, en forma similar al procedimientoutilizado en los paneles. El bloqueo sólidosiempre debe estar ubicado en los extremosde la losa, y espaciados a por lo menos 3,60m, en todo el largo de la vigueta y su aladeben coincidir con las cintas de acero gal-vanizado que se fijan con tornillos al blo-queador.

Entrepisos

Foto 4.7- Vigas de entrepiso apoyadas sobre la viga principalde a acero. (Fuente: disponible en: http://www.aegismetalfra-ming.com.)

Foto 4.8 -Rigidización horizontal de entrepiso por medio debloqueadores y cintas metálicas (flejes) (Fuente: Archivo delautor)

Figura 4.17- Bloqueador.

Figura 4.16 - Empalme de viga de entrepiso.

Perfil C atornillado alas vigas por el alma

Largo según cálculo Bloqueador - Perfil C

Perfil L para fijar el bloqueadora las vigas de entrepiso

Viga de entrepiso

Cinta metálica deacero galvanizado

59

b) Panel Triangular Inclinado:

Es indicado para escaleras cerradas yconsta de una solera unida a un panel con lainclinación necesaria de la escalera (Figura4.19). El par de estos paneles forman el tramode la escalera, y los peldaños se forman comoen el primer caso, con placas de OSB o tablo-nes de madera maciza.

Figura 4.18- Diseño esquemático de escalera viga cajón inclinada

Figura 4.19- Diseño esquemático de escalera panel con incli-nación.

Foto 4.9 - Escalera viga cajón inclinada. (Fuente: Archivo delautor)

pendicularmente y fijado solo a las alas infe-riores de las vigas de entrepiso, ya que enlas alas superiores, el contrapiso rigidizalateralmente a las viguetas.

4.4. Escaleras

Las estructuras de escaleras en SteelFraming son construidas con la combinación deperfiles U y C, normalmente los mismos que seusan en los paneles. Para conformar los pelda-ños y contrahuellas, lo más usado son panelesrígidos, tales como placas de OSB o planchas demadera maciza atornilladas en la estructura.Viables también son los pisos húmedos, siempreque sean usados con el método adecuado.

Se describirán tres métodos, pero laopción por uno de ellos depende del tipo deescalera, ya sea abierta o cerrada además delcontrapiso y substrato utilizados. Según“Construcción con Acero Liviano - Manual deProcedimiento” (2002), los métodos más utiliza-dos son:

a) Viga Cajón Inclinada:

Es apropiada para escaleras abiertas, yutiliza como apoyo del escalón un perfil soleradoblado en peldaños (solera-peldaño) unida auna viga cajón con la inclinación necesaria(Figura 4.18). El par de perfiles doblados for-man el tramo de la escalera, y posibilitan elapoyo de los peldaños que puede estar com-puestos de placas de OSB o tablones de made-ra maciza que le dan el acabado final.

Solera doblada- Perfil U

Solera doblada

Viga cajón

Tornillos de fijaciónentre solera doblada y

viga inclinada

Viga cajón 2 perfiles C + 2perfiles U con inclinación de

escalera

Solera doblada - Perfil U

Montante - Perfil C

Tornillos de fijación entre solera doblada y panel

Solera doblada



Panel triangularcon inclinación de escalera

60

• Solera doblada:

Para permitir el escalonamiento tanto dela escalera de Viga Cajón como la de PanelTriangular Inclinado, se requiere una pieza quese obtiene a partir del doblado de una solera(perfil U), según la siguiente secuencia:

1. Se marca la solera alternando las medidasdel entrepiso y de la contrahuella del pelda-ño;

2. Se cortan las alas de la solera en los puntosmarcados para permitir el doblado;

3. La solera se dobla en las marcas alternandola dirección (hacia dentro y hacia afuera) enun ángulo de 90°;

4. Una vez completo el doblado, la solera esatornillada por sus alas a la viga o panel.

c) Paneles Escalonados + Paneles dePeldaño:

Los paneles horizontales que sirven debase al substrato se conforman con dos perfilessolera (U) y dos perfiles C, y se apoyan en lospaneles verticales, cuyos montantes asumen laaltura correspondiente a cada peldaño, demodo de lograr el escalonamiento necesariopara la inclinación de la escalera (Foto 4.10).

Este panel escalonado es montado comoun único panel mediante una solera inferiorcontinua para todos los montantes, según lomuestra la Figura 4.20.

Este tipo de escaleras es el único utilizadopara entrepisos húmedos. En tal caso se colo-ca un molde de madera debajo de cada panelde escalones, llenado con hormigón en el espa-cio entre los perfiles del panel horizontal. Perotambién es adecuado para usar placas rígidas,tales como OSB o cementicias.

Entrepisos

Figura 4.20 - Diseño esquemático de una escalera de panelesescalonados.

Foto 4.10 - Montaje de una escalera de paneles escalonados.(Fuente: Archivo del autor)

Montante del panel escalonado



Panel de apoyo del peldaño

Panel escalonado de apoyo de paneles de peldaño

61

Capítulo 5Cubiertas

62

La cubierta o techo es la parte de la cons-trucción destinada a proteger el edificio de laacción de la intemperie, pero también puededesempeñar una función estética. Los techospueden variar desde simples cubiertas planashasta proyectos más complejos con gran inter-sección de aguas o planos inclinados.

Los techos inclinados además de su fina-lidad protectora, también funcionan como unregulador térmico de los ambientes cubiertos,ya que la cámara de aire entre la cubierta y elcielorraso constituye un excelente aislante tér-mico (Cardão, 1964). Debido a esto, en los paí-ses de clima tropical, los tejados inclinados sonnormalmente más eficientes en lo que respectaal confort ambiental.

Al igual como en las construcciones con-vencionales, la versatilidad del sistema SteelFraming posibilita la realización de los másvariados proyectos de cubierta. Para los teja-dos inclinados, la estructura en SF sigue elmismo principio estructural de los techos con-vencionales de madera. Por lo tanto, el proyec-to de ambos tiene mucha similitud.

Según Moliterno (2003), el techo estácompuesto de dos partes principales:

• La cubierta: puede ser de materiales diver-sos, siempre que sean impermeables a lasaguas lluvia y resistentes a la acción delviento y la intemperie.

• La estructura corresponde al conjunto deelementos estructurales destinados a la sus-tentación de la cubierta, tales como largue-ros, cabios, correas, cabriadas y arriostra-mientos.

Según el documento “Design Guide forCold-formed Steel Trusses” (LaBoube, 1995)publicado por el AISI (American Iron and SteelInstitute), la estructura de un techo debe sopor-tar además del peso propio de sus componen-tes, el peso de los revestimientos de cubierta,cielorrasos suspendidos, materiales de aisla-

miento, cargas de viento y de nieve, además deotros equipos o elementos fijados o apoyadosen la estructura del techo. Deben tenerse encuenta además las cargas durante la construc-ción y el mantenimiento y las derivadas de llu-vias si el proyecto de la cubierta no prevé undrenaje apropiado de las mismas.

5.1. Tipos de Cubiertas

Existe una gran variedad de solucionesestructurales para realizar la cubierta de unaedificación. La selección depende de diversosfactores, tales como el tamaño del vano acubrir, las cargas, las opciones estéticas, eco-nómicas, etc. En este capítulo se citarán algu-nas de las soluciones más comunes para cons-trucciones en Steel Framing y se presentaránen forma detallada los métodos empleadospara cubiertas inclinadas con cabios y cabria-da, ya que son los más usados para construc-ciones residenciales.

5.1.1. Cubiertas Planas

A pesar de ser menos comunes, lascubiertas planas en Steel Framing han sidoresueltas en la mayoría de los casos como unalosa húmeda en que la inclinación para la caídadel agua se logra variando el espesor del con-trapiso de hormigón, como lo muestra la Figura5.1. (ConsuISteel, 2002).

Cubiertas

Figura 5.1 - Cubierta plana en Steel Framing

Solera superior de platabanda - Perfil U

Solera inferior de platabanda - Perfil U

Cenefa o solera- perfil U

Rigidizador de almaen apoyos de vigaSolera superior del panel portante - perfil U

Montante del panel portante - Perfil C

Impermeabilización

Cinta metálica de rigidización

Chapa metálica ondulada

Viga - Perfil C

Montante de platabanda - Perfil C

Aislación termoacústica

Película depolietileno

Armadura de mallaelectrosoldada

Perfil L

Contrapisode hormigón

63

En caso de vanos mayores sin apoyosintermedios pueden usarse vigas de celosíaplanas (Figura 5.2) confeccionadas con perfilesC galvanizados (Foto 5.1). También puedenusarse las vigas de celosía planas para laestructura de entrepisos que demandan cargasy vanos grandes.

5.1.2. Cubiertas Inclinadas

La estructura de un tejado inclinado enSteel Framing es semejante a la de un tejadoconvencional, donde en lugar de una estructurade madera se utilizan perfiles galvanizados, ypara posibilitar el principio de estructura alineada,el alma de los perfiles que componen la cabriadao los cabios tienen que estar alineados con elalma de los montantes de los paneles de apoyoy sus secciones, coincidiendo de modo que latransmisión de las cargas sea axial (Figura 5.3).

Cuando esto resulta imposible, al igualcomo ocurre en el caso de los entrepisos y lospaneles, debe usarse una viga de reparticiónpara lograr una correcta distribución de las car-gas a los montantes.

El sistema Steel Framing admite la cons-trucción de techos inclinados a partir de unaestructura de cabios o por medio de cabriadas.

5.2. Cubiertas Estructuradas conCabios y Correas.

El tejado estructurado con cabios es un méto-do empleado en las construcciones del método de“fabricación en obra”, en que los elementos estruc-turales (perfiles U y C) son cortados y montados enel sitio de la obra.

Foto 5.1- Vigas de Celosía planas . (Fuente: http://www.aegis-metalfra-ming.con).

Figura 5.2 -Algunos tipos de vigas de celosía planas paraSteel Framing.

Figura 5.3 - Cabios y vigas alineados con los montantes delpanel estructural.

a

b

c

Panel de OSB

Viga de cielo

Cabio o cordón superior de la cabriada


Montante panel estructural

Cabio

64

Se usa este tipo de cubierta cuando el vanoentre los apoyos permite la aplicación de cabiosy se desea utilizar una menor cantidad de acerode la que requieren las cabriadas. Sin embargo,aún en los proyectos de cubiertas más complejasy con vanos más grandes pueden utilizarse el sis-tema de cabios debidamente dimensionados yen algunos casos introducir perfiles dobles (Foto5.2).

Una estructura típica de cabios consisteen usar dos cabios en posición opuesta cuyosextremos se apoyan en los paneles portantes, yformando la inclinación requerida se encuen-tran en una cumbrera en el tope del edificio(Figura 5.4). El peso del techo y otras cargasson transmitidos a través de los cabios a lospaneles y, por consiguiente, a la fundación.

La cumbrera puede ser el borde superiorde paneles estructurales continuos que funcio-nan como apoyo en el encuentro de los cabios,o como es más común, una viga compuesta porperfiles U y C (Foto 5.3), según el cálculo.

La conexión de los cabios con la cumbre-ra puede hacerse con (Figura 5.5) perfiles L deespesor igual o mayor que el de los cabios(Waite, 2000), o con piezas de soporte, como loilustra la Figura 5.4. (Consul Steel, 2002):

Hay casos en que es inevitable usar vigasde techo que atraviesan el vano, fijando losextremos opuestos de los cabios a fin de evitarque los paneles de apoyo se inclinen bajo elpeso del tejado, como lo ilustra la Figura 5.6(Waite,2000).

Cubiertas

Foto 5.2 - Tejado estructurado con cabios en un Laboratoriode la Universidade Federal de Ouro Preto - MG (Fuente:Archivo Célio Firmo)

Foto 5.3 - Cumbrera compuesta de perfiles U y como apoyode los cabios (Fuente: Archivo del autor)

Figura 5.5 - Cumbrera de techo estructurada con cabios.

Figura 5.4 - Tejado típico estructurado con cabios.

Montante de Panel

Solera superior de panel

Rigidizador de alma

Cabio - Perfil C

Soporte

Perfil L

Cumbrera viga compuestapor perfiles U y C

Perfil L para fijación decabio a la cumbrera Perfil L

Cabio - Perfil CCabio - Perfil C

Cumbrera: viga compuesta por perfiles U y C

65

La fijación de cabios y vigas en los pane-les se logra mediante rigidizadores de alma quetrabajan en conjunto con los perfiles L debida-mente atornillados a las soleras superiores delos paneles.

En caso de necesidad también se usanpuntales para transferir las cargas a los panelesportantes internos; van conectados a los cabiosy a las vigas de techo (Figura 5.7) contribuyen-do a reducir el vano y las dimensiones de loscabios (Waite, 2000).

5.2.1. Estabilidad de la CubiertaEstructurada con Cabios y Vigas

Las cargas laterales de viento puedenprovocar dislocaciones y deformaciones en laestructura del tejado, ya que actuando aisladoslos cabios son inestables lateralmente.

Los techos de cuatro aguas o con inter-sección de varios planos inclinados exigen unamayor diversidad de elementos estructurales;pueden ser construidos a partir de cabriadas ocabios o una combinación de ambos. Para ello,se conforman piezas de fijación de perfiles gal-vanizados U y C y otras piezas especiales deacero galvanizado para darle forma a la inclina-ción del tejado y contribuir a la fijación de loselementos.

Esta solución de tejados puede montarsemediante los dos métodos descritos por Waite,2000:

1. Viga cajón (colocando el perfil C dentro delperfil U) o compuesta (combinación de perfi-les U y C) según el proyecto estructural,donde los cabios complementarios que ledarán la forma al tejado son cortados en elángulo apropiado y conectados a la cumbre-ra por medio de perfiles L.

2. Dos perfiles U fijados por sus almas a unapieza que permita formar el ángulo apropia-do (Figura 5.8), sirviendo de solera a loscabios complementarios, que no requierencortes en ángulos, ya que son atornillados enesas soleras.

Figura 5.6 - Efecto de “abertura” de las paredes debido alpeso del techo.

Figura 5.7 - Cubierta estructurada con cabios y vigas.

Figura 5.8 - Cumbrera formado con dos perfiles U.

Panel estructural soportedel puntual

Panel estructural

Viga de cielo - Perfil C

Cielorraso

Arriostramiento- Perfil C

Panel estructural

Puntal - Perfil C

Cabio- Perfil C

Cumbrera

Pieza de acero para permitir lainclinación de los perfiles de cumbrera

Cabio - Perfil C

Cabio - Perfil C

Perfil U Cumbrera

Luz de cabiocon puntal

Luz de cabio sin puntal

Vano de la viga de techo

66

Para evitar tales fenómenos y posibilitarque el sistema de cabios trabaje en conjunto,deben proporcionarse elementos rigidizadores(arriostramientos), que además de vincular loscabios entre si, sean capaces de aumentar laresistencia de la estructura del tejado.

Los elementos que posibilitan el arriostra-miento de una cubierta estructurada por cabios,conforme a los procedimientos descritos porElhajj (2000) en el documento “PrescriptiveMethod for Residential Cold-Formed SteelFraming” son:

• Perfiles U o C o cintas de acero galvanizadofijados perpendicularmente a los cabios ensu ala inferior o superior de acuerdo con lacubierta del techo (ver Figura 5.7);

• Perfiles U o C o cintas de acero galvanizadofijados en el ala superior de las vigas detecho (ver Figura 5.7);

• Bloqueadores y cintas de acero galvanizadoposicionados en las vigas de techo siguien-do el mismo procedimiento descrito para lasvigas de entrepiso;

• Placas estructurales, capaces de actuar comodiafragmas de rigidizacion, fijadas en lasalas superiores de los cabios.

Los techos inclinados en SF admitendiversos tipos de cubiertas o tejas. Para algu-nos tipos de tejas, tales como las cerámicas o“shingles” es necesario usar un substrato deapoyo, generalmente de OSB (Foto 5.4) prote-gido con una membrana de impermeabiliza-ción. En el caso de tejas cerámicas es necesa-rio colocar perfiles tipo listones paralelos a loscabios sobre el OSB a fin de posibilitar el escu-rrimiento del agua, y sólo entonces fijar sobreéstos los listones que permitirán colocar lastejas. Las tejas “shingles” pueden fijarse direc-tamente sobre el OSB sin necesidad de unaestructura de apoyo como ocurre con las tejascerámicas.

