Este documento describe el sistema de placas colaborantes utilizadas en la construcción de losas de entrepiso. Explica que las placas de acero actúan como encofrado y refuerzo para el concreto, proporcionando una estructura mixta ligera y rápida de instalar. Detalla los materiales, proceso de instalación, y ventajas del sistema como menor peso, facilidad de transporte y montaje. El objetivo es proporcionar información básica sobre el funcionamiento estructural y uso de las placas colaborantes.
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Este documento describe el sistema de placas colaborantes utilizadas en la construcción de losas de entrepiso. Explica que las placas de acero actúan como encofrado y refuerzo para el concreto, proporcionando una estructura mixta ligera y rápida de instalar. Detalla los materiales, proceso de instalación, y ventajas del sistema como menor peso, facilidad de transporte y montaje. El objetivo es proporcionar información básica sobre el funcionamiento estructural y uso de las placas colaborantes.
Este documento describe el sistema de placas colaborantes utilizadas en la construcción de losas de entrepiso. Explica que las placas de acero actúan como encofrado y refuerzo para el concreto, proporcionando una estructura mixta ligera y rápida de instalar. Detalla los materiales, proceso de instalación, y ventajas del sistema como menor peso, facilidad de transporte y montaje. El objetivo es proporcionar información básica sobre el funcionamiento estructural y uso de las placas colaborantes.
Este documento describe el sistema de placas colaborantes utilizadas en la construcción de losas de entrepiso. Explica que las placas de acero actúan como encofrado y refuerzo para el concreto, proporcionando una estructura mixta ligera y rápida de instalar. Detalla los materiales, proceso de instalación, y ventajas del sistema como menor peso, facilidad de transporte y montaje. El objetivo es proporcionar información básica sobre el funcionamiento estructural y uso de las placas colaborantes.
El steel deck tiene un lugar muy importante en la construcción de losas de entrepiso en
todo tipo de edificios gracias a los evidentes atributos y ventajas que representa y que lo han hecho participar de las más importantes obras de construcción en América y el mundo en las décadas recientes. Como veremos más adelante, se trata de una solución constructiva que aprovecha las ventajas del acero y del hormigón que actuando conjuntamente superan las prestaciones de las partes por separado. Sin embargo, en apreciación de muchos, pese a sus innegables atributos, el steel deck es un mercado aún en desarrollo en América Latina, pudiendo alcanzar niveles de participación crecientes.
Estrictamente, el steel deck corresponde a una estructura mixta horizontal en la que la
colaboración entre los elementos de acero y los de hormigón proveen de prestaciones estructurales optimizadas. Sus variados usos y aplicaciones permiten resolver desde proyectos de edificios industriales, habitacionales, educacionales, de estacionamientos y de servicios. Se le suele conocer también por el nombre de losa colaborante o encofrado (moldaje) colaborante en reconocimiento de una de sus más interesantes funciones.
1.1. OBJETIVO Realizar este trabajo con el fin de obtener mayor información y conocimiento básico necesario para saber el funcionamiento estructural, el modo de empleo de las planchas colaborantes. 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS El correcto proceso constructivo de las planchas colaborantes. El comportamiento sometido a cargas y la serviciabilidad que genera su construcción.
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2. CARACTERISTICAS DE LA PLACA COLABORANTE
Las características de las placas colaborantes se definen en uso, funciones y ventajas.
2.1 USOS El uso del sistema es básicamente para construir cualquier tipo de losas de entrepisos y sus variaciones; podemos enumerar algunos usos que se le da al sistema en la actualidad: Losas de entrepisos Últimos techos Plataformas para muelles Losas para puentes Techos inclinados en concreto Losa de construcciones de acero estructural
2.2 FUNCIONES Actuar como acero de refuerzo, para contrarrestar los esfuerzos de tracción generados en la parte inferior de la losa debido a las cargas de servicio aplicadas. Servir de encofrado para recibir el concreto en estado fresco y las cargas de servicio al momento de realizar el vaciado del concreto. Una función adicional es el de actuar como plataforma de trabajo, permitiendo tener una superficie de transito libre, para poder realizar las labores necesarias sobre la placa colaborante, como son la instalación de tuberías, perforaciones, armado del refuerzo o las mallas de temperatura, soldar los conectores, etc.
