EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es un nuevo método de construcción en México, que ha probado su eficiencia y aceptación en casi todo el mundo, ante diferentes condiciones climáticas y sociales. Por su acertada combinación de materiales, las construcciones que utilizan el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* resultan más económicas, de mayor calidad, ligeras, incombustibles, construídas con una mayor productividad, velocidad y eficiencia, siendo éste, además, un producto versátil y flexible. Por estas características, se ha convertido en el sistema constructivo más utilizado durante los últimos cien años en los Estados Unidos, Canadá y Europa. Desde hace treinta años se emplea en países de América Latina como Argentina, Brasil, Chile y Colombia. Ahora PANEL REY lo ofrece al mercado mexicano de la construcción, incorporando materiales y técnicas modernas, manteniendo la ingeniería del sistema constructivo de acuerdo con los más exigentes estándares de calidad mundiales. ¿EN QUE CONSISTE EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*? La base del sistema es una estructura de perfiles de acero galvanizado G-90 rolados en frío, revestidos en los interiores con panel de Yeso PANEL REY*. Con estos elementos se construyen componentes con los que se forman muros de carga, exteriores e interiores, entrepisos, techumbres, muros tapón o de fachada, muros divisorios, alfardas, y prácticamente cualquier forma arquitectónica. En el exterior puede utilizarse la más amplia gama de materiales de construcción tradicionales como mezclas, ladrillos, tabiques y elementos prefabricados de acuerdo con el gusto del cliente o diseñador. EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* comprende perfiles metálicos tipo canal, rolados en frío con varios peraltes y calibres, panel de Yeso PANEL REY* en sus diferentes espesores, compuesto PANEL REY* y cinta para junteo para paneles de Yeso, una línea completa de tornillería auto-insertante y auto-roscante para fijar los componentes metálicos entre sí y los recubrimientos PANEL REY* a los perfiles, y una línea de accesorios metálicos que permiten una mayor facilidad de construcción con el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*. Todos los componentes metálicos son de acero galvanizado lo que garantiza la durabilidad de la construcción. ¿QUÉ VENTAJAS OFRECE CONSTRUIR CON ESTE SISTEMA? PANEL REY* es el sistema ideal para cualquier tipo de construcción de hasta cuatro pisos, ofreciendo las siguientes características y ventajas: ECONOMÍA SIGNIFICATIVA EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* se basa en el concepto de REPARTICIÓN DE CARGAS, lográndose con ello un sistema muy racional en el manejo de los esfuerzos a los que se somete la estructura, al emplear componentes de altísima resistencia con dimensiones y peso bajos. Con ello se eliminan cargas muertas innecesarias, muy costosas y que no aportan mucho a la estabilidad de una estructura. 1 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY SISTEMA TRADICIONAL PESO ESPESOR DE PAREDES SENCILLAS AISLAMIENTO ACÚSTICO INCOMBUSTIBLE INSTALACIÓN EN CUALQUIER CONDICIÓN CLIMATOLÓGICA POSIBLE PREFABRICACIÓN SIMPLICIDAD DE ALOJAR INSTALACIONES AISLAMIENTO TÉRMICO TIEMPO DE EJECUCIÓN (BASE 1 CASA 100 mts.2) 70Kg./m2 DE 8.9 A 18.4 CM. DE 45 A 60 STC SI SI SI SI SI 6 SEMANAS 220 A 385 Kg./m2 DE 7.0 A 20.3 CM. DE 48 STC SI NO NO NO NO 18 A 20 SEMANAS INTRODUCCIÓN
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EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es unnuevo método de construcción en México, que ha probadosu eficiencia y aceptación en casi todo el mundo, ante diferentescondiciones climáticas y sociales.
Por su acertada combinación de materiales, lasconstrucciones que utilizan el SISTEMA CONSTRUCTIVOPANEL REY* resultan más económicas, de mayor calidad,ligeras, incombustibles, construídas con una mayorproductividad, velocidad y eficiencia, siendo éste, además,un producto versátil y flexible.
Por estas características, se ha convertido en elsistema constructivo más utilizado durante los últimos cienaños en los Estados Unidos, Canadá y Europa. Desde hacetreinta años se emplea en países de América Latina comoArgentina, Brasil, Chile y Colombia.
Ahora PANEL REY lo ofrece al mercado mexicano dela construcción, incorporando materiales y técnicas modernas,manteniendo la ingeniería del sistema constructivo de acuerdocon los más exigentes estándares de calidad mundiales.
¿EN QUE CONSISTE EL SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*?
La base del sistema es una estructura de perfiles deacero galvanizado G-90 rolados en frío, revestidos en losinteriores con panel de Yeso PANEL REY*. Con estos elementosse construyen componentes con los que se forman muros decarga, exteriores e interiores, entrepisos, techumbres, murostapón o de fachada, muros divisorios, alfardas, y prácticamentecualquier forma arquitectónica.
En el exterior puede utilizarse la más amplia gama demateriales de construcción tradicionales como mezclas,ladrillos, tabiques y elementos prefabricados de acuerdo conel gusto del cliente o diseñador.
EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*comprende perfiles metálicos tipo canal, rolados en frío convarios peraltes y calibres, panel de Yeso PANEL REY* en susdiferentes espesores, compuesto PANEL REY* y cinta parajunteo para paneles de Yeso, una línea completa de tornillería
auto-insertante y auto-roscante para fijar los componentesmetálicos entre sí y los recubrimientos PANEL REY* a losperfiles, y una línea de accesorios metálicos que permitenuna mayor facilidad de construcción con el SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*.