Las tejas de acero pueden funcionar tam-bién como diafragmas de rigidización, y en estecaso, los elementos de arriostramiento de loscabios funcionan como correas cuando estanapoyados en sus alas superiores uniendo elsistema y sirviendo de base para la fijación delas tejas de acero. La modulación entre loscabios puede ser mayor (hasta de 1,20 m), yaque las tejas de acero permiten vanos mayoresporque son más livianas, y resistentes.

5.3. Cubiertas Estructuradas conCabriadas o Vigas de Celosía

La solución más común para cubiertasresidenciales son las cabriadas o vigas de celo-sía que cubren grandes vanos sin requerir apo-yos intermedios. Las cabriadas de acero estánreemplazando gradualmente las cabriadas demadera, principalmente en los procesos deremodelaciones, gracias a la gran resistenciaestructural del acero, la levedad de las piezas,y porque es inmune a los insectos además deser incombustible (Scharff, 1996).

Existe una gran variedad de diseños decabriadas, lo que se debe a factores estéticos,funcionales, climáticos, culturales, etc. (Fotos5.5 y 5.6):

Cubiertas

Foto 5.4 - Placas de OSB para la fijación de tejas “shingles”(Fuente: Archivo del autor)

67

De acuerdo a Moliterno (2003), las tipolo-gías más usadas son:

• Cabriada Howe:

• Cabriada Fink:

Es la más utilizada en los Estados Unidospara residencias en Steel Framing (Scharff,1996).

Según Scharff (1996), otros diseños decabriadas adoptados son:

• Cabriada Alemana:

Foto 5.5 - Modelo de cabriada de tejado confeccionada conperfiles de acero conformados en frío galvanizados.(Fuente:http:// www.aegismetalframing.com).

Foto 5.6-Cabriadas de tejado en arco confeccionadas con per-files de acero conformados en frío galvanizados, (Fuente:http:// www.aegismetalframing.com)

Figura 5.9 - Cabriada Howe

Figura 5.10 - Cabriada Pratt

Figura 5.11 -Cabriada Fink

Figura 5.13 - Cabriada Belga

Figura 5.12 - cabriada alemana.

• Cabriada Pratt:

• Cabriada Belga:

68

Las cabriadas o vigas celosía puedenvenir prefabricadas (Foto 5.7) o ser armadas enel sitio de la obra. En ambos casos, las cabria-das deberán ser proyectadas y dimensionadaspor profesionales especializados. Las cabria-das prefabricadas presentan algunas ventajas,tales como: precisión dimensional y menortiempo de trabajo en la obra. La confección decabriadas en el sitio de la obra requiere muchasveces un gran espacio plano disponible para elmontaje de la mesa de trabajo y personal pre-parado.

Las cabriadas está constituidas por miem-bros estructurales, generalmente perfiles C,que conectados forman una estructura estable.Los elementos básicos de la cabriada son(Figura 5.14):

• Cordón superior: perfil C que le da forma einclinación a la cubierta del tejado;

• Cordón inferior: perfil C que le da forma e incli-nación al cielorraso del espacio cubierto;

• Montantes o pendolones: perfiles C que dis-puestos verticalmente; vinculan el cordónsuperior con el inferior;

• Diagonales: perfiles C inclinados que vincu-lan el cordón superior e, inferior y los mon-tantes;

• Rigidizadores de apoyo: recorte de perfil Ccolocado en los puntos apoyo de la cabriadapara la transmisión de los esfuerzos y paraevitar el pandeo local de los perfiles de los

cordones;• Arriostramientos: perfiles U, C o cintas de

acero galvanizado que vinculan las cabria-das y le dan estabilidad al sistema de cubier-ta.

Según Scharff (1996) las uniones entre losmiembros de una cabriada pueden ejecutarse endiferentes formas. Pero las más comunes son:

• En el mismo plano, en que se hallan losnudos de la cabriada, se atornillan los perfi-les en las chapas de Gusset (Foto 5.8);

• Capa sobre capa, donde los perfiles que for-man pendolones y diagonales son atornilla-dos al cordón superior e inferior por susalmas. Es así como la abertura de los perfi-les de los cordones quedan a un lado y la delos perfiles de los pendolones y las diagona-les al otro. En la unión del cordón superiorcon el inferior debe recortarse el ala y el rigi-dizador de borde del perfil del cordón inferiorpara permitir el armado, conforme lo muestrala Figura 5.15:

Cubiertas

Foto 5.7 - Descarga de cabriada de tejado en la obra.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 5.8 - Cabriada de “media agua” cuyos elementos estánfijados en placas metálicas de acero (placas de Gusset).(Fuente: Archivo del autor)

Figura 5.14 - Elementos de una cabriada.

Pendolón - Perfil C

Diagonal - Perfil C

Montante o pendolón intermedio (Perfil C)

Rigidizador dealma

Alero

Arriostramiento “X” del pendolón (Perfil C)

Arriostramiento del cordón superior

Cordón superior- Perfil C

Cordón inferiorArriostramiento del cordón inferior

69

En los dos métodos descritos, el planodefinido por las almas de las piezas debe coin-cidir con las almas de los montantes que sirvende apoyo.

Los cordones superiores pueden prolon-garse en voladizo, más allá del encuentro conlos paneles de apoyo, formando el alero deltecho. Los cordones superiores son rematadosen sus extremos con un perfil cenefa U (Figura5.16).

La cumbrera puede presentar diferentessoluciones de diseño que depende del tipo dela cabriada y de la unión de las piezas (Figuras5.17 y 5.18).

Para techos de dos aguas, el panel de cerra-miento del tímpano, es construido de acuerdo a lapresencia y disposición de la cumbrera. Cuando nohay aleros perpendiculares al plano de las cabria-das, el tímpano será un panel con la misma inclina-ción y altura de las cabriadas (Figura 5.19).

Figura 5.15 - Detalle unión cordón superior e inferior de unacabriada

Figura 5.16 - Detalle del alero del tejado.

Figura 5.17 - Detalle cumbrera de cabriada Pratt.

Figura 5.18 - Detalle de cabriada (a) Howe y (b) Pratt

Figura 5.19 - Panel de cerramiento del tímpano.

Cordón inferior de cabriada

Fijación con tornillos

Cordón inferior con recortes en lasalas rigidizadores de borde para

permitir encastre mutuo

Cordón superior de cabriada

Cordón superior- Perfil C

Placa de Gusset

Cordón inferior- Perfil C

Rigidizador de alma

Perfil L

Montante

Cenefa - Perfil C

Solera superiordel panel

DiagonalDiagonal

Pendolón - Perfil C Cordón superior con recortes enlas alas y rigidizadores de bordepara permitir la unión

a

b

Solera superiordel Tímpano

Montante

Solera inferior

70

Para los aleros es necesario construir unpanel auxiliar denominado “panel de alero” paracuya fijación a la estructura del tejado puedenemplearse los dos métodos:

1. El panel del alero puede apoyarse sobre eltímpano, y en la primera cabriada, que es lomás recomendable; o

2. El panel del alero puede fijarse en el paneldel tímpano quedando en voladizo;

En el 1er caso, la altura del tímpano debeser menor que la altura de la cabriada tipo parapermitir el traspaso y el apoyo del alero que sefijará en la primera cabriada del tejado, segúnlo muestra la figura 5.20:

Para poder unir el alero a la cabriada,deberán reforzarse los cordones superiores dela misma con un perfil U formando una seccióncajón, en la que puede fijarse el panel de alero,como lo muestra la figura 5.21:

En algunos casos puede colocarse juntocon el panel del tímpano, una cabriada de lamisma altura a fin de permitir una superficiepara atornillar las placas de cielorraso y la fija-ción de los arriostramientos hasta el extremo dela estructura.

Como el alma de los perfiles del alerodebe coincidir con el alma de los montantesque sirven de apoyo, la modulación del paneldel alero dependerá del ángulo de inclinacióndel tejado.

Sólo se adopta un panel de alero en vola-dizo cuando hay una pequeña proyección delalero, para lo que se utiliza el diafragma de rigi-dización en la cubierta del tejado. El panel delalero se fija al tímpano que tiene la misma altu-ra que las cabriadas (Figura 5.22).

La modulación de este alero no necesaria-mente debe coincidir con la del panel del tímpa-no en el que está fijado. La flexión del voladizoes absorbida en parte por las placas del dia-fragma que van fijadas tanto a los cordonessuperiores de las cabriadas como al panel delalero.

Para tejados de cuatro aguas o con inter-sección de planos inclinados (Foto 5.9), existebásicamente tres formas de ejecución:

Cubiertas

Figura 5.22 - Panel de alero en voladizo.

Figura 5.20 - Panel de alero.

Figura 5.21 - Detalle de fijación de panel de alero.

Panel del aleroapoyado en el tímpano

Panel del tímpano menor que la cabriada para permitir apoyo de alero

Panel de altura igual a la deltímpano para permitir el paso del alero

Cabio para fijar la alero

Montante de alero

Cenefa de alero

Perfil U para fijar el alero en elcordón superior de la cabriada

Cordón superior del alero

Cordón inferior del cabio

Panel del tímpano de lamisma altura de la cabriada

tipo para fijar alero

Panel de alero en voladizofijado al tímpano

Cabriada

71

1. Por medio de vigas y cabios según el méto-do presentado más arriba para tejadosestructurados con cabios;

2. Paneles de tejado, donde se ejecutan pane-les para formar la volumetría del tejado, con-forme lo muestra la Figura 5.23. La intersec-ción de estos paneles inclinados se obtienecon piezas compuestas de perfiles U y C,según lo descrito para techos estructuradospor cabios.

trapezoide; la altura de cada una corresponde asu relativa posición en la inclinación del tejadoy que apoyarán las riostras, como lo muestra laFigura 5.24:

3. Por medio de cabriadas auxiliares.

A partir de la cabriada tipo se forma unasecuencia de cabriadas auxiliares de formato

Además está el otro método descrito porWaite (2000), para el cual se usan cabriadas demedia agua que van fijadas perpendicularmentea los pendolones de las cabriadas de los extre-mos, que junto con los cabios darán su forma a lainclinación del tejado.

Además según Waite, las cabriadas delos extremos del tejado de cuatro aguas, debenser reforzadas, pues asumen más carga quelas otras cabriadas que componen el tejado. Lacabriada maestra está compuesta por doscabriadas tipo, atornilladas entre sí.

5.3.1. Estabilidad de la CubiertaEstructurada con Cabriadas

De acuerdo con el documento “DesignGuide for Cold-formed Steel Trusses”, el arrios-tramiento inadecuado es en la mayoría la causade los colapsos del sistema de cabriadasdurante la construcción. El arriostramientocorrectamente instalado es vital para la seguri-dad y la calidad de la estructura del tejadodurante el montaje y su vida útil.

La función del arriostramiento es hacerque las cabriadas del tejado actúen juntas

Figura 5.24 - Cabriadas auxiliares.

Figura 5.23 - Método para construcción de tejados de cuatroaguas.

Foto 5.9 - Techo con intersección de varios planos.(Fuente:http://www.aegismetalframing.com).

1

2Limahoya

Cabriada tipo

Limatesa

Cabriada tipo

Cabriada recortada

Correa-Perfil C

Panel A Panel B

Panel A

Panel BPanel A

Panel B

Cabriada tipo

Cabriadas

recortadas

72

como unidad para resistir las solicitaciones aplica-das a la estructura ya que aisladas las cabriadasson inestables lateralmente y tienden a girar entorno del eje definido por la línea de sus apoyos.

La estabilidad de la estructura de cubiertaestá dada por:

a) Arriostramiento lateral:

Compuesto por perfiles U y C que fijadosperpendicularmente a las cabriadas además dereducir el largo del pandeo de los cordonessuperiores (Figura 5.25) e inferiores, sirvenpara transferir la acción del viento a las cabria-das y arriostramientos verticales;

Dependiendo del tipo de teja utilizada enla cubierta, (por ejemplo “shingles”), es necesa-rio aplicar placas estructurales, tales como lasde OSB (Fotos 5.10 y 5.11), que pueden servirde base para la fijación de las tejas, funcionarcomo un diafragma rígido trabando las cabria-das y generando el arriostramiento lateral delcordón superior.

b) Arriostramiento vertical o en “X”:

Estructura plana vertical formada por per-files C cruzados dispuestos perpendicularmen-te al plano de las cabriadas, trabándolas eimpidiendo su rotación y deformación, principal-mente contra la acción del viento (Figura 5.26).

Cubiertas

Foto 5.10 - Placas de OSB para la fijación de tejas “shingles”(Fuente: Archivo del autor).

Foto 5.11 - Demostración de instalación de tejas “shingles”sobre placas de OSB. (Fuente: Archivo del autor)

Figura 5.25 - Arriostramiento lateral del cordón superior.

Figura 5.26 - Vista lateral de la estructura del techo mostrandoel arriostramiento del sistema de cabriadas.

Arriostramiento del cordón superior con per-fil C

Panel de alero Panel del aleroCabio

Cordón superior Cordón inferior

Arriostramiento verti-cal de las cabriadasPanel tímpano Panel tímpano

73

En el caso de planchas de acero (Foto5.12), estas se apoyan en correas fijadas al cor-dón superior de las cabriadas, que al mismotiempo sirven de arriostramiento a la cubierta(Figura 5.27):

Para el uso de tejas cerámicas, debido ala necesidad del plano de apoyo, el arriostra-miento lateral del cordón superior debe ser fija-do en el ala inferior del perfil, si se emplean lasplacas de OSB estas pueden funcionar comodiafragma de rigidización. La colocación de lastejas cerámicas se realiza como lo indicado enel ítem 5.2.1.

Foto 5.12 -Planchas de acero usadas en la cubierta de la edi-ficación.(Fuente: mhttp://www.aegismetalframing.con).

Figura 5.27 - Tejado estructurado con cubierta de planchas deacero.

Correas para fijación deplanchas que sirven de

arriostramiento del cordón superior.

planchas metálicasCordón superior

Cordón inferior

Arriostramiento lateral del cordóninferior

75

Capítulo 6Cerramientos

76

El sistema de cerramiento está compues-to por las paredes exteriores e interiores de unaedificación. En el sistema SF, los componentesde cerramiento deben ser elementos livianos,compatibles con el concepto de la estructuradiseñada para resistir componentes livianos.

Los componentes de cerramiento cubrenlas casas de la estructura como una “piel” y for-man los paneles interiores y exteriores de laedificación.

Otro concepto fundamental en los cerra-mientos del sistema SF es la posibilidad deempleo de los paneles racionalizados a fin depromover un mayor grado de industrializaciónde la construcción. En este aspecto, el sistemaSF presenta un gran potencial de industrializa-ción, puesto que la misma modulación estructu-ral es dimensionada para una mayor optimiza-ción de la utilización de chapas y placas derevestimiento. Por eso, en la mayoría de loscasos, las placas son dimensionadas con unancho de 1,20 m (ó 1,22 m), múltiplo de lamodulación de 400mm o 600 mm, como ocurrecon las placas de yeso cartón y las placascementicias.

Los materiales del cerramiento y acabadomás adecuados son los que favorecen unaobra “seca”, con reducción o eliminación de lasetapas de ejecución que requieren la construc-ción húmeda.

Los componentes empleados en la cons-trucción de paredes deben ajustarse a los crite-rios y requisitos que satisfagan las exigenciasde los usuarios y la habitabilidad de la edifica-ción. La norma ISO 6241:1984 establece losrequisitos fundamentales para cumplir estosrequerimientos. Entre ellos podemos citar:

• Seguridad estructural;• Seguridad de fuego;• Estanqueidad• Confort termoacústico;• Confort visual;

• Adaptabilidad al uso;• Higiene;• Durabilidad;• Economía.

Se han desarrollado diversos materialesque cumplen estas condiciones. En los paísesque utilizan ampliamente la construcción enSteel Framing, las investigaciones sobre con-fort térmico han favorecido la evolución del usode sistemas de alto desempeño térmico en losclimas cálidos y los frios y a la necesidad deeconomizar energía, como es el caso del EIFS(“Exterior Insulation and Finish System”)(Figura 6.1).

Los productos disponibles en el los mer-cados de los países del área latinoamericana,para el cerramiento de construcciones en SF seproporcionan en placas o chapas de variosespesores, siendo los más utilizados el OSB

Cerramientos

Figura 6.1 - Diseño esquemático de cerramiento externo conEIFS: 1- substrato; 2- placa de EPS (poliestireno expandible);3- revestimiento de base; 4- malla de refuerzo; 5- reguladorde fondo; 6- revestimiento final. (Fuente: Disponible en:http://futureng. con/eifs.htm)

77

(oriented strand board), la placa cementicia y laplaca de yeso cartón. Este último sólo debe serusado para aplicaciones interiores.