2.3 VENTAJAS Menor peso Diseño optimizado con ahorro de concreto debido a su geometría Facilidad de transporte Rapidez de montaje Seguridad y facilidad de instalación No es necesario el uso de encofrados
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3. MATERIALES
3.1. MATERIAL USADO PARA LA ELABORACION DE LA PLACA COLABORANTE
El acero utilizado en la placa colaborante consiste en planchas de acero roladas al frio las cuales son sometidas a un proceso de galvanizado como recubrimiento de protección y empaquetadas en bobinas de 5Tn aproximadamente. Este acero tiene un esfuerzo de fluencia mínimo de 33 ksi ó 2325 kgf/cm2 con un módulo de elasticidad a 2.1x106 kgf/cm2. Cumple además con las normas del ASTM A653 y ASTM A611 para los grados C y D. Los calibres o espesores del acero usados para la formación de las planchas de Steel Deck, pueden ser calibrados en Gages o Gauges, ó como espesores en milímetros (mm) ó en pulgadas (in). Los espesores de Steel Deck se consideran únicamente como espesor de acero, es decir no incluyen los espesores de galvanizado o pre-pintado que pueda tener las planchas formadas. La tolerancia en el espesor de las láminas permite un máximo de 5%, es decir, que el espesor de diseño td puede tener un espesor mínimo, aceptado para su uso, de un 95% de td. (pudiendo ser menores en los dobleces).
4. PROCESO CONSTRUCTIVO
El proceso de construcción es muy sencillo y variará en algunos detalles dependiendo de
la materialidad de la estructura soportante. Como hemos mencionado, el steel deck se puede usar sobre estructuras de envigados metálicos o vigas de hormigón armado e incluso, sobre estructuras de madera. Es necesario considerar y respetar estrictamente las recomendaciones de diseño estructural emitidas por los productores y por el profesional responsable del cálculo estructural del edificio. Las recomendaciones de instalación que se presentan a continuación son genéricas y no reemplazan en ningún caso el diseño y proyecto estructural específico a cada situación de proyecto.
4.1. ESTRUCTURA SOPORTANTE
La confección de una losa de entrepiso mediante el uso de losa colaborante se puede enfrentar una vez completa y recibida la estructura base que servirá de apoyo a la losa. El diseño y cálculo de la estructura principal del edificio deberá considerar oportunamente el uso del sistema de steel deck a fin de proveer los apoyos necesarios a los distanciamientos recomendados por el fabricante y el calculista que aseguren el comportamiento esperado para el edificio y la losa, habida consideración de las cargas vivas y muertas que actuarán sobre él.
En caso no se especifique la modulación de las placas en los planos, estas se debe
realizar cubriendo la mayor cantidad de paños posibles. Las medidas usuales de modulación varían hasta los 8.00 metros de longitud, siendo una medida adecuada- debido al proceso constructivo- entre 4.00 metros y 7.00 metros. La limitación en la longitud de las planchas esta dado muchas veces por el medio de transporte a emplearse, reacomodándose no tener no tener longitud muy grandes para pedidos pequeños -de peso total- porque obliga al empleo de vehículos con capacidades excedentes a las requeridas, generando un sobrecosto en transporte.
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Sobre los empalmes: estos deben ser a tope, en caso se proyecte un traslape, se recomienda que no exceda los 10.00 cm.
4.2. INSTALACIONES DE LAS PLACAS
Las chapas se disponen en el área a cubrir por la losa de entrepiso asegurando los apoyos recomendados (en general 40mm) considerando la instalación del sistema de alzaprimas o apoyos temporales que se requiera.