Todos los componentes metálicos son de acerogalvanizado lo que garantiza la durabilidad de la construcción.
¿QUÉ VENTAJAS OFRECE CONSTRUIRCON ESTE SISTEMA?
PANEL REY* es el sistema ideal para cualquier tipode construcción de hasta cuatro pisos, ofreciendo las siguientescaracterísticas y ventajas:
ECONOMÍA SIGNIFICATIVA
EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* se basaen el concepto de REPARTICIÓN DE CARGAS, lográndosecon ello un sistema muy racional en el manejo de los esfuerzosa los que se somete la estructura, al emplear componentesde altísima resistencia con dimensiones y peso bajos.
Con ello se eliminan cargas muertas innecesarias,muy costosas y que no aportan mucho a la estabilidad de unaestructura.
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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
SISTEMACONSTRUCTIVO
PANEL REYSISTEMA
TRADICIONAL
PESO
ESPESOR DE PAREDES SENCILLAS
AISLAMIENTO ACÚSTICO
INCOMBUSTIBLE
INSTALACIÓN EN CUALQUIER
CONDICIÓN CLIMATOLÓGICA
POSIBLE PREFABRICACIÓN
SIMPLICIDAD DE ALOJAR
INSTALACIONES
AISLAMIENTO TÉRMICO
TIEMPO DE EJECUCIÓN
(BASE 1 CASA 100 mts.2)
70Kg./m2
DE 8.9 A 18.4 CM.
DE 45 A 60 STC
SI
SI
SI
SI
SI
6 SEMANAS
220 A 385 Kg./m2
DE 7.0 A 20.3 CM.
DE 48 STC
SI
NO
NO
NO
NO
18 A 20 SEMANAS
INTRODUCCIÓN
SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*COMPARADO CON EL SISTEMATRADICIONAL
EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* resultamuy ligero y por lo tanto, económico. Aventaja a cualquiersistema constructivo disponible en el mercado actual, y suconveniencia se refleja tanto en la reducción de costos directoscomo en los indirectos, tales como fletes, equipo, y otros.
VELOCIDAD DE EJECUCIÓN
Por sus características, los componentes PANEL REY*permiten conseguir una mayor productividad en un menortiempo de ejecución de obra.
Los tiempos muertos que se generan en los procesosde cimbrado y secado se eliminan por completo gracias a losmateriales PANEL REY*, industrializados y orientados a obteneruna construcción prácticamente “en seco”, esto es, con unmínimo de mezclas.
También se ahorra tiempo y material por ajustes enobra, pues los componentes PANEL REY*, pueden surtirseen medidas exactas.
Por otra parte, los errores de selección de materialesse eliminan, ya que están clasificados por un sistema decolores, lo que hace que estos materiales sean fácilmenteindentificables.
Las instalaciones eléctricas, de drenaje y especialesque corren dentro de muros, entrepisos y techumbres serealizan rápidamente gracias a las perforaciones de fábrica enlos componentes que actúan como estructura. Esto facilita lasupervisión y mantenimiento posterior, al estar totalmente ala vista durante su ejecución.
Con este método se eliminan los trabajos de ranuracióny resanes, necesarios en los sistemas constructivostradicionales, ahorrando tiempo y esfuerzo.
DURABILIDAD Y MÁXIMA CALIDAD
Los edificios construídos con el SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, tienen una vida útil igual osuperior a las edificaciones tradicionales en México.
Sus materiales imperecederos, inorgánicos y NOdegradables, son famosos mundialmente por su alta calidady durabilidad.
Los componentes estructurales PANEL REY* son deacero con un recubrimiento galvánico de alta resistencia,pureza y duración. Por ello, han superado satisfactoriamentelas Normas Internacionales de Manufactura.
Los revestimientos interiores de la estructura sonpaneles de Yeso, PANEL REY*. El panel de yeso es el materialmás utilizado en países de todo el mundo por más de cincuentaaños. La materia prima que se utiliza, el YESO MÁXIMO*, essin duda uno de los más puros del orbe, con tradición decalidad que le otorga la compañía YESERA MONTERREY, S.A.,por parte de nuestro mismo grupo PROMAX.
Para los recubrimientos exteriores, las alternativasson amplias, pues prácticamente puede utilizarse cualquierade los materiales tradicionales. Por ejemplo:
• Zarpeos o repellados de mezcla• Tabiques ligeros de concreto• Ladrillo (de barro, prensado o hecho a mano)• Tableros prefabricados de cemento y otros.
MAYOR EFICIENCIA
Una instalación sencilla y fácil de supervisar reduceal máximo los vicios ocultos y errores durante la ejecuciónde la obra.
LIGEREZA
El peso total del SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY* es de 70Kg/m2, un sistema muy ligero comparado conlos 350Kg/m2 que llegan a alcanzar los sistemasconvencionales de construcción.
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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Ensamble de componentes PANEL REY*.
Esto significa un ahorro de hasta el 80 por ciento enpartidas de cimentación, refuerzos y fletes para la transportaciónde materiales.
Esta ligereza ofrece además las siguientes ventajas:
• Facilidad de manejo en obra y eliminación de maquinaria sofisticada y costosa, ya que un sólo operario puede manejarlos componentes del sistema.
• Velocidad de instalación.
• Reducción de cargas muertas, y por lo tanto, de losrequerimientos de cimentación de la construcción.
• Posibilidad de prefabricar los elementos en el taller, al piede la obra o en el nivel que se requiera, sin poner en peligrola edificación.
INCOMBUSTIBILIDAD
Los ensables NO combustibles del SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, brindan protección y son unabarrera efectiva contra el fuego.
