STEEL FRAMING_ARQUITECTURA.pdf

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<ul><li><p>STEEL FRAMING:ARQUITECTURA</p></li><li><p>ARLENE MARIA SARMANHO FREITAS</p><p>RENATA CRISTINA MORAES DE CRASTO</p><p>STEEL FRAMING: ARQUITECTURA</p><p>Editado por: Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero - ILAFA -</p><p>En base al original en portugus editado por el INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIACENTRO BRASILEIRO DE CONSTRUO EM AO - Adaptado en versin espaol para</p><p>su difusin en Amrica Latina</p></li><li><p>(c)2006 INSTITUTO BRASILEIRO DE SIDERURGIA/CENTRO BRASILEO DE CONSTRUCCIN EN ACERO(c)2007 INSTITUTO LATINOAMERICANO DEL FIERRO Y EL ACERO</p><p>Ninguna parte de esta publicacin puede ser reproducida por medio alguno sin previa autorizacin de esta editorial.</p><p>Ficha catalogrfica</p><p>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.</p><p>ISBN: 978-956-8181-02-4</p><p>119 p.; </p><p>Bibliografia</p><p>1- Light Steel Framing 2-Steel Framing 3-Paneles de muros 4- Entrepisos 5-Cubiertas 6-Cerramientos verticals 7-Uniones 8-Montaje 9-Construccin civil 10-Arquitectura 11-Perfiles 12- Perfiles conformados 13- Perfiles zincados 14-Vivienda</p><p>Traduccin al espaol de Annemarie Hoffa.Revisin tcnica y adaptacin de la versin espaola: Esteban JaureguiCoordinacin con el Manual de Ingeniera: Roberto Dannemann</p><p>Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero ( ILAFA) Benjamn 2944. Piso 5Las Condes, Santiago, ChileE-mail: docentes@ilafa.orgSites: www.construccionenacero.com, www.ilafa.org</p><p>F866sCDU 692(035)</p></li><li><p>Captulo 1Introduccin 09</p><p>Captulo 2Caractersticas del sistema steel framing (SF) 112.1 Ventajas del uso del sistema steel framing 162.2 Aplicaciones 182.3 Perfiles conformados en fro y su utilizacin en la construccin civil 212.4 Tipos de perfiles utilizados para el SF 222.5 Mtodos de construccin 242.6 Fundaciones 262.6.1 Platea de hormign armado 262.6.2 Zapata corrida o viga de fundacin 272.6.3 Fijacin de los paneles en la fundacin 27</p><p>Captulo 3Paneles de muros 293.1 Paneles estructurales o autoportantes 303.1.1 Abertura de vanos en un panel estructural 313.1.2 Estabilizacin de la estructura 353.1.3 Rigidizacin 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 atpicas 46</p><p>Captulo 4Entrepisos 494.1 Tipos de entrepisos 524.2 Vigas de entrepiso 544.3 Rigidizacin horizontal 584.4 Escaleras 59</p><p>Captulo 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 Estabilizacin 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</p><p>Tabla de Contenido</p></li><li><p>Captulo 6Cerramientos 756.1 Paneles de OSB 776.1.1 Revestimientos vinlico 796.1.2 Revoques 816.2 Mampostera 826.3 Placas cementicias 826.4 Yeso cartn 846.4.1 Caractersticas de las placas de yeso cartn 856.4.2 Perfiles de acero para sistemas de tabiques en seco 856.4.3 Aspectos de proyecto y ejecucin 856.4.4 Montaje del sistema tabiques en seco 866.5 Aislamiento termoacstico 876.5.1 Aislamiento acstico 876.5.2 Aislamiento trmico 90</p><p>Captulo 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</p><p>Captulo 8Directivas para proyectos 1058.1 Industrializacin de la construccin 1068.2 Coordinacin modular 1088.3 Reticulados modulares 1098.4 Proyecto para produccin 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</p><p>Referencias Bibliogrficas 115</p></li><li><p>7El sistema constructivo denominado Steel Framing, que consiste bsicamente en un entrama-do de perfiles cincados conformados en fro, constituye uno de los usos con crecimiento y potencialms importante de la construccin actual de viviendas.</p><p>Por esa razn ILAFA (Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero) ha encarado la edicin deeste texto sobre Arquitectura del Steel Framing. Para ello ha optado por la traduccin al espaol deun texto editado por el Centro Brasileiro da Construao em Ao (CBCA) que se ha adaptado parasu utilizacin en el resto de Amrica Latina.</p><p>Agradecemos muy especialmente la cesin de los respectivos derechos por las autoras: ArleneMaria Sarmanho Freitas y Renata Cristina Moraes de Crasto, as como del Instituto Brasileiro deSiderurgia y el mencionado CBCA, gracias a la gestin de su Directora Ejecutiva Ctia Mac CordSimes Coelho.</p><p>Este texto se complementar con otro de Steel Framing: Ingeniera, que tambin editar ILAFA,y con el que conformar una unidad conceptual. Al respecto gran parte de los trminos tcnicos conlos sinnimos que se utilizan en distintos pases, estn definidos en el captulo 1 del Manual deIngeniera.