44
1 Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas [ES 7.5-02-R2] • Julio 2002 • Oficinas: Cerro Largo 932 _ Telefax 900 0670 Planta Ind: Besnes Irigoyen 4816 _ Telefax 320 0242 Montevideo - Uruguay

Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

  • Upload
    voliem

  • View
    277

  • Download
    6

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

1

Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas

[ES 7.5-02-R2]

• Julio 2002 •

Oficinas: Cerro Largo 932 _ Telefax 900 0670 • Planta Ind: Besnes Irigoyen 4816 _ Telefax 320 0242 Montevideo - Uruguay

Page 2: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

2

Departamento técnico Arq. José Giovanoni

Responsable del Departamento técnico

Ing. Civil Carlos Colom Asesor en ingeniería

[email protected]

Ing. Ind. Carlos Hartwich Responsable de Depto. de Diseño y

Desarrollo

[email protected]

Ing. Civil Nicolás Sosa Depto. técnico

[email protected]

Producción

Fernando Fidalgo Encargado de producción

[email protected]

Departamento Comercial

Fernando Mariño Gerente División Arquitectura

[email protected]

Marta Olivera Ventas

[email protected]

Richard Curbelo Ventas

[email protected]

Michael Berardi Ventas

Fabiana Gonzales Ventas

[email protected]

Cristina Santoro Ventas

[email protected]

Si usted desea manifestar una disconformidad o satisfacción, puede comunicarse directamente con la dirección de la empresa a [email protected]

Page 3: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

3

Prólogo del Director El presente material forma parte del esfuerzo que en Becam realizamos por “entender y atender las necesidades de nuestros clientes, mediante la mejora continua de nuestros productos y servicios”. Así lo hemos establecido en nuestra Política de Calidad.

Desde la fundación en 1950 hemos acumulado una basta experiencia enriquecida por los aportes de clientes, técnicos, profesionales que intentamos resumir en este “Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas”. Mi intención es dar respuestas desde el diseño, desde las primeras etapas del proyecto, con soluciones prácticas y efectivas, para lograr resultados estéticamente superiores, con mayor vida útil y mayor seguridad.

Los techos, cubiertas y construcciones livianos han tenido un fuerte impulso en el Uruguay. Creo que lo seguirán teniendo, pues en viajes al exterior y en publicaciones especializadas, hemos comprobado que en el resto del mundo las construcciones livianas son una solución para sectores industriales, comerciales, agropecuarios y residenciales. Nuestro país seguirá ese camino por las ventajas que representa. Debemos corregir y asegurar desde el diseño los resultados, colectivizando las experiencias de los diferentes actores lo que redundará en beneficio para la población en general.

No considero este manual como un resumen final, sino como una primera versión que se hace pública para aportar al desarrollo de mejores construcciones y edificaciones. Lo sentimos como un aporte al futuro con el dinamismo que los cambios tecnológicos requieren.

Estamos abiertos y dispuestos a recibir nuevos aportes y sugerencias.

Cordialmente,

Jorge Bello Director [email protected]

Montevideo, Julio 2002.

Page 4: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

4

Contenido

1 Introducción 4 2 Materiales y recubrimientos 6 3 Dimensiones, peso y propiedades de sección 10 4 Distancia admisible entre apoyos 15 5 Techos curvos 20 6 Aleros admisibles 25 7 Anclajes 27 8 Juntas longitudinales 37 9 Tablas y fórmulas útiles 38

Page 5: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

5

1. Introducción

Este “Manual de diseño de Cubiertas Metálicas” recoge la experiencia acumulada por Becam en el suministro de chapas para techos y coberturas. Hemos falta información técnica que asegure desde el diseño del proyecto obtener los resultados esperados.

La experiencia de Becam se ha visto enriquecida por los aportes recibidos a lo largo de 52 años en la plaza de parte de técnicos, profesionales, personas ideoneas y clientes.

El objetivo primordial es compartir conocimientos brindando herramientas e información necesarios para el diseño y así lograr cubiertas metálicas con mejor aspecto, mayor vida útil y mayor seguridad.

En el capítulo II se presentan los materiales a los cuales se aplica el manual, con los tipos de recubrimientos y la disponibilidad de los mismos.

En el capítulo III se presentan los diferentes perfiles de chapa que Becam es capaz de conformar y la información para el cálculo estructural de cada perfil.

El capítulo IV luego de aclarar las restricciones para el cálculo estructural de cada perfil presenta las tablas con las distancia entre apoyos en chapas planas para cada tipo de perfil de chapa.

En los capítulos V y VI se presentan pautas para el diseño de techos curvos y aleros, respectivamente.

En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos de chapa a los diferentes tipos de estructura. Y en el capítulo VIII se describe como deben unirse longitudinalmente los distintos tipos de chapas entre sí.

Finalmente el capítulo IX presenta una serie de tablas y fórmulas útiles para el cálculo estructural y el diseño.

La utilización de este Manual podría generar dudas o discrepancias del usuario con la información presentada. También podría requerirse ampliación de algún tema .En todos los casos el Departamento Técnico estará disponible para atender al usuario y escuchar los planteos que realice.

IMPORTANTE: El uso de la información presentada a lo largo de este Manual no exime de la necesidad de consultar técnicos capacitados para el correcto diseño de cada edificación particular.

Page 6: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

6

2. Materiales y recubrimientos

1.1 Acero revestido El acero base utilizado por Becam para sus cubiertas metálicas, es un acero estructural de bajo contenido de carbono, de alta resistencia y ductilidad. Este acero es fabricado cumpliendo las normas AS 1397 y AS 1365 (AS – Australian Standard). Las características del material son las mostradas en la Tabla 1 y la Tabla 2. Para casos especiales es posible suministrar otros grados de acero, con otras propiedades mecánicas, atendiendo mejores resistencias, mejores ductilidades, etc.

Tabla 1. Propiedades físicas

Densidad (g/cm3) 7.85

Expansión térmica (mm/m∙ºC) 0.0063

El acero tiene un coeficiente de expansión lineal relativamente bajo, de 0.0063 mm/m∙ºC, pero igualmente deberá ser tenida en cuenta en el diseño, más aún cuando se trate de chapas muy largas. La diferencia entre las temperaturas extremas, depende de la zona del país, de la superficie (color, textura, rugosidad, etc.) y de otros factores menores, pero en general se asume una diferencia de 50 ºC. Esta diferencia de temperaturas produce una dilatación de 0.3 mm por cada metro de longitud de chapa.

La expansión lateral de las chapas es absorbida por las ondulaciones y puede ser despreciada a los fines del diseño.

Tabla 2. Propiedades mecánicas

Mínimos garantizados

Resistencia a la fluencia (Mpa) 300

Resistencia última (Mpa) 340

Alargamiento Lo=80mm (%) 18

Valores típicos

Resistencia a la fluencia (Mpa) 300 - 400

Resistencia última (Mpa) 370 - 500

Alargamiento Lo=80mm (%) 23 - 39

Módulo de elasticidad (Mpa) 205 800

Becam cuenta con 2 tipos de recubrimiento metálico para sus chapas, el zinc (o galvanizado) y el aluzinc (también conocido como ZINCALUME).

Con el zinc se logra una protección en dos sentidos; este metal resiste la corrosión atmosférica, evitando el contacto del acero con el oxígeno del aire y brinda también una excelente protección catódica, que evita la corrosión de los bordes expuestos y de las pequeñas rayas y hendiduras que puedan producirse durante la manipulación de las chapas.

Previamente al desarrollo del Aluzinc (que se describe más adelante), se desarrollaron las chapas aluminizadas, son chapas de acero en las cuales el recubrimiento es solo aluminio. El Aluminio, como recubrimiento, presenta una excelente resistencia a la corrosión, mayor a la del zinc, pero no es recomendable para techos, debido a que tiene la desventaja de no brindar protección catódica, y por consiguiente los bordes expuestos, rayas y hendiduras se corroen rápidamente. En las chapas 100 % aluminio este problema no existe, ya que siendo el núcleo también de aluminio, no se necesita protección adicional.

El Aluzinc surge de aprovechar las bondades de ambos materiales, aluminio y zinc. La aleación, en general se compone de 50 a 60 % de aluminio, 40 a 50 % de zinc, más pequeñas adiciones de algún elemento de control. Los numerosos ensayos han demostrado una notoria mejoría en la vida útil. Este revestimiento fue el que obtuvo mejor desempeño, lográndose mayor resistencia a la corrosión que con el galvanizado, conservando una excelente protección catódica en los bordes expuestos, rayas y hendiduras.

Los recubrimientos de Zinc se especifican con una “Z” seguida de un número (ejemplo: Z275). Dicho número indica la masa mínima del recubrimiento en gramos por metro cuadrado (g/m2) sumando ambas caras de la chapa, determinado por un ensayo de triple muestreo. Cuando es necesario diferente espesor de recubrimiento en ambas caras (recubrimiento diferencial), se especifica de la forma Z x/y, donde x e y son la masa de recubrimiento de cada una de las caras de la chapa (ejemplo Z 275/100).

Los recubrimientos de Aluzinc, se especifican de la forma “AZ” seguida de la masa mínima de recubrimiento (ejemplo: AZ150)

Page 7: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

7

En la Tabla 3 se especifica el espesor aproximado de recubrimiento correspondientes a cada una de las masas de recubrimiento usuales. Los espesores, así como las masas corresponden a la suma de ambos lados.

Becam en forma estándar ofrece en sus chapas el recubrimiento Z275 y el AZ150, siendo posible para casos especiales suministrar otros espesores de recubrimiento, así como recubrimientos diferenciales.