Pero el mercado está siempre ofreciendonuevas opciones, reflejo de las investigacionesde materiales alternativos de la mampostería.Cabe citar en este campo el uso de paneles deacero (Foto 6.1) que pueden presentar aisla-miento termoacústico incorporado, y hanencontrado vasta utilización para el cerramien-to de galpones, industrias, centros comerciales,culturales, educacionales y tantos otros.

En este capítulo vamos a tratar los mate-riales más utilizados en los países de la región:OSB, placa cementicia y placa de yeso cartón.La capacitación de la mano de obra para la ins-talación de sistemas “drywall” ha influido muchoen la proliferación del uso del OSB y de la placacementicia, porque el método de instalación essimilar y la tecnología se encuentra ampliamen-te difundida.

6.1. Paneles de OSB

Las placas de OSB (oriented strandboard) pueden ser utilizadas como cerramientode la cara interior y exterior de los paneles,para cielorrasos, pisos y como substrato para lacobertura del tejado. Pero debido a sus carac-terísticas no deben estar expuestos a la intem-perie, por lo que necesitan un acabado imper-meable en las superficies exteriores.

Sus propiedades de resistencia mecánica,resistencia a impactos y de buena estabilidaddimensional posibilitan su uso estructural encalidad de diafragma rígido cuando se aplican alos paneles estructurales y entrepisos.

Son tratadas contra insectos como termi-tas y poseen una relativa resistencia a la hume-dad, debido a las sustancias usadas en la con-fección de las chapas y los bordes sellados(borde verde). Son comercializadas en dimen-siones de 1,22 m x 2,44 m y espesores de 9,12, 15 y 18 mm.

Como sistema de cerramiento vertical, elOSB encuentra más aplicación para cerramien-tos exteriores, ya que la placa de yeso cartónen interiores ofrece un mejor desempeño esté-tico y funcional.

El método de fijación y montaje es muysemejante al de la placa de yeso cartón en elsistema “Drywall”, dado que las placas por susdimensiones y poco peso (aproximadamente5,4 kg/m2, dependiendo de su espesor), puedenser transportadas manualmente sin necesidadde otros equipos; además se fijan con tornillosautoperforantes.

Como las placas de cerramiento exteriorestán expuestas a la intemperie, deben tomar-se algunas precauciones tanto en el proyectocomo en la ejecución de la edificación, comolas que se describen a continuación.

Foto 6.1- Cerramiento de edificación en SF con paneles deacero (Fuente: Revista Architecture à Vivre)

78

En el proyecto deben considerarse las jun-tas de dilatación entre las placas, debido a lasvariaciones dimensionales ocasionadas por latemperatura y la humedad del aire (Foto 6.2).Las juntas deben presentar 3 mm entre las pla-cas, incluyendo todo su perímetro, esto es, porlos cuatro lados de la placa, y también entreestos y las escuadras. Las juntas verticalessiempre deben estar sobre los montantes y debi-damente atornilladas. Cuando las paredes tie-nen dimensiones que superan los 24 m, debenpreverse juntas de movimiento (Structural BoardAssociation, 2000).

Juntas de dilatación

sea hecho de modo que las placas queden fija-das para protegerlas de la exposición al agua ya agentes climáticos durante la construcción,dado que pueden producirse hinchamientos,principalmente en las placas que fueron corta-das sin haberse impermeabilizado sus bordes.

Los paneles interiores tanto como losexteriores no deben estar en contacto directocon el suelo o la fundación. En la base de lospaneles, antes del montaje debe fijarse unacinta selladora, que además de evitar el contac-to directo con la humedad del piso, minimiza lospuentes térmico y acústico. Toda la proyecciónhorizontal de las paredes exteriores debe estarsobre una base más alta que el nivel exterior afin de evitar el contacto de las placas con elsuelo y el paso de agua entre el panel y la fun-dación, como lo muestra la Figura 6.2:

Las placas de OSB, independientementedel acabado final, deben ser protegidas exter-namente de la humedad y del agua medianteuna capa o membrana de polietileno de altadensidad, que cubra toda el área externa de lasplacas, garantizando la estanqueidad de lasparedes, pero permitiendo el paso del vapor dela parte interna de los paneles hacia el exterior,evitando la condensación dentro de los mismos(Foto 6.3). Las membranas son engrampadas alas placas y solapadas de 15 a 30 cm en susjuntas para crear una superficie continua yefectiva que impida las infiltraciones de agua yviento. Es importante que este revestimiento

Cerramientos

Foto 6.2 - Fachada con cerramiento exterior en OSB presen-tando juntas de dilatación. (Fuente: Archivo del autor)

Figura 6.2- Borde inferior elevado para evitar el contacto delas placas y paneles con la humedad.

Foto 6.3- Impermeabilización de las placas de OSB de lafachada de la foto anterior con membrana de polietileno.(Fuente: Archivo del autor)

Sobrecimiento

Montante perfil C

Placa OSB

Membrana de polietileno

Solera perfil C

Platea de hormigón

79

Las juntas verticales de las placas debenestar desfasadas entre sí, evitando la coinci-dencia de las juntas, tal como aparece en laFoto 6.4, y como ya se ha descrito en elCapítulo 3. Es así como para funcionar comodiafragma de rigidización, las placas debenseguir las recomendaciones dadas para la fija-ción y disposición en los paneles.

principal ventaja es ser una alternativa de cons-trucción más rápida y limpia que los revestimien-tos tradicionales, tales como revoque, pintura yrevestimientos cerámicos. Otra de sus ventajases que proporciona el acabado que mejor seadapta al cerramiento en OSB.

El “siding” vinílico es un material muy ver-sátil, de fácil aplicación que no necesita demuchos cuidados de mantenimiento. Se puedepintar y limpiar con agua y jabón. Se vende enel mercado en forma de paneles compuestospor tablillas dobles de 5,00 m de largo y 25,0cm de ancho, con texturas que imitan madera ode color blanco (Foto 6.5). Las medidas puedenvariar de acuerdo a cada país.

El revestimiento es impermeable, en fun-ción de su material y del sistema de montaje debarras intertrabadas que facilita su estanqueidad.Pero no ofrece mucha resistencia a los impactos,a pesar de ajustarse a las normas internacionalesde desempeño (Revista Techné, 2003). Paraasegurar la eficiencia de la instalación del “siding”vinílico, deben colocarse las tablillas de modo deno restringir el movimiento de dilatación y con-tracción de las piezas.

Para la instalación, los fabricantes vendenvarios accesorios: perfiles de fijación, acabadospara cantos, escuadras y piezas decorativas(Foto 6.6).

Antes de efectuar el revestimiento exteriores importante señalar que si las placas de OSBestán mojadas, es aconsejable esperar a quese sequen para luego proceder a la colocaciónde los revestimientos. Como acabado finalpuede adoptarse un “siding” vinílico, de maderao cementicio y argamasa.

6.1.1. “Siding” Vinílico

El “siding” es un revestimiento de fachadas,compuesto de tablillas paralelas, muy comunesen las residencias norteamericanas. El “siding”,como ya se ha mencionado, puede ser vinílicoque es hecho con PVC, de madera o cementicio.El aspecto de “siding” es semejante al tingladillode madera. Vamos a enfocar el uso del “siding”vinílico, por presentar el mejor desempeño, y unaconcepción de ejecución más industrializada. Su

Foto 6.4- Instalación de OSB en la fachada con juntas verti-cales desfasadas. (Fuente: Archivo del autor)

1 Imagen publicada en la Revista Techné Nº 76, página 55,Julio 2003.

Foto 6.5 Instalación de siding vinílico. (Fuente: Marcos Lima 1)

80

La instalación es muy sencilla, siguiendolas siguientes etapas:

1. Definición del proyecto;2. Impermeabilizar el OSB con la membrana de

polietileno;3. La instalación comienza abajo y sigue hacia

arriba, fijando en primer lugar el perfil dearranque;

4. Luego se fijan los perfiles del contorno, lascantoneras en los bordes de las esquinas ydemás accesorios con tornillos autoperforan-tes galvanizados a intervalos de 25 a 30 cm;

5. Se instalan las tablillas del “siding”, posicio-nando primero el perfil de arranque forman-do una hilera horizontal y cuando se comple-ta esta primera línea, se colocan las subsi-guientes, fijándolas con tornillos autoperfo-rantes galvanizados, cada 40 o 50 cm en losorificios alargados (ojales) existentes en elborde superior de las placas (Figura 6.3). Sedebe dejar 1 mm de espacio libre entre laparte posterior de la cabeza del tornillo y lacara externa de los perfiles para no inhibirlas dilataciones térmicas del PVC (Figura6.3);

6. Dejar espacios en los encuentros de lastablillas con los perfiles o accesorios parapermitir la dilatación del material (Figura 6.4),que varía conforme al clima de cada regiónde acuerdo con la información del fabricante;

7. El encuentro o junta de las tablillas en unamisma hilera se da solapando 25 mm de unatablilla sobre la otra (Figura 6.5);

Cerramientos

Foto 6.6 - Perfiles accesorios para la instalación del “siding”vinílico, en el detalle acabado para escuadras y esquineros.(Fuente: Archivo del autor)

Figura 6.3- Fijación del “siding” con tornillos, (adaptado deConsuISteel, 2002)

Figura 6.4 - Detalle del espacio libre en el encuentro de lastablillas con los perfiles accesorios (adaptado de ConsuISteel,2002).

Espacio para permitir dilatación

Tornillo

Espacio para permitir

la dilatación

81

8. Las juntas de las tablillas de una hileradeben estar desfasadas al menos 50 mm enrelación a la hilera siguiente.

Después de la instalación es posibleremover o reponer las tablillas situados en loslugares que pueden necesitar algún manteni-miento eléctrico o hidráulico, o la sustitución depiezas dañadas.

6.1.2. Revoques

Básicamente, el método más indicadopara revestir el OSB con revoques consiste enaplicarlo sobre tela de tipo “deployée” o mallaplástica resistente a la alcalinidad. La malla dis-puesta en dos capas y fijada con grampassobre la superficie de OSB impermeabilizadacon la membrana de polietileno, garantiza laadherencia del revoque (Foto 6.7). El revoquecementicio debe ser aplicado uniformementepara lograr un buen revestimiento y no dejar lamalla expuesta.

Las juntas de las placas de OSB norequieren tratamiento, puesto que la membranade polietileno ya garantiza la estanqueidad delpanel. Sin embargo es necesario trabajar conjuntas los revoques para controlar las grietas(Foto 6.8). Atención especial debe darse a laejecución del revestimiento, evitando que lafachada en el momento de la aplicación de laargamasa se encuentre expuesta al sol directoo a lluvias fuertes.

Figura 6.5 - Superposición en la junta de las tablillas, (adapta-do de ConsuISteel, 2002)

Foto 6.7 - Revestimiento de las placas de OSB con revoqueaplicada sobre tela tipo “deployée”. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 6.8 - Fachada en OSB revestida con revoque y juntas a lavista para controlar la orientación de las grietas. (Fuente: ArchivoCélio Firmo)

juntas

82

6.2. Mampostería

La mampostería es un revestimientoindependiente de la estructura y funciona vincu-lado a ella por medio de conectores metálicos.Pero el concepto de edificaciones con mam-postería se aparta del sistema SF que proponeuna obra “seca” con rapidez de ejecución ymétodos industrializados que reducen el des-perdicio de material y mano de obra. Por eso lamampostería en general terminó limitada a ele-mentos decorativos de ladrillo a la vista enfachadas (Foto 6.9).

ticales, generadas por su propio peso sontransferidas directamente a las fundaciones,aliviando la estructura de esa carga (Coelho,2003).

6.3. Placas Cementicias

Pueden usarse placas cementicias comocerramiento exterior o interior de los paneles,principalmente en áreas que suelen mojarse,substituyendo el placa de yeso cartón y enáreas expuestas a la intemperie (Foto 6.10).Para su uso en entrepisos requieren un subs-trato de apoyo, que puede ser de chapas demadera laminada, para proporcionarle a lasplacas cementicias resistencia a la flexión.Al igual que en el caso de los otros mate-

riales de cerramiento, es necesario impermea-bilizar las paredes con una membrana de polie-tileno a fin de garantizar la estanqueidad de lospaneles. La membrana se atornilla a la estruc-tura, entre ésta y la pared de mampostería.

La pared de mampostería no es soporta-da por la estructura, sólo se vincula a ella pormedio de conectores (Figura 6.6).Por lo tantolos únicos movimientos restringidos entre lafachada y la estructura son las provenientes dedeformaciones horizontales provocados por laacción del viento y los sismos. Las cargas ver-

Cerramientos

Foto 6.9 - Fachada revestida con ladrillos macizos a la vista.(Fuente: Disponible en: http://www.construtorasequencia.com.br)

Foto 6.10 - Cerramiento con placas cementicias. (Fuente:Revista Techné n° 79)

Figura 6.6 - Diseño esquemático de cerramiento de mampos-tería de paneles en LSF.

Anclaje metálico entre mampostería

y la estructura

Mampostería

Radier

Solera U

Membrana depolietileno

Montante perfil C

Placa internade yeso cartón

Aislante termoacústico

83

Por definición, toda chapa delgada que con-tiene cemento en su composición se llamacementicia. Las placas están compuestas básica-mente por una mezcla de cemento Portland,fibras de celulosa o sintéticas y agregados. Perolas placas disponibles en el mercado presentanalgunas diferencias fundamentales. La principalde ellas es que existen dos grupos: aquellas confibras dispersas en la matriz, y otras con malla defibra de vidrio en ambas superficies. Los produc-tos del primer tipo fueron desarrollados a partir dematrices de cemento que contenían antiguamen-te amianto. Debido a las restricciones legales deluso de ese tipo de fibra, se impusieron las chapasde fibras plásticas, de vidrio o celulosa (Loturco,2003).

Las principales características de la placacementicia son:

• Elevada resistencia a impactos, lo que posi-bilita su uso en cerramientos exteriores;

• Gran resistencia a la humedad, pudiendoestar expuesta a la intemperie;

• Es incombustible;

• Puede ser curvada después de saturada conagua, posibilitando curvaturas en el sentidodel largo con hasta 3 m de radio;

• Tiene poco peso propio, hasta 18 kg/m2 faci-litando el transporte y manejo, por lo que norequiere equipos de manipuleo;

• Es compatible con la mayoría de los acaba-dos o revestimientos: pintura acrílica, cerá-micas, piedras naturales, tejuelas, etc.;

• Se corta fácilmente con herramientas paracorte de metal duro;

• Rapidez de ejecución: sistema de montajesemejante al de la. placa de yeso cartón.

Sus dimensiones varían según el fabri-cante, aunque las placas utilizadas para siste-mas de cerramiento en SF son comercializadasen dimensiones que tienen un ancho fijo de1,20 m (1,22) y largos que varían entre 2,00 m,2,40 m y 3,00 m. Los espesores también varíanentre 6, 8 y 10 mm según la función y aplicaciónde la placa (Tabla 6.1).

Tabla 6.1. - Relación entre espesor de la placa cementicia y aplicación.

Espesor de la placa Aplicación Usual

6 mm Pueden aplicarse a tabiques livianos y paredes secas interiores, dondeno existen aplicaciones de cargas soportadas directamente por la placa.

8 mm Pueden ser usadas en tabiques livianos y paredes interiores y exteriores,en áreas secas y húmedas, e incluso para aplicaciones de cargas soportadas por la placa.

10 mm Utilizadas para áreas secas y húmedas, interiores y exteriores. Ideal para paredes estructurales en las que mejoran la resistencia contra impactos, aplicaciones de carga y aislamientos termoacústicos.

Fuente: Brasilit.

84

Para una óptima utilización de las placascementicias es esencial estudiar conjunta-mente con el fabricante las características yrecomendaciones de uso del producto paraevitar riesgos de patologías. Entre las patolo-gías más frecuentes están las fisuras en elcuerpo de la chapa, las grietas en juntas yrevestimientos, que pueden ser muy visibles.

