MANUAL TÉCNICO SISTEMA CONSTRUCTIVO PLACA COLABORANTE ACERO-DECK
Dpto. Investigación y Desarrollo ACEROS PROCESADOS S.A.
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO
1
Sistema Constructivo
1.1. Usos 1.2. Funciones 1.3. Ventajas 1.4. Elementos del Sistema
CAPÍTULO
2
Productos
2.1. Placa Colaborante AD-900 2.2. Placa Colaborante AD-730 2.3. Placa Colaborante AD-600 2.4. Conectores de Corte 2.5. Topes de borde 2.6. Topes de cierre
CAPÍTULO
3
Proceso Constructivo
3.1. Ingeniería de detalles 3.2. Transporte 3.3. Almacenamiento 3.4. Izaje 3.5. Colocación y apuntalamiento 3.6. Instalación de conectores de corte 3.7. Fijación 3.8. Perforación y ductos 3.9. Instalación de tuberías 3.10. Acero de refuerzo 3.11. Concreto 3.12. Protección 3.13. Acabados 3.14. Detalles constructivos
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CAPÍTULO
4
Control de Calidad
4.1. Certificados de calidad 4.2. Ensayos realizados
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INTRODUCCIÓN En respuesta a los requerimientos económicos y funcionales que nos exige la ingeniería en el diseño y la construcción, se introdujo en el Perú el sistema estructural para la elaboración de losas y entrepisos en general, conocido mundialmente como STEEL DECK, conformado por planchas preformadas hechas de acero estructural con protección galvánica, las cuales después del proceso de preformado logran inercias considerables, permitiendo soportar cargas muy altas durante el proceso de construcción; cumpliendo tres funciones principalmente: 1) Plataforma de trabajo para todas las instalaciones de la futura losa; 2) Refuerzo de acero positivo; y 3) Encofrado perdido del concreto. El sistema cuenta también con conectores de corte, y una malla de temperatura, que al fraguar forman una unidad (sistema compuesto acero-concreto) denominado losa con placa colaborante.
A nivel mundial el sistema constructivo con placa colaborante se utiliza desde los años 50 y en el Perú desde mediados de los años 90. Aceros Procesados S.A., una empresa netamente peruana, con el compromiso de fortalecer la ingeniería en nuestro país y satisfacer las demandas del sector construcción, introdujo en el Perú el año 2000 el Sistema STEEL DECK, llamándolo Sistema Constructivo con Placa Colaborante ACERO DECK.
Sin lugar a dudas notaremos, que las deficiencias de los métodos tradicionales son largamente superadas con la aplicación del STEEL DECK, el cuál, tanto como una herramienta de trabajo, es un paso a la estética y a la modernidad. Las ventajas que ofrece el sistema son múltiples, más aún, si las comparamos con los sistemas tradicionales para el diseño y la construcción de losas; mencionamos a continuación las ventajas más saltantes: •
Eliminación de encofrados: evitan el uso de encofrados de entrepisos para efectos de vaciado de la losa así como para efectos de montaje.
•
Acero como refuerzo para Momentos Positivos: el Acero-Deck, trabajando en conjunto con el concreto, contribuye como el acero de refuerzo positivo.
•
Durabilidad: el acero empleado para la fabricación de las planchas, es de alta resistencia al intemperismo gracias a su recubrimiento de galvanizado pesado.
•
Hecho a la medida: acorde a los diseños en planos para cada proyecto, las planchas son cortadas longitudinalmente a la medida exacta requerida, evitando hacer cortes innecesarios de las mismas, garantizando así una óptima eficiencia para su colocación.
•
Limpieza en Obra: su maniobrabilidad, fácil almacenamiento y no ser necesario cortar las planchas en obra, se ven reflejados en el orden y limpieza de la misma.
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•
Liviano: gracias a la forma del perfil, el conjunto acero / concreto, reduce el peso muerto de la losa; hablamos de losas que pesan desde 158.3 kgf/m².
•
Fácil Transporte, Manejo e Instalación: al ser planchas livianas, uniformes y cortadas a medida, son fácilmente apilables para ser transportadas, permitiendo también una fácil y rápida maniobrabilidad e instalación de las mismas.
•
Estética: las planchas vistas desde el nivel inferior, brindan una visión uniforme, agradable y segura.
•
Económico: en el mercado actual, el costo de las planchas para el sistema Acero-Deck es económico lo que lo hace un sistema muy competitivo en el mercado.
Como todo sistema constructivo, el Acero-Deck, viene regulado por diversos organismos, hasta la fecha internacionales, destacando como el más importante del STEEL DECK INSTITUTE (SDI) con sede en la ciudad de Chicago, Illinois, Estados Unidos. Normas como el American Institute of Steel Construction dan diversas normativas para el uso de este sistema como construcción compuesta. Las normas del American Standard of Steel ASSHTO también nos dan pautas para el uso del sistema con un mayor enfoque al área de caminos. Las normas del American Standard of Testing Materials (ASTM), recopilan los requerimientos físicos y químicos de los materiales empleados para el sistema, así como la normativa de los ensayos que se requieren hacer al sistema para verificar su comportamiento y cumplimiento ante determinadas condiciones. Existen a su vez normativas adicionales de diversos países, destacando el código de Construcción Canadiense.