Tanto organismos extranjeros (ASTM y UL) como mexicanos(AMIS) han aceptado a PANEL REY* como un material deprotección contra incendio, debido a que el yeso es totalmenteincombustible y su deshidratación es lenta.
FLEXIBILIDAD
EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es unsistema ligero de tipo abierto, que puede ser utilizado encombinación con cualquier otro sistema de construcciónprefabricado, industrializado o tradicional.
VERSATILIDAD
EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* se adaptaa cualquier proyecto arquitectónico, adecuándose a lasnecesidades y preferencias de cada persona.
En forma sencilla y directa, se pretende auxiliar alprofesional del Cálculo y Diseño de Estructuras para queseleccione los componentes PANEL REY* más adecuados,eficientes y económicos.
El Manual de Diseño Estructural concentra toda lainformación necesaria para que el Estructurista realice sudiseño y resuelva cualquier solicitación de carga.
Las especificaciones de este Manual, se basan enpublicaciones editadas al respecto por las siguientesinstituciones:
AMERICAN IRON STEEL INSTITUTE (AISI). Institutoestadounidense que dicta las normas de diseño para determinarcualquier elemento estructural de acero, considerando sus
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
1.- PROPÓSITO DE ESTE MANUAL
Construcción de casahabitación.
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propiedades mecánicas, capacidad de trabajo, requerimientosdimensionales y geometría. Además indica el método adecuadopara determinar los diseños estructurales de cualquier edificio.
AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION(AISC) . Instituto estadounidense que dicta, en combinacióncon la AISI, información relativa a métodos de cálculo,construcción, factores de carga, seguridad en diseñoestructural, detalles constructivos y forma de representarlos,y en general, la ingeniería más adecuada para la construccióncon acero.
Las publicaciones sobre las que se basa este manualson las siguientes;
A Cold-Formed Steel Design Manual. 1980 Edition & August 19, 1986 Edition (A.I.S.I.)
B Manual of Steel Construction 8th Edition (A.I.S.C.)C Engineering for Steel Construction - 1987 edition -
(A.I.S.C.)D Detailing for Steel Construction - 1987 edition -
(A.I.S.C.)E The Load and Resistance Factor Design Manual of
Steel Construction - 1987 edition - (A.I.S.C.)
El manual de diseño estructural PANEL REY* cumplecon los reglamentos de construcción publicados en la RepúblicaMexicana, y con los requerimientos internacionales para laconstrucción.
Este manual ha sido organizado en cinco secciones:
I. INFORMACIÓN GENERAL
Aquí se describe el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY*, su concepto, los componentes que lo integran y lafunción que cumplen dentro de la estructura.
II. ESPECIFICACIONES ESTÁNDARES
Esta sección incluye las especificaciones de materialdefiniciones y procedimientos generales empleados paragenerar las tablas de cálculo, base del SISTEMA PANEL REY*
III. TABLAS DE CAPACIDAD YSELECCIÓN DE COMPONENTESPANEL REY*
En este capítulo se resumen las capacidades de todoslos componentes PANEL REY* utilizados en diferentes formasy solicitaciones de carga. Aquí puede hacerse una selecciónrápida y certera de cualquier elemento una vez que el Calculistaha resuelto las solicitaciones de carga a las que se verásometida la estructura. Con una simple “bajada de cargas” yel uso adecuado de estas tablas, un profesional de laconstrucción podrá especificar correctamente los componentesestructurales.
IV. DETALLES GENERALES DEESTRUCTURA Y RECUBRIMIENTOS
Por último, se ofrece una sinópsis de los detalles máscomunes de uniones, colocación y alternativas de forrosexteriores, así como los detalles tradicionales de forrosinteriores que se hacen invariablemente con PANEL REY*.
AUXILIAR DE USO DE LAS TABLAS DECÁLCULO PANEL REY* (Tutor)
APÉNDICES
A. Cálculo de cargas accidentales provocadas por viento(De acuerdo a los manuales que la Comisión Federal deElectricidad edita al respecto).B. Información Complementaria.C. Procedimiento de Cálculo por Viento.D. Procedimiento de Cálculo por Sismo.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
2.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL PANEL REY*
Estructura PANELREY*para hotel de tres niveles.
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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
COMPONENTES Y HERRAMIENTAS
1.1 CONCEPTO
El concepto PANEL REY* incorpora el nuevo uso delos componentes que soportan las cargas y esfuerzos decualquier construcción.
Este nuevo enfoque se puede explicar mediante elproceso de repartición de cargas que consiste en lo siguiente:
REPARTICIÓN DE CARGAS
A una carga determinada, en lugar de soportarla dospiezas que necesariamente serían muy grandes y voluminosas,con el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* la soportanun número mayor de componentes mucho más fáciles demanejar y colocar.
En otras palabras, en lugar de emplear un componente
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PANEL REY*Comparando a
SistemasTradicionales.
Sistema constructivo tradicional Sistema constructivo PANEL REY*
INFORMACIÓN GENERAL
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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en forma masiva y voluminosa para soportar todos losesfuerzos de una construcción, PANEL REY* distribuye cadaesfuerzo de manera sencilla y lógica entre sus componentes,denominados postes.
La repartición de cargas, físicamente establece quelos componentes soportantes de la construcción se encuentranpróximos entre sí. A la distancia entre sus componentes lallamamos: espaciamiento 30.5, 40.6 y 61.0 cm. entre ellos yse selecciona según sea la solicitación de carga.