4.2.1. COLOCACION La lámina se colocará con los valles de menor dimensión sobre las vigas a menos que se especificara lo contrario en planos.
Se empezará colocando la pestaña mayor, de la primera lámina, en el extremo de la
viga paralela a la misma para permitir que las pestañas mayores de las láminas subsiguientes calcen sobre las menores. El apoyo mínimo sobre vigas transversales terminales es de 4 cm., los cuales quedaran totalmente embebidos en la losa. Los cortes longitudinales se podrán hacer con: esmeril con piedra de corte, cizallas eléctricas o manuales, con sistema de corte a base de oxigeno acetileno o con cualquier método que no deteriore la geometría de las láminas. Se deberá colocar el apuntalamiento temporal al centro de luz o a los tercios si es que el diseño así lo manda.
4.2.2. FIJACION Este proceso se debe realizar mediante elementos de fijación tales como tornillos auto perforantes, clavos de disparo o soldadura de arco eléctrico, y simplemente con clavos si las láminas 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, previendo que todos los valles de las láminas estén debidamente apoyados sobre las vigas de apoyo y las vigas principales.
4.3. INSTALACION DE CONECTORES DE CORTE
En la mayoría de casos se debe perforar 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 placa y se realizará, en la medida de lo posible, por el reverso de la placa para evitar que se formen rebabas en el valle de apoyo de la placa. No se recomienda efectuar la perforación mediante sistemas de arco eléctrico o autógeno, porque las escorias generadas sobre las vigas no permiten una superficie de apoyo adecuada.
Una vez perforada e instalada la placa colaborante se instala el conector de corte
directamente en la viga metálica de apoyo, mediante soldadura para los conectores tipos Nelson, bastón, canal C y espiral, o mediante un anclaje directo con clavos de disparo para los conectores tipo Z. El cordón de soldadura debe cubrir todo el perímetro del área de apoyo del conector. La elección del espesor y tipo de soldadura se especifican en los planos constructivos, en
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todo caso la elección se debe basar en la obtención de una unión permanente y segura entre el conector y la viga.
4.4. INSTALACION DE TUBERIAS
Las tuberías que pueden ir por dentro de la losa serán las que, según el peralte, pasen entre los valles superiores de las placas colaborantes y el acero superior de temperatura, por ejemplo si se utiliza una placa colaborante tipo AD-900 con una losa de 10 cm. se podrá colocar una tubería de hasta 1 ¼ “ de diámetro. La siguiente tabla es válida para losas que tienen un recubrimiento de 2.50 cm. sobre la malla de temperatura. Para las tuberías de desagüe se tendrá en cuenta la pendiente de instalación de las mismas, por lo que se recomienda que estas pasen por debajo de las losas colaborantes.
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 mediante tornillos autoroscantes, en las conexiones exteriores es preferible que estas queden dentro de los valles, para que no sobresalgan.
Los accesorios de sujeción de las tuberías pueden fijarse en las losas colaborante mediante tornillos autoroscantes, remaches, etc.
4.5. REFUERZO DE MALLA
El diseño de dicho refuerzo estará acorde con el capítulo 7 de la parte 7.10.2 en lo referente al referente el 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, finalmente, 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 esta. El diseño de la malla de temperatura se puede referir a las normas del ACI o a las Normas Peruanas de Estructuras.
4.6. CONCRETO A USAR EN EL BASEADO DE LA LOSA SOBRE LA PLACA
COLABORANTE
En el capítulo 4 de la parte 3 en lo referente a la calidad del concreto (Diseño de la mezcla,
proporcionamiento de materiales, toma de muestras, realización de ensayos y cuidados especiales de acuerdo a condiciones especiales de fabricación y exposición del concreto) y en el capítulo 5 de la Parte 3 en lo referente al proceso de preparación y tratamiento del concreto en obra.