Fabricantes de distintos países hacen referencia a algunas de estas normas, pero quizás - del punto de vista de la Ingeniería - han resultado deficientes, por lo que en este manual se ha tratado de recopilar todo tipo de información que se ha considerado importante para su entendimiento.
Ing. Miguel Díaz Figueroa Ing. Jorge Salinas Miguel
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CAPÍTULO
1:
SISTEMA DE FABRICACIÓN
1.1. Usos El sistema constructivo acero-deck puede aplicarse básicamente para construir cualquier tipo de losas de entrepisos y sus variaciones; podemos nombrar algunos usos que se da al sistema en la actualidad: •
Edificios
•
Centros Comerciales.
•
Estacionamientos.
•
Mezanines.
•
Últimos techos y techos inclinados.
•
Plataformas para muelles.
•
Losas para puentes peatonales y vehiculares.
•
Losas de entrepisos en general
1.2. Funciones Dentro del sistema constructivo, la placa colaborante cumple con tres funciones principales: •
Actuar como ACERO DE REFUERZO de refuerzo para contrarrestar los esfuerzos de tracción generados en las fibras inferiores de la losa producidas por las cargas de servicio.
•
Servir de ENCOFRADO para recibir el concreto en estado fresco y las cargas de servicio producidas durante el vaciado del concreto.
•
Actuar como PLATAFORMA DE TRABAJO, permitiendo tener una superficie de tránsito libre y segura para poder realizar las labores necesarias sobre la placa colaborante, como la instalación de tuberías, perforaciones de la placa colaborante, armado del refuerzo o de las mallas de temperatura, soldadura de los conectores, etc.
1.3. Ventajas El sistema ofrece muchas ventajas respecto a los sistemas tradicionales de construcción, siendo idóneo en proyectos donde el tiempo de ejecución de la obra es reducido. Entre las principales ventajas del sistema tenemos: •
Variedad de aplicaciones: Se usa sobre estructuras metálicas, de concreto y mixtas.
•
Eliminación del encofrado tradicional.
•
Limpieza y seguridad en obra.
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•
Fácil de instalar, liviano y apilable.
•
Fabricación a medida y entrega inmediata.
•
Ahorro significativo de materiales, mano de obra y Tiempo, que se traduce en dinero.
1.4. Elementos del Sistema El Sistema Constructivo Acero-Deck tiene TRES elementos: •
Placa Colaborante Acero-Deck
•
Concreto
•
Malla de temperatura
Concreto
Malla de temperatura
Placa colaborante Para utilizar el sistema con vigas metálicas, tenemos un CUARTO ELEMENTO: •
Conector de corte
Concreto Placa colaborante Soldadura
Conector de corte
Viga de acero
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1º PLACA COLABORANTE – CARACTERÍSTICAS:
La plancha colaborante es elaborada de bobinas de acero estructural con protección galvánica pesada G-90 que se somete a un proceso de rolado en frío para obtener la geometría deseada. Esta tiene un esfuerzo de fluencia mínimo de 33 Ksi o 2325 kgf/cm2, con un módulo de elasticidad de 2.1x106 kgf/cm2, cumpliendo con las normas del ASTM A653 y ASTM A611 para los grados C y D.
Los calibres o espesores del acero utilizados para la formación de las planchas del Sistema constructivo ACERO DECK son calibrados en gages (gauges) o como espesores en milímetros o pulgadas.
Para efectos de cálculo, sólo se considera como espesor de plancha colaborante el calibre del acero base no incluyendo los espesores de galvanizado o pre-pintado. Los calibres más utilizados son el gage 20 (0.909 mm) y el gage 22 (0.749 mm.) con una tolerancia máxima de 5% de su espesor.
El proceso de formación de la plancha Acero-deck incluye también un tratamiento en su superficie que le proporciona relieves o muescas ubicadas en las paredes de los valles, diseñado con el fin de proporcionar adherencia mecánica entre el concreto de la losa y la plancha de acero.
2º CONCRETO
El concreto a utilizarse en la construcción de la losa deberá cumplir con los requisitos establecidos según la Norma Peruana de Estructuras.
En lo que respecta a las “Especificaciones Estándar de los Agregados del Concreto” nos referiremos a las normas ASTM C33. En el caso de utilizar concretos con menor peso específico, nos referiremos entonces a la norma ASTM C330 “Especificaciones Estándar para agregados livianos para la elaboración de concreto Estructural”.