1.2 COMPONENTES BÁSICOS DELSISTEMA PANEL REY*
Cada elemento PANEL REY* es imporante, ya quecumple con una tarea en forma eficiente y específica. Estoscomponentes están constituídos por Canales, Postes-vigas,Sujeciones Laterales, Angulos de Unión, y tornillería.
1.2.1 NOMENCLATURA
Cada uno de los componente presenta anchosespesores y calibres diferentes. Para facilitar su identificación,se utiliza una codificación que describe, leyendo de izquierdaa derecha, el ancho, el tipo o estilo, y el calibre del elemento.
En resumen, este código se refiere a un Poste Viga quinceveinticuatro, calibre 18, o simplemente, un quince veinticuatroPe-Ve dieciocho.
La codificación de cada uno de los componentes delSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es la siguiente: Lasclaves en letra tienen los siguientes significados:
CC Canal en C.CU Canal en U.CO Canal omega.PV Poste-Viga.PO Poste omega.SL Sujeción lateral.AL Angulo en “L”.TXP Tornillo extraplanoTHX Tornillo hexagonal.TFR Tornillo para forros.
En el momento de utilizarlos en la obra, los perfilesson fácilmente reconocibles por su tamaño y estilo.
1524 Significa que elcomponente tiene unancho de 15.24 cm
PV Son las iniciales quedescriben el tipo de
componente, que en estecaso se trata de Poste-Viga.
18 Indica el calibredel elemento.
1524 PV 18
CCPV
CUPO
ALCO
TXP
THX
TFR
SL
1524PV18
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
canalC
posteviga (P.V.)
bastidor horizontaltechos y entrepisos
bastidor verticalmuros
labio o atiesadorde flanco flanco alma
flanco o patín
2.54 cm
6.35 cm9.20 cm15.24 cm
alma
CANALESPOSTES-VIGAS
3.80 cm
6.35 cm9.20 cm15.24 cm
3.80 cm
SUJECIONES LATERALES
cercha plana
6.35 cm
5.0 cm
4.10 cm
CANAL OMEGA
7.62 cm7.62 cm
y 15.24 cm
ANGULOS ELE (AL)
Figura 1.2 Dimensiones de perfiles estructurales PANEL REY.*
Figura 1.3 Canales “CC” y postes viga “PV” en bastidor vertical para muros, y bastidor horizontal para entrepiso y cubierta.
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A. CANALES
C0
CC
CC
CC
CC
TIPO
22
22
22
20
20
CALIBRE
410
635
920
1524
2032
ANCHO
B. POSTE VIGA
PO
PV
PV
PV
PV
PV
PV
PV
PV
PV
PV
TIPO
22 y 20
22 y 20
22 y 20
18
16
20
18
16
14
16
14
CALIBREANCHO
410
635
920
920
920
1524
1524
1524
1524
2032
2032
C. SUJECIONESLATERALES
SL
SL
SL
TIPO
22
22
22
CALIBRE
635
1250
1420
ANCHO
D. ANGULOSDE UNION
AL
AL
TIPO
18
18
CALIBRE
762
1524
ANCHO
E. TORNILLERIA
TXP-12
THX-34
TPB-114
TFR-118
TFR-158
TFR-178
1/2”: 12.7 mm
3/4”: 19.5 mm
1 1/4”: 31.8 mm
1 1/8”: 28.6 mm
1 5/8”: 41.3 mm
1 7/8”: 47.6 mm
LONGITUD
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La identificación del calibre se hace mediante uncódigo de color que aparece en los extremos de cada uno delos componentes. Se manejan las siguientes categorías:
Las características y propiedades físicas y geométricas de lassecciones de los componentes PANEL REY*, se encuentranen la sección III de este Manual.
1.2.2. FUNCIÓN E IMPORTANCIA DECADA ELEMENTO
El principio de repartición de cargas presupone quecada uno de los componentes tiene una función específicaque cumplir, como se verá a continuación.
1. CANALES.- Componentes perimetrales que unena los postes-vigas en sus extremos para formar bastidorespara muros, entrepisos y techumbres. La sección de estoscomponentes consiste en una C con flancos abiertos. Anclados
a los postes que proporcionan al conjunto una sujeción lateralcontinua de forma que el bastidor puede trabajar en conjunto.(Fig. 1.3)
2. POSTE-VIGAS.- Son de gran importancia, puesreciben directamente la carga de techumbre o entrepiso,transmitiéndola al terreno cuando se utiliza en muros.
También este es un elemento en forma de C, pero sedistinguen de los canales porque presentan un pequeño labio,o “atiesador de flanco” en el extremo de cada patín o flanco(Fig. 1.4a).
Tal y como su nombre lo indica, este mismo perfilpuede utilizarse como viga, soportando cargas a lo largo deun claro, como en el caso de entrepisos y techumbres.
Debido a que en este caso el trabajo del elemento esfundamentalmente a flexión, el alma del Poste-viga utilizadocomo viga, es más grande en comparación al tamaño delalma de los componentes que son usados como postes (Fig.1.4b)
3. SUJECIONES LATERALES.- Láminas o cerchastotalmente planas que responden de manera excelente a untrabajo de tensión o estiramiento.
Evitan la deformación de los bastidores de cargaverticales (muros) y de carga horizontales (entrepisos ytechumbres) bajo la acción de las cargas, ayudándolos arealizar un trabajo más unido.
Las sujeciones laterales tienen dos tipos de trabajo:como Sujeciones Laterales Continuas (SL) y como SujecionesLaterales Diagonales o Contravientos.
Las sujeciones Laterales Continuas, en bastidoresverticales u horizontales impiden que los componentes poste-viga giren sobre su propio eje, auxiliando a las canalesestructurales perimetrales. (Fig 1.5b).