La especificación del tipo de juntamerece un cuidado especial, ya que esimportante considerar la variación dimensio-nal de las placas debida a la temperatura yhumedad del ambiente y la naturaleza de losacabados que irán a revestirla. La junta bási-camente puede presentar dos formas: lajunta a la vista y la junta invisible. En el casode junta a la vista, la aplicación de perfiles osellantes elastoméricos destacan la juntavisualmente y pueden ser la mejor alternati-va en el caso de placas que poseen un muyalto coeficiente de variación dimensional.Para este tipo de junta los bordes de la placadeben ser planos.

Las juntas invisibles deben ser tratadasde acuerdo a las especificaciones del fabrican-te de las placas y de los productos de las jun-tas, pero siempre se recomienda un refuerzosobre la junta de malla de fibra de vidrio resis-tente a la alcalinidad. Los bordes de las placasdeben ser rebajados para garantizar la nivela-ción del tratamiento de la junta.

Las juntas deben presentar un mínimode 3 mm entre las placas, de acuerdo a lasrecomendaciones del fabricante, e incluirtodo su perímetro, es decir, los cuatros ladosde la placa, y también entre ellas y las esqui-nas. También se recomiendan las juntas dedilatación, siempre que haya juntas de pla-cas cementicias con otro material diferente.

El montaje de las placas es similar al de laplaca de yeso cartón, con la única diferencia delmaterial de corte, acabado de juntas y los tor-nillos galvanizados autoperforantes que deben

ser específicamente para placas cementicias.

Se recomienda que las paredes exterioressean revestidas en su cara expuesta con unamano de sellador a base de acrílico. En lugareshúmedos (baños, cocinas, áreas de servicio,etc.) deberá preverse un sistema de impermea-bilización en las juntas de la pared con el entre-piso, para evitar la infiltración de agua al interiordel panel. También las paredes de las áreas deduchas, fregaderos de cocina y tanques debenser impermeabilizadas. La colocación de pie-zas cerámicas puede ser realizada con arga-masa flexible.

6.4. Yeso Cartón

En el sistema SF, las placas o chapas deyeso cartón constituyen el cerramiento verticalde la cara interior de los paneles estructuralesy no estructurales exteriores de la edificación, ytambién el cerramiento de los tabiques y pare-des interiores.

Como ya se mencionó en el Capítulo 3,los paneles interiores, cuando no son estruc-turales pueden construirse empleando el sis-tema “Drywall”, que también está compuestopor perfiles U y C de acero galvanizado, aun-que de menores dimensiones, puesto quesólo soportan el peso de los cerramientos,revestimientos y piezas suspendidas fijadasen su estructura, tales como armarios, alace-nas, cuadros, etc.

Para el cerramiento de los panelesestructurales y no estructurales del sistemaSF se aplica la misma técnica que la del mon-taje y fijación de las placas de yeso cartón enlos perfiles galvanizados del sistema“Drywall”. También el montaje y la fijación delas placas cementicias, tanto en los panelesdel sistema SF como en el “Drywall” siguenlos mismos principios con excepción del trata-miento de las juntas y tipos de tornillos yadescritos en 6.3.

Cerramientos

85

6.4.1. Características de las Placas deYeso Cartón

La placa de yeso cartón es un tipo decerramiento vertical para revestir paredes ytabiques de separación de espacios interio-res en edificaciones; es liviana, estructura-da, generalmente monolítica, de montaje poracople mecánico y constituida generalmentepor una estructura de perfiles metálicos ycerramiento de placas de yeso cartón(Sabbatini, 1998 Apud Holanda, 2003).

Son livianas ya que no tienen una funciónestructural y su densidad superficial varia entre6,5 kg/m2 y 14 kg/m2, según su espesor(Abragesso, 2004).

Las placas de yeso cartón son fabrica-das industrialmente y compuestas de unamezcla de yeso, agua y aditivos, revestidasen ambos lados con láminas de cartón, que leconfiere a estas placas resistencia a la trac-ción y flexión.

Este sistema permite derivaciones y com-posiciones de acuerdo con las necesidades deresistencia a la humedad y al fuego, aislamien-to acústico o fijación en grandes vanos (Krüger,2000).

Las dimensiones nominales y toleran-cias están especificadas por normas, y engeneral, las placas o chapas son comerciali-zadas en un ancho de 1,20 m (1,22 m) y lar-gos que varían entre 1,80 m y 3,60 m segúnel fabricante con espesores de 9,5 mm, 12,5mm y 15 mm. Las medidas pueden variarsegún cada país.

En general estan disponibles los siguien-tes tipos de placa:

• Las placas standard (ST) para ser aplicadasa paredes de áreas secas;

• La placa Resistente a la Humedad (RH),tam-

bién conocida como placa verde, para pare-des destinadas a ambientes sujetos a laacción de la humedad, por tiempo limitadoen forma intermitente;

• La Placa Resistente al Fuego (RF), conocidacomo placa rosa, es aplicada en áreassecas, en paredes con exigencias especia-les de resistencia al fuego.

6.4.2. Perfiles de Acero para Sistemas“Drywall”

Los perfiles del sistema “drywall” de acerogalvanizado y fabricados por el mismo procesode conformación de los perfiles para el sistemaSF, pero el espesor es menor, ya que los perfi-les no tienen una función estructural en la edifi-cación.

Como en el caso de los paneles en SteelFraming, los tabiques en “Drywall” están com-puestos de soleras superiores e inferiores (per-files U) y montantes verticales (perfiles C) a finde proveer una estructura para la fijación de lasplacas de revestimiento.

El espaciamiento entre los montantes omodulación, como en los paneles del sistemaSF, puede ser de 400 o 600 mm (406 ó 610mm) según las solicitaciones ejercidas por lasplacas de cerramiento, revestimientos y piezassuspendidas fijadas al panel. La modulaciónfunciona como herramienta de racionalizacióndel sistema de cerramiento optimizando el usode las placas, aumentando el nivel de industria-lización de la construcción, dado que aminoralos deshechos de cortes y adaptaciones yaumenta la velocidad de ejecución.

6.4.3. Aspectos de Proyecto y Ejecución

Para una eficiente implementación de lossistemas de cerramiento racionalizados esnecesario que su proyecto se realice conjunta-mente con el proyecto estructural y de las ins-talaciones comiencen en la etapa de antepro-

86

yecto, sean desarrollados simultáneamente yse coordinen y compatibilicen a fin de se evitarinterferencias e inconsistencias que comprome-tan a la calidad del proceso constructivo y elproducto final que es la edificación.

Por lo tanto, antes de iniciar el montaje delsistema de cerramiento interior es importanteverificar la compatibilidad de los proyectosentre sí. También deben verificarse las siguien-tes condiciones:

• Todo el cerramiento vertical externo ya debeestar instalado e impermeabilizado y losentrepisos y techos tienen que haber sidoterminados;

• Las actividades que utilizan agua debenhaber finalizado;

• Los períodos de curado deben estar cumpli-dos, como es el caso de losas húmedas y lasfundaciones tipo Platea de hormigón;

• Los entrepisos y fundaciones deben estarniveladas y preferentemente acabadas;

• Los ambientes deben estar protegidos de laentrada de lluvia y humedad excesiva;

• Las salidas de las instalaciones hidráulicas yeléctricas deben estar debidamente posicio-nadas, y las cañerías ya terminadas a fin deevitar grandes cortes en los perfiles metáli-cos;

• Para la fijación de los perfiles de “drywall”,debe verificarse si el elemento de fijación escompatible con la base de apoyo.

6.4.4. Montaje del Sistema “Drywall”

Los componentes básicos para el montajesistema “Drywall” son:

• Componentes para el cerramiento del tabi-que (placas de yeso, cementicias);

• Perfiles U y C galvanizados para estructurarel tabique (montantes y soleras);

• Tornillos para la fijación de los perfiles galva-nizados y de las placas a la estructura;

• Materiales para el tratamiento de las juntas(masillas y burletes);

• Materiales para el aislamiento termo-acústi-co (lana de vidrio o lana mineral).

El montaje del sistema sigue una secuen-cia típica, como lo muestra la Figura 6.7:

Cerramientos

Figura 6.7 - Secuencia de montaje del sistema “Drywall”(Fuente: adaptado de Taniguti, 1999)

Ubicación y fijación de las

soleras

Cerramiento de laprimera caradel tabique

Cerramiento de lasegunda cara

del tabique

Llenadocon

aislamiento

Colocación delos refuerzos

Ejecución delas instalaciones

Colocación delos montantes

Tratamiento delas juntas

Acabadofinal

87

6.5. Aislamiento Termoacústico

El desempeño termoacústico de una edifi-cación lo determina su capacidad de proporcio-nar adecuadas condiciones de calidad ambien-tal para el desarrollo de las actividades para lasque fue proyectada. Este desempeño dependede una serie de factores, entre los cuales cabecitar la localización y el posicionamiento del edi-ficio y sus dependencias, los tipos de tabiquesy coberturas, sus revestimientos y colores,tipos de escuadras, tamaño y posicionamientode aberturas, etc.

El aislamiento termoacústico es unaforma de controlar la calidad del confort den-tro de un ambiente de modo que las condicio-nes externas no influyan en las internas, impi-diendo la transmisión de sonido y evitando laspérdidas o ganancias de calor al medio exter-no o contiguo.

Las separaciones verticales desempeñanun papel fundamental en el aislamiento termoa-cústico, porque constituyen las barreras físicasentre los ambientes y el exterior.

Tradicionalmente, los principios de aisla-miento consideraban que los materiales degran masa o densidad eran los aislantesmejores. Pero es un error pensar que estruc-turas y tabiquería más liviana y, por consi-guiente, de menor masa puedan ofrecer con-diciones no satisfactorias de aislamiento delos ambientes.

El concepto de la ley de masa no esaplicable a las construcciones con SF. Losprincipios de aislamiento termoacústico enSF están basados en los conceptos másactuales de aislamiento multicapa, que con-siste en combinar placas livianas de cerra-miento separadas entre sí, formando unespacio llenado con material aislante (lanamineral). Es posible optar entre diversascombinaciones para aumentar el desempeñodel sistema, a través de la colocación de más

capas de placas o aumentando el espesor dela lana mineral. (Foto 6.11)

6.5.1. Aislamiento Acústico

El sonido es causado por una variación dela presión existente en la atmósfera que escapaz de ser detectado por el oído. El sonidopara ser transmitido necesita un medio elásticoen que vibran las partículas. El medio máscomún es el aire; sin embargo, también puedeser transmitido a través de los materiales deuna edificación. Al generarse el sonido aéreovibran las partículas del aire, y al encontrar lassuperficies rígidas de los componentes de unaedificación inducen oscilaciones en estos mate-riales que las transmite al aire del ambienteinterior (Elhajj, 2002). Según el mismo autor,hay tres tipos de transmisión de sonidos en unaedificación:

• Transmisión del sonido aéreo: que ocurrecuando un sonido externo incide en elambiente a través de sus aberturas o su tabi-quería;

• Transmisión de sonido de impacto: este tien-de a ser más relevante para los entrepisos,

Foto 6.11 - Instalación de lana de vidrio en un panel

88

cuando se escucha, por ejemplo, personasmoviéndose dentro de los edificios. Otrasfuentes pueden ser golpes de puerta, caídasde objetos, etc.;

• Transmisión de sonido proveniente de laestructura: ruidos producidos por las vibra-ciones de equipos o instalaciones hidráulicasque son transmitidos por elementos de laedificación, tales como paredes, entrepisos yestructuras, por el contacto directo conestas fuentes.

Cuando el sonido incide en una determi-nada superficie, una pared por ejemplo, unaparte de él se refleja y es absorbida por elmaterial, mientras que otra parte es transmiti-da a través del mismo. Una parte de la ener-gía sonora absorbida por la pared será disipa-da en calor y el resto va a propagarse a travésde ella.

El efecto total será que la pared como untodo entrará en vibración por la presión de las

ondas sonoras incidentes. La pared que estávibrando va irradiando energía acústica alambiente adyacente.

La cantidad de radiación sonora surgidade la pared y, por lo tanto, la capacidad de ais-lamiento de esta pared dependerán de la fre-cuencia del sonido, del sistema constructivo ydel tipo de material que lo componen (Sales,2001). Se da aislamiento acústico cuando seminimiza la transmisión de sonido de unambiente a otro o del exterior al interior delambiente y viceversa. Para Sales (2001) lacaracterística de aislamiento sonoro de unapared normalmente es expresada en términosde Pérdida de Transmisión (PT). Más aún,según la autora, cuanto mayores son los valo-res de la pérdida de transmisión, más baja serála transmisión de la energía acústica, y vicever-sa. Según Gómez (1998) en Sales (2001), elaislamiento acústico de paredes puede ser cla-sificado de acuerdo a los valores de las respec-tivas pérdidas de transmisión, conforme a lasiguiente Tabla:

Cerramientos

Tabla 6.2- Calificación del Aislamiento Acústico. Fuente: Gerges (1992) apud Sales (2001)

Cuantificación Pérdida de Condiciones de audicióndel aislamiento transmisión (PT)

Pobre <30 dB Se escucha fácilmente una conversación normal a través de la pared.

Regular 30 a 35 dB Se oye la conversación en voz alta, pero no se entiendebien la conversación normal.

Bueno 35 a 40 dB Se oye la conversación en voz alta, aunque no es fácilmente inteligible.

Muy bueno 40 a 45 dB La palabra normal es inaudible y en voz alta es muy atenuada y no inteligible.

Excelente >45dB Se oye muy débilmente los sonidos muy altos.

dB= decibeles

89

El desempeño acústico de un materialtambién puede ser estimado mediante la Clasede Transmisión de Sonido Aéreo (CTSA) queindica de una manera global la capacidad delmaterial de reducir el nivel sonoro en decibeles(dB) entre dos ambientes. Este valor es obteni-do a nivel de laboratorio para evaluar el compo-nente constructivo pero no considera el aisla-miento del ambiente. Según Krüger (2000)puede efectuarse una evaluación acústica delconjunto de elementos constructivos conside-rando los valores obtenidos solamente para lapared, puesto que los demás elementos tienenuna CTSA mayor o igual que ella. La Tabla.6.3ofrece la CTSA de algunos componentes usa-dos en la construcción convencional y en LSF.El CTSA actualmente está siendo substituidopor el Rw (índice de Reducción Acústica) basa-do en la norma internacional ISO 717:1996(Sales, 2001).

Es posible especificar según normas exis-tentes las condiciones aceptables de ruidoambiental en determinados recintos de una edi-ficación de acuerdo con la finalidad de utiliza-ción del mismo. Entre los diversos ambientesestablecidos cabe citar los siguientes1:

• Cuartos en departamentos residenciales yen hoteles (sin ocupación): 30-40 dB(La);

• Cuartos en hospitales: 35-45 dB(La)• Salas de estar en residencias (sin ocupa-

ción): 35-45 dB(La);• Salas de aula: (sin ocupación): 35-45 dB(La);• Oficinas: 45-55 dB(La).

El aislamiento de paneles en LSF sigue elprincipio masa-resorte -masa, en que en lugarde una pared de masa m, se usan capas sepa-radas de masa, en que el espacio entre ellas esllenado con un elemento absorbente, cuyoobjetivo es reducir la transmisión de sonidoentre las capas de masa.

Los materiales de alta absorción acústicageneralmente son porosos y/o fibrosos, dondeparte de la energía sonora que los atraviesa estransformada en energía térmica que es disipa-da del material absorbente por convección,haciendo que la energía sonora pierda intensi-dad. La lana de vidrio por ser un material fibro-so, ofrece una gran capacidad de aislamientosonora. La siguiente Tabla 6.4 muestra el índi-ce de Rw (Reducción Acústica) de la lana devidrio en fieltros y paneles combinados con pla-cas de yeso cartón según los fabricantes.

Tabla 6.3 - Clase de Transmisión de SonidoAéreo de elementos constructivos.

Fuente: adaptado de Kinsler et al., 1982.