Las recomendaciones más relevantes son: •
La resistencia a la compresión de diseño mínima será de 210 kgf/cm2. No se tomarán en cuenta los concretos de resistencias mayores a los 580 kgf/cm2.
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•
Se realizará obligatoriamente el proceso de vibrado al concreto para garantizar así la adherencia mecánica entre el acero y el concreto, y para lograr la uniformidad del concreto.
•
El curado del concreto se efectuará como mínimo hasta 7 días posteriores al vaciado. No se utilizarán aditivos que contengan sales clorhídricas en su composición por que pueden producir efectos corrosivos en la plancha de acero.
3º MALLA DE TEMPERATURA
El refuerzo de la malla de temperatura es esencial en cualquier tipo de losa estructural para evitar el fisuramiento de la misma, debido a los efectos de temperatura y contracción de fragua que sufre el concreto.
El diseño de dicho refuerzo estará acorde con el capítulo 7 de la parte 7.10.2 en lo referente al Refuerzo por Contracción y Temperatura de las Normas Peruanas de Estructuras. El recubrimiento mínimo de la malla de temperatura será de 2 cm., quedando sujeto al criterio del diseñador.
El acero diseñado para soportar los momentos negativos, pasará por debajo de la malla de temperatura y podrá estar sujetado a ésta. El diseño de la malla de temperatura se puede referir a las normas del ACI o a las Normas Peruanas de Estructuras.
4º CONECTOR DE CORTE
Los conectores de corte tipo Nelson Stud son elementos de acero que tienen como función primordial tomar los esfuerzos de corte que se generan en la sección compuesta (acero-concreto) controlando y reduciendo las deformaciones.
El conector de corte tipo Nelson Stud tiene la forma de un perno con cabeza cilíndrica, no posee hilos (roscas) y es soldado a el ala superior de la viga soporte a ciertos intervalos, quedando embebidos dentro de la losa. Estos conectores están sujetos a corte en el interfase concreto/acero.
La losa transfiere las cargas de gravedad por una interacción de fuerzas de compresión sobre la viga en la cual se apoya. Además, en la parte de contacto de la losa se producen fuerzas de corte a lo largo de su longitud.
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Algunas consideraciones en la utilización de los conectores de corte son: •
Los conectores de corte son elementos de una sola pieza con protección galvánica electroquímica de zinc conforme a ASTM B633.
•
La cantidad de conectores por valle no debe ser mayor a 3 en el sentido transversal.
•
La altura del conector de corte debe estar entre 3” a 7”.
•
La longitud de los conectores mínima
•
El diámetro del conector de corte no debe ser mayor de ¾”.
≥
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4 d stud
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CAPÍTULO
2:
PRODUCTOS
2.1. Placa Colaborante AD-900
Tipo
:
AD-900
Peralte
:
38.8 mm
Ancho total
:
930 mm
Ancho útil
:
900 mm
Calibre
:
Gage 22, gage 20
Acabado
:
Galvanizado pesado
Longitud
:
A medida
2.2. Placa Colaborante AD-600
Tipo
:
AD-600
Peralte
:
60.00 mm
Ancho total
:
920.00 mm
Ancho útil
:
900.00 mm
Calibre
:
Gage 22, gage 20
Acabado
:
Galvanizado pesado
Longitud
:
A medida
2.3. Placa Colaborante AD-730
Tipo
:
AD-730
Peralte
:
75.00 mm
Ancho total
:
920.00 mm
Ancho útil
:
900.00 mm
Calibre
:
gage 22 , gage 20
Acabado
:
Galvanizado pesado
Longitud
:
A medida
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2.4. Conectores de Corte
DIMENSIONES Y PROPIEDADES CONECTORES DE CORTE
Diámetro del
DIMENSIONES
Vástago (C) Longitud del vástago (L) Diámetro de la cabeza (D) Altura de la cabeza (H)
NSNSNSNSNSNS500/250 625/250 625/300 625/400 750/300 750/400
½"
5/8"
5/8"
5/8"
¾”
¾”
2 ½”
2 ½”
3”
4”
3”
4”
1”
1 ¼”
1 ¼”
1 ¼”
1 ¼”
1 ¼”
8.5 mm
8.5 mm
8.5 mm
8.5 mm
10 mm
10 mm
2.5. Topes de borde
Las características técnicas se encuentran detalladas en los catálogos.
Altura
:
Variable
Pestaña
:
20 mm
Base
:
Variable
Espesor
:
1mm
Acabado
:
Galvanizado
Longitud
:
2.50 ml.
TIPO
P
TBTBTBTBTBTB90/170 100/170 110/170 120/170 130/170 140/200
Altura (H) mm.
90
100
110
120
130
140
Base (B) mm.
60
50
40
60
50
40
Pestaña (P) mm.
20
20
20
20
20
20
Desarrollo mm.