En los bastidores verticales (muros), realizan untrabajo de división a la altura total del elemento poste-viga,disminuyendo la deflexión provocada por la carga y por lotanto, aumentando su capacidad (Fig. 1.5 a y c).
Cuando trabajen en bastidores horizontales para pisoo techumbres, reciben el nombre de ARRIOSTRAMIENTOS.(Fig. 1.6).
Cuando trabajan como Sujeciones LateralesDiagonales, impiden que el bastidor se deforme o descuadreal recibir el impacto de la carga lateral provocada por el vientoy en algunos casos, por sismo.
Calibre Color Espesor (cm)
26 Rojo 0.0429
25 Negro 0.0454
22 Café 0.0759
20 Blanco 0.0912
18 Amarillo 0.1214
16 Verde 0.1519
14 Naranja 0.1897
12 Azul 0.2657
10 Sin color 0.3416
Figura 1.4 a Elemento poste-viga dimensiones del alma usadas generalmente para el trabajo como poste.
Alma
Atiesador de flancoo labio
Flanco o patín
b15.24 cm
Figura 1.4 b Elemento PV típico para uso como viga.
Atiesador de flancoo labio
FlancoAlma
a6.35 cma9.20 cm
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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Esto se logra al colocar la sujeción conectando loscanales inferior y superior por el elemento diagonal. (Fig. 1.7)
4. ANGULOS DE UNIÓN.- Sirve primordialmente paraanclar o unir a dos componentes perpendiculares entre sí, yconsiste en una lámina doblada en L, haciendo una perfectaescuadra entre sus dos flancos. (fig. 1.8).
5. TORNILLERÍA.- La línea de tornillos es el elementode fijación del sistema. Con los tornillos se unen loscomponentes entre sí y se anclan los recubrimientos necesariospara vestir la obra.
Posteviga
Canal
Sujeción lateralcontinua en bastidoreshorizontales o arriostramiento
Sujección lateral continuaen bastidor vertical
Viento
Viento
Bastidor sin contraviento
Bastidor con contraviento
Sección con elementos SL
Deflexión
Canal
Poste
Deflexión
Planta
Figura 1.5 Sujeción lateral continua a los tercios.
ABastidor con sujecciónlateral continua a 1/2.
BRotación de elementosal no contar con S.L.C.
CBastidor sin sujección
lateral continua.
Figura 1.7 Sujeción diagonal (contraviento).
Figura 1.6 Sujeciones laterales continuas en bastidores.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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Cada tornillo tiene una función específicay un lugar de empleo. Por ejemplo:
TXP-12 Tornillo Extraplano No.10 de 1/2 depulgada, sirve para unir metal con metal dondehay concentraciones de más de tres tornillos ydonde la estructura llevará un forro rígido comoTriplay o panel yeso.
THX-34 Tornillo Hexagonal No.10 de 3/4 depulgada, se emplea para unir metal con metal endonde la estructura no llevará forros de ningúntipo, o recibirá una mezcla de cemento o concreto.
TFR-118 Tornillo para forros No.6 de 1 1/8 depulgada de longitud, sirve para fijar tableros dePANEL REY* o prefabricados no mayores de 3/4de pulgada de espesor.
TFR-158 Tornillo para forros No.6 de 1 5/8 depulgada de longitud. Se emplea para fijar forrosde espesor de más de 3/4” o capas dobles dePANEL REY* a estructuras metálicas.
El Sistema Constructivo PANEL REY*, secomplementa con anclas de alto poder tipo Hilti,Ramset o similar, recubrimientos y otroscomponentes que se irán explicando más adelante.
Viga
Ángulo ELE
Canal CViga
Ángulo ELE
Figura 1.8 Angulo “ELE” (AL) usos.
Tornillos estructurales de cabeza hexagonal THX-34uniendo postes-vigas PANEL REY* de entrepiso.
Tornillos estructurales de cabeza extraplana TXP-12 uniendoa postes-vigas de bastidor de carga PANEL REY*.
Viga PV’
Poste PV’
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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1.3 HERRAMIENTAS BÁSICAS
El Sistema Estructural PANEL REY* requiere comomínimo de las siguientes herramientas para su instalación:
1. Atornillador eléctrico con puntas tipo Phillips y hexagonal.2. Tijeras para lámina.3. Taladro o Rotomartillo.4. Plomadas o Plomos.5. Cinta coloreada para trazo o reventón.6. Flexómetro de 5.00 m.7. Manguera transparente para nivel.
Para contar con una herramienta completarecomendamos además:
8. Pinzas industriales de presión.9. Cortadora de disco.10. Pistola de alto poder para aplicación de fijadores de anclaje.11. Nivel de 1.00 a 1.50 m. de longitud.12. Martillo con cabeza de hule.
Para instalación del panel de yeso PANEL REY* recomendamos:
13. Cuchilla tipo Stanley.14. Zapatín para panel de yeso.15. Regla “T” metálica.16. Espátulas para junteo de 4, 6, 8 y 12 pulgadas de ancho.17. Charola o caja para junteo.18. Pistola para calafatear con cartucho.19. Lijadoras.20. Escofinas.21. Serrotillo.22. Pinzas para electricista.23. Bolsas portaherramienta y portatornillo.24. Cortadora de círculos.
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ESPECIFICACIONES
ALCANCE Y LIMITES DE APLICACIÓN
Estas especificaciones se aplican al diseño y cálculode los componentes de construcción del SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, de acero ligero rolado en frío.