Componente de la Construcción CTSA

Pared de ladrillo de 25 cm 52Placa de vidrio de 6 mm 26Bloque de concreto celular autoclavado 45Panel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 400 mm con placas de yeso 33de 12,5 mm a ambos lados sin aislamiento con lana mineralPanel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 400 mm con placas de yeso 34de 15 mm a ambos lados sin aislamiento con lana mineralPanel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 400 mm con placas de yeso de 3612,5 mm a ambos lados con aislamiento de lana mineral de 50 mm de espesorPanel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 400 mm con placas de yeso 38de 15 mm a ambos lados con aislamiento de lana mineral de 50 mm de espesorPanel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 600 mm con placas de yeso 45-49 de 15 mm a ambos lados con aislamiento de lana mineral de 75 mm de espesorPanel de yeso cartón con montantes 90x40 a cada 600 mm con 2 placas de yeso 50-54de 15 mm a ambos lados con aislamiento de lana mineral de 75mm de espesor 1: Valores según norma NBR 10152:1987

90

6.5.2. Aislamiento Térmico

El objetivo principal del aislamiento tér-mico en un edificio es controlar las pérdidasde calor en el invierno y las ganancias decalor en el verano. Este es el caso principal-mente en países de clima frío, donde es deextrema importancia economizar la energíagastada en calefacción para mantener el con-fort térmico de los usuarios. Para Krüger(2000), los métodos tradicionales de evalua-ción del desempeño térmico de las edificacio-nes adoptan como indicador la resistencia tér-mica o la conductividad térmica de los ele-mentos de la edificación.

Para paises de clima predominante-mente caluroso como muchos de los paíseslatinoamericanos, según el trabajo desarrolla-do por Pinto (2000), no es suficiente adoptarun procedimiento basado en la resistencia tér-mica de los elementos de tabiquería paracaracterizar el comportamiento térmico de laedificación, sino que es necesario evaluarsimultáneamente todos los intercambios decalor dinámicos que ocurren en los ambien-tes, al igual que las posibles pérdidas deenergía por ventilación o por conducción/con-vección a través de los elementos de la edifi-cación.

Por lo tanto, la solución más adecuadaserá un equilibrio entre pérdidas y ganancias decalor, que varían según el tipo de edificación,las condiciones de ocupación, las característi-cas del clima local y los materiales empleadosen la construcción. En lo que respecta a los

materiales es importante observar propiedadestales como: la capacidad térmica específica, ladensidad de masa, la conductividad térmica,transmitancia, reflectancia y absorbancia a laradiación solar, emisividad y forma, además delas dimensiones y orientaciones de los mismos(Krüger, 2000).

En edificaciones en SF, otro aspectoimportante a ser considerado es la capacidaddel sistema de tabiquería vertical de producirpuentes térmicos, a través del contacto de losperfiles de acero, que son altamente conduc-tores, con los cerramientos interiores y exte-riores, que generan una vínculo o puenteentre si.

Por lo tanto, en lugares de clima frío eshabitual -además del aislamiento dentro del panelcon lana mineral-, aumentar su eficienciamediante materiales aislantes en la parte exteriorde los paneles, tales como el poliestireno expan-dido que se usa para el EIFS (Sistema de aisla-ción exterior y acabado final), lo que se comentóal comienzo de este capítulo, con el objetivo deimpedir la formación de puentes térmicos.

El desempeño térmico de las tabiqueríastambién puede ser influenciado por un trata-miento de las juntas de los materiales de cerra-miento. A fin de evitar infiltraciones de agua yviento debe efectuarse un correcto cerramientode las juntas, de preferencia con materiales fle-xibles a fin de garantizar la estanqueidad delsistema, permitiendo sus deformaciones omovimientos en cualquier condición de tempe-ratura.

Tabla 6.4 - Índice de Reducción Acústica (Rw) de la lana de vidrio.

Pared Pared Pared Pared Pared Pared Simple Doble Simple Doble Simple Doble

Espesor de la lana de vidrio (mm) 50 50 75 75 100 100Rw (dB) 43 50 47 55 52 58

Fuente: Isover - Saint Gobain, 2005.

Cerramientos

91

En el caso de Brasil por ejemplo no se hanhecho estudios sobre el comportamiento y des-empeño térmico de edificaciones construidasen SF, por lo que aún no es posible evaluarcuales condiciones de cerramiento son mejorespara determinados climas. Por consiguiente,sólo se abordará la capacidad de aislamientotérmico de la lana de vidrio, que es un compo-nente ampliamente utilizado en el tratamientotérmico y acústico de edificaciones en SF entodo el mundo.

La performance de un aislante térmico esevaluada de acuerdo con la ResistenciaTérmica, que es la capacidad del material de difi-cultar el paso del calor. La Resistencia Térmicaes obtenida a partir de una ecuación que consi-dera la conductividad térmica del material y suespesor como sigue:

to térmico, gracias a la presencia de lana devidrio entre las placas que aumenta la resisten-cia térmica de acuerdo con la ecuación 6.2.

De acuerdo con los fabricantes de lana devidrio, los valores de Resistencia Térmica yConductividad Térmica del material son lossiguientes (Tabla 6.5)

En que n es el número de elementos pla-nos que componen el panel.

Krüger (2000) en su trabajo evalúa lacapacidad de aislamiento térmico de variospaneles utilizados en la separación de estructu-ras de acero. Entre los paneles analizados, losde yeso cartón presentaron el mejor aislamien-

(6.1)

(6.2)

En que ∆x representa el espesor de lapared; κ la conductividad térmica del materialde la pared y A, el área de intercambio de calor.

Para una pared compuesta, tipo panelsándwich, la Resistencia Térmica se calculamediante la suma de las resistencias individua-les, o sea:

Tabla 6.5 - Resistencia Térmica yConductividad Térmica de la lana de vidrio.

Fuente: Isover - Saint Gobain, 2005.

Espesor de Conductividad Resistenciala lana Térmica Térmica

de vidrio (W/m °C) (m2 °C/W)

50 mm 0,042 1,1975 mm 0,042 1,78

100 mm 0,042 2,38

Σ

∆xR=

κΑ

∆xRq=

κ iΑi=1

n

93

Capítulo 7Uniones y Montaje

94

7.1. Uniones

Existe una amplia variedad de conexionesy uniones para estructuras de acero y sus com-ponentes, pero no todas se utilizan. A pesar dela importancia que tienen las uniones, enmuchos casos no se les presta la necesariaatención a este tema, que puede comprometerel desempeño de la estructura y encarecer loscostos de la obra.

Segundo Elhajj (2004), la selección de untipo específico de unión o fijación depende delos siguientes factores:

• Condiciones de carga;

• Tipo y espesor de los materiales conectados;

• Resistencia que requiere la conexión;

• Configuración del material;

• Disponibilidad de herramientas y fijaciones;

• Ubicación de montaje, en la obra misma o enuna fábrica o taller;

• Costo;

• Experiencia de mano de obra;

• Normalización.

7.1.1. Tornillos

Los tornillos autoperforantes son los tiposde conexión más utilizados en construccionescon Steel Framing por lo que se abordará estetipo y sus aplicaciones en este capítulo. Existeuna serie de tipos de tornillos para cada uniónespecífica (metal/metal, chapa/metal), lo quefacilita la ejecución tanto en el sitio de la obracomo en la prefabricación de los componentes.Otro aspecto importante es que la industriasiempre está desarrollando nuevos procesosorientados a aumentar la durabilidad y el des-

empeño de los tornillos, por lo que son elemen-tos sumamente confiables del sistema. Los tor-nillos utilizados en SF son de acero al carbonosometidos a tratamiento de cementación y tem-plado, y recubiertos por electrocincado parareducir la corrosión y mantener característicassimilares a la de la estructura galvanizada.

Los tornillos están disponibles en unaserie de tamaños que van del n° 6 al n° 14, perolos más usados son los que van del n° 6 al n°10. Los largos varían entre 1/2 a 3 pulgadassegún la aplicación, de forma que el tornillo alfijar los componentes de acero entre si sobre-pase el último elemento en un mínimo de trespasos de rosca.

Cuando se trata de una fijación entre ele-mentos tales como placas de cerramiento yperfiles de acero, el tornillo debe fijar todascapas y sobrepasar el perfil de acero en por lomenos 10 mm.

El largo nominal del tornillo y su diámetroestán directamente relacionados con el espe-sor total del acero que el tornillo puede perforar.

El diámetro del tornillo es la distanciaexterna de los hilos de rosca. Cuanto mayor eldiámetro del tornillo, mayor es su resistencia alcorte.

El largo nominal del tornillo es la distanciaentre la superficie de contacto de la cabeza deltornillo y su punta, expresada habitualmente enpulgadas.

El paso es la separación de los hilos derosca, y cuanto mayor el espesor del acero aperforar, menor es el paso del tornillo.

Los tornillos autoperforantes presentandos tipos de punta: punta mecha (Figura 7.1) ypunta aguja (Figura 7.2). El espesor de lachapa de acero a ser perforada es el que defi-ne el tipo de punta a ser utilizada.

Uniones y montaje

95

Los tornillos con punta aguja perforanchapas de acero de un espesor máximo de0,84 mm (Elhajj, 2004); su uso se recomiendaen perfiles de acero no estructurales como losusados en “drywall”.

Los tornillos con punta mecha son utiliza-dos en chapas de acero con un espesor míni-mo de 0,84 mm (Elhajj, 2004). Se usan muchoen la conexión de varias capas de materiales yson los más recomendados para uniones deperfiles estructurales.

La cabeza del tornillo define el tipo dematerial a ser fijado. Los tornillos con cabezatipo lenteja, hexagonal y tanque se usan para lafijación de perfiles de acero entre si (uniónmetal/metal). Los tornillos con cabeza de tipotrompeta sirven para la fijación de placas decerramiento en los perfiles de acero (uniónchapa/metal) (Figura 7.3).

Las ranuras normalmente son del tipoPhillips n° 2, excepto en tornillos hexagonalesque no tienen ranura. Otras características pue-

den ser alas en el cuerpo del tornillo para la fija-ción de placas de cerramiento tales como OSBy cementicias, y ranuras en la cabeza tipo trom-peta.

7.1.2. Aplicaciones

Los tipos de tornillos y sus aplicaciones enconstrucciones con el sistema SF son lossiguientes:

• Tornillo cabeza lenteja y punta mecha(Figura 7.4): Habitualmente se utilizan enuniones tipo metal/metal, o sea, entre perfi-les y en cintas de acero galvanizado. Sucabeza ancha y baja permite fijar firmemen-te las chapas de acero sin que se rasguen ysin causar abombamientos en las placas decerramiento. Se usa principalmente para launión de montantes y soleras.

• Tornillo cabeza hexagonal y punta mecha(Figura 7.5): También conocido como tornilloestructural es utilizado en la unión entrepaneles, de perfiles en cabriadas, la rigidiza-ción de alma en vigas de entrepiso y en laspiezas de apoyo de las cabriadas. El perfil desu cabeza impide que sea utilizado dondeposteriormente se coloca una placa.

Figura 7.4 - Tornillo cabeza lenteja y punta mecha. (Fuente:Ciser Parafusos e Porcas)

Figura 7.1 - Punta mecha

Figura 7.2 - Punta aguja

Figura 7.3 - Tipos de cabeza de tornillos más utilizados enuniones con LSF. a) cabezas lenteja; b) hexagonal; c) tanquey d) trompeta.

Figura 7.5 -Tornillo cabeza hexagonal y punta mecha.(Fuente: Ciser Parafusos e Porcas)

a) b) c) d)

96

• Tornillo cabeza trompeta y punta mecha(Figura 7.6): Este tornillo es utilizado para lafijación de placas de yeso y OSB. Su cabezapermite la total penetración en el substrato,haciendo que la cabeza quede a ras de lasuperficie. Se encuentra disponible en diver-sos largos según la cantidad de capas dechapas que se fijarán.

• Tornillo cabeza trompeta y punta mecha conalas (Figura 7.7): Usado en la fijación de pla-cas cementicias. La cabeza tipo trompetapermite la total penetración en el substrato.Las alas que se encuentran entre la punta yla rosca, proporcionan una perforación demayor diámetro en la placa, no permitiendoque los filamentos del material que lo compo-nen obstruyan la perforación. Estas alas sedesprenden cuando hacen contacto con elperfil de acero en que se fija la placa.

• Tornillo cabeza trompeta y punta mecha conalas para placas de OSB de 25 mm: Este esun tornillo también con alas, pero sin las ner-vaduras en la cabeza y con un paso menor,utilizado básicamente para fijar las placasestructurales de OSB de 25 mm de espesoren las vigas de entrepiso que tienen por lomenos un espesor de chapas de acero aperforar de 1,6 mm. Normalmente el diáme-tro del tornillo es n° 12 o 14, con un largo

nominal de mínimo 1 3/4 pulgadas. La puntautilizada en el atornillador es Phillips # 3 envez del # 2.

El atornillador eléctrico es una de lasherramientas más utilizadas en construccionescon SF, ya que ejecuta las fijaciones por mediode tornillos en las uniones entre diversos com-ponentes del sistema (Foto 7.1). El tipo de lacabeza del tornillo y las ranuras del mismodeterminan cual tipo de boquilla debe usarse enel atornillador para ejecutar la fijación. En lasconstrucciones en SF se usan básicamentepuntas de # 2 y # 3 para los tornillos con ranu-ra Phillips y punta hexagonal para cabezashexagonales.

7.2. Montaje

Los métodos de construcción y montajede edificaciones en SF varían en función delproyectista y de la empresa constructora.Cuanto mayor el nivel de industrialización pro-puesto por el proyecto, tanto mayor es la racio-nalización del proceso de construcción, pudien-do llegar a un alto grado de industrialización dela construcción civil, en que las actividades enel sito de la obra se reducen al montaje de laedificación mediante el posicionamiento de lasunidades y su interconexión (Foto 7.2).

Uniones y montaje

Foto 7.1 - Atornillador. (Fuente: Construtora Sequência)

Figura 7.7 - Tornillo cabeza trompeta y punta mecha con alas.(Fuente: Ciser Parafusos e Porcas)

Figura 7.6 -Tornillo cabeza trompeta y punta mecha, (Fuente:Ciser Parafusos e Porcas)

97

Como ya se mencionó en el capítulo 2, losmétodos utilizados en el proceso constructivode edificaciones en SF son: El método “Stick”de Paneles y el modular. Este último por ser unproceso altamente industrializado y que puedeser aplicado en varios sistemas constructivos através del uso de unidades modulares, incluyetécnicas que varían de acuerdo con el tipo deutilización y metodología adoptada por laempresa fabricante y montadora.

El método “Armado en obra”, que habi-tualmente se aplicaba en los Estados Unidospara la construcción de viviendas unifamiliares,ha sido reemplazado en ese país por el métodoprefabricado de Paneles, debido a sus grandesventajas, como son el nivel de calidad y preci-sión de los componentes de la estructura y larapidez de construcción.

En el caso de Brasil, el método de cons-trucción por paneles es el más ampliamente uti-lizado, puesto que se adapta mejor a la culturade las empresas constructoras y la mano deobra disponible. Por lo tanto, se abordarán eneste capítulo las técnicas y la secuencia demontaje del Sistema de Paneles.

7.2.1. Sistema de Paneles

El Sistema de Paneles consiste en la pre-fabricación de los componentes de la estructu-ra, es decir, los tabiques, cabriadas y hastaentrepisos se fabrican en talleres o en el mismositio de la obra. La confección de los compo-nentes tiene lugar en mesas especiales de tra-bajo de acuerdo con los proyectos estructuraleso para producción, y cuanto mayor es la organi-zación de las actividades, tanto mejor es la cali-dad y precisión de los componentes. Los talle-res ofrecen el ambiente, los equipos y unaorganización mucho más apropiada para estasactividades, aunque también es posible esta-blecer un lugar para fabricar componentes en lamisma obra, pero todo esto va a depender de ladisponibilidad de espacio y mano de obra espe-cializada.

De modo general, los perfiles llegan allugar de montaje y son cortados (Foto 7.3) deacuerdo al proyecto estructural o la prefabrica-ción. Las mesas de trabajo (Foto 7.4) tienenunas dimensiones mínimas de ancho de 2,8 a 3m y largo de 5 a 6 m para montar paneles,losas, vigas dintel y demás componentes. Enuna de las extremidades de la mesa se fijandos perfiles de acero perpendiculares entre sipara mantener el escuadrado del panel. En elpanel después de armado se fija un perfil C enla línea diagonal del panel para evitar que sedeforme y pierda la escuadra.

Foto 7.2- Unidades modulares siendo colocadas en la cons-trucción (Fuente: disponible en: http://www.corusconstruction.com/page_9088. htm)

Foto 7.3 - Corte de los perfiles con sierra circular. (Fuente:Archivo del autor)

98

Para el montaje de las cabriadas muchasveces es necesario agrandar la mesa de traba-jo para adecuarla al largo de las mismas.