Tabla 3. Espesores aproximados de recubrimientos (suma de ambos lados), equivalentes a los valores de masa de recubrimiento usuales

Clase de recubrimiento Masa de recubrimiento Espesor aprox. de recubrimiento Suma de ambos lados

Z100 130 0.02 mm (20 μm)

Z200 220 0.03 mm (30 μm)

Z275 290 0.04 mm (40 μm)

Z350 370 0.05 mm (50 μm)

Z450 470 0.07 mm (70 μm)

650 (chapa ≤ 2.0 mm) 0.09 mm (90 μm) Z600

680 (chapa > 2.0 mm) 0.10 mm (100 μm)

AZ150 170 0.05 mm (50 μm)

AZ200 220 0.06 mm (60 μm)

2.2 Aluminio (chapas 100 % aluminio) El aluminio es altamente resistente a la corrosión atmosférica debido a que, por su gran afinidad química con el oxígeno, forma espontáneamente al aire una capa de óxido fina, impermeable, resistente y muy adherente al metal, que impide que el ataque progrese. Como resultado, el metal puro y muchas de sus aleaciones pueden ser usados sin protección de ninguna clase, ahorrándose por lo tanto el tratamiento y los gastos de mantenimiento.

La resistencia a la corrosión de cada aleación está determinada fundamentalmente por su composición química, aunque también influye su temple en menor grado. Si la superficie es cortada o sometida a abrasivos, la película protectora de óxido se forma nuevamente en forma espontánea, mientras el oxígeno esté presente. La corrosión sólo ocurre cuando la película se rompe y no se recompone por falta de oxígeno.

Las chapas Becam están fabricadas en aleaciones resistentes a la corrosión que cumplen con la condición enunciada.

En el estado de entrega y sin ninguna protección adicional, la superficie expuesta a la intemperie sólo se opacará levemente, durante un período de tiempo que depende de la polución atmosférica, siendo esto consecuencia de un ligero ataque superficial, que si bien afecta la estética del aluminio, no perjudica en lo más mínimo su estructura.

En la Tabla 4 se presentan las propiedades físicas de esta aleación.

Tabla 4. Propiedades físicas

Densidad (g/cm3) 2.7

Expansión térmica (mm/m∙ºC) 0.024

El aluminio y sus aleaciones tienen un coeficiente de expansión lineal relativamente alto, de 0.024 mm/m.ºC. Esta expansión, por lo tanto, debe ser tenida en cuenta en el diseño.

Con una diferencia entre temperaturas extremas de 50 ºC, se produce una dilatación de 1.2 mm por cada metro de longitud de chapa.

La expansión y contracción de las chapas deben ser permitidas mediante agujeros de fijación sobredimensionados, sellados con elementos flexibles; además se deben interponer elementos que permitan un suave deslizamiento entre chapas y correas, con madera, plástico, u otros similares. No se deberán apoyar las chapas sobre cabriadas que tengan puntos o bordes agudos que puedan anclar el deslizamiento, ya que esto conducirá inevitablemente a perforarlas.

Page 8: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

8

La expansión lateral de las chapas es absorbida por las ondulaciones y puede ser despreciada a los fines del diseño.

Contrariamente a la opinión generalmente difundida, el aluminio no es un metal blando que impida su uso en aplicaciones estructurales. La combinación de elementos de aleación y de tratamientos térmicos adecuados, hacen que se puedan usar aleaciones de alta resistencia mecánica en los casos que se necesiten. El aluminio empleado para la fabricación de las chapas de aluminio Becam, es una aleación seleccionada especialmente para este uso. En la Tabla 5 se presentan las propiedades mecánicas de esta aleación.

Tabla 5. Propiedades mecánicas

Espesor (mm)

0.60 0.80 – 1.00

Resistencia última (Mpa) 210 230

Módulo de elsticidad (Mpa) 300

Alargamiento (%) 2

2.3 Chapas pintadas

Becam ofrece 2 clases de chapa pintadas: “Prepintada-Becam“ y “Becam-Color”.

En el caso de acero revestido, las ventajas de las chapas pintadas, es que además del recubrimiento metálico de Aluzinc o galvanizado, se agrega una o varias capas de pintura que mejora la protección de la superficie, mejorando considerablemente la vida útil del recubrimiento metálico y por tanto la vida útil de la misma chapa.

En el caso de las chapas de aluminio, la pintura evita que los ácidos y otras sustancias presentes en atmósferas agresivas (como industrial y marítima) ataquen directamente la capa de óxido protectora; mejorándose por tanto la vida útil de la chapa.

Otra ventaja nada despreciable, es el valor estético que le da, a la chapa para techos, la variedad de colores que ofrece Becam. A partir de este proceso, hemos logrado que la chapa pueda ser un elemento ineludible a tener en cuenta para techar viviendas, inclusive las de mayor valor.

En el caso de las chapas Becam-Color, la pintura aplicada es pintura en polvo electrostática de curado en horno de base poliéster, para lograr de esa manera una excelente adherencia, homogeneidad de espesor y una mayor resistencia a la radiación ultravioleta, que las pinturas convencionales. La chapa base puede ser galvanizada, Aluzinc o aluminio.

En la chapa Prepintada-Becam, se trata de bobinas pintadas en origen (Australia) y la denominación “Prepintada” es debido a que se le aplica la pintura antes de ser conformada. También se trata de una pintura curada en horno, con una capa de primer inhibidor de corrosión y además de otra capa convertidora. Este recubrimiento tiene una gran resistencia a los agentes atmosféricos y a la luz ultravioleta. Para evitar el deterioro de la pintura durante el almacenamiento, manipulación y montaje, esta chapa cuenta con un film de polietileno, que luego de finalizadas todas las tareas sobre la misma, se quita, quedando el recubrimiento en perfecto estado. En la chapa Prepintada-Becam, la base es siempre Aluzinc.

En ambos casos, la pintura cuenta con una gran flexibilidad y elongación para permitir el plegado sin que la pintura se vea afectada.

2.4 Disponibilidad

En la Tabla 5 se muestran los posibles materiales y terminaciones que actualmente pueden ser suministrados para cada modelo de chapa. Sin embargo, previo estudio, es posible suministrar todos los modelos en cualquiera de los materiales y recubrimientos.

70 300

Page 9: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

9

Tabla 6. Posibles materiales y terminaciones que actualmente pueden ser suministrados para cada modelo de chapa

Modelo de chapa

Galv. y/o Aluzinc

Prepintada Aluminio “Becam-Color” con base Galv.

y/o Aluzinc

“Becam-Color” con base Aluminio

BC 18 ! ! ! ! ! BC 35 ! ! ! ! ! BCC 420 ! !

BC 700 ! !

BC 800 ! !

Page 10: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

10

3. Dimensiones, peso y propiedades de sección

3.1 Sinusoidal BC 18 También llamado “acanalado común”, es el más antiguo de los perfiles en el mercado. Es utilizado para cubiertas con separaciones entre apoyos (dependiendo del caso) de hasta aproximadamente 1.5 m.

988

1076

18

76

Ancho útil:

Ancho total:

Ilustración 1 – Dimensiones de la chapa BC18 – Desarrollo 1220 mm – Disponible en aluminio y acero revestido en espesores de 0.40 - 0.45 - 0.50 y 0.56 mm

18

76

798

882

Ancho útil:

Ancho total:

Ilustración 2 – Dimensiones de la chapa BC18 – Desarrollo 1000 mm – Disponible en acero revestido solo en espesor 0.70 mm

Nota 1: Todas las dimensiones están en milímetros.

Nota 2: Las dimensiones en los esquemas son aproximadas, ya que debido a las variaciones de resistencias del material, y otros elementos influyentes en el proceso, dan como resultado pequeñas variaciones en las dimensiones. La tolerancia

en el ancho útil y total es de 250

+− mm.

Nota 3: Los anchos útiles para el caso de la chapa BC18, están establecidos asumiendo un solape de 1½ onda.

Nota 4: La tolerancia en el espesor total depende de la tolerancias en el espesor del recubrimiento y en el espesor del material base. Por más información acerca de las tolerancias en los espesores, ver las normas AS1397 y AS1365 para el acero revestido, y la norma IRAM 670 de dic/81 para el aluminio.

Page 11: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

11

Tabla 1 – Información técnica de chapa de acero BC18

Espesor (mm) 0.40 0.45 0.50 0.56 0.70

Peso (Kg/m2 útil) 3.85 4.33 4.82 5.40 6.86

Peso (Kg/m lineal) 3.80 4.28 4.76 5.33 5.47

Momento de inercia (cm4/m útil)

1.84 2.07 2.30 2.58 3.22

Módulo resistente (cm3/m útil) 2.04 2.30 2.56 2.86 3.58

Peso (Kg/m2 útil) 3.85 4.33 4.82 5.40 6.86

Tabla 2 – Información técnica de chapa de aluminio BC18

Espesor (mm) 0.60 0.80 1.00

Peso (Kg/m2 útil) 2.00 2.67 3.33

Peso (Kg/m lineal) 1.98 2.64 3.29

Momento de inercia (cm4/m útil) 2.76 3.68 4.60

Módulo resistente (cm3/m útil) 3.07 4.09 5.11

Nota 5: Las propiedades han sido calculadas basándose en el perfil teórico y el espesor nominal, y por tanto son aproximadas. Pueden no coincidir exactamente con la realidad debido a las pequeñas variaciones dimensionales.

3.2 Trapezoidal BC 35 Desarrollado como mejora de la chapa BC 18, ya que a igual costo por m2, es posible separar entre un 35 y un 68 % más los apoyos. Presenta además mayor capacidad de desagüe, permitiendo así pendientes menores.

1010

1050

35

202

117 85

Ancho útil:

Ancho total:

Ilustración 3 – Dimensiones de la chapa BC35 – Desarrollo 1220 mm – Disponible en aluminio y acero revestido en espesores de 0.40 - 0.45 - 0.50 y 0.56 mm

808

855

35

202

117 85

Ancho útil:

Ancho total:

Ilustración 4 – Dimensiones de la chapa BC35 – Desarrollo 1000 mm – Disponible en acero revestido solo en espesor 0.70 mm

Nota 6: Todas las dimensiones están en milímetros.