170
170
170
200
200
200
Calibre/ Gage
20
20
20
20
20
20
- 11 -
45 º
H
DIMENSIONES
TABLA 1 - TOPES DE BORDE
90°
B
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TBTBTBTBTBTB150/240 160/240 170/240 180/240 190/300 200/300 150 160 170 180 190 200 Altura (H) mm. Base (B) mm.
70
60
50
40
90
80
20
20
20
20
20
20
P 45 º
H
DIMENSIONES
TIPO
Pestaña (P) mm.
90°
Desarrollo mm.
240
240
240
240
300
300
Calibre/ Gage
20
20
18
18
18
18
B
2.6. Topes de cierre
Altura
:
40 mm a 75mm
Pestaña
:
20 mm 40mm
Base
:
40 mm, 55 mm
Espesor
:
1mm
Acabado
:
Galvanizado
Longitud
:
2.50 ml.
TABLA 2 - TOPES DE CIERRE P
TIPO
TC-40/100
TC-60/120
TC-75/150
Altura (H) mm.
40
60
75
Base (B) mm.
40
40
55
Pestaña (P) mm.
20
20
20
Desarrollo mm.
100
120
150
Calibre/ Gage
20
20
20
- 12 -
H
DIMENSIONES
90º
90°
B
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CAPÍTULO
3:
PROCESO CONSTRUCTIVO
3.1. Ingeniería de detalles
La ingeniería de detalles son labores que deben realizarse en gabinete para optimizar las áreas a cubrir, generando funcionalidad en la obra y desperdicios mínimos. •
MODULACIÓN: En caso no se especifique la modulación de las planchas en los planos, esta se debe realizar cubriendo la mayor cantidad de paños posibles. Las medidas usuales de modulación varían hasta los 9.00 metros de longitud; siendo una medida adecuada, debido al proceso constructivo, entre 4.00 metros y 8.00 metros.
•
LONGITUDES: Para efectos del cálculo de la longitud de las planchas, se debe tomar en cuenta la penetración en las vigas especificada en los planos, mínimo 4.00cm recomendable 5.00cm. Sobre los empalmes: estos deben ser a tope, en caso se proyecte un traslape, se recomienda que no exceda los 10.00 cm. Se debe procurar tener medidas iguales en el modulado de las planchas, para así facilitar el proceso de instalación.
•
CONECTORES DE CORTE: El metrado de los conectores de corte se realizará según las especificaciones de los planos estructurales que determinan el tipo de conector. Para las vigas perpendiculares al sentido de la placa colaborante, estas especificaciones deben indicar la cantidad de conectores por cada valle. Para las vigas en sentido paralelo se debe especificar la cantidad y el distanciamiento entre los mismos.
•
PLANCHAS ADICIONALES: Si se requiere agregar un porcentaje de planchas adicionales, éstas deben ser unidades solicitadas y no agregando un porcentaje por el largo de cada plancha.
3.2. Transporte
El proceso de transporte, implica la metodología del transporte de las planchas Acero-Deck desde la planta de fabricación hasta su destino final en obra.
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•
Los paquetes de planchas Acero-Deck son embalados en unidades de igual tamaño y calibre, especificado en cada paquete.
•
Cada paquete de planchas ACERO DECK estará conformado por un máximo de 25 planchas, menores a 6 m de longitud y para longitudes mayores, el peso promedio por paquete no deberá ser mayor a 1.5 toneladas.
•
La longitud máxima a transportar se regirá por el reglamento de caminos; considerando la longitud máxima del trailer capaz de circular según el tipo de camino, teniendo en cuenta que en ningún caso se podrá superar los 12 m.
3.3. Almacenamiento
El almacenamiento de las planchas Acero-Deck se hará de acuerdo al tiempo de permanencia en obra antes de ser utilizado. •
Para el caso de lugares abiertos, para tiempos menores a 5 días, se cubrirán las planchas con mantas plásticas para protegerlas de la intemperie. Para climas lluviosos o agresivos, las planchas, las planchas se ubicarán en un techado y cerrado.
•
El apoyo de los paquetes de planchas se hará sobre una superficie uniforme y plana, sobre tablones. La distancia entre apoyos se recomienda cada 0.60m. para paquetes compuestos por 25 planchas.
•
En ningún caso los paquetes se colocarán sobre la superficie natural o directamente sobre el terreno.
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•
En el almacenamiento de las planchas ACERO DECK se debe tomar en consideración que deben existir áreas libres para el tránsito fluido y así poder realizar otras tareas.
•
Los paquetes almacenados deberán ser ubicados y codificados en función al proceso de instalación.
3.4. Izaje
El Izaje se podrá hacer de dos maneras:
Manual: En este sistema se suben las planchas mediante sogas, procurando no dañar el borde de las placas. Para tal fin se las planchas serán amarradas con sogas en forma de cruz asegurándolas a los extremos con un gancho. El personal deberá emplear obligatoriamente guantes de cuero en estas labores.