7.2.2. Montaje de la Estructura de Panelesde la Planta Baja

Después de terminada la fundación, debeverificarse si se encuentra perfectamente nive-lada, limpia y escuadrada. Antes de colocar elpanel, se aplica en el alma de la solera inferioruna cinta aislante, que puede ser de neoprene(Foto 7.5).

El montaje se inicia con la colocación delprimer panel exterior en una esquina. Al posi-cionar el panel en el lugar debido, debe reali-zarse un apuntalamiento provisorio con recor-

tes de perfiles U y C (Foto 7.6) a fin de ajustarescuadra y nivel.

Una vez colocado el panel, se efectúa elanclaje provisorio, verificando que su posición nocoincida con los anclajes definitivos (Foto 7.7).

Uniones y montajes

Foto 7.6 - Apuntalamiento del panel durante el montaje.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.7 -Anclaje provisorio con pernos de acero. (Fuente:Archivo del autor)

Foto 7.4 - Mesa de trabajo para el montaje de los componen-tes estructurales. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.5 -Aplicación de la cinta sellante en la base del panel.(Fuente: Archivo del autor)

99

Luego se coloca el segundo panel exterioren dirección perpendicular al primero, forman-do la primera “esquina” de la construcción (Foto7.8). Se verifican nivel y escuadra y entoncesse fija el apuntalamiento (Foto 7.9) y posterior-mente un anclaje provisorio.

bre trazador, o en líneas de tiza (Foto 7.11).

Es importante verificar las escuadras delos ambientes por medio de la medición de lasdiagonales de los mismos, y una vez hecho,fijar los perfiles C provisoriamente sobre lassoleras superiores de los paneles (Figura 7.8),asegurando la escuadra para entonces ejecutarel anclaje provisorio.

El montaje continúa con la colocación delos paneles perimetrales (Foto 7.10) y de algu-nos paneles internos que le confieren rigidez alconjunto y sirven para mantener la escuadra yel nivel de los paneles exteriores.

La localización de los paneles interiorespuede ser marcada en el contrapiso con alam-

Foto 7.8 - Montaje de los paneles. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.9 - Verificación del nivel del panel y fijación del anclaje.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.10 - Montaje de los paneles exteriores (Fuente:Disponible en: http://www.consulsteel.con/cas/default.asp)

Foto 7.11 - Marcación de la localización de los paneles interio-res. (Fuente: Archivo del autor)

Figura 7.8- Fijación de perfil C para mantener la escuadra delos paneles (Adaptado de ConsuISteel, 2002)

Montante

Solera superior panel 1

Solera superior panel 2Perfil C provisorio paramantener escuadra

100

La fijación entre paneles debe realizarsecon tornillos estructurales autoperforantes enlas almas de los perfiles de encuentro (Foto7.12), cada 20 cm, formando una “costura”, a lolargo del alma.

Después del montaje de todos los panelesdel piso, se procede al anclaje definitivo. Sóloentonces comienza la colocación de las placasde cerramiento exterior, que deben ser instala-das partiendo de un extremo de la edificaciónconsiderando la modulación y los criterios pre-sentados en los capítulos anteriores. Primerose colocan los paneles de la primera línea (Foto7.13) y después la segunda línea y así sucesi-vamente desde abajo hacia arriba.

Cuando se utilizan placas de OSB queactúan como diafragma de rigidización, esimportante garantizar que la línea de placassea colocada en forma de permitir que su fija-ción tenga lugar tanto en los paneles del pisoinferior como en el superior con lo que aumen-ta la rigidez del sistema. Las juntas de las pla-cas de una línea deben estar desfasadas enrelación a la otra (Foto 7.14).

7.2.3. Montaje de la Estructura del Entrepiso

La estructura del entrepiso puede montar-se en dos formas:

1- Montando paneles menores de entrepiso enla mesa de trabajo o sobre el piso de la plan-ta baja, para posteriormente posicionarlas

Uniones y montaje

Foto 7.13- Colocación del cerramiento exterior de paneles.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.12 - Fijación de dos paneles con tornillos estructurales.(Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.14 - Las junturas de placas deben estar desfasadas.(Fuente: Archivo del autor)

101

sobre los apoyos de paneles portantes ovigas principales.

2- Posicionando las vigas de entrepiso ya cor-tadas al ancho del vano, una a una en la losadespués de instaladas las cenefas, a las queserán encastradas (Foto 7.15). Después dela colocación y verificación de la escuadra sefijan los rigidizadores de alma que irán aconectar las vigas de entrepiso a la cenefa yevitar la deformación del alma de las vigasen los apoyos.

Después de montada la estructura de losentrepisos, si fuera del tipo húmedo, se proce-de a su ejecución, instalando los perfiles galva-nizados tipo perfil L en el borde de la losa y lachapa de acero ondulada que sirve de encofra-do llenado con hormigón pobre para formar lasuperficie del contrapiso (Foto 7.16).

Los entrepisos secos deben ser instala-dos de preferencia cuando ya ha sido ejecuta-da la cubierta, a fin de evitar que el revestimien-to de placas de OSB quede expuesto a laintemperie.

Para permitir el trabajo de los operariossobre el entrepiso, pueden fijarse algunas pla-cas y hacerse el arriostramiento provisorio. Enambos casos deben preverse siempre losespacios para el apoyo de los paneles portan-tes interiores y exteriores directamente sobre laestructura y no sobre el revestimiento.

7.2.4. Montaje de la Estructura de Panelesdel Piso Superior

El procedimiento es el mismo de lospaneles de planta baja, pero depende de laaltura y del peso de los paneles si el izamien-to puede ser manual (Foto 7.17) o por mediode equipos de elevación (Foto 7.18). En todocaso siempre deberá evitarse torcer o defor-mar los paneles.

Foto 7.15 - Posicionamiento de las vigas de entrepiso en lacenefa. (Fuente: Archivo del autor)

Foto 7.16 - Ejecución de losa húmeda. (Fuente: Usiminas) Foto 7.17 - Montaje de paneles del piso superior. (Fuente:Archivo del autor)

102

El emplacado de la planta alta sigue elmismo procedimiento usado en la planta baja,sólo que el sentido de la instalación de las pla-cas va de arriba hacia abajo para permitir lacolocación de una línea de placas que admita lafijación en los paneles de los dos pisos, como lomuestra la Figura 7.9.

7.2.5. Montaje de la Estructura del Techo

En techos con estructura de cabios, el pri-mer paso consiste en montar la cumbrera paraluego fijar los cabios en la cumbrera con torni-llos estructurales (Foto 7.19).

Los tornillos utilizados en la unión de ele-mentos de cabriadas o cabios siempre debenser estructurales.

Las vigas de cielo pueden ser montadasen la misma forma que las vigas de entrepiso,pero deben ser arriostradas a medida que soninstaladas.

En los techos con estructura de cabriadas,éstas pueden ser izadas en conjunto y dispues-tas sobre los paneles portantes (Foto 7.20).Entonces son distribuidas en su posición defini-tiva fijándolas con almas rigidizadas y tornillosestructurales. El arriostramiento debe ser efec-tuado a medida que las cabriadas están siendoposicionadas. Nunca deben posicionarse másde cuatro cabriadas al mismo tiempo sin losarriostramientos.

Uniones y montaje

Foto 7.18 - Izamiento y posicionamiento de panel de pisosuperior. (Fuente: disponible en: http://www.lds.com. br/steel-frame/montaje_023_gr.jpg )

Figura 7.9 - Colocación de revestimientos de los paneles exte-riores. (Adaptado de ConsuISteel, 2002)

Foto 7.19 -Detalle de cumbrera en tejado estructurado concabrios. (Fuente: Archivo del autor)

Placas de OSB

2º

3º

1º

103

En techos de dos aguas, después de ins-taladas las cabriadas se montan los tímpanos yaleros apoyados o en voladizo. Para techos encuatro aguas o más, la estructura es montadade acuerdo con los procedimientos descritos enel Capítulo 5.

Otra técnica para instalar el techo concabriadas consiste en montar la estructura en elsuelo, donde arriostramientos mantienen laestabilidad y forma del tejado, y después izar ycolocar la estructura en su posición definitiva.Para que la estructura no se deforme han detomarse cuidados tales como distribuir los pun-tos de izamiento en forma adecuada y hacerarriostramientos adicionales.

Después de montada la estructura, seprocede a la colocación de la cubierta, para locual y según el tipo, podrán requerirse substra-tos de placas de OSB para apoyar los recubri-mientos (tejuelas, shingles, tejas, etc.) (Foto7.21).

Foto 7.20 - Montaje de cabriadas de techo. (Fuente:Disponible en: http://www.consulsteel.com/cas/default.asp)

Foto 7.21 - Instalación de placas de OSB sobre el techo(Fuente: Archivo del autor)

Figura 7.10 - Colocación de las placas de OSB en la estructu-ra.

Placas de OSB

105

Capítulo 8Directivas para proyectos

106

8.1. Industrialización de laConstrucción

Para poder explorar el potencial del SteelFraming como un sistema constructivo indus-trializado, es necesario que el arquitecto ade-más de dominar la tecnología, incorpore al pro-yecto arquitectónico las herramientas indispen-sables para el proceso de industrialización de laconstrucción. Estas herramientas incrementanla eficiencia y la productividad de la ejecuciónde la obra, posibilitando construcciones de cali-dad con un bajo potencial de patologías y, porconsiguiente, una mayor satisfacción del usua-rio final.

El proceso de industrialización de la cons-trucción se inicia con la concepción del proyec-to arquitectónico. Es en esta etapa que las deci-siones tomadas representan más del 70% delos costos de la construcción (Cambiaghi,1997). Según García Meseguer (1991), el pro-yecto es responsable por un promedio de 40 a45% de las “fallas de servicio” en los edificios.

Por lo tanto, es fundamental que el pro-yecto sea pensado con consideración de todossus condicionantes, dado que los sistemasindustrializados son incompatibles con lasimprovisaciones en el sitio de la obra, y la repa-ración de esos errores puede acarrear perjui-cios tanto financieros como de calidad del pro-ducto final.

La industrialización está relacionada esen-cialmente con los conceptos de organización,repetición y normalización del producto y lamecanización de los medios de producción(Bruna, 1976). El concepto ‘industrial’ se definecomo: “Una de las varias modalidades de losmétodos de producción, basada esencialmenteen procesos organizados de carácter repetitivo,en que la variabilidad es incontrolable y causal decada fase de trabajo, y a diferencia de las accio-nes artesanales, es substituida por grados pre-determinados de uniformidad y continuidad eje-cutiva, que caracterizan las modalidades opera-

cionales parcial o totalmente mecanizadas”(Ciribini 1958 apud Rosso, 1980).

Sin embargo, la industria de la construccióncivil tradicional se diferencia en varios aspectosde la industria de transformación y según GarcíaMeseguer (1991), las características peculiaresde la construcción, tanto en lo que respecta a lanaturaleza del proceso de producción como delpropio mercado, dificultan la transposición devarias herramientas de la producción industrial asu ambiente. Este es el caso de:

1. La construcción civil es una industria nómade;2. Sus productos son únicos y no seriados;3. Su producción es centralizada, no pueden

aplicarse a ella los conceptos de producciónen línea;

4. Su producción se realiza a la intemperie;5. Utiliza mano de obra intensiva de poca califi-

cación y alta rotación;6. Tiene un alto grado de variabilidad de pro-

ductos;7. Tiene poca especificación técnica;8. Su producto generalmente es único en la

vida del usuario;9. Posee un bajo grado de precisión en compa-

ración a las demás industrias.

Pero esto no impide adoptar los concep-tos de industria a la construcción civil. Comoafirma Teodoro Rosso (1980) “Aunque el pro-ducto es único y es realizado en un proceso suigeneris, no repetitivo, no pudiendo aplicarse lascondiciones de series de producción, siguevigente la mecanización y otros instrumentosde industrialización. En general, casi todos losproductos de los procesos no repetitivos pue-den ser fraccionados en partes o componentesintermedios, que son fabricados por industriassubsidiarias, lo que comúnmente viabiliza queestas subsidiarias se dediquen a la producciónde series y acumulen inventarios. El procesofinal comprende entonces solamente las opera-ciones de montaje, ajuste y acabado.”

Directivas para proyectos

107

La industrialización de la construcción civilimplica la debida aplicación de métodos apro-piados desde la concepción del proyecto y ajus-tados al gerenciamiento del proceso de produc-ción/construcción.

El sistema Steel Framing presenta dosniveles de producción de construcciones:

1. Producción de una edificación a través delmontaje de la estructura localmente e insta-lación posterior de los restantes subsiste-mas, tales como el de los cerramientos, eleléctrico-hidráulico, los revestimientos yotros. O sea, la edificación está subdivididaen una serie de componentes elementalesque se combinan, y la ejecución está dadaen una sucesión de etapas que tienen lugaren el sitio de la obra. Varios componentes deeste nivel pueden ser industrializados, peroalgunos procesos continúan siendo conven-cionales.

2. Sistemas modulares prefabricados en quelos módulos o unidades producidos por laindustria son transportados al sitio de la obrae incluso venir con todos los subsistemas yainstalados. Estas unidades pueden constituirtoda la edificación o solamente parte de ella,como ocurre con los baños prefabricados.Cuanto mayor el nivel de industrialización en elproceso de construcción de estas construccio-nes, menor es la cantidad de actividades en elsitio de la obra, que se reducen al montaje y lainterconexión de las unidades para formar unsistema estructural único. Japón tiene unaindustria altamente desarrollada: Los edificiosy las viviendas son construidos a partir de uni-dades modulares que inclusive pueden serpersonalizadas a través de opciones de catá-logo ofrecidas por la industria a los clientes.

El mero uso de productos provenientes de laindustria no hace que la construcción sea indus-trializada. Tampoco que sea industrializada garan-tiza el éxito de la empresa. Antes que nada debeconcebirse el proyecto para el sistema constructi-vo propuesto, incorporando todas sus propieda-

des, especificando y compatibilizando sus subsis-temas y componentes, y previendo su proceso deconstrucción. Esta es la filosofía de “construir enel papel”.

No es viable concebir determinado proyec-to usando, por ejemplo, la lógica del hormigónarmado y después construir el sistema SF, o cual-quier otro sistema estructurado en acero. Losresultados siempre serán insatisfactorios. A esterespecto, Coelho (2004) orientó a los arquitectos:

“Utilizar el acero como elemento de cons-trucción trasciende la simple substitución de unmaterial por otro. Además de otros aspectos esnecesario:

a) Repensar los parámetros tradicionales deproyecto, ítem en que son ejemplos el módu-lo básico vinculado a la producción industrialde la estructura y los vanos compatibles conlas deformaciones admisibles de los demásmateriales;

b) Estudiar y entender las propiedades y carac-terísticas del acero y de los materiales com-plementarios;

c) Definir anticipadamente los subsistemas quejunto con la estructura permitirán mantenerel grado de industrialización de la construc-ción;

d) Incorporar a la arquitectura detalles cons-tructivos eficientes para las interfaces entrela estructura y las tabiquerías.”

La industria de la construcción confía enla racionalización como forma de tornar máseficientes los procesos de producción de edifi-cios. Dada la falta de sistemas constructivostotalmente industrializados, racionalizar laconstrucción significa prevenir el desperdiciode materiales y de mano de obra y utilizar máseficientemente los recursos financieros. Ensentido más amplio es, por lo tanto, la aplica-ción de principios de planeamiento, organiza-ción y gestión, con miras a eliminar la casuali-dad en las decisiones e incrementar la produc-tividad del proceso (Rosso, 1980).

108

El proceso de racionalización comienza yaen la fase de concepción, análisis y especifica-ción de los componentes, en la compatibilizaciónde los subsistemas, en los detalles y continúa enel proceso de construcción, y posteriormente deutilización, con la observación, el registro y lainterpretación del comportamiento del producto,de su desempeño en el uso, para que a través dela retroalimentación, optimizar su calidad.

Los recursos o acciones que se aplicanpara promover la racionalización en el procesode proyecto son:

• Constructibilidad1, como un criterio que debeincluir la facilidad de construcción y ejecu-ción de las actividades en el sitio de la obracomo asimismo la fabricación y el transportede los componentes;

• Planeamiento de todas las etapas del proce-so, desde la definición del producto, proyec-tos, aprovisionamiento, ejecución, hasta laentrega de la obra;

• Uso de coordinación modular y dimensional;

• Asociación de la estructura de acero a siste-mas complementarios compatibles;

• Formación de equipos multidisciplinarios,incluyendo la participación de agentes de laproducción (constructoras o montadores),para el desarrollo simultáneo de los proyectos;

• Coordinación y compatibilización de pro-yectos antes de la ejecución;

• Detalle técnico;

• Anticipar decisiones;

• Elaboración de proyecto para producción,definiendo los detalles de la ejecución y lasecuencia de la forma de trabajo;

• Existencia de una visión sistémica común atodos los participantes del proceso.