</p><p>Santiago de Chile, diciembre de 2007</p><p>Presentacin</p></li><li><p>9Captulo 1Introduccin</p></li><li><p>10</p><p>Dado el crecimiento demogrfico y de losavances tecnolgicos, la industria de la construc-cin civil del mundo ha buscado sistemas mseficientes de construccin con el objetivo deaumentar la productividad, disminuir el desperdi-cio y cubrir la creciente demanda. La construc-cin civil en la mayora de los pases de AmricaLatina es todava predominantemente artesanal,caracterizndose por su baja productividad yprincipalmente por el gran volumen de desperdi-cios. Es por esta razn que el mercado ha insis-tido en que esta situacin debe cambiar y que eluso de nuevas tecnologas es la mejor forma depermitir la industrializacin y racionalizacin delos procesos. Desde ese punto de vista, el usodel acero en la construccin civil aparece comouna de las alternativas para cambiar el panoramadel sector.</p><p>Aunque en Amrica Latina existen pases queestn entre los mayores productores mundialesde acero, el empleo de este material en estruc-turas de edificaciones ha sido reducido en com-paracin al potencial del parque industrialregional. Paralelamente, el desarrollo de pro-ductos siderrgicos ampla las alternativas desoluciones constructivas disponibles.</p><p>Un parmetro importante es que la utiliza-cin de sistemas constructivos con acero exigeprofesionales preparados, proyectos detalladose integrados, a fin de minimizar las prdidas ylos plazos en la construccin. En este aspectoel arquitecto desempea un papel fundamentalcomo promotor de la utilizacin de nuevas tc-nicas y productos.</p><p>Una accin generadora de una mayor uti-lizacin de sistemas constructivos en acero esel acceso a informacin de calidad, y orientadaal arquitecto, y esta es precisamente la premisade este manual.</p><p>Es as como este manual tiene el objetivode orientar a los arquitectos y otros profesionalesdel rea en la concepcin de proyectos de edifi-caciones con el sistema Steel Framing (SF).</p><p>Este manual presenta los aspectos relaciona-dos con el proyecto y montaje de edificios con el sis-tema constructivo Steel Framing, basado en unaextensa investigacin bibliogrfica, objeto de la tesisde magster en 2005 de Renata Crasto, tituladaArquitectura y Tecnologa de SistemasConstructivos Industrializados-Light Steel Framing,del Programa de Postgrado en ConstruccinMetlica de la Escuela de Minas de la UniversidadFederal de Ouro Preto, visitas tcnicas, seguimien-to de obras y capacitacin. </p><p>Introduccin</p></li><li><p>Captulo 2</p><p>11</p><p>Caractersticas del sistemasteel framing</p><p>Captulo 2</p></li><li><p>12</p><p>Muchas publicaciones usan el trminoLight Gauge Steel Frame en que gauge esuna unidad de medida, ahora casi en desuso,que define el espesor de las chapas de metal.</p><p>Para que el sistema cumpla con las fun-ciones para el cual fue proyectado y construidoes necesario que los subsistemas estn correc-tamente interrelacionados y que los materialesutilizados sean los adecuados. Por lo tanto, laseleccin de los materiales y de la mano deobra es esencial para la velocidad de construc-cin y el desempeo del sistema (Foto 2.2).</p><p>El sistema del Steel Framing (SF), como sele conoce a nivel mundial, es un sistema cons-tructivo de concepcin racional, cuya principalcaracterstica es una estructura constituida porperfiles formados en fro de acero galvanizadoque son utilizados para la composicin 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 construccin enseco de gran rapidez de ejecucin. Gracias aestas caractersticas, el sistema Steel Framingtambin es conocido como Sistema Autoportantede Construccin en Seco. </p><p>Caractersticas del sistema steel framing</p><p>La interpretacin de la expresin inglesaSteel Framing, steel = acero y framing quederiva de frame = estructura, esqueleto, disposi-cin, construccin (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 as funcionan en conjunto para resis-tir las cargas que solicitan al edificio y a la estruc-tura y le dan su forma. As, el sistema SF no sloest restringido a su estructura. Como un sistemadestinado a la construccin de edificios, abarcavarios componentes y subsistemas. Estos sub-sistemas incluyen adems el estructural, aisla-cin termoacstica, de cierres interno y externosy de instalaciones elctricas e hidralicas(ConsulSteel, 2002)</p><p>A pesar de ser considerada como una tec-nologa nueva, el origen del Steel Framing seremonta al inicio del siglo XIX. De hecho, hist-ricamente se inicia con las casas de maderaconstruidas por los colonizadores en el territo-rio norteamericano en esa poca. Para atenderel crecimiento de la poblacin hubo que recu-rrir a mtodos ms rpidos y productivos en laconstruccin de viviendas, utilizando los mate-riales disponibles en la regin, en este caso lamadera. Ese mtodo consista en una estructu-ra compuesta de piezas de madera aserrada depequea seccin transversal, lo que se conocicomo Balloon Framing (ConsuISteel, 2002)(Figura 2.1).