Nota 7: Las dimensiones en los esquemas son aproximadas, ya que debido a las variaciones de resistencias del material, y otros elementos influyentes en el proceso, dan como resultado pequeñas variaciones en las dimensiones.La tolerancia

en el ancho útil y total es de 250

+− mm.

Page 12: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

12

Nota 8: La tolerancia en el espesor total depende de la tolerancias en el espesor del recubrimiento y en el espesor del material base. Por más información acerca de las tolerancias en los espesores, ver las normas AS1397 y AS1365 para el acero revestido, y la norma IRAM 670 de dic/81 para el aluminio.

Tabla 3 – Información técnica de chapa de acero BC35

Espesor (mm) 0.40 0.45 0.50 0.56 0.70

Peso (Kg/m2 útil) 3.76 4.24 4.71 5.28 6.77

Peso (Kg/m lineal) 3.80 4.28 4.76 5.33 5.47

Momento de inercia (cm4/m útil) 8.71 9.80 10.88 12.19 15.24

Módulo resistente mayor (cm3/m útil) 7.37 8.30 9.22 10.32 12.90

Módulo resistente menor (cm3/m útil) 3.75 4.22 4.69 5.26 6.57

Tabla 4 – Información técnica de chapa de aluminio BC35

Espesor (mm) 0.60 0.80 1.00

Peso (Kg/m2 útil) 1.98 2.64 3.29

Peso (Kg/m lineal) 1.96 2.61 3.26

Momento de inercia (cm4/m útil) 13.06 17.41 21.77

Módulo resistente mayor (cm3/m útil) 11.06 14.75 18.43

Módulo resistente menor (cm3/m útil) 5.63 7.51 9.39

Nota 9: Las propiedades han sido calculadas basándose en el perfil teórico y el espesor nominal, y por tanto son aproximadas. Pueden no coincidir exactamente con la realidad debido a las pequeñas variaciones dimensionales.

3.3 Engrafada BCC 420 En el desarrollo de este perfil no se buscó separaciones entre apoyos mayores; sino mejorar la hermeticidad, seguridad, duración y estética. Esta chapa normalmente es perfilada “in situ”, lográndose eliminar totalmente los solapes, y junto con el método de fijación sin perforaciones, permite realizar cubiertas con hermeticidad total y minimizando a la vez los puntos susceptibles a inicio de la corrosión. La separación admisible entre apoyos es similar a la chapa BC 35.

420

40

59

58

21

40

79

Ilustración 5 – Dimensiones de la chapa BCC420 – Desarrollo 605 mm

Nota 10: Todas las dimensiones están en milímetros.

Nota 11: Las dimensiones en los esquemas son aproximadas, ya que debido a las variaciones de resistencias del material, y otros elementos influyentes en el proceso, dan como resultado pequeñas variaciones en las dimensiones. La

tolerancia en el ancho útil y total es de 100

+− mm.

Nota 12: La tolerancia en el espesor total depende de las tolerancias en el espesor del recubrimiento y en el espesor del acero base. Por más información acerca de las tolerancias en los espesores, ver las normas AS1397 y AS1365 para el acero revestido.

Page 13: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

13

Tabla 5 – Información técnica de chapa de acero BCC420

Espesor (mm) 0.50 0.56 0.70

Peso (Kg/m2 útil) 5.62 6.30 7.88

Peso (Kg/m lineal) 2.36 2.65 3.31

Momento de inercia (cm4/m útil) 47.7 53.4 66.8

Módulo resistente mayor (cm3/m útil) 24.9 27.9 34.9

Módulo resistente menor (cm3/m útil) 8.0 9.0 11.2

Nota 13: Las propiedades han sido calculadas basándose en el perfil teórico y el espesor nominal, y por tanto son aproximadas. Pueden no coincidir exactamente con la realidad debido a las pequeñas variaciones dimensionales.

3.4 Autoportante BC 700 “Autoportante”, término aplicado por primera vez a las chapas para techo, por Becam, a partir del año 1980. Son los modelos de chapa BC 700 y BC 800, con los que se consigue soportar hasta 30 metros de luz sin apoyos intermedios. Con la chapa autoportante BC 700, se consiguen distancias entre apoyos (dependiendo del caso) de hasta aproximadamente 10 m en forma plana, y de hasta 21 m en forma abovedada con apoyos impedidos.

C.G.

182

96

86

30 30 Ancho útil: plana 660 a 700curva 660 a 680

X

Y

Ilustración 6 – Dimensiones de la chapa BC 700 – Desarrollo 1000 mm

Nota 14: Todas las dimensiones están en milímetros.

Nota 15: Las dimensiones en el esquema son aproximadas, ya que debido a las variaciones de resistencias del material, y otros elementos influyentes en el proceso, dan como resultado pequeñas variaciones en las dimensiones.

Nota 16: La tolerancia en el espesor total depende de las tolerancias en el espesor del recubrimiento y en el espesor del acero base. Por más información acerca de las tolerancias en los espesores, ver las normas AS1397 y AS1365 para el acero revestido.

Nota 17: El ancho útil tendrá variaciones dentro del rango especificado a los afectos de ajustes al proyecto

Tabla 6 – Información técnica de chapa de acero BC700

Espesor (mm) 7.82 11.18

Peso (Kg/m2 útil) 5.47 7.83

Peso (Kg/m lineal) 486 694

Momento de inercia (cm4/m útil) 57 81

Módulo resistente mayor (cm3/m útil) 50 72

Módulo resistente menor (cm3/m útil) 7.82 11.18

Nota 18: Las propiedades han sido calculadas basándose en el perfil teórico y el espesor nominal, y por tanto son aproximadas. Pueden no coincidir exactamente con la realidad debido a las pequeñas variaciones dimensionales.

Page 14: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

14

3.5 Autoportante BC 800 Con la chapa autoportante BC 800, se consiguen distancias entre apoyos (dependiendo del caso) de hasta aproximadamente 20 m en forma plana, y de hasta 30 m en forma abovedada con apoyos impedidos.

C.G. X

Y

Ancho útil: plana 770 a 800curva 760 a 780

32 32

115

135

250

Ilustración 7 – Dimensiones de la chapa BCC800 – Desarrollo 1200 mm

Nota 19: Todas las dimensiones están en milímetros.

Nota 20: Las dimensiones en el esquema son aproximadas, ya que debido a las variaciones de resistencias del material, y otros elementos influyentes en el proceso, dan como resultado pequeñas variaciones en las dimensiones.

Nota 21: La tolerancia en el espesor total depende de las tolerancias en el espesor del recubrimiento y en el espesor del acero base. Por más información acerca de las tolerancias en los espesores, ver las normas AS1397 y AS1365 para el acero revestido.

Nota 22: El ancho útil tendrá variaciones dentro del rango especificado a los afectos de ajustes al proyecto

Tabla 7 – Información técnica de chapa de acero BC800

Espesor (mm) 1.11 1.25 1.55 2.00

Peso (Kg/m2 útil) 13.03 14.68 18.22 23.51

Peso (Kg/m lineal) 10.43 11.75 14.57 18.81

Momento de inercia (cm4/m útil) 1163 1309 1624 2095

Módulo resistente mayor (cm3/m útil) 101 114 141 182

Módulo resistente menor (cm3/m útil) 86 97 120 155

Nota 23: Las propiedades han sido calculadas basándose en el perfil teórico y el espesor nominal, y por tanto son aproximadas. Pueden no coincidir exactamente con la realidad debido a las pequeñas variaciones dimensionales.

3.6 Largo de las chapas BecamBecamBecamBecam suministra sus chapas del largo que el cliente solicite (con una tolerancia de ±10mm). En cuanto al máximo, normalmente está acotado por los problemas de manipulación, transporte, grúas, etc., que sean utilizados en obra. Sin embargo, para solucionar estos posibles problemas, nuestra empresa ha desarrollado un sistema que permite conformar sus chapas en el lugar de la obra a partir de bobinas, teniendo la posibilidad de conformar chapas en largos de 50 metros y más.

El corte de largos a medida, tiene importantes ventajas. Sin duda una de las más importantes, es que las chapas se ajustan a su proyecto y no que su proyecto se deba ajustar a medidas estándar.

Otra ventaja no menos importante, es el hecho de eliminar, o al menos disminuir al máximo los solapes, que además de un ahorro de material y un mayor rendimiento del m2 útil, es donde se inician en muchos casos la corrosión y las filtraciones de agua.

Si el cliente lo solicita, Becam puede entregar las chapas cortadas en diferentes medidas y en forma oblicua, como es el caso de un techo a cuatro aguas.

Nota 24: La longitud de las chapas BC700 y BC800 curvas es medida en el valle de las mismas. Para las chapas BC35 curvas, la longitud es medida en la cresta de las mismas.

Page 15: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

15

4. Distancia admisible entre apoyos

4.1 Introducción Los diferentes modelos de chapa, pueden trabajar (desde el punto de vista estructural) de muchas maneras; por ejemplo: como viga apoyada (caso más usual), como bóveda con extremos impedidos, formando parte de un elemento estructural, etc. En esta sección no se tratan todas las diferentes formas en que puede trabajar la chapa, solo se tratará el caso más usual: trabajando como viga apoyada. Por dudas o consultas respecto a otras configuraciones, siempre estará accesible nuestro departamento técnico.

Las chapas trabajando como viga apoyada, aplicándoles las cargas usuales (viento, tránsito durante el montaje, etc.), están sometidas a flexión. Por tanto deben ser planas o cuasi-planas, y en caso de ser curvas, deben mantener su resistencia a la flexión.