La industria de la construcción se divideen dos partes: la de la edificación propiamentedicha y la de los materiales de construcción,subsidiaria de la primera. Una de las finalidadesde la racionalización es integrar las dos indus-trias. Para lograrlo, deben formularse principioscomunes que establezcan una disciplina con-ceptual y pragmática que permita transformarlos materiales de construcción en componentesconstructivos de catálogo. Una condición fun-damental es la adopción del sistema de coordi-nación modular, como base para la normaliza-ción de los componentes constructivos.

8.2. Coordinación Modular

El objetivo de la coordinación modular eseliminar la fabricación, modificación o adapta-ción de piezas en la obra, reduciendo así el tra-bajo de montaje de las unidades en sus corres-pondientes subsistemas y componentes funcio-nales. Para esto, la industria debe proporcionarsus productos dimensionados como múltiplosde un único módulo, considerado como base delos elementos que constituyen la edificación aconstruir. La adopción de un sistema de coordi-nación modular es fundamental para la norma-lización de los elementos de construcción, y esuna condición esencial para industrializar suproducción.

El término “módulo” deriva del latín ‘modu-lus’ que significa pequeña medida. El uso delmódulo en la historia de la arquitectura puedeencontrarse en varias épocas, desde la anti-güedad. En la arquitectura griega correspondíaal radio de la base de la columna, con que esta-ban relacionadas las dimensiones de todas lasotras partes del edificio; además tenía una fun-ción estética. En el Imperio Romano sirvió paraestandarizar los componentes básicos de laconstrucción.


1 Sabbatini (1989) define la constructibilidad de un edificio ode un elemento como la “propiedad inherente al proyecto deun edificio, o de una de sus partes, que expresa la aptitud quetiene este edificio (o una parte de él) para ser construido.”

109

A partir de la Revolución Industrial, la modu-lación llegó a ser una herramienta necesaria parala industrialización de la construcción civil, princi-palmente en la edificación que usaba hierro fun-dido. El ejemplo máximo de esa época fue sinduda el Palacio de Cristal. Creado para ser unaconcepción fruto de los conceptos de producciónmasiva, el Palacio de Cristal asocia la arquitectu-ra al concepto de Diseño Industrial.

A partir de fines de la segunda guerra mun-dial se sintió la necesidad de sistematizar los estu-dios de los principios de la coordinación modular,considerando la ininterrumpida evolución de la tec-nología de la industria de la construcción. Para quela coordinación modular funcionase como instru-mento de integración, compatibilizando dimensio-nalmente el repertorio completo de los componen-tes de todo un sector industrial y más aún dotarlade atributos que faculten su permutabilidad, eranecesario establecer normas que determinasenlos parámetros básicos de esta disciplina. Por lotanto, a partir de la década de los años 50, los paí-ses europeos desplegaron esfuerzos para estable-cer reglas comunes en aras del intercambiocomercial y por la necesidad de una producciónmasiva de construir viviendas. En la década de losaños 80 se creó la norma ISO 1006: 1983 -Building Construction- Modular Coordination, queestableció el módulo básico, unidad de medida detamaño fijo a que se refieren todas las medidasque forman parte de un sistema de coordinaciónmodular, representada por la letra M que corres-pondería a 1M = 100 mm o 10 cm.

Brasil también adoptó la coordinaciónmodular en la construcción civil a través de lanorma ABNT - NBR 5706, 1977, y estableció elmódulo básico (M) con un decímetro, o sea, 10cm. El módulo básico desempeña tres funcio-nes esenciales:

1. Es el denominador común de todas las medi-das ordenadas

2. Es el incremento unitario de toda y cuales-quiera dimensión modular a fin de que lasuma o la diferencia de dos dimensiones

modulares también sea modular,3. Es un factor numérico, expresado en unida-

des del sistema de medidas adoptado o larazón de una progresión.

La metodología básica para la aplicaciónde la coordinación modular en construcción civiles el producto de la integración de los subsiste-mas y componentes de una edificación a unreticulado modular que permita la coordinaciónde todos los datos del proyecto.

Nota del Editor

Hay casos en que la modulación se basa enlas dimensiones de las placas de revestimiento. Siestas vienen en un ancho de 1,20 m por ejemplo,es posible que sea conveniente en usar comomódulo un submúltiplo de esa medida tal como30, 40 ó 60 cm. Si las placas son de EstadosUnidos en pulgadas y los anchos son 1,21 mresulta adecuado usar 305 mm, 402 ó 610mm.

8.3. Reticulados Modulares

El uso de mallas o reticulados planos oespaciales sirve de base tanto para la estructu-ra principal como para los otros componentes ysubsistemas que también obedecen a unpatrón de coordinación modular. Su objetivo esrelacionar las medidas del proyecto con lasmedidas modulares.

Las mallas o reticulados sirven para posi-cionar e interrelacionar los elementos estructura-les, las tabiquerías, escuadrías, instalaciones ytantos otros componentes que obedecen a unadisciplina modular permitiendo un mejor aprove-chamiento de los materiales y generando unmínimo de cortes y desperdicios. Y funcionancomo eslabón de intercambio facilitador entre lacoordinación funcional, volumétrica y, principal-mente, estructural de la edificación. Es sobre ellaque se aplican las concepciones estructurales,que guardarán las relaciones de proporción conlos otros elementos del edificio (Firmo, 2003).

110

El sistema de referencia de una edificacióndebe estar constituido por un conjunto de planos,líneas y puntos introducidos durante el procesode proyecto con el fin de facilitar el trabajo encada etapa de la edificación. Se trata esencial-mente de una organización geométrica en quetodas las partes están interrelacionadas. La basees el reticulado modular de referencia que puedeser plano o espacial, donde se posicionan laestructura, las tabiquerías, las escuadrías y otrosequipos aislados o en conjunto.

Básicamente, la distancia entre dos líneasdel reticulado o de dos planos del reticulado espa-cial, debe ser el módulo básico (10 cm) para quea partir de todas las otras medidas puedan sercorrelacionadas. Sin embargo, las mallas o reticu-lados pueden usar como base la modulación de laestructura, siempre que sean múltiplos o submúl-tiplos del módulo (Figura 8.1).

Según Rosso (1976), en la práctica delproyecto modular es aconsejable, luego des-pués del primer esbozo, proceder a considerarlos detalles. La razón de ello es que el diseñolibre de las partes del edificio en función de unalibre ejecución en la obra ya no es posible, por-que todo está sujeto a una disciplina común.Sin embargo, sería un engaño suponer queproyectos concebidos a partir de reticulados ycomponentes modulares generan una arquitec-tura plásticamente pobre y repetitiva. La infini-

dad de combinaciones y arreglos permite unagran flexibilidad en los más variados lenguajesarquitectónicos. La gran ventaja es que los cri-terios técnicos son claramente definidos, pues-to que para garantizar la calidad de una edifica-ción estructurada en acero se debe considerarla tecnología empleada y la calidad y compati-bilidad de los materiales utilizados.

Franco (1992) afirma que al establecer unsistema de coordinación que conjugue las caracte-rísticas dimensionales de los materiales y compo-nentes que constituyen el sistema y el proceso deproducción, se lograrán los siguientes beneficios:

• Simplificación de la actividad de elaboracióndel proyecto;

• Estandarización de materiales y componentes;

• Posibilidad de normalización, tipificación,substitución y composición entre los compo-nentes normalizados;

• Disminución de los problemas de interfazentre componentes, elementos y subsistemas;

• Facilidad por la utilización de técnicas pre-definidas, que incluso facilitan el control de laproducción;

• Reducción de desperdicios gracias a lasadaptaciones;

• Mayor precisión dimensional;

• Disminución de errores de la mano de obra,con el consiguiente aumento de la calidad yde la productividad.

8.4. Proyecto para Producción

Para Barros (2003) el actual proceso deproyecto, que enfatiza la definición del produc-to sin tener en cuenta las necesidades de pro-ducción, poco contribuye al avance tecnológicoen el sitio de la obra.


Figura 8.1 - Uso de reticulados geométricos modulares paraproyectos de arquitectura en SF.

111

En el proceso constructivo tradicional, losproyectos ejecutivos que llegan a la obra,generalmente sólo informan las especificacio-nes del producto y el dimensionamiento nece-sario, indicando las formas finales del edificioen el caso del proyecto arquitectónico, o lascaracterísticas técnicas de los subsistemas, sincontribuir a la debida secuencia de las opera-ciones. La falta de compatibilización entre sub-sistemas es común; ella acarrea problemas quemuchas veces son resueltos por el mismo per-sonal de la obra. Es así como frecuentementelas decisiones de cómo construir son tomadasen la obra misma.

Melhado (1994) entrega un concepto másamplio de proyecto cuando afirma que el pro-yecto de edificios debe extrapolar la visión delproducto o de su función, debiendo ser encara-do también bajo la óptica del proceso de cons-trucción. El proyecto debe incluir además de lasespecificaciones del producto también lasespecificaciones de los medios estratégicos,físicos y tecnológicos necesarios para ejecutarel proceso de construcción.

Es así como concluye Taniguti (1999), quepara evolucionar en el proceso de producciónde edificios es necesario mejorar el proceso deelaboración del proyecto considerando simultá-neamente los diversos subsistemas, como asi-mismo el contenido del proyecto el cual, ade-más de la forma del producto, debe presentartambién el aspecto de cómo producir.

Cuando la industria de la construccióntrabaja con sistemas constructivos racionali-zados y/o industrializados es esencial que elproyecto, además de enfocar el producto,contemple también el modo de producción,para que se pueda aprovechar realmente elpotencial productivo y lograr los resultadosesperados.

El proyecto de producción es definidopor Melhado (1994) como un conjunto de ele-mentos de proyecto elaborado en forma

simultánea al detalle del proyecto ejecutivo,para su utilización en el ámbito de las activi-dades de producción en obra, conteniendo lasdefiniciones de:

• Disposición y secuencia de las actividadesde la obra y los frentes de servicio;

• Uso de equipos;

• Iniciación y evolución de la obra;

• Además de otros ítems vinculados a lascaracterísticas y recursos propios de laempresa constructora.

El papel esencial del proyecto en la pro-ducción consiste en encontrar soluciones cons-tructivas para determinado proyecto, concebidopara una cierta tecnología, insertando las con-dicionantes de racionalización y constructibili-dad, a fin de apoyar a la actividad de ejecución,a través de un proceso de producción seriado ydefinido, permitiendo su control, garantizandola calidad deseada del producto y la reducciónde costos y desperdicios.

El proyecto de producción no debe serconfundido con el proyecto de un subsistemade la edificación, no es tan solo el detalle gené-rico que viabiliza las operaciones en el sitio dela obra.

Como se sabe, el proceso de producciónde edificios es una actividad multidisciplinaria,que involucra la participación de diferentes pro-fesionales y proyectistas, lo que implica lanecesidad de una mayor integración entre lasdiversas disciplinas del proyecto (arquitectura,estructura, instalaciones, tabiquería, fundacio-nes, etc.), como también entre estas disciplinasy las actividades de producción.

El elemento de unión entre estas diversasdisciplinas y la coordinación de proyectos esuna actividad de apoyo del desarrollo del proce-so de proyecto, orientada a la integración de los

112

requisitos y de las decisiones de proyecto. Lacoordinación debe ser ejercida durante todo elproceso de proyecto; tiene como objetivo facili-tar la interacción entre los diversos miembros yequipos a fin de mejorar la calidad de los pro-yectos que se desarrollan y promover su com-patibilización.

La coordinación de proyectos puede serejercida por un equipo de la misma constructo-ra, por la oficina de arquitectura o por un profe-sional o empresa especializada.

La coordinación de proyectos no resuelvepor sí sola todas las incongruencias e inconsis-tencias existentes entre los proyectos. Todoslos agentes participantes deberán tener encomún la visión sistémica del proceso de pro-ducción y del producto/edificación para lograrun todo harmónico e integrado. Novaes (1996)apud Silva (2003) afirma que esa condiciónsólo podrá ser alcanzada sobre la base de la“adopción de una visión sistémica del compor-tamiento de los subsistemas de un edificio,mediante la elaboración de los proyectos decada subsistema y sus componentes, compati-bilizada con los de los demás, con respeto delas necesidades particulares de cada uno y lasglobales del edificio, visto como un organismoen funcionamiento”.

8.5. Directrices para el Proyecto deArquitectura

En los párrafos siguientes se presentaránalgunos requisitos para la elaboración de pro-yectos de arquitectura en SF. El objetivo esorientar a los profesionales en los aspectos queson esenciales para garantizar edificacionesmás eficientes, como resultado de concepcio-nes planificadas y adecuadas al sistema SF, ytambién para permitir la racionalización del pro-ceso constructivo.

8.5.1. Estudio Preliminar

Es importante que desde la concepción

del proyecto se piense en la forma de produciro construir, por lo que ya en el estudio prelimi-nar deberán considerarse los conceptos y con-dicionantes estructurales.

El uso de mallas o reticulados modularesplanos y espaciales permite relacionar en unprimer momento la modulación de la estructu-ra y los paneles de cerramiento. El reticuladomodular de referencia debe considerar elmódulo básico de 10 cm, puesto que es lareferencia para las dimensiones de los compo-nentes. Pero para el proyecto deben utilizarsereticulados de mayores dimensiones a fin defacilitar la creación o el diseño, siempre quesean múltiplos del módulo fundamental. Paraproyectos con SF puede emplearse una mallao reticulado plano de 1200 mm x 1200 mm, sien el estudio preliminar el arquitecto aún notiene la información precisa si la modulaciónestructural será de 400 o 600 mm. Por lotanto, cuando se usa ese reticulado que esmúltiplo tanto de 400 como de 600 mm, permi-te que posteriormente el proyecto sea adapta-do a cualquiera de las opciones determinadaspor el proyecto estructural. Esta modulaciónde reticulado también posibilita que desde losprimeros esbozos se considere la optimizacióndel uso de las placas de cerramiento, puestoque la mayoría de estos componentes utilizaesa dimensión.

Debe concebirse un proyecto coherentecon el desarrollo tecnológico de la constructora,o sea, los métodos de construcción y montajeadoptados por la empresa deben reflejarse enla complejidad y selección de los componentesde la edificación.

8.5.2. Anteproyecto

En esta etapa es esencial dominar el usode los materiales y componentes que son partede la construcción para una mejor especifica-ción e integración de estos materiales de acuer-do a la situación.


113

Tener claro el uso a que se destinará eledificio y el clima local es esencial a fin depoder determinar el patrón de acabado y loscriterios de desempeño termoacústico, ya queexisten varias configuraciones posibles parael proyecto de tabiquería. Estas condicionesson determinantes para la selección de loscomponentes de cerramiento vertical y el tipode losa.

Especificar el tipo de revestimiento y aca-bado para que su peso propio pueda ser consi-derado en el proyecto estructural. En estaetapa, anteproyecto de la estructura, debendesarrollarse simultáneamente las fundacionese instalaciones, considerando ya las interferen-cias entre los subsistemas.

Compatibilizar el proyecto arquitectónicocon las dimensiones de los componentes decerramiento a fin de optimizar su modulaciónhorizontal y vertical.

Especificar escuadrías, formas de fijacióny las holguras necesarias para ella, compatibili-zar el proyecto de los componentes de cerra-miento con los orificios de las escuadrías.Optimizar la dimensión y localización de los ori-ficios con la localización de los montantes con-siderando la modulación.

Proporcionar estanqueidad al aire y alagua de la estructura a través de componentesde impermeabilización y cerramiento. O sea,los perfiles galvanizados nunca deben estar ala vista.

Definir la viabilidad de concentrar laspasadas de las cañerías en “shafts” con mirasa una menor interferencia con la ejecución de latabiquería y las estructuras.

Definir el uso y tipo de sistema de aguacaliente, aire acondicionado y calefacción.

En la medida de lo posible, tratar de siem-pre emitir el layout de las piezas fijadas a los

paneles de los ambientes para prever la coloca-ción de refuerzos.