Los miembros estructurales de acero formado en frío,son aquellas secciones que se forman a través de un procesode rolado efectuado a temperatura ambiente, sin adición decalor que se requiere en las secciones formadas en caliente.
Todo cálculo o diseño estructural deberá ser realizado,supervisado y avalado por el perito correspondiente, deacuerdo con los reglamentos de construcción mexicanosvigentes en cada Estado y/o en el Distrito Federal.
TÉRMINOS USADOS Y DEFINICIONES
MATERIAL
Espesor. El espesor de cualquier elemento o secciónes el espesor del metal base, sin contar ni medir susrecubrimientos por galvanizado.
Las especificaciones que se aplican a los perfilesestructurales que integran el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY*, están sujetas a los siguientes requerimientos y normas:
MATERIA PRIMA: lámina galvanizada de primera calidad enrollos, corte con slitter. Y norma ASTM (American Socitey forTesting and Materials).A446/A 446M-85, Grado C.
PUNTO DE CEDENCIA MÍNIMO: Fy=2812 kg/cm2. (40KSI).PUNTO DE CEDENCIA MÍNIMO AL ESFUERZO TENSIL:Fyt=3866 kg/cm2.
DUCTIBILIDAD: elongación en 50 mm.: 12% Rango 1.375.
GALVANIZADO DEL ACERO BASE: galvanizado por inmersiónen caliente y contínua de acuerdo a la norma ASTMA525/A525M.GRADO: G-90
De acuerdo a pruebas realizadas según el métodoASTM B117-73, y dado que la estructura PANEL REY*, nuncaestará expuesta sin recubrimientos, el galvanizado con gradoG-90, garantiza prácticamente la perpetuidad de la construcción.
ESPESOR MÍNIMO ACEPTADO
PANEL REY*, garantiza que el espesor mínimo (†)del material base sin recubrimiento galvánico, no tendrá unadimensión menor al 95% del espesor o calibre utilizado comodato para cálculo en este Manual de Diseño Estructural.
CARGAS
Las definiciones y valores unitarios de las cargasmuertas y vivas empleadas en el diseño estructural del SistemaPANEL REY*, deberán ajustarse a los reglamentos deconstrucción vigentes en cada ciudad de la República Mexicanao de la nación donde se utilice.
CARGAS ACCIDENTALESPROVOCADAS POR VIENTO O SISMO
Los métodos de cálculo de cargas accidentales porviento, o eventualmente, por sismo, deberán sujetarse a lareglamentación correspondiente.
Para el cálculo de cargas accidentales provocada por viento,se recomiendan los Manuales que publica la Comisión Federalde Electricidad, (ver Anexos) y el Reglamento de Construccióndel Distrito Federal.
En caso de que la combinación de cargas especificadas enlos reglamentos incluya viento o sismo como elemento decarga accidental, las fuerzas resultantes han sido multiplicadaspor 0.75, de tal forma que la capacidad de carga de loscomponentes que toman esos esfuerzos ha sido incrementada.
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
PROCEDIMIENTO
Todos los cálculos de cargas, esfuerzos, deflexiones,torsiones, etc., han sido especificados de acuerdo a métodosconvencionales de diseño estructural. Se exceptúan aquellosque según las comprobaciones del Manual A.I.S.I., han sidoempleados en algún caso en particular.
Tanto el diseño geométrico como el cálculo de capacidad decada elemento PANEL REY* han sido realizados de acuerdoa las normas AISI y AISC, para cumplir con las normas yreglamentos de construcción de los Estados Unidos Mexicanos.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
13
COMPONENTES POSTE-VIGA
ELEMENTOPESOKG/MTol. ±5%
CAL. AREAcm2
ANCHOLABIO(cm)
ANCHOFLANCO
(cm)
(FACTORCOLUMNA)
(3)Ixcm 4
Sxcm 3
Rxcm
I ycm 4
Sycm 3
R ycm
EJE MAYOR EJE MENORESPESORDE
DISEÑO
635 PV 22
635 PV 20
920 PV 22
920 PV 20
920 PV 18
920 PV 16
1524 PV 20
1524 PV 18
1524 PV 16
1524 PV 14
*1524 PV 12
*1524 PV 10
2032 PV 16
2032 PV 14