Las tablas presentadas más adelante suministran la distancia entre apoyos máxima admisible en función de la carga uniforme y el espesor de chapa. Las cargas uniformes surgen de integrar cargas de viento, peso propio de la chapa o cualquier otra carga uniforme existente. No se han tenido en cuenta las posibles cargas concentradas que pueden surgir debido al tránsito de personas sobre las chapas durante el montaje y/o mantenimiento. Para cada modelo de chapa se presentan 2 tablas, una para el caso de la chapa en 2 apoyos y otra para el caso en que la chapa se disponga sobre más de 2 apoyos con separación entre apoyos uniforme. Si bien cada cantidad de apoyos arroja resultados diferentes, para 3 o más apoyos los resultados no difieren entre sí de manera importante, y se han resumido todos esos casos en una sola tabla.

Para el cálculo presentado en las tablas se toman las siguientes restricciones:

⇒ 200

1≤luzmáxima flecha

para BC18, BC35 y BCC420

⇒ 150

1≤luzmáxima flecha

para BC700 y BC800

⇒ aluminio de chapas las para

cmkg

1000

revestido acero de chapas las para cmkg

1750 máxima Tensión

2

2

4.2 Presiones de viento En la aplicación de las chapas en techos y paredes, usualmente las cargas más importantes son las presiones de viento. Como información orientativa se han determinado estas presiones para 4 situaciones usuales, basándose en la norma UNIT 50:84 – Acción del viento sobre construcciones (2º Revisión – Edición 1994-08-12).

IMPORTANTE: El uso de esta información no exime de la necesidad de consultar técnicos adecuados para el dimensionado de la chapa y la estructura necesaria.

Page 16: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

16

Tabla 8 – Presiones de viento para casos usuales basadas en norma UNIT 50:84

Ubicación Rugosidad Presión

Rugosidad I 135 Kg/m2 Faja costera

Rugosidad II

Rugosidad I 100 Kg/m2

Zona interior Rugosidad II 75 Kg/m2

Nota 25: Para las presiones calculadas en la Tabla 14 se ha asumido además que:

Coeficiente de forma total (acción interior más exterior) Ct=1.3. Quedan excluidas situaciones de borde o cualquier otra en que Ct≥1.3

Altura menor o igual a 5 metros (tomados según apartado 6.2.4 de la norma UNIT 50:84)

Factor topográfico normal, Kt=1, por tanto quedan excluidas edificaciones muy expuestas (Kt=1.1) como cimas de acantilados, valles muy estrechos donde el viento se encajona, etc..

Factor de dimensiones Kd para áreas menores o iguales a 10 m2

Nota 26: Faja costera: son todos los lugares ubicados a una distancia menor a 25 kilómetros de cualquier punto de las márgenes del Río Uruguay, Río de la Plata o de la costa atlántica. Zona interior: son todos los lugares ubicados en el resto del territorio nacional.

Nota 27: Las situaciones de rugosidad se refieren a la rugosidad del terreno, factor que influye en las velocidades de viento posibles. Basándose en la norma UNIT 50:84, las rugosidades I y II cubren los siguientes casos:

Rugosidad I – Terreno abierto y a nivel, sin obstrucciones. Superficies de agua y faja costera en un ancho de 1 km. Aeropuertos, granjas extensas sin cercos.

Rugosidad II – Terreno plano o poco ondulado con obstrucciones bajas como setos o muros, árboles y edificaciones eventuales (altura media alrededor de 2 m)

Page 17: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

17

Tablas de distancias admisibles entre apoyos Trapezoidal - BC 35 – Acero revestido

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

0.40 0.45 0.50 0.56 0.70 0.40 0.45 0.50 0.56 0.70

40 2.60 2.70 2.80 2.91 3.13 3.21 3.34 3.46 3.59 3.87

50 2.41 2.51 2.60 2.70 2.91 2.98 3.10 3.21 3.34 3.59

60 2.27 2.36 2.45 2.54 2.74 2.81 2.92 3.02 3.14 3.38

75 2.11 2.19 2.27 2.36 2.54 2.60 2.71 2.81 2.91 3.14

90 1.98 2.06 2.14 2.22 2.39 2.42 2.55 2.64 2.74 2.95

100 1.91 1.99 2.06 2.14 2.31 2.29 2.43 2.55 2.65 2.85

120 1.80 1.87 1.94 2.02 2.17 2.09 2.22 2.34 2.48 2.68

135 1.73 1.80 1.87 1.94 2.09 1.97 2.09 2.21 2.33 2.58

140 1.71 1.78 1.84 1.91 2.06 1.94 2.06 2.17 2.29 2.55

160 1.64 1.70 1.76 1.83 1.97 1.81 1.92 2.03 2.14 2.40

180 1.57 1.64 1.70 1.76 1.90 1.71 1.81 1.91 2.02 2.26

200 1.52 1.58 1.64 1.70 1.83 1.62 1.72 1.81 1.92 2.14

250 1.41 1.47 1.52 1.58 1.70 1.45 1.54 1.62 1.72 1.92

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 1.32 1.38 1.43 1.49 1.60 1.32 1.40 1.48 1.57 1.75

Trapezoidal - BC 35 - Aluminio

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

0.60 0.80 1.00 0.60 0.80 1.00

40 2.07 2.27 2.45 2.55 2.81 3.03

50 1.92 2.11 2.27 2.37 2.61 2.81

60 1.80 1.99 2.14 2.23 2.45 2.64

75 1.68 1.84 1.99 2.07 2.28 2.45

90 1.58 1.74 1.87 1.95 2.14 2.31

100 1.52 1.68 1.80 1.88 2.07 2.23

120 1.43 1.58 1.70 1.77 1.95 2.10

135 1.38 1.52 1.63 1.70 1.87 2.02

140 1.36 1.50 1.61 1.68 1.85 1.99

160 1.30 1.43 1.54 1.61 1.77 1.91

180 1.25 1.38 1.48 1.55 1.70 1.83

200 1.21 1.33 1.43 1.49 1.64 1.77

250 1.12 1.23 1.33 1.34 1.53 1.64

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 1.06 1.16 1.25 1.23 1.42 1.55

Nota 28: Las distancias admisibles entre apoyos indicadas en las tablas, están en metros.

Nota 29: Los valores en fondo blanco corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la tensión máxima, los demás corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la flecha máxima.

Page 18: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

18

Sinusoidal - BC 18 – Acero revestido

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

0.40 0.45 0.50 0.56 0.70 0.40 0.45 0.50 0.56 0.70

40 1.55 1.61 1.67 1.73 1.87 1.91 1.99 2.06 2.14 2.31

50 1.44 1.49 1.55 1.61 1.73 1.78 1.85 1.91 1.99 2.14

60 1.35 1.41 1.46 1.51 1.63 1.67 1.74 1.80 1.87 2.01

75 1.26 1.31 1.35 1.40 1.51 1.55 1.61 1.67 1.74 1.87

90 1.18 1.23 1.27 1.32 1.42 1.46 1.52 1.57 1.63 1.76

100 1.14 1.19 1.23 1.28 1.37 1.41 1.47 1.52 1.58 1.70

120 1.07 1.12 1.16 1.20 1.29 1.33 1.38 1.43 1.48 1.60

135 1.03 1.07 1.11 1.15 1.24 1.28 1.33 1.37 1.43 1.54

140 1.02 1.06 1.10 1.14 1.23 1.26 1.31 1.36 1.41 1.52

160 0.98 1.01 1.05 1.09 1.18 1.21 1.25 1.30 1.35 1.45

180 0.94 0.98 1.01 1.05 1.13 1.16 1.21 1.25 1.30 1.40

200 0.91 0.94 0.98 1.01 1.09 1.12 1.16 1.21 1.25 1.35

250 0.84 0.87 0.91 0.94 1.01 1.04 1.08 1.12 1.16 1.25

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 0.79 0.82 0.85 0.88 0.95 0.98 1.02 1.05 1.09 1.18

Sinusoidal - BC 18 - Aluminio

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

0.60 0.80 1.00 0.60 0.80 1.00

40 1.23 1.35 1.46 1.52 1.67 1.80

50 1.14 1.26 1.35 1.41 1.55 1.67

60 1.07 1.18 1.27 1.33 1.46 1.57

75 1.00 1.10 1.18 1.23 1.36 1.46

90 0.94 1.03 1.11 1.16 1.28 1.38

100 0.91 1.00 1.07 1.12 1.23 1.33

120 0.85 0.94 1.01 1.05 1.16 1.25

135 0.82 0.90 0.97 1.01 1.12 1.20

140 0.81 0.89 0.96 1.00 1.10 1.19

160 0.78 0.85 0.92 0.96 1.05 1.14

180 0.75 0.82 0.88 0.92 1.01 1.09

200 0.72 0.79 0.85 0.89 0.98 1.05

250 0.67 0.74 0.79 0.83 0.91 0.98

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 0.63 0.69 0.75 0.78 0.85 0.92

Nota 28: Las distancias admisibles entre apoyos indicadas en las tablas, están en metros.

Nota 29: Los valores en fondo blanco corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la tensión máxima, los demás corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la flecha máxima.