Mecánico: Se emplean los medios mecánicos de la obra, como son las plumas, las grúas, etc., por lo general se utiliza cuando se tiene que izar paquetes de placas colaborante a diferentes alturas. Se debe tener cuidado de no dañar las pestañas laterales de las placas.
3.5. Colocación Corresponde a esta, la etapa para la ubicación de las planchas sobre las vigas de apoyo, es decir, la posición final. •
Las planchas se colocará con los valles de menor dimensión sobre las vigas a menos que se especifique lo contrario en los planos.
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•
Se empezará colocando la pestaña mayor, de la primera plancha, en el extremo de la viga paralela a la misma, para permitir que las pestañas mayores de las planchas subsiguientes calcen sobre las menores.
PESTAÑA MENOR
•
El apoyo sobre vigas transversales terminales es de 5 cm., los cuales quedaran totalmente embebidos en la losa.
•
Los cortes de las planchas se podrán hacer con esmeril, disco de corte, cizallas o cualquier otro método que no deteriore la geometría de las planchas.
•
En caso se requiera utilizar apuntalamiento temporal, este se colocará al centro de la luz o a los tercios
•
El apuntalamiento será retirado a los 7 días de vaciado el concreto o según se disponga en el diseño.
En la página 23 se pueden observar detalles constructivos al respecto. 3.6. Instalación de conectores de corte Se utilizan los conectores de corte cuando se forman sistemas compuestos de losas y vigas metálicas. Los conectores permiten conformar el sistema compuesto: placa colaborante y vigas metálicas. Estos se unen al perfil metálico a través de la soldadura y a la losa por el bulbo de concreto alrededor del mismo. •
Se debe perforar la placa antes de instalar los conectores de corte. Este proceso
puede ser
realizado mediante brocas sacabocados o algún sistema de corte mecánico. La perforación no debe exceder el ancho del valle de apoyo de la plancha y se debe realizar por el reverso de la plancha de modo que no perjudique la viga metálica de apoyo.
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•
En ningún caso se efectuará la perforación mediante sistemas de arco eléctrico.
•
Perforada la plancha, se instalará el conector de corte directamente en la viga metálica de apoyo, mediante soldadura. Esta debe cubrir todo el perímetro del área de apoyo del conector.
•
El espesor y tipo de soldadura son especificados en los planos constructivos o en todo caso la elección de la soldadura será como mínimo electrodo tipo 60/11.
En la página 24 se pueden observar detalles constructivos al respecto.
3.7. Fijación
Este proceso se realiza para mantener las planchas ACERO DECK en su posición final de trabajo y como medida de seguridad. •
Este proceso se debe realizar mediante elementos de fijación tales como tornillos auto perforantes, clavos de disparo ó simplemente con clavos si las planchas de Acero-Deck están apoyadas sobre el encofrado de madera que sirven a la vez de tapa de las vigas.
•
La fijación se realizará a los extremos de las planchas en todos los puntos de apoyo, teniendo como mínimo un punto de fijación cada tres valles, considerando que todos los valles de las planchas estén debidamente apoyados sobre las vigas de apoyo y las vigas principales.
3.8. Perforación y ductos Es común que en las especificaciones de un proyecto existan perforaciones en las losas para los tragaluces, o vanos para pasar escaleras, y pasos de accesorios eléctricos mecánicos y/o sanitarios; o si se requiere cortar sectores de planchas que estén dañadas, por lo que se dan ciertas consideraciones para saber como tratar estos casos.
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3.9. Instalación de tuberías
En el diseño de las instalaciones eléctricas, electromecánicas e instalaciones sanitarias, se utilizan frecuentemente el paso de tuberías a través de la losa de entrepiso, debido a esto se tendrán algunas consideraciones cuando se utilicen losas colaborante. •
Las tuberías que vayan dentro de la losa colaborante serán las que puedan pasar entre el valle superior de la
AceroDeck
plancha y el acero de temperatura. •
En las tuberías de desagüe se debe tener en cuenta la pendiente, por lo que se recomienda en general que se
AD-900
instalen por debajo de las losas colaborantes. •
La tabla adjunta es valida para las losas donde la malla de temperatura tiene un recubrimiento de concreto de 2.50 cm.
AD-600
AD-730
•
Peralte (cm.)
Diámetro máx. (Pulg.)
9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00
1 1¼ 1 ¾ 2 2 ½ 3 1 1¼ 1 ¾ 2 2 ½ 2 ¾ 1 ½ 2 2 ¼ 2 ¾ 3 3 ½ 4
Las cajas de salida de luz se pueden instalar dentro de la losa, quedando embebidas en el concreto, o se pueden instalar por fuera sujetándolas en la superficie metálica de la plancha ACERO DECK mediante tornillos autoroscantes.
•
Las conexiones eléctricas exteriores – es recomendable - se instalen dentro de los valles.
•
Los accesorios para la sujeción de las tuberías en las losas colaborantes se fijarán mediante tornillos autoroscantes, remaches, etc.