*2032 PV 12
*2032 PV 10
*2540 PV 14
*2540 PV 12
*2540 PV 10
1.000
1.090
1.136
1.345
1.804
2.093
1.828
2.398
2.798
3.586
5.700
7.200
3.384
4.348
7.600
9.700
6.400
8.900
11.300
1.100
1.320
1.380
1.660
2.190
2.710
2.210
2.920
3.630
4.500
7.160
9.030
4.400
5.460
9.480
12.060
8.140
11.160
14.260
0.0759
0.0912
0.0759
0.0912
0.1214
0.1519
0.0912
0.1214
0.1519
0.1897
0.2657
0.3416
0.1519
0.1897
0.2657
0.3416
0.1897
0.2657
0.3416
7.40
8.80
18.20
21.70
28.40
35.00
71.70
94.20
116.40
143.00
238.88
298.45
235.50
290.10
580.63
730.75
770.09
1041.42
1314.79
2.30
2.70
3.90
4.70
6.10
7.50
9.30
12.30
15.10
18.60
31.35
39.17
23.00
28.40
57.15
71.92
59.53
82.00
103.53
1.90
2.20
2.60
3.10
4.00
4.80
3.60
4.70
5.70
6.90
23.74
28.90
6.10
7.40
57.11
70.43
57.71
75.82
93.80
0.70
0.90
1.00
1.20
1.50
1.90
1.20
1.60
2.00
2.40
6.65
8.11
2.00
2.40
11.32
13.97
10.16
13.31
16.47
1.31
1.30
1.37
1.36
1.35
1.34
1.28
1.26
1.25
1.23
1.82
1.99
1.18
1.16
2.45
2.41
2.66
2.60
2.57
0.671
0.724
0.593
0.640
0.696
0.747
0.490
0.540
0.587
0.642
0.865
0.939
0.493
0.542
0.775
0.843
0.609
0.697
0.760
2.60
2.59
3.63
3.62
3.61
3.59
5.70
5.68
5.66
5.64
5.79
5.75
7.31
7.29
7.82
7.78
9.73
9.65
9.61
22
20
22
20
18
16
20
18
16
14
12
10
16
14
12
10
14
12
10
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.91
1.91
1.27
1.27
1.91
1.91
1.91
1.91
1.91
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
3.81
5.08
5.08
3.81
3.81
6.99
6.99
7.62
7.62
7.62
TABLASTABLAS DE PROPIEDADES Y CAPACIDAD para selección de componentes.Propiedades físicas y de selección de perfiles de aceroPANELREY*
Lámina Galvanizada G-90rolado en frío, Fy =2,812 kg./cm2
COMPONENTES ARMADURA OMEGA410 CO 20
410 PO 20
410 CU 20
1.181
0.770
1.004
1.428
0.962
1.230
0.0912
0.0912
0.0912
4.96
2.85
3.10
1.69
1.00
1.00
5.74
1.18
4.42
1.85
0.57
2.03
2.00
1.10
1.89
1.86
1.72
1.58
20
20
20
1.01
0.46
0.00
5.0
3.2
5.0
COMPONENTES CANAL C
NOTAS: 1. Los valores de estas tablas son validos para un punto de cedencia Fy del acero igual a 2,812 kg./cm2. Y los marcados con * Fy = 3,515 kg./cm2.2. Espesor de la lamina de acero sin considerar el recubrimiento galvánico.3. De acuerdo a la a.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.6.1.2.4. Propiedades de sección calculadas de acuerdo a metodos convencionales y de acuerdo al a.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 2.3.5. Todos los patines de los componentes canal c tienen un peralte de 2.54 cm
ELEMENTO PESOKG/M
AREAcm2
Q(FACTOR
COLUMNA)
EJE MAYOR EJE MENOR
635 CC 20
635 CC 22
920 CC 20
920 CC 22
1524 CC 20
1524 CC 22
2032 CC 20
2032 CC 22
0.834
0.694
1.042
0.867
1.483
1.234
1.853
1.542
1.04
0.87
1.30
1.08
1.85
1.54
2.32
1.93
0.241
0.204
0.193
0.163
0.135
0.114
0.108
0.091
20
22
20
22
20
22
20
22
CAL.ESPESOR
DEDISEÑO
0.0912
0.0759
0.0912
0.0759
0.0912
0.0759
0.0912
0.0759
Ixcm 4
6.19
5.19
14.88
12.46
51.48
43.01
107.27
89.56
Sxcm 3
1.95
1.64
3.23
2.71
6.76
5.64
10.56
8.82
Rxcm
2.44
2.45
3.38
3.39
5.27
5.28
6.80
6.82
I ycm 4
0.62
0.52
0.69
0.58
0.76
0.64
0.80
0.67
Sycm 3
0.32
0.27
0.34
0.28
0.35
0.29
0.36
0.30
R ycm
0.77
0.78
0.73
0.73
0.64
0.64
0.59
0.59
Flanco
Labio
X
Y
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
14
PROPIEDADES FÍSICAS Y DE SECCIÓN DE PERFILES EN CAJÓN Y EN ESPALDA CON ESPALDA
EJE x-xPROPIEDADES DE LA SECCIÓNDIMENSIONES (MM)
EJE y-y
ELEMENTO
635 PV 22
635 PV 20
920 PV 22
920 PV 20
920 PV 18
920 PV 16
1524 PV 20
1524 PV 18
1524 PV 16
1524 PV 14
*1524 PV 12
*1524 PV 10
2032 PV 16
2032 PV 14
*2032 PV 12
*2032 PV 10
*2540 PV 14
*2540 PV 12
*2540 PV 10
PESOkg/m
2.000
2.180
2.272
2.690
3.608
4.186
3.656
4.796
5.596
7.172
11.400
14.400
6.768
8.696
15.200
19.400
12.800
17.800
22.600
CAL.