Page 19: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

19

Autoportante - BC 700 – Acero revestido

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

0.70 1.00 0.70 1.00

40 10.93 12.31 13.51 15.21

50 10.15 11.43 12.54 14.12

60 9.55 10.75 11.80 13.29

75 8.86 9.98 10.63 12.34

90 8.34 9.39 9.70 11.59

100 8.05 9.07 9.20 11.00

120 7.58 8.54 8.40 10.04

135 7.29 8.21 7.92 9.47

140 7.2 8.11 7.78 9.30

160 6.89 7.75 7.27 8.69

180 6.62 7.46 6.86 8.20

200 6.39 7.20 6.51 7.78

250 5.82 6.68 5.82 6.96

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 5.31 6.29 5.31 6.35

Autoportante – BC 800 – Acero revestido

2 apoyos

3 o más apoyos

Espesores (mm) Espesores (mm)

1.11 1.25 1.55 2.00 1.11 1.25 1.55 2.00

40 14.62 15.21 16.34 17.79 18.07 18.80 20.19 21.99

50 13.57 14.12 15.17 16.52 16.77 17.45 18.75 20.41

60 12.77 13.29 14.28 15.54 15.52 16.42 17.64 19.21

75 11.86 12.34 13.25 14.43 13.88 14.73 16.38 17.83

90 11.16 11.61 12.47 13.58 12.67 13.45 14.97 16.78

100 10.77 11.21 12.04 13.11 12.02 12.76 14.21 16.14

120 10.14 10.55 11.33 12.34 10.97 11.65 12.97 14.73

135 9.75 10.14 10.89 11.86 10.35 10.98 12.23 13.89

140 9.63 10.02 10.76 11.72 10.16 10.78 12.01 13.64

160 9.21 9.58 10.29 11.21 9.50 10.09 11.23 12.76

180 8.86 9.21 9.90 10.78 8.96 9.51 10.59 12.03

200 8.50 8.90 9.56 10.40 8.50 9.02 10.05 11.41

250 7.60 8.07 8.87 9.66 7.60 8.07 8.98 10.21

Carg

a u

nif

orm

e (

Kg

/m

2)

300 6.94 7.37 8.20 9.09 6.94 7.37 8.20 9.32

Nota 28: Las distancias admisibles entre apoyos indicadas en las tablas, están en metros.

Nota 29: Los valores en fondo blanco corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la tensión máxima, los demás corresponden a las distancias en las cuales la restricción es la flecha máxima.

Page 20: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

20

5. Techos curvos

En muchas ocasiones es deseable montar techos curvos debido a diferentes motivos, como resistencia, estética, evacuación de aguas, etc. Becam ha previsto esta necesidad y desarrolló varias soluciones. En esta sección se establecen las curvaturas que hoy es posible suministrar, además de las diferentes funciones que puede tener el curvado en cada caso.

5.1 Algunas fórmulas de cálculo A los efectos de facilitar el diseño de un techo curvo, a continuación se presentan algunas fórmulas que relacionan los diferentes parámetros geométricos de un techo curvo. En la Ilustración 8 se representan los diferentes parámetros geométricos a los que se hace referencia en las fórmulas.

Ilustración 8 – Parámetros geométricos en un techo curvo

C: Cuerda

L: Longitud total de la chapa (desarrollo)

R: Radio de curvatura

f: flecha

α: Semi-ángulo al centro correspondiente al desarrollo y radio del techo (medido en grados)

f

fCR

·8

·4 22 +=

=

R

C

·2asenoα

90

·· απ RL =

5.2 BC 35 (Acero revestido) Radio mínimo de curvatura: 0.50 m

Las chapas modelo BC35 de acero revestido tienen la posibilidad de ser curvadas mediante pliegues transversales. Solo es posible curvarlas en forma convexa, tal como se muestra en la Ilustración 9. De esta forma es posible lograr un radio mínimo de curvatura de 0.50 m.

Ilustración 9 – Chapa BC35 curvada mediante pliegues transversales en forma convexa

5.3 BC 35 (Aluminio) Radio mínimo de curvatura: 2.00 m

Las chapas modelo BC35 de aluminio tienen la posibilidad de ser curvadas mediante pliegues transversales, al igual que la BC35 en acero revestido. De esta forma es posible lograr un radio mínimo de curvatura de 2.00 m.

5.4 BC 18 (Acero revestido)

Las chapas BC 18 en acero revestido pueden ser curvadas, sin pliegues transversales, con radios relativamente chicos debido a la poca altura del perfil. El radio mínimo de curvatura depende del espesor y se especifican en la tabla. Espesores menores a 0.40 mm no son factibles de curvar debido a que aparecen arrugas irregulares antes de adoptar curva, solo es posible curvarla levemente en obra, obligándola a adoptar una forma curva que configuren los apoyos.

Radios mínimos de curvatura para BC18 en acero revestido

Espesor (mm) Radio mín. de curvatura (m)

0.40 2.00

0.45 1.50

0.56 1.30

0.70 0.80

1.00 1.50

1.11 1.50

Page 21: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

21

5.5 BC 18 (Aluminio)

Las chapas BC 18 en aluminio, al igual que las de acero revestido, pueden ser curvadas sin pliegues transversales, con radios relativamente chicos debido a la poca altura del perfil. El radio mínimo de curvatura depende del espesor y se especifican en la tabla.

5.6 BCC 420 (Acero revestido) Radio mínimo de curvatura: 45 m en espesor 0.70 mm

La chapa BCC 420, tiene la posibilidad de ser curvada levemente (radio mínimo 45 m), sin pliegues transversales, conservando la resistencia a la flexión. No es posible curvar este modelo de chapa en espesores menores a 0.56 mm.

Ilustración 10 – Techo terminal AFE sobre Rambla Sudamérica – Montevideo, R. de curvatura: 45 m

Radios mínimos de curvatura para BC18 en aluminio

Espesor (mm) Radio mín. de curvatura (m)

0.60 1.00

0.80 0.60

1.00 0.50

Page 22: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

22

5.7 BC 700 La chapa autoportante BC 700, solo es posible curvarla generán-dole pliegues transversales, a los efectos de construir cubiertas en donde la chapa trabaje como bóveda con apoyos con desplaza-miento horizontal impedido. Con este fin los radios de curvatura que se adoptaron son los presentados en la Tabla 15, donde además se muestran las demás características de dichas cubiertas.

Ilustración 11 – Techo BC 700 curvo

Tabla 9 – Características de cubiertas curvas en BC 700, trabajando como bóveda con apoyos con desplazamiento horizontal impedido

Distancia entre

apoyos (m)

Espesor (mm)

Radio de curvatura

(m)

Flecha (m)

Desarrollo (m)

Distancia entre

apoyos (m)

Espesor (mm)

Radio de curvatura

(m)

Flecha (m)

Desarrollo (m)

7.0 0.70 19.0 0.33 7.04 14.5 1.00 16.0 1.74 15.05

7.5 0.70 19.0 0.37 7.55 15.0 1.00 16.0 1.87 15.61

8.0 0.70 19.0 0.43 8.06 15.5 1.00 16.0 2.00 16.18

8.5 0.70 19.0 0.48 8.57 16.0 1.00 16.0 2.14 16.76

9.0 0.70 19.0 0.54 9.09 16.5 1.00 16.0 2.29 17.34

9.5 0.70 19.0 0.60 9.60 17.0 1.00 16.0 2.44 17.92

10.0 0.70 19.0 0.67 10.12 17.5 1.00 20.0 2.02 18.11

10.5 0.70 19.0 0.74 10.64 18.0 1.00 20.0 2.14 18.67

11.0 0.70 19.0 0.81 11.16 18.5 1.00 20.0 2.27 19.23

11.5 0.70 19.0 0.89 11.68 19.0 1.00 20.0 2.40 19.80

12.0 0.70 19.0 0.97 12.21 19.5 1.00 20.0 2.54 20.37

12.5 1.00 16.0 1.27 12.84 20.0 1.00 20.0 2.68 20.94

13.0 1.00 16.0 1.38 13.39 20.5 1.00 20.0 2.83 21.52

13.5 1.00 16.0 1.49 13.94 21.0 1.00 20.0 2.98 22.11

14.0 1.00 16.0 1.61 14.49

Nota 30: Las chapas BC700 con longitud mayor que 17m se perfilan en 2 tramos considerando un solape de 50 cm

Page 23: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

23

5.8 BC 800 La chapa autoportante BC 800 es curvada sin generar pliegues transversales. Por tanto es posible construir cubiertas curvas cuasi-planas, en donde la chapa sigue trabajando como una viga apoyada. Este caso puede ser necesario por diferentes motivos, por ejemplo para la evacuación de aguas en techos donde ambos apoyos están a igual altura.

Ilustración 12 – Techo BC 800 curvo cuasi-plano

Por el grado de curvatura alcanzable en los espesores de 1.55 mm y mayores, también es posible realizar proyectos con BC 800 en donde la chapa trabaje como bóveda con apoyos con desplazamiento horizontal impedido.

Ilustración 13 – Techo BC 800 con chapa trabajando como bóveda, con apoyos con desplazamiento horizontal impedido

En la Tabla 16, se especifican los radios de curvatura mínimos para cada espesor en canal 800, así como su posible utilización.

Tabla 16 – Radio mínimo de curvatura de la chapa BC 800, en función del espesor

Espesor (mm) Radio mínimo de curvatura (m) Uso

1.11 No es posible curvar ------

1.25 180 m Evacuación de aguas

1.55 45 m Techos abovedados

Nota 31: Debido a que no es posible curvar chapa espesor 1.25 mm con radios menores a 180m, su uso no es recomendable para techos abovedados con apoyos con desplazamiento horizontal impedido, debido a que se generan esfuerzos horizontales extremadamente importantes sobre los apoyos, lo que hace poco práctica dicha solución.

Page 24: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

24

Para los techos abovedados con apoyos con desplazamiento horizontal impedido y radio mínimo de curvatura se dan las características en la Tabla 17.

Tabla 17 – Características de cubiertas curvas en BC 800 – espesor 1.55 y 2.00 mm, trabajando como bóveda con apoyos impedidos.

Tabla 17 – Características de cubiertas curvas en BC 800 – espesor 1.55 y 2.00 mm, trabajando como bóveda con apoyos impedidos.