Mayores detalles constructivos se podrán observar en la Página 25
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3.10. Acero de refuerzo
El acero de refuerzo vendrá especificado en los planos de estructuras debidamente diseñado por el ingeniero de estructural. El tipo de refuerzo que se requiere para el Sistema ACERO DECK tiene como objetivo tomar los esfuerzos de flexión negativa en los apoyos y brindar anclaje en los bordes de losa mediante bastones que están anclados a la viga. Se debe respetar el diseño en cuanto a longitudes de varillas y posiciones de colocación según los planos.
Para mayores detalles de colocación del acero de refuerzo negativo, observar la Página 23.
Malla de temperatura •
El refuerzo de la malla de temperatura es esencial en cualquier tipo de losa estructural para resistir los efectos de temperatura y contracción de fragua que sufre el concreto, por lo cual se ubicará siempre en el tercio superior de la losa. Se puede utilizar como malla de temperatura las mallas electrosoldada ó varillas de acero de refuerzo (corrugadas ó lisas) amarradas con alambre.
•
La posición de las varillas dentro de la losa se dará según planos de estructuras y deberá estar 2 cm. - como mínimo- por debajo de la superficie superior de la losa y apoyadas sobre tacos de concreto, dados pre-fabricados ó algún material estandarizado para dicho proceso.
•
El cálculo de refuerzos por temperatura se realizará según los criterios del ACI.
3.11. Concreto
Vaciado del concreto
Una vez colocada la malla de temperatura se procederá a preparar el área de tránsito para el vaciado.
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•
El proceso de vaciado del concreto se podrá realizar mediante bombas, latas ó carretillas.
•
En el caso de utilizar carretillas para el vaciado, estas no podrán circular por encima de las planchas. Por lo tanto se habilitará una ruta de circulación mediante tablones de 8” aprox., que sean capaces de distribuir las cargas puntuales en un área mayor.
•
Antes de realizar el vaciado del concreto, las planchas deberán limpiarse para evitar una mala adherencia del concreto con la plancha.
•
La plancha ACERO DECK está preparada para recibir cargas en condiciones normales durante el proceso de vaciado. Sin embargo al momento del vaciado, no se debe acumular volúmenes excesivos de concreto ni generar grandes cargas puntuales por acumulación de materiales, máquinas o personas en una misma área; que sean capaces de deformar las planchas del Acero-Deck.
Curado del concreto •
Este se realiza cuando el concreto inicia su pérdida de humedad superficial después del vaciado, durante los primeros 7 días.
•
Las planchas ACERO DECK tiene la ventaja en el proceso de generar una superficie impermeable, manteniendo húmeda la mitad inferior del concreto, dependiendo la pérdida de agua a la evaporación.
•
El curado del concreto se hará con agua limpia libre de impurezas, en forma permanente durante el periodo especificado.
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Apuntalamiento En el caso que se utilicen apuntalamientos en las losas, el desapuntalamiento se realiza 7 días después del día de vaciado, asegurando que el concreto ha llegado a un 75% de su capacidad de resistencia a la compresión.
3.12. Protección El uso de sistemas de protección, como son el galvanizado y los procesos de pintura, permite tener una protección adecuada del acero ante agentes agresivos presentes en el medio donde se instalen las placas colaborantes.
Galvanizado Cabe resaltar que las bobinas de acero utilizadas cumplen con las normas ASTM A-653/A653M y las normas A-611 grado C, las cuales indican que se tiene recubrimiento de galvanizado en ambas caras de la plancha, considerando diversos espesores de zinc en la superficie.
El tipo de galvanizado que se utiliza en el Sistema constructivo ACERO DECK es calidad G90 (alta resistencia a la corrosión)
Para el caso de medio ambientes altamente corrosivos, se sugiere utilizar como complemento algún tipo de pintura de alta resistencia a la corrosión.
Pinturas anticorrosivas
El recubrimiento adicional de pintura anticorrosiva sobre las planchas deberá estar especificado en los planos constructivos por el diseñador.
Las pinturas usadas para este tipo de planchas son: resinas Vinílicas o Imprimantes Vinílicos, Resinas Epóxicas Poliamidas, Resinas epóxicas con Brea (Coaltar), etc. Estas son pinturas de alta resistencia a la intemperie y se deben de escoger acorde al uso. El espesor de las pinturas se miden en mils (1 mils = 1 milésima de pulgada).
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3.13. Acabados
Se dan principalmente tres tipos de acabado: •
Acabado Natural: Se puede deja la plancha galvanizada ACERO DECK expuesta sin recubrimiento.
•
Acabado Pintado: Se utiliza el tipo de pintura de acuerdo al uso.
•
Acabado Cielo Raso: Las planchas de Drywall u otro material para ser utilizadas como cielo raso pueden ser fijadas directamente a la losa colaborante ACERO DECK mediante espárragos, colgadores o canales.