8.5.3. Proyecto Ejecutivo y Detalle

Esta fase se caracteriza por el proceso decompatibilización entre subsistemas y la elabo-ración de los proyectos ejecutivos y de detalle,considerando las peculiaridades del sistemaconstructivo y el nivel de racionalización delproceso. Por lo tanto, los proyectos ejecutivosde arquitectura difieren de los proyectos deconstrucciones convencionales que abordan yentregan información en forma genérica.Cuanto más preciso y detallado es el proyecto,tanto mayor es el desempeño y la calidad en elmontaje de la edificación.

A pesar de que el dimensionamiento deproyectos arquitectónicos en milímetros no escomún, ha de considerarse la precisión milimé-trica, ya que la estructura de acero proporcionaun sistema constructivo muy preciso y todos losdemás componentes deben también debencumplir ese requisito. Por consiguiente, a pesarde no ser una condición esencial que lasdimensiones del proyecto ejecutivo se presen-ten en milímetros, todo el proyecto debe serpensado en esas unidades de medida y el deta-lle, principalmente de la interfaz entre subsiste-mas, sea expresado preferentemente en milí-metros.

Este procedimiento es particularmenteimportante cuando en el detalle de interfacesconsideramos que aunque los componenteselementales de la construcción sean fabricadosde acuerdo a los criterios de coordinaciónmodular, todo material está sujeto a variacionesmilimétricas que son el resultado de errores defabricación y de posición, o de diferentes dilata-ciones y contracciones debido a la naturalezade cada uno. Por lo tanto, estos aspectos hande tenerse en cuenta a fin de evitar patologíasposteriores.

114

La elaboración del proyecto ejecutivo estáinicialmente sujeta a la compatibilización delproyecto estructural con el arquitectónico.Posteriormente, deben compatibilizarse estosproyectos con el de las instalaciones, identifi-cando, analizando y solucionando las interfe-rencias.

Elaborar los proyectos de las tabiqueríasinteriores y exteriores según el proyecto estruc-tural, ya que es en la estructura que se fijaránlos componentes, compatibilizando e integrán-dolos con los otros subsistemas. El proyecto delos componentes de cerramiento debe optimi-zar la modulación vertical y horizontal y hacer-se compatible con los orificios y, cuando esnecesario, con su uso como diafragma de rigi-dización. Cuando los componentes de cerra-miento no desempeñan esa función estructural,identificar y solucionar su interferencia con eluso de arriostramientos.

Especificar y detallar el tipo de juntas deunión (a la vista o invisible) de dilatación ymovimiento de las placas de cerramiento, y sifuera necesario, incorporar estos detalles alproyecto de arquitectura. También es importan-te considerar la deformabilidad de la estructuray las variaciones higrotérmicas de los materia-les en el detalle de las juntas.

Identificar y solucionar la interferencia depuntos hidráulicos tales como sanitarios,duchas, tanques y otros con la posición de loselementos estructurales, principalmente losarriostramientos y montantes.

Especificar y detallar el tipo de revesti-miento de áreas expuestas a humedad y el usode materiales como entrepiso de garaje y otros.

Detallar la interfaz paneles/escuadrías,caracterizando el tipo de material (aluminio,madera, acero, PVC, etc.), el modo de fijación,los componentes de protección de estos orifi-cios, tales como alfeizares, punteado de bordesy alisadores. Cuidados especiales merece el

uso de materiales metálicos, tales como el alu-minio, a fin de aislar las escuadrías de laestructura y evitar así la formación de paresgalvánicos.

Dar preferencia a los detalles estandariza-dos de desempeño comprobado. Y esto ha deaplicarse tanto al detalle del proyecto arquitec-tónico como al proyecto estructural.

Definir el proyecto luminotécnico para evi-tar interferencias con la estructura, tales comoson las vigas de entrepiso y los montantes.

Siempre es importante hacer un análisiscrítico en cada etapa para verificar si las alter-nativas propuestas pueden ser mejoradas entérminos de racionalización de la producción ycompatibilidad entre los subsistemas. Lo mismorige para la detectar si las operaciones en cursoson suficientes para la elaboración de los pro-yectos de producción.

En el proceso de ejecución de construc-ciones en SF ocurren varias actividades simul-táneamente, y esta es otra condición que impli-ca la necesidad de establecer los proyectos deproducción, puesta que la velocidad de ejecu-ción dificulta la solución óptima de las interfe-rencias que van apareciendo y esto puedecomprometer la secuencia de ejecución atra-sando los plazos de entrega de la obra.

Indudablemente, los sistemas constructi-vos como el Steel Framing son un puente parael desarrollo tecnológico de la construccióncivil. Más aún, tenemos la convicción que unade las mayores contribuciones de este sistemaes la construcción con calidad, sin desperdicioy con preocupación ambiental.


Referencias Bibliográficas

115

116

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMASTÉCNICAS. NBR 15253: Perfis de aço forma-dos a frio, com revestimento metálico, para pai-néis reticulados em edificações: RequisitosGerais. Rio de Janeiro, 2005.

NBR 10152: Níveis de ruído para confortoacústico. Rio de Janeiro, 1987.

NBR 6355: Perfis estruturais de aço formados afrio - Padronização. Rio de Janeiro, 2003.

NBR 5706: Coordenação modular da constru-ção. Rio de Janeiro, 1977.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS FABRICAN-TES DE BLOCOS E CHAPAS DE GESSO -Abragesso. Manual de montagem de sistemasdrywall. São Paulo: Pini, 2004.

BARROS, M. M. B.; SABBATINI, F. H.Diretrizes para o processo de projeto para aimplantação de tecnologias construtivas racio-nalizadas na produção de edifícios. São Paulo:EPUSP, 2003. 24 p. (Boletim técnicoBT/PCC/172).

BATE MAN, B. W. Light gauge steel versus con-ventional wood framing in residential construc-tion. Texas: Department of ConstructionScience of A&M University, College Station,1998.

BAUERMANN. M. Uma investigação sobre oprocesso de projeto em edifícios de andaresmúltiplos em aço. Dissertação (Mestrado)– Departamento de Engenharia Civil,Universidade Federal de Ouro Preto. OuroPreto, 2002.

BRASILIT. Sistema construtivo brasiplac– paredes internas e externas: catálogo. SãoPaulo, 2004.

BROCKENBROUGH, R. L. & ASSOCIATES.Shear wall design guide. Washington: American Iron and Steel Institute (AISI), 1998.

BRUNA. P. J. V. Arquitetura, industrialização edesenvolvimento. São Paulo: Ed. Perspectiva,1976.

CAIXA ECONÓMICA FEDERAL. Sistema cons-trutivo utilizando perfis estruturais formados a friode aços revestidos (steel framing) -Requisitos eCondições Mínimos para Financiamento pelaCaixa. Disponible en: http://www.cbca-ibs.org.br/biblioteca_manuais_caixa.asp.Acceso en feb. 2004.

CAMBIAGHI, H. Projeto frente às novas tecno-logias. Disponible en < http://www.asbea.org.br/midia/artigos/cambiaghi/projtech >.Acceso en: abril, 2005.

CARDÃO, Celso. Técnica da Construção Vol. 2.Belo Horizonte: Universidade Federal de MinasGerais, 1964.

CIOCCHI, Luiz. Revestimento em réguas para-lelas. Revista Techné, São Paulo, n ° 76, p. 54-56, julho 2003.

CIRIBINI, G. Architettura e industria, lineamentidi técnica delia produzione edilizia. Milano: Ed.Tamburini, 1958.

COELHO, R. A. Sistema construtivo integradoem estrutura metálica. Dissertação (Mestrado) -Departamento de Estruturas, UniversidadeFederal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2003.

COELHO, R. A. Interpretando a psicologia e apersonalidade de cada material. Revista MaisArquitetura. São Paulo, n° 58, p. 72. Abril 2004.

CONSTRUTORA SEQUÊNCIA. Portfólio deObras. www.construtorasequencia.com.br/port-folio_obrassteel.htm Acceso entre Set. 2003 yMarzo 2005.

CONSULSTEEL. Construcción con acero livia-no - Manual de Procedimiento. Buenos Aires:Consul Steel, 2002. 1 CD-ROM.

Referencias Bibliográficas

117

CRASTO, R. C. M. Arquitetura e Tecnologia emSistemas Construtivos Industrializados– Light Steel Framing. Dissertação (Mestrado)– Departamento de Engenharia Civil,Universidade Federal de Ouro Preto. OuroPreto, 2005.

DAVIES, J. Michael. Light gauge steel framingsystems for low-rise construction.: Encontronacional da construção metálica e mista, 2.Anais...1999, Coimbra.

DIAS, Luís Andrade de Mattos. Estruturas deaço: conceitos, técnicas e linguagem. SãoPaulo: Zigurate Editora, 1997.

DIAS, Luís Andrade de Mattos . Aço e arquite-tura: estudo de edificações no Brasil. SãoPaulo: Zigurate Editora, 2001.

ELHAJJ, Nader R.; CRANDELL, Jay. Horizontaldiaphragm values for cold-formed steel framing.Upper Marlboro, MD: National Association ofHome Builders (NAHB), 1999.

ELHAJJ Nader; BIELAT, Kevin. Prescriptivemethod for residential cold-formed steel fra-ming. USA: North American Steel FramingAlliance (NASFA), 2000.

ELHAJJ, Nader. Fastening of light frame steelhousing: an international perspective. UpperMarlboro, MD: National Association of HomeBuilders (NAHB), 2004.

ELHAJJ, Nader. Residential steel framing: fireand acoustic details. Upper Marlboro, MD:National Association of Home Builders (NAHB),2002.

FRECHETTE, Leon A.. Building smarter withalternative materiais. Disponible en: http://www.build-smarter.com. Acceso en oct. 2004.

FIRMO. C. Estruturas tubulares enrijecidas porsuperfícies de dupla curvatura (hiperbólica).Dissertação (Mestrado) - Departamento de

Engenharia Civil, Universidade Federal deOuro Preto. Ouro Preto, 2003.

FRANCO, L. S. Aplicação de Diretrizes deracionalização construtiva para a evolução tec-nológica dos processos construtivos em alve-naria estrutural não armada. Tese (Doutorado) -Escola Politécnica da Universidade de SãoPaulo, São Paulo 1992.

GARCÍA MESEGUER, Alvaro. Control de cali-dad en construcción. Servicio de Publicaciones

ANCOP, España 1990. Traducción al portu-gués: RobertoFalcão Bauer, António CarmonaFilho, Paul Roberto do Lago Helene, SãoPaulo, Sindus-con - SP/ Projeto/PW, 1991.

GARNER, Chad J. Constructors’ guide to steelframing. Traducción al portugués por SidneiPalatnik. Disponible en: http://www.cbca-ibs.org.br/. Acceso en marzo 2004.

GERGES, Samir N. Y. Ruído: fundamentos econtrole. Florianópolis: Universidade Federalde Santa Catarina, 1992.

GÓMEZ, G. O. Acústica aplicada a IaConstrucción: El Ruido. Santiago de Cuba: Ed.ISPJAM, 1988.

GRUBB, P. J.; LAWSON, R. M. Building designusing cold formed steel sections: constructiondetailing and practice. Berkshire: SteelConstruction Institute (SCI) Publication, 1997.

HOLANDA, E. P. T. Novas tecnologias constru-tivas para produção de vedações verticais: dire-trizes para o treinamento da mão-de-obra.Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo. São Paulo, 2003.

INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS.Sistema Lafarge Gypsum: paredes de chapas degesso acartonado. São Paulo: Divisão deEngenharia Civil, 2002. (Referência técnica n°17)

118

INTERNATIONAL IRON AND STEEL INSTI-TUTE. Residential Construction around theWorld. Brochure 6. Bruselas: International Ironand Steel Institute, 1996.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FORSTANDARDIZATION. ISO 1006: Building cons-truction - Modular coordination: Basic Module.Londres, 1983.

ISO 6241: Performance standards in buildings:principies for their preparation and factors to beconsidered. Londres, 1984.

KINSLER, L. E.; FREY, A. R.; COPPENS,A. B.;SANDERS, J.V. Fundamentals of Acoustics. 3ed. New York: John Wiley & Sons, 1982.

KRÚGER, P. von. Análise de Painéis deVedação nas edificações em estrutura metáli-ca. Dissertação (Mestrado) - Departamento deEngenharia Civil, Universidade Federal deOuro Preto. Ouro Preto, 2000.

LABOUBE, Roger. Design guide for cold-for-med steel trusses. Washington: American Ironand Steel Institute (AISI), 1995.

LOTURCO, Bruno. Chapas cimentícias sãoalternativa rápida para uso interno ou externo.Revista Téchne, São Paulo, n° 79, p. 62-66.PINI, Out. 2003.

MASISA. Panel estructural OSB MASISA:Recomendaciones prácticas. Catálogo: MASI-SA, 2003.

MELHADO. S. B. Qualidade do projeto naconstrução de edifícios: aplicação ao caso dasempresas de incorporação e construção. Tese(Doutorado) - Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo. São Paulo, 1994.

MICHAELIS. Dicionário Prático Inglês-Portu-guês/Português-Inglês. São Paulo:Melhoramentos, 1987.

MOLITERNO, António. Caderno de projetos detelhados em estruturas de madeira. São Paulo:Ed. Edgard Blúcher Ltda, 2003.

NOVAES, C. C. Diretrizes para garantia da qua-lidade do projeto na produção de edifícios habi-tacionais. 1996. Tese (Doutorado) - EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo, SãoPaulo, 1996.

PEREIRA JÚNIOR, CleberJosé. Edifícios dePequeno Porte Contraventados com Perfis deChapa Fina de Aço. Dissertação (Mestrado) -Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio deJaneiro, 2004.

PETTERSON, Eduard. Arquitectura Minimalista.Barcelona: Atrium Group de Ediciones yPublicaciones, S. L., 2001.

PINTO. M. A. V. Avaliação térmica de edifíciosem estrutura metálica. . Dissertação (Mestrado)– Departamento de Engenharia Civil,Universidade Federal de Ouro Preto. OuroPreto, 2000.

RODRIGUES, F. C. Light steel framing - engen-haria. Rio de Janeiro: Centro Brasileiro daConstrução em Aço, 2005.

ROSSO. T. Racionalização da construção. SãoPaulo: Ed. FAU-USP, 1980.

ROSSO. T. Teoria e prática da coordenaçãomodular. São Paulo: Ed. FAU-USP, 1976.

SABBATINI, F. H. Desenvolvimento de méto-dos, processos e sistemas construtivos:Formulação e Aplicação de uma MetodologiaTese (Doutorado) - Escola Politécnicada Universidade de São Paulo. São Paulo,1989.

SABBATINI, F. H. O Processo de Produção dasVedações Leves de gesso acartonado. En:Seminário de Tecnologia e Gestão da Produçãode Edifícios: Vedações Verticais, São Paulo.

Características del sistema light steel framing

119

1998. Anais... São Paulo: PCC/ TGP, 1998, p.67-94.

SALES. U. C. Mapeamento dos problemasgerados na associação entre sistemas de veda-ção e estrutura metálica e caracterização acús-tica e vibratória de painéis de vedação.Dissertação (Mestrado) - Departamento deEngenharia Civil, Universidade Federal deOuro Preto. Ouro Preto, 2001.

SCHARFF, Robert. Residential steel framinghandbook. New York: McGraw Hill, 1996.SILVA. M. M. A. Diretrizes para o projeto dealvenarias de vedação. Dissertação (Mestrado)– Escola Politécnica da Universidade de SãoPaulo. São Paulo, 2003.

STEEL CONSTRUCTION INSTITUTE (SCI).Light steel framing case studies. Disponible en:http://www.steel-sci.org/lightsteel/. Acceso enAbril de 2004.

STRUCTURAL BOARD ASSOCIATION. OSBwall sheathing works. Vancouver: StructuralBoard Association, 2004.

TANIGUTI, E. K. Método construtivo de veda-ção vertical interna de chapas de gesso acarto-nado. Dissertação (Mestrado) - EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo. SãoPaulo, 1999.

TREBILCOCK, Peter J. Building design usingcold formed steel sections: an architecfs guide.Berkshire: Steel Construction Institute (SCI)Publication, 1994.

WAITE, Timothy J. Steel-frame house construc-tion. California: Craftman Book Co., 2000.

arlene maria sarmanho freitas renata cristina moraes de …pd] libros... · centro brasileiro de...

Documents