Dist. entre apoyos

(m)

Radio de Curvatura(

m)

Dist. entre apoyos

(m)

Desarrollo (m)

Dist. entre apoyos

(m)

Radio de Curvatura

(m)

Flecha central

(m)

Desarrollo (m)

15.0 45 15.0 15.07 23.0 45 1.49 23.26

15.5 45 15.5 15.58 23.5 45 1.56 23.78

16.0 45 16.0 16.09 24.0 45 1.63 24.29

16.5 45 16.5 16.59 24.5 45 1.70 24.81

17.0 45 17.0 17.10 25.0 45 1.77 25.33

17.5 45 17.5 17.61 25.5 45 1.84 25.85

18.0 45 18.0 18.12 26.0 45 1.92 26.38

18.5 45 18.5 18.63 26.5 45 1.99 26.90

19.0 45 19.0 19.14 27.0 45 2.07 27.42

19.5 45 19.5 19.66 27.5 45 2.15 27.95

20.0 45 20.0 20.17 28.0 45 2.23 28.47

20.5 45 20.5 20.68 28.5 45 2.32 29.00

21.0 45 21.0 21.20 29.0 45 2.40 29.53

15.0 45 15.0 15.07 29.5 45 2.49 30.06

15.5 45 15.5 15.58 30.0 45 2.57 30.59

16.0 45 16.0 16.09

Page 25: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

25

6. Aleros admisibles

Se entiende por alero admisible la distancia que soporta (bajo las diferentes cargas posibles) una chapa en voladizo, sin estructura adicional.

Aleros AlerosBC 700 y BC 800 BC 18, BC 35 y BCC 420

Ilustración 14 - Aleros

6.1 BC 18 y BC 35 El criterio de cálculo que se adoptó para determinar los aleros admisibles en las chapas BC18 y BC35, fue tomar una carga uniforme muy por encima de las usuales (300 Kg/m2), ya que se trata de un alero, situación en donde el viento se encajona y los efectos de borde son importantes. No se han tenido en cuenta las posibles cargas concentradas que pueden surgir debido al tránsito de personas sobre las chapas durante el montaje y/o mantenimiento.

Acero revestido

Espesores (mm)

BC 18

BC 35

0.40 0.45 0.50 0.56 0.70

0.49 0.52 0.55 0.58 0.65

0.66 0.70 0.74 0.78 0.88

Aluminio

Espesores (mm)

BC 18

BC 35

0.60 0.80 1.00

0.45 0.52 0.58

0.61 0.71 0.79

A los efectos de mejorar el comportamiento del alero mientras está sometido a esfuerzos de viento, es recomendable vincular los extremos solapados entre sí a través de tornillos o remaches (ver Ilustración 15).

Page 26: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

26

Ilustración 15 – Vínculo a través de tornillo o remache de los extremos solapados

Nota 32: En la práctica es recomendable usar aleros de aproximadamente un 50 % de los valores de la tabla más arriba, para tener en cuenta posibles cargas concentradas que se produzcan accidentalmente.

6.2 BC 700 y BC 800 Debido a las características del perfil, la longitud admisible de los aleros, se limita por deformación del perfil en su extremo no fijado.

Para lograr aleros de longitud mayor es necesario agregar al menos una línea de vinculadores en las 3 primeras chapas del extremo no fijado del alero, tal como se muestra en la Ilustración 16.

Para ambos casos (con y sin vinculadores) los aleros admisibles se muestran en la Tabla 18.

Tabla 18 – Aleros admisibles para BC 700 y BC 800

Alero admisible (m) Perfil Espesor (mm)

Sin vinculadores Con vinculadores

0.70 1.00 1.40 BC 700

1.00 1.50 2.00

1.11 1.60 2.20

1.25 1.80 2.50

1.55 2.20 3.00 BC 800

2.00 2.80 4.00

Ilustración 16 – Alero con vinculadores en el extremo no fijado para evitar la deformación del perfil.

Page 27: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

27

7. Anclajes

Para cada tipo de chapa existen varios tipos de anclajes. La selección de la mejor solución depende de la vida útil requerida, la carga que se debe soportar y el material de los apoyos. A continuación se describen algunas alternativas en anclajes de chapa.

7.1 BC 18 y BC 35 Los tipos más usuales de anclaje para las chapas BC 18 y BC 35 son: ganchos, clavos y tornillos (ver Tabla 19).

Siempre es recomendable utilizar caballetes (ver Ilustración 17); de esta forma es posible ajustar adecuadamente los tornillos sin abollar las chapas.

Ilustración 17 – Caballete para evitar abollar la chapa BC18 y BC35 durante el ajuste de los tornillos

Caballete

Page 28: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

28

Tabla 19 – Tipos de anclaje y su aplicación

Ganchos Tornillos Clavos

Techos y paredes sobre estructura de:

Varilla reticulada

Perfiles laminados

Perfiles o tubos estructurales

Techos y paredes sobre estructura de:

Perfiles laminados

Perfiles o tubos estructurales

Madera

Techos y paredes sobre estructura de madera

Ubicación de los anclajes En el caso de techos, los anclajes deberán colocarse siempre en las crestas de las ondas. En el caso de paredes se podrán colocar alternativamente en los valles. En ambos casos los anclajes deben ubicarse como en la Ilustración 18.

Page 29: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

29

Techos

Paredes

Ilustración 18 – Ubicación de los anclajes en las chapas BC 18 y BC 35

Material de los anclajes En general se intenta que la vida útil de los anclajes sea similar a la de la chapa, y siempre deberá cuidarse la compatibilidad del material del anclaje con el material de la chapa.

• Chapa de acero revestido – Se recomienda en general utilizar fijaciones de acero galvanizado en caliente. Los electrogalvanizados, si bien no afectan la vida útil de la chapa, seguramente será necesario realizarles mantenimiento o sustituirlos periódicamente. En caso de utilizar accesorios electrogalvanizados, es conveniente utilizar los que tengan protecciones adicionales, tales como capuchones protectores de partes expuestas, revestimientos de copolímero, etc.

• Chapa de Aluminio – Se recomienda en general utilizar fijaciones de acero inoxidable (no magnético, también llamados austeníticos – series 2xx y 3xx) o de aluminio; de esta manera la vida útil de los mismos será igual a la de la chapa. Otros materiales normalmente aceptados son los de acero galvanizado en caliente (deben evitarse los electrogalvanizados). Sólo podrán utilizarse accesorios electrogalvanizados si están recubiertos por un copolímero que evite el par galvánico. También podrán ser de acero cadmiado, o galvanizado que resista como mínimo 300 horas en niebla salina. En ninguna circunstancia deberá usarse fijaciones de cobre, latón o bronce, ni cabezas o arandelas de plomo.

Es necesario además que las arandelas que sellen la perforación sobre la chapa sean de neoprene, EPDM o cualquier otro polímero que tenga larga vida útil a la intemperie. Dichas arandelas deberán estar cubiertas además con una arandela metálica que evite su degradación por exposición a los rayos ultravioletas.

Page 30: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

30

Montaje sobre estructura metálica En el caso de los tornillos autoperforantes, cuidar que el espesor de la estructura metálica en donde son atornillados (más aún en el caso de perfiles de chapa plegada) sea suficiente para soportar las cargas de viento extremas.

En el caso de las chapas de aluminio, se recomienda utilizar ganchos. Este tipo de fijación permite el movimiento relativo de las chapas sobre la estructura (el coeficiente de expansión del aluminio es considerablemente mayor al del acero), evitando roturas y deformaciones, y por lo tanto problemas de hermeticidad. Esta recomendación toma importancia cuando el largo de las chapas excede los 8 metros. En el caso de paredes, se podrán usar tornillos autoperforantes, debido a que generalmente las longitudes son menores y la hermeticidad no está comprometida.

Montaje sobre estructura de madera Los clavos deben ser de longitud suficiente para que el cuerpo del mismo penetre lo suficiente dentro de la correa para soportar las cargas de viento extremas.

• Chapa de acero revestido – Se recomienda en general utilizar Clavos de acero galvanizado, con capuchón protector.

• Chapa de Aluminio – Se fijarán con clavos de aluminio para madera.

7.2 BCC 420 La fijación de las chapas BCC420 se realiza mediante clips. Estos clips son fijados a la estructura mediante tornillos y luego engrafados junto con la chapas (ver Ilustración 19). Este sistema cuenta con la gran virtud de no perforar en ningún punto la cubierta, además de lograrse una gran estanqueidad de la unión. De esta manera será prácticamente imposible la existencia de filtraciones.

Generalmente, el uso de chapas BCC420 implica chapas de gran longitud, ya que esta es una de sus virtudes, y por tanto es necesario absorber las dilataciones. Para este caso se desarrollaron los clips deslizantes. La cubierta generalmente es fijada en una de las líneas de apoyo de la estructura, colocando una fila de clips fijos; los clips deslizantes son colocados en el resto de las fijaciones.

Ranuraparasellador

Ilustración 19 – Clips para fijar las chapas BCC420

Con los modelos estándar de clips deslizantes, es posible absorber dilataciones de hasta 15 mm (respecto al estado de montaje), teniendo en cuenta que en casos extremos la chapa estaría sometida a variaciones de temperatura de 50 ºC, es posible absorber las dilataciones de chapas de hasta 50 m de longitud.

Page 31: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

31

7.3 BC 700 y BC 800 La fijación de las chapas autoportantes BC700 y BC800, se realiza mediante caballetes (ver Ilustración 20 e Ilustración 21). Los caballetes se fijan a la estructura dependiendo de cómo sea la misma, y luego se fija la chapa a estos caballetes mediante tornillos.

Ilustración 20 – Caballete para chapa BC800

Tornillo

Arandela de acerogalvanizado

Arandelade goma

Chapas solapadas

Caballete

Tuerca

Ilustración 21 – Fijación de las chapas BC700 y BC800

Page 32: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

32

Existen también caballetes fijos y deslizantes, a los efectos de absorber las dilataciones.