ACABADOS
PINTADO
CARAVISTA
CON FALSO CIELO RASO
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DETALLES CONSTRUCTIVOS 1 SISTEMA CON VIGAS DE CONCRETO
IMPORTANTE : 1. La penetración mínima en cualquier elemento de concreto será de 4 cm.diseñados según normas. 2. los momentos negativos deberán ser contrarrestados por bastones de refuerzo, 3. El vaciado se puede realizar en forma monolítica ó independiente para las vigasy losas. 4. La unión viga-losa se cubrirá mediante tapaondas metálicos o similar.
malla de temperatura conector de corte
bastones de refuerzo
perno de anclaje
ángulo de soporte realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
refuerzo de viga penetración mínima : 4 cm.
apoyo mínimo: 4 cm. refuerzo de viga malla de temperatura
bastones de refuerzo
conector de corte
ángulo de soporte realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica perno de anclaje
refuerzo de viga penetración mínima : 4 cm. refuerzo de viga
apoyo mínimo: 4 cm.
bastones de refuerzo
bastones de refuerzo
refuerzo de viga
refuerzo de viga penetración mínima : 4 cm.
penetración mínima : 4 cm.
bastones de refuerzo
refuerzo de viga penetración mínima : 4 cm.
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bastones de refuerzo
bastones de refuerzo
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DETALLES CONSTRUCTIVOS 2 SISTEMA CON VIGAS METÁLICAS
malla de temperatura
apoyo mínimo: 4 cm. realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante Viga Metálica
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
apoyo mínimo: L (variable) 2".
malla de temperatura malla de temperatura
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
elemento de cierre elemento de tope soldadura de filete: 1" @ 12" ó tornillos autoperforantes: 1@ 45 cm
apoyo mínimo: 4 cm.
conector de corte realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante
Viga Metálica
Viga Metálica
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
malla de temperatura malla de temperatura acero de refuerzo
apoyo mínimo: 4 cm.
elemento de tope elemento de tope
ángulo de soporte soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante
apoyo mínimo: 4 cm.
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
Viga Metálica
apoyo mínimo: 4 cm.
apoyo mínimo: L (variable) 2".
apoyo mínimo: L (variable) 2".
malla de temperatura
malla de temperatura
acero de refuerzo
elemento de cierre elemento de cierre
soldadura de filete: 1" @ 12" ó tornillos autoperforantes: 1@ 45 cm
soldadura de filete: 1" @ 12" ó tornillos autoperforantes: 1@ 45 cm
apoyo mínimo: 12 mm Viga Metálica
Viga Metálica
ángulo de soporte realizar una perforación, previa a la soldadura, en la placa colaborante soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica
soldadura de filete perimetral del conector a la viga metálica apoyo mínimo: 4 cm.
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DETALLES CONSTRUCTIVOS 3 REFUERZO EN DUCTOS 1. Diseñar el refuerzo perimétrico al ducto o perforación, si este excede los 15 cm de diámetro. 2. Con el refuerzo se busca crear unas vigas chatas alrededor del ducto, por lo tanto este diseñó se realizará según las normas vigentes para losas. 3. Las perforaciones para colgadores y tornillos no necesitan refuerzo. 4. Si el corte o perforación es posterior al vaciado, controlar la vibración del corte, porque puede separar la placa del concreto.
TUBERÍAS tubería tubería
camiseta de protección
malla de temperatura
soporte
1. Si la tubería atraviesa la placa, esta será perforada a un diámetro igual al de la tubería o podrá llevar una camiseta de protección, en caso sea necesario. 2. Instalar las tuberías pasantes o las camisetas de protección antes del vaciado del concreto. 3. Las tuberías menores a 1¼" podrán ir embebidas dentro del concreto de la losa. 4. Las tuberías mayores a 1¼" pasarán por debajo de la losa sujetas mediante abrazaderas o elementos similares.
10 mm
1
NS-625/250
20
20 mm
3" 5
2"
NS-500/200
ELEMENTOS DE CIERRE
E C K
1 1 4"
1 12"
1 1 4"
ELEMENTOS DE TOPE
3
8"
4"
50 mm
NS-750/300
1. Realizar una perforación previa a la placa. 2. Fijar la placa a la estructura mediante tornillos autoperforantes 1 @ 45 cm. o soldadura de filete 1"@ 12". 3. Soldar los conectores directamente a la viga mediante soldadura de filete en todo el perímetro del conector
1. Apoyo mínimo del elemento 40 mm. 2. Asegurar los elementos de cierre mediante tornillos autoperforantes 1 @ 45 cm ó soldadura de filete 1" @ 12".
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m
m
variable según losa
A
8.5 mm
A
D
E C K
2 1 2"
1"
2"
8.5 mm
E C K
CER
O
D
O
D
CER
CER
O
A
CONECTORES DE CORTE
variable según volado
1. Las dimensiones de los elementos de cierre está en función de la altura de la losa, el apoyo (2" min) y el volado. 2. Asegurar los elementos de cierre mediante tornillos autoperforantes 1 @ 45 cm ó soldadura de filete 1" @ 12".