</p><p>Foto 2.2 - Montaje de una casa en Steel Framing, SoPaulo- SP (Fuente: Construtora Sequncia)</p><p>Foto 2.1- Estructura de una vivienda en Steel Framing, SoPaulo. (Fuente: Construtora Sequncia)</p></li><li><p>En Japn, las primeras construcciones enSF comenzaron a aparecer despus 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, haba sidoun factor agravante de los incendios que sepropagaron durante los ataques. Luego elgobierno japons restringi el uso de la made-ra en construcciones autoportantes a fin de pro-teger los recursos forestales que de otro modose habran podido agotar y tambin para pro-mover la construccin con materiales no infla-mables. La industria japonesa del acero, viendoen esas restricciones un nicho de mercado,comenz a producir perfiles livianos de aceropara la construccin como un substituto de losproductos estructurales de madera. En conse-cuencia, Japn presenta un mercado y unaindustria altamente desarrollados en lo que res-pecta a la construccin con perfiles livianos deacero (Foto 2.5).</p><p>A partir de ah, las construcciones en made-ra, conocidas como Wood Frame, se convirtie-ron en la tipologa residencial ms comn en losEstados Unidos. Aproximadamente un siglo mstarde, en 1933, producto del gran desarrollo de laindustria del acero en los Estados Unidos, selanz en la Feria Mundial de Chicago el prototipode una residencia en Steel Framing (Foto 2.3)que utiliz perfiles de acero en lugar de la estruc-tura de madera (Frechette, 1999).</p><p>El crecimiento de la economa norteameri-cana y la abundante produccin de acero en elperodo post-Segunda Guerra contribuy al des-</p><p>13</p><p>arrollo de los procesos de fabricacin de perfilesconformados en fro, y el uso de los perfiles deacero en substitucin de los de madera, que ofre-can las ventajas de la mayor resistencia y efi-ciencia estructural del acero y la capacidad de laestructura de resistir a catstrofes naturales, talescomo terremotos y huracanes (Foto 2.4). En ladcada de los aos 90, las fluctuaciones en elprecio y en la calidad de la madera para construc-cin civil estimularon el uso de los perfiles deacero en la edificacin residencial. Se estima quehasta el final de la dcada 90, un 25% de la edi-ficacin residencial en Estados Unidos se basen el sistema del SF (Bateman,1998). </p><p>Figura 2.1- Balloon framing (de EEUU)</p><p>Foto 2.3 - Prototipo de residencia en Light Steel Framing en laExposicin Mundial de Chicago en 1933 (Fuente: disponibleen: http://webpages.marshall.edu/~brooks/STRAN/stran1. htm)</p><p>Foto 2.4 - Perfiles estructurales de madera y acero galvaniza-do. (Fuente: Robert Scharff).</p></li><li><p>14</p><p>A pesar de que el SF es un sistema de construccin bastante usado en pases donde la construc-cin civil es predominantemente industrializada, en la mayora de los pases de Amrica Latina dondeprevalece el mtodo artesanal, an es poco conocido. As 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 regin, que a pesar de no tener una funcin estructural, utiliza perfiles galvaniza-dos para componer un esqueleto en el que se fijan las placas de cerramiento. Sin embargo, hasta aquno ms llega la semejanza, ya que el sistema SF, como ya se explic, es un sistema mucho ms amplio,capaz de integrar todos los componentes necesarios para construir un edificio cuya estructura es fun-damental. La ilustracin permite visualizar esquemticamente la estructura y los subsistemas de unavivienda en SF (Figura 2.2). La estructura del SF est bsicamente compuesta por paredes, pisos ytecho, que en conjunto posibilitan la integridad estructural del edificio, con la debida resistencia a losesfuerzos a los que est expuesta la estructura.</p><p>Caractersticas del sistema steel framing</p><p>Foto 2.5- Lnea de montaje de mdulos residenciales enJapn. (Fuente: SCI)</p><p>Figura 2.2- Vista esquemtica de una vivienda en Steel Framing.</p><p>Placa estructural</p><p>Cabio</p><p>Perfil U decierre de alero</p><p>Solera superior del panel</p><p>Montante perfil C</p><p>Jambas</p><p>Placa de cerramientoexterior</p><p>Placa de cerramientointerior</p><p>Entrepiso seco</p><p>Solera inferiordel panel</p><p>Viga dintel</p><p>Cinta (fleje metlico)</p><p>Arriostramiento</p><p>Perfil de cumbrera</p><p>Viga de cielorraso</p><p>Cenefa</p><p>Viga de entrepiso</p><p>Panel internoestructural</p><p>Platea de fundacin</p></li><li><p>Los entrepisos, partiendo del mismo prin-cipio de los paneles, utilizan perfiles galvaniza-dos, dispuestos en la horizontal, obedeciendo ala misma modulacin 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 disposicin permite garantizar que predo-minen los esfuerzos axiales en los elementosde la estructura (Foto 2.7).</p><p>15</p><p>L...</p></li></ul>