Para la fijación de los caballetes a la estructura, se analizan 3 casos:

• Sobre estructura metálica

• Sobre estructura de hormigón

• Sobre estructura de madera

7.3.1 Fijación de caballetes sobre estructura metálica

La fijación de los caballetes sobre estructura metálica, es el caso más simple, ya que se realiza mediante soldadura del caballete directamente a la estructura (ver Ilustración 22).

Ilustración 22 – Caballete soldado a estructura metálica

7.3.2 Fijación de caballetes sobre estructura de hormigón (Sistema 1 - Tradicional)

Este Sistema consiste en los siguientes pasos:

• 1. Se prevén bigotes de anclaje en el hormigón armado, de hierro redondo común (el hierro tratado generar problemas al doblarlo y soldarlo, y esto hace prohibida su utilización en esta situación), correctamente alineados. En los extremos del techo se preverán obligatoriamente 5 bigotes de anclaje cada 25 cm, y en el resto de la estructura se preverán bigotes cada 50 cm (ver Ilustración 23). El diámetro de los bigotes será de acuerdo a la Tabla 1.

• 2. Luego se coloca el perfil portacaballetes y con los bigotes previstos se enlaza el perfil y se sueldan a este (ver Ilustración 23, Ilustración 24 e Ilustración 25).

• 3. Finalmente se sueldan los caballetes a dicho perfil análogo a las estructuras metálicas.

Soldadura

Page 33: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

33

Ilustración 23 – Configuración de los bigotes de anclaje necesarios para fijar el perfil porta caballetes

Ilustración 24 –Bigotes de anclaje para fijar el perfil portacaballetes

Page 34: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

34

Ilustración 25 – Perfil portacaballetes con los caballetes ya soldados, fijado con bigotes de anclaje

El diámetro de los bigotes y el perfil portacaballetes se determinan calculando la longitud de influencia, y con este resultado entrando en la Tabla 20.

Para un techo apoyado en 2 apoyos y aleros en cada extremo la longitud máxima de influencia se calcula con la siguiente formula (ver Ilustración 26):

( ) ( )( )L

AALLI menormayor

·2

22

max

−+=

LImax: Longitud máxima de influencia

Amayor: Longitud del alero más largo

Amenor: Longitud del alero más corto

L: Luz entre apoyos

Ilustración 26 – Esquema de aclaración de las dimensiones para la fórmula anterior

Para un techo en 2 apoyos sin aleros la fórmula se simplifica quedando: 2max

LLI =

Tabla 20 – Bigotes de anclaje y perfil portacaballetes necesarios para fijar la chapa autoportante al hormigón (sistema 1)

Longitud de influencia Bigotes de anclaje Perfil portacaballetes (laminados)

Menor a 4 m φ 6 mm 50x38

Desde 4 m a 6.5 m φ 8 mm 65x42

Desde 6.5 m a 9 m φ 10 mm 80x45

Observaciones:

•1. La longitud de influencia (LI) debe contemplar la presencia de volados y/o continuidades.

•2. Para LI > 9m , alturas de techos mayores a 6m o configuraciones especiales, los elementos de sujeción se definirán especialmente atendiendo a la singularidad de la situación.

•3. Válido sólo para cubiertas planas o levemente curvas, que trabajan flexionalmente desde el punto de vista estructural.

•4. No comprende los casos de paredes.

•5. No comprende los casos de techos abovedados con desplazamientos horizontales de apoyos impedidos.

•6. En todos los casos se recomendará consultar al Departamento Técnico.

Page 35: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

35

7.4 Nuevos sistemas de anclaje para BC700 y BC800 A lo largo de estos años hemos encontrado dificultades en el uso de bigotes de anclaje, como es el caso de bigotes en hierro tratado, escasa profundidad, bigotes muy finos, mal alineados, etc., o simplemente el olvido de haber previsto los mismos. Por este motivo, basados en esa experiencia BecamBecamBecamBecam a desarrollado sistemas alternativos más seguros, con menos dificultades en la coordinación previa y menos molestias para el constructor, que creemos irán sustituyendo al sistema de bigotes. Este es el caso de los sistemas descriptos en las secciones 7.4.1 y 7.4.2.

7.4.1 Fijación de caballetes sobre estructura de hormigón (Sistema 2)

En este sistema la única variación es la fijación del perfil portacaballetes al hormigón, que en vez de fijarse a través de bigotes de anclaje, es fijado mediante anclaje químico u otro con capacidad de carga similar (ver Ilustración 27)

Este sistema tiene la ventaja respecto al sistema 1 de no necesitar prever bigotes de anclaje en el hormigón armado.

Ilustración 27 – Fijación de caballetes sobre estructura de hormigón (sistema 2)

El anclaje químico a demostrado tener un comportamiento excelente en cuanto a resistencia, incluso en hormigones de muy mala calidad y en condiciones adversas en cuanto a humedad y temperatura. La colocación, es muy simple y rápida.

Como virtud frente a los tacos de expansión, el anclaje químico trabaja por adherencia en vez de por expansión, lo que permite lograr cargas admisibles muy superiores en el caso de vigas de sección pequeña. Cabe destacar además que el comportamiento de los tacos de expansión es muy susceptible a la calidad de la perforación y al grado de apriete, y estos inconvenientes lo hacen poco confiable y muy dependiente del operario que realice la colocación. El anclaje químico no debe ser apretado para lograr el anclaje y el producto químico llena la perforación aún estando deformada o agrandada, eliminando así los inconvenientes antes descriptos de los tacos de expansión.

Estructurade hornigón

Perfil porta -caballetes

Caba llete soldado a l perfil portacaballetes

Fijación del perfil portacaballetes al

horm igón

Page 36: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

36

7.4.2 Fijación de caballetes sobre estructura de hormigón (Sistema 3)

El caballete es fijado directamente a la estructura de hormigón mediante anclaje químico u otro con capacidad de carga similar (ver Ilustración 28)

Este sistema tiene la ventaja de no necesitar prever bigotes de anclaje en el hormigón armado y de no necesitar del perfil portacaballetes.

Ilustración 28 – Fijación de caballetes sobre estructura de hormigón (sistema 3)

7.4.3 Fijación de caballetes sobre estructura de madera

Al caballete estándar se le sueldan orejas con agujeros y luego es fijado directamente a la estructura de madera mediante tornillos. Es posible también abulonar mediante un tornillo pasante el caballete estándar (ver Ilustración 29).

Ilustración 29 – Fijación de caballetes sobre estructura de madera

Page 37: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

37

8. Juntas longitudinales

8.1 BC 18 y BC 35 En el caso de las chapas BC18 y BC35, el solape previsto es una junta suficientemente estanca si el montaje se ha realizado cuidadosamente y la pendiente es adecuada. Sin embargo, cuando la distancia entre apoyos es relativamente amplia (mayor a 1.40 m para la BC18 y 1.80 m para la BC35), es recomendable agregar un tornillo en el centro del vano que vincule ambas chapas solapadas.

8.2 BCC420 La junta entre chapas BCC420 es muy estanca, siendo esta una de las virtudes del sistema. Ambas chapas son correctamente ubicadas y luego la unión es engrafada (ver Ilustración 19). Es posible además agregar un sellador en dicha junta para mejorar aún más la estanqueidad de la misma.

8.3 BC 700 y BC 800 En las chapas autoportantes, es necesario realizar una costura con tornillos de la junta entre chapas (ver Ilustración 30). Esta costura, además de mejorar la estanqueidad de la cubierta, vincula una chapa con otra, repartiendo así esfuerzos de viento localizados que puedan producirse en bordes y aleros.

Ilustración 30 – Costura de la junta entre chapas autoportantes.

Costura

Page 38: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

38

9. Tablas y fórmulas útiles

9.1 Tablas de conversión de unidades físicas

Para convertir en multiplicar por

LONGITUD

pulgada milímetro 25.4

milímetro pulgada 0.0393701

pie metro 0.3048

metro pie 3.2808399

SUPERFICIE

pulgada2 milimetro2 645.16

milimetro2 pulgada2 0.00155

pie2 metro2 0.0929030

metro2 pie2 10.763910

PESO (FUERZA)

libra (av) kilogramo 0.4535924

kilogramo libra (av) 2.2046226

tonelada(sh) tonelada(met) 0.9071847

tonelada(met) tonelada(sh) 1.1023113

tonelada (lg) tonelada(met) 1.0160469

tonelada(met) tonelada(lg) 0.9842065

newton kilogramo 0.1019716

kilogramo newton 9.8066520

PESO/LONGITUD

libra/pie kg/metro 1.4881639

kg/metro libra/pie 0.6719690

PESO/AREA (Presión-Tensión)

libra/pulgada2 (psi) kg/mm2 0.00070307

kg/mm2 libra/pulgada2 (psi) 1422.33

Mega-pascal (Mpa) kg.mm2 0.1019716

kg/mm2 Mpa 9.8066520

ksi (1000 psi) Mpa 6.8947587

Mpa ksi (1000 psi) 0.1450377

PESO/VOLUMEN (Peso Especifico)

libra/pulgada3 gramo/cm3 27.679905

gramo/cm3 libra/pulgada3 0.0361273

TEMPERATURA

ºCentigrado ºFarenheit 9/5

ºFarenheit ºCentigrado 5/9

Temperatura ºF Temperatura ºC 5/9∙(ºF-32)

Temperatura ºC Temperatura ºF 9/5∙(ºC-32)

Page 39: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

39

Notas

(av) - avoir duppois

(sh) - short = 2000 libras

(lg) - long = 2240libras

(met) - métrica

9.2 Cálculo de vigas 9.2.1 Empotradas en un extremo

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: 0=BR ; 0MM B =

Ecuación del momento flector: 0MM −= para lz ≤≤0

Momento flector máximo: -----

Ecuación de la línea elástica: ( )22

0 1··2

·

−−=

l

z

JE

lMzw para lz ≤≤0

Flecha máxima: JE

lMf

··2

· 20−= para 0=z

Angulo: ·

·0

JE

lM=θ para 0=z

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: PRB = ; lPM B ·=

Ecuación del momento flector: zPM ·−= para lz ≤≤0

Momento flector máximo: lPM MAX ·−= para lz =0

Ecuación de la línea elástica: ( )