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CAPÍTULO
4:
CONTROL DE CALIDAD
4.1. Certificados de calidad
Para verificar la calidad de los materiales realizamos periódicamente ensayos de tracción del acero y pruebas de medición de espesores de galvanizado, que comparamos con los certificados de los lotes de bobinas a través un control estadístico.
4.2. Ensayos realizados
Las normas del American Standard of Testing Materials (ASTM), recopilan la normativa de los ensayos que se requieren hacer
al
sistema
para
verificar
su
comportamiento
y
cumplimiento ante determinadas condiciones.
Además de los ensayos propios del acero de las bobinas, realizamos ensayos a la unidad del sistema compuesto conformado por los elementos principales: Plancha ACERO DECK, concreto y malla de temperatura. En estos ensayos no utilizamos conectores de corte para situarnos en la condición más desfavorable.
Venimos realizando ensayos desde el año 2000 en el Laboratorio de estructuras del Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID), institución perteneciente a la Universidad Nacional de Ingeniería. Presentaremos aquí resultados puntuales de los últimos ensayos realizados (2006/ 2007).
ENSAYOS DE FLEXIÓN
Siguiendo las especificaciones de las Normas internacionales del American Society Testing and Materials C-78 (ASTM C-78) se realizaron 42 ensayos de flexión en placas colaborantes ACERO DECK.
Este ensayo es conocido como el ensayo de los tres puntos que consiste en aplicar una carga al espécimen en los tercios de luz, distribuyendo la carga por la mitad en cada uno.
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•
•
Espécimen ensayo.
al
final
Distribución de equipos durante ensayo de flexión.
del
El resultado de uno de los especímenes ensayados fue el siguiente: Características del espécimen: Perfil:
AD-900
Altura:
12.45 cm
Gage:
20
Luz libre:
2.76 m
Curva de Comportamiento 4000 3400 kg, 51 mm
3500 2800 kg, 7 mm
3000
5
5
1
2
2
0
Carga (kg)
2500 2000 1500 1000 500 0 -500 -10
0
10
20
30
40
50
60
Desplazamiento vertical (mm)
- 27 -
70
80
90
100
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Estado al inicio del desprendimiento: Carga:
2800 kg
S/Ceq:
1486 kg/m2
Desp.vert:
7 mm
3400 kg
S/Ceq:
1805 kg/m2
Desp.vert:
51 mm
Estado último: Carga:
Conclusiones: •
De la curva de comportamiento observamos que la losa tiene una mayor resistencia al sobrepasar la etapa elástica, cuando ya se ha iniciado el desprendimiento de la placa del concreto.
•
Ese comportamiento nos indica que losas con este perfil conservan el sistema compuesto luego de perder adherencia en la interfaz placa-concreto hasta la condición última debido a la ductilidad de la placa colaborante ACERO DECK.
ENSAYOS DE FUEGO
Siguiendo las especificaciones de las normas internacionales del American Society Testing and Materials E-119 (ASTM E-119) Standard Test Methods for FIRE Test Building Construction and Materials se realizaron 06 ensayos de fuego en el Sistema Constructivo ACERO DECK.
El ensayo consistió en suministrar calor mediante fuego controlado por una gradiente de temperatura similar a la presente en los incendios, bajo una sobrecarga de servicio al límite obtenido ya en los ensayos de flexión.
•
Colocación de espécimen sobre
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cámara
de
calor
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•
Distribución
de
equipos
durante ensayo de fuego.
A continuación mostramos los resultados de uno de los especimenes ensayados:
Características del espécimen:
Perfil:
AD-600
Altura:
11.55 cm
Gage:
22
Luz libre:
3.50 m
CISMID/FIC/UNI Laboratorio de Estructuras Ensayo de Fuego Placa Colaborante Acero-Deck Muestra: Losa-047 Fecha 14/11/2006 400
Temperatura (ºC)
350 300 250 200 150 100 50 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Desplazamiento Vertical (mm)
CH-1
- 29 -
CH-2
100
110
120
130
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Estado al inicio del desprendimiento: Tiempo:
34 min
Temp:
344 ºC
Desp.vert:
61 mm
Temp:
600 ºC
Desp.vert:
123 mm
Estado final de exposición: Tiempo:
41 min
La losa con placa colaborante colapsa a consecuencia de la falla de las vigas de apoyo.
Conclusiones •
Las losas con placa colaborante acero-deck utilizadas con cargas de servicio con espesores de gage 22 sometidas a ensayo de fuego tuvieron una resistencia de 30 y 40 minutos de exposición al fuego (T 300 ºC).
•
Se llegó a una temperatura máxima de 600 ºC sin colapso alguno.
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