En lo que respecta a las “Especificaciones Estándar de los Agregados del Concreto” nos referiremos a las normas ASTM C33 en el Volumen O4.02 Concreto y Agregados. Sea el caso de utilizar concretos con menor peso específico, nos referiremos entonces a la norma
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ASTM C330 “Especificaciones Estándar para agregados livianos para la elaboración de
concreto Estructural”.
El concreto a utilizarse deberá tener una resistencia mínima a la compresión a los 28 días de 210 kgf/cm2 por ser losas, consideradas para el diseño como elementos estructurales. No se tomarán en cuenta los concretos de resistencias mayores a los 580 kgf/cm2.
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 porque pueden producir efectos corrosivos en la plancha de acero.
4.7. GALVANIZADO Y PINTURAS ANTICORROSIVAS
Debemos de considerar que existirán dos posibles casos de corrosión del acero de la lámina del Acero-Deck, la primera será para la superficie que recibirá el concreto o superficie superior, la segunda será la superficie que queda expuesta ó superficie inferior. Las bobinas de acero utilizadas cumplen con las normas ASTM A-653/A-653M y las normas A-611 grado C, las cuales indican que se tiene recubrimiento de galvanizado en ambas caras de la lámina.
Los tipos de galvanizado que se utilizan actualmente para este tipo de planchas son el G30 (de baja resistencia a la corrosión), el G60 (mediana resistencia a la corrosión) y el G90 (alta resistencia a la corrosión).
Para el caso de medio ambientes altamente corrosivos, se sugiere utilizar láminas de acero con galvanizado mínimo de G90 complementado con algún tipo de pintura de alta resistencia a la corrosión.
Entre las pinturas que más destacan para pintar este tipo de láminas tenemos las resinas Vinílicas o Imprimantes Vinílicos, las 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 y/o economía. El espesor de las pinturas se miden en mils (1 mils = 1 milésima de pulgada). Este tipo de productos al ser hidrófobos tienen problemas recomendaciones para el pintado. Protección: pinturas Sistema Constructivo de adherencia si existe presencia de humedad, así que las condiciones de pintado deben ser óptimas; normalmente cada fabricante o distribuidor de pinturas dará sus recomendaciones para el pintado.
5. ESTRUCTURAS COMPUESTAS
Cuando utilizamos vigas de perfiles de acero para soportar determinadas cargas, nosotros debemos de analizar el elemento para que tome los esfuerzos de tracción y compresión. Si analizamos el caso de una viga simplemente apoyada, notamos que la sección estará más esforzada en el centro de la luz para una condición de carga uniforme. En dicha sección, se crearán esfuerzos de tracción en la parte inferior del perfil y esfuerzos de compresión en la parte superior que la viga tendrá que absorber.
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La idea de generar la sección compuesta es hacer tomar a una sección determinada de
losa de concreto los esfuerzos de compresión, dado que dicho material se comporta bien para tal efecto, y el perfil de acero para que tome los esfuerzos de tracción.
Se considerará que si la viga en el momento de la construcción (erección de la viga y el
vaciado de la losa) no está apuntalada, deberá ser capaz de resistir todas las cargas de construcción (peso muerto y efecto de montaje) asi como las deformaciones admisibles; y solo después que el concreto halla alcanzado el 75% f’c, como mínimo, la sección compuesta será capaz de resistir las cargas vivas adicionales.
6. CONCLUSIONES Se aprendió todo acerca de las funciones e importancia que tiene una placa colaborante dentro de una edificación. Se aprendió todo lo referente al proceso constructivo de una placa colaborante. Se conoció los tipos de placas colaborantes y las partes que las componen
7. RECOMENDACIONES No acopiar con productos químicos o corrosivos. No dejar cargas sobre ellas que puedan provocar deformaciones No concentrar hormigón fresco en un punto. Verter el hormigón de forma pareja sobre toda la placa La unión transversal de placas debe ser sobre las vigas. Cuando se necesite hacer cortes en las placas, mantener la precaución de limpiar virutas o cualquier material que ensucie su superficie, pues posteriormente afectará la adherencia del hormigón con la placa.