+−−=

33

32··6

·

l

z

l

z

JE

lPzw para lz ≤≤0

Flecha máxima: JE

lPf

··3

· 3

−= para 0z =

Angulo: 2

2

JE

lP

⋅⋅⋅=θ para 0=z

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: lqRB ·= ;2

· 2lqM B =

Ecuación del momento flector: 2

2zqM

⋅−= para lz ≤≤0

A

zl

B

M 0

R B M B

A

zl

B

P

R B M B

A

q

zl

BR B M B

Page 40: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

40

Momento flector máximo: 2

· 2lqM MAX −= para lz =0

Ecuación de la línea elástica: ( )

+−−=

44

43··24

·

l

z

l

z

JE

lqzw para lz ≤≤0

Flecha máxima: JE

lqf

··8

· 4

−= para 0=z

Angulo: 6

3

JE

lq

⋅⋅⋅=θ para 0=z

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: aqRB ·= ;

−=

alaqM B

Ecuación del momento flector: 2

· 2zqM −= para az ≤≤0 ;

−−=

azaqM para lza ≤≤

Momento flector máximo:

−−=

alaqM para lz =0

Ecuación de la línea elástica: ( )

+

−−+−−=

4

4

3

3

4

4

3

34

1443··24

·

l

z

l

z

l

b

l

b

l

b

JE

lqzw para

az ≤≤0 ; ( ) ( )

−−+

−−+−−=

4

4

4

4

3

3

4

4

3

34

1443··24

·

l

az

l

z

l

z

l

b

l

b

l

b

JE

lqzw para lza ≤≤

Flecha máxima:

+−−=

4

4

3

34

43 ··24

·

l

b

l

b

JE

lqf para 0=z

Angulo:

−=

3

33

1··6

·

l

b

JE

lqθ para 0=z

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

A

q

z

a b

l

BR B M B

Page 41: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

41

9.2.2 Simplemente apoyadas

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: 2P

RR BA ==

Ecuación del momento flector: zP

M2

= para 20 lz ≤≤ ; ( )zlP

M −=2

para

lzl ≤≤2

Momento flector máximo: 4

·lPM MAX = para 20

lz =

Ecuación de la línea elástica: ( )

−−=

3

33

43··48

·

l

z

l

z

JE

lPzw para 20 lz ≤≤

Flecha máxima: JE

lPf

··48

· 3

−= para 2lz =

Angulo: ··16

· 2

JE

lP−=θ para 0=z ; JE

lP

··16

· 2

=θ para lz =

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Reacciones en los apoyos: l

bPRA = ;

l

aPRB =

Ecuación del momento flector: l

zbPM

·= para az ≤≤0 ; ( )zll

aPM −=

para bza ≤≤

Momento flector máximo: l

baPM MAX

··= para az =0

Ecuación de la línea elástica: ( )

−+−=

ba

z

b

z

a

z

lJE

baPzw

·2

···6

··2

322

para az ≤≤0 ;

( ) ( )

−−−+−−=ba

zl

a

zl

b

zl

lJE

baPzw

·2

···6

··2

322

para lza ≤≤ ; ( )22 ·4·3 ··48

·bl

JE

bPw −−= para 2

lz = ;

( )2

2

3 ·

··3

·

−=

l

ba

JE

lPzw para az =

Flecha máxima:

3

2

22

1··27

3··

−−=

l

b

JE

lbPf para

3

22 blz

−=

Angulo: ( ) 2···6

··ba

lJE

baP +−=θ para 0=z ; ( )22

···6

·al

lJE

aP −=θ para lz =

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

A

zl

l/2 l/2

BR B

R AP

A

za b

l

BR B

R AP

Page 42: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

42

9.3 Propiedades de las secciones

Momentos de Inercia de secciones compuestas: ∑=i

iXX JJ

Momentos de Inercia respecto a ejes paralelos: AaJJ XX ⋅+= 2

21

AbJJ YY ⋅+= 2

21

AabJJ YXYX ⋅⋅+=2211

Radio de Giro: AJi X

X =

Módulo de inercia: maxy

JW X

X =

Momento de inercia Polar: YXP JJJ +=

Módulo de inercia Polar: maxr

JW P

P =

9.3.1 Perfiles U (C)

Espesor Momento de inercia

Modulo de resistencia

Alt

ura

(m

m)

Alt

ura

(m

m)

Ala

(m

m)

Alm

a (

mm

)

Ala

(m

m)

Peso

(kg

/m

)

Secc

ión

(cm

2)

J x (

cm4)

J y (

cm4)

Wx (

cm3)

Wy (

cm3)

40 20 5 5 2.87 3.7 7.58 --- 3.79 0.86

50 25 5 6 3.86 4.9 16.8 --- 6.73 1.48

50 38 5 7 5.59 7.1 26.5 --- 10.6 3.75

60 30 6 6 5.07 6.5 31.5 --- 10.5 2.16 UL

65 42 5.5 7.5 7.09 9.0 57.5 --- 17.7 5.07

80 45 6 8 8.64 11.0 106 19.4 26.5 6.36

100 50 6 8.5 10.6 13.5 206 29.3 41.2 8.49

120 55 7 9 13.35 17.0 364 43.2 60.7 11.1

140 60 7 10 16.01 20.4 605 62.7 86.4 14.8

160 65 7.5 10.5 18.84 24.0 925 85.3 116 18.3

180 70 8 11 21.98 28.0 1354 114 150 22.4

200 75 8.5 11.5 25.28 32.2 1911 148 191 27

220 80 9 12.5 29.36 37.4 2690 197 245 33.6

240 85 9.5 13 33.21 42.3 3598 248 300 39.6

260 90 10 14 37.92 48.3 4823 317 371 47.7

280 95 10 15 41.84 53.3 6276 399 448 57.2

UPN

300 100 10 16 46.16 58.8 8026 495 535 67.8

Page 43: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

43

9.3.2 Perfiles I (doble T)

Espesor Momento de inercia

Modulo de resistencia

Alt

ura

(m

m)

Ala

(m

m)

Alm

a (

mm

)

Ala

(m

m)

Peso

(kg

/m

)

Secc

ión

(cm

2)

J x (

cm4)

J y (

cm4)

Wx (

cm3)

Wy (

cm3)

80 42 3.9 5.9 6.0 7.58 77.8 6.29 19.4 3.00

100 50 4.5 6.8 8.3 10.6 171 12.2 34.2 4.88

120 58 5.1 7.7 11.2 14.2 328 21.5 54.5 7.41

140 66 5.7 8.6 14.3 18.3 573 35.2 81.7 10.7

160 74 6.3 9.5 17.9 22.8 935 54.7 117 14.8

180 82 6.9 10.4 21.9 27.9 1446 81.3 161 19.8

200 90 7.5 11.3 26.2 33.5 2142 117 214 26.0

220 98 8.1 12.2 31.0 39.6 3060 162 278 33.1

240 106 8.7 13.1 36.2 46.1 4246 221 354 41.7

260 113 9.4 14.1 41.9 53.4 5744 288 442 51.0

280 119 10.1 15.2 47.9 61.1 7587 364 542 61.2

300 125 10.8 16.2 54.1 69.1 9800 451 653 72.2

320 131 11.5 17.3 61.0 77.8 12510 555 782 84.7

340 137 12.2 18.3 68.0 86.8 15695 674 923 98.4

360 143 13.0 19.5 76.2 97 19605 818 1089 114

380 149 13.7 20.5 84.0 107 14012 975 1264 131

400 155 14.4 21.6 92.6 118 29213 1158 1460 149

425 163 15.3 23.0 103.3 132 36973 1437 1740 176

450 170 16.2 24.3 115.4 147 45888 1725 2040 203

475 178 17.1 25.6 128.0 163 56481 2088 2375 235

500 185 18.0 27.0 140.5 180 68738 2478 2750 268

550 200 19.0 30.0 167.0 213 99184 3488 3607 349

600 215 21.6 33.0 199.0 254 138957 4668 4632 434

Page 44: Manual de Diseño de Cubiertas Metálicas - Planos de · PDF fileManual de Diseño de Cubiertas Metálicas ... En el capítulo VII se describe como deben anclarse los distintos tipos

44

Secciones simples

Foma de la scción

Área Bari-centro

Momentos de Inercia Módulos de Inercia Radios de giro

x

y

h

b

hbA ·= 0

0

==

G

G

y

x

12

·

12

·12

·

12

·

23

23

bAhbJ

hAhbJ

Y

X

==

==

6

·

6

·

6

·

6

·

2

2

bAhbW

hAhbW

Y

X

==

==

bi

hi

Y

X

·2887.0

·2887.0

==

x

y

d

4

· 2dA

π= 0

0

==

G

G

y

x

10

32

··2

20

64

·

4

4

4

4

d

dJJ

d

dJJ

XP

YX

≅==

≅==

π

π

5

32

··2

10

32

·

3

4

3

3

d

dWW

d

dWW

XP

YX

≅==

≅==

π

π

4dii YX ==

9.4 Propiedades mecánicas orientativas de algunos aceros en estado laminado

Acero Resistencia a la tracción (Kg/mm2)

Resistencia a la fluencia (Kg/mm2)

Alargamiento s/50 mm (%)

1010 33 21 28

1015 43 24 27

1016 46 28 25

1020 46 30 26

1025 49 32 24

1030 56 35 22

1040 63 38 20

1045 66 40 19

1050 71 42 16

1060 83 46 12

1140 62 37 20

4130 80 56 18

4340 130 86 10

5115 51 39 32

6150 120 94 10

8620 65 39 20

8640 85 61 16

9260 100 64 16