22
20
22
20
18
16
20
18
16
14
12
10
16
14
12
10
14
12
10
AREAcm2
2.20
2.64
2.76
3.32
4.38
5.42
4.42
5.84
7.26
9.00
14.32
18.06
8.80
10.92
18.96
24.12
16.29
22.32
28.52
ESPESORDE
DISEÑO(t) cm (2)
0.0759
0.0912
0.0759
0.0912
0.1214
0.1519
0.0912
0.1214
0.1519
0.1897
0.2657
0.3416
0.1519
0.1897
0.2657
0.3416
0.1897
0.2657
0.3416
DPE
RALT
E
6.35
6.35
9.20
9.20
9.20
9.20
15.24
15.24
15.24
15.24
15.24
15.24
20.32
20.32
20.32
20.32
25.40
25.40
25.40
BAN
CHO
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
7.62
10.16
10.16
7.62
7.62
13.97
13.97
15.24
15.24
15.24
dLA
BIO
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.27
1.91
1.91
1.27
1.27
1.91
1.91
1.91
1.91
1.91
(FACT
ORCO
LUM
NA)
(Q)
0.671
0.724
0.593
0.640
0.696
0.747
0.490
0.540
0.587
0.642
0.865
0.939
0.493
0.542
0.775
0.843
0.609
0.697
0.760
R ycm
2.94
2.93
3.02
3.01
3.00
3.00
3.21
3.21
3.20
3.19
4.12
4.14
3.30
3.29
5.73
5.75
6.36
6.39
6.40
Ixcm 4
14.8
17.6
36.4
43.4
56.8
70.0
143.4
188.4
232.8
286.0
477.8
596.9
471.0
580.2
1161.3
1461.5
1540.2
2082.8
2629.6
Rxcm
2.60
2.59
3.63
3.62
3.61
3.59
5.70
5.68
5.66
5.64
5.79
5.75
7.31
7.29
7.82
7.78
9.73
9.65
9.61
R ycm
2.21
2.20
1.97
1.97
1.96
1.95
1.70
1.70
1.69
1.68
2.28
2.24
1.53
1.53
3.05
3.00
3.24
3.16
3.11
I ycm 4
10.8
12.8
10.8
12.8
16.8
20.7
12.8
16.8
20.7
25.4
74.8
90.7
20.7
25.4
176.3
216.4
170.5
223.2
275.9
I ycm 4
19.0
22.7
25.1
30.0
39.5
48.9
45.6
60.1
74.5
91.8
243.5
309.1
96.0
118.4
623.0
789.1
659.3
910.3
1167.0
Sycm 3
3.34
4.31
3.91
5.05
7.22
9.59
5.87
8.52
11.48
15.47
40.17
56.47
12.42
16.85
64.90
92.79
47.53
76.70
110.28
Sycm 3
2.82
3.37
2.82
3.37
4.41
5.43
3.37
4 .41
5.44
6.66
14.71
17.88
5.44
6.67
25.23
30.96
22.38
29.29
36.21
Sxcm 3
4.60
5.40
7.80
9.40
12.20
15.00
18.60
24.60
30.20
37.20
62.70
78.34
46.00
56.80
114.30
143.84
119.06
164.00
207.06
Yt
BY
DXX
d
Yt
BY
DXX
d
SECCIÓN ESPALDA CON ESPALDA
NOTAS: • Ver notas de la tabla anterior.• Sección espalda con espalda.- Deberá unirse mediante tornillos txp-12 ó thx-34 a cada 15 cm en zig-zag.• Sección cajón deberá formarse con angulos (2) 1524AL18 a cada 30 cm
SECCIÓN CAJÓN
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Alternativas de uniones en vigas continuas y/o traslapes de vigas sobre apoyos intermedios.
Tipo de unión del refuerzo para almas de vigas continuas de dosclaros iguales. Carga total de entrepiso o techumbre kg/m2. Tipo de
unión requerida de acuerdo al diagrama.
200AAACCD
250ABCCCD
300BCDDE-
400CDDE--
600E-E---
1. Tabla calculada de acuerdo a esfuerzo flexionante permisible o a una deflexión permisible de L/240, la que sea más crítica en la combinación carga-longitud de claro bajo las A.I.S.I. specifications for the design of cold formedsteel structural members, ed. 1980, sección 3.2. Todas las vigas deberán ser revisadas de acuerdo a su capacidad de resistencia de carga concentrada (aplastamiento del alma) en alguna parte del claro y en puntos de apoyo (reacciones) en las tablas VA-3 O VA-4.3. Los componentes PV actuando como vigas requieren que el alma no tenga ninguna perforación en por lo menos 30.0 cm adyacentes a sus extremos o apoyo(s). si se requiriera hacer algun tipo de perforación dentro de eserango, se deberán revisar las previsiones que aparecen en la tabla V-05 y los dibujos que complementan dicha tabla.4. *Estos perfiles no cumplen con deflexiones de L/240 para carga viva de 170 kg/m2 en vigas de entrepiso con separación @ 61.0 cm (especificado por el manual del D.D.F. como carga viva para entrepiso de casa habitación)5. **Acero de alta resistencia , fy =3515 kg/cm2
COMPONENTES PV ACTUANDO COMO VIGASCargas uniformemente repartidas permisibles en vigas enclaros sencillos. TABLA V-01
**2540 PV 10
**2540 PV 12
**2540 PV 14
**2032 PV 10
**2032 PV 12
2032 PV 14
**1524 PV 10
**1524 PV 12
1524 PV 14
1524 PV 18
1524 PV 20
920 PV 18
920 PV 20
COMPONENTETAMAÑOESTILO
Y CALIBRE
CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS EN Kg/m
CLAROS SIMPLES (Metros)
7.50
310
245
178
215
*171
7.20
336
266
193
234
186
*127
6.60
401
317
230
278
221
*151
*121
6.30
440
348
253
305
242
*96
*166
*133
6.00
485
384
278
337
267
*106
*183
*146
5.70
537
425
309
373
296
117
203
*162
5.40
599
474
344
416
330
131
226
*181
5.10
671
531
386
466
370
147
254
203
*96
4.80
862
683
495
599
476
189
326
261
123
*81
4.20
990
784
569
687
546
217
374
299
142
*94
*71
3.90
1148
909
660
797
633
252
434
347
165
109
*82
3.60
1347
1067
774
936
744
295
509
408
193
128
96
3.30
1604
1270
922
1114
885
352
606
485
230
152
115
*75
3.00
1940
1537
1115
1348
1071
425
734
587
278
184
139
*91
*70
2.70
2396
1897
1377
1664
1322
525
906
725
344
227
172
94
*87
2.40
3032
2401
1743
2106
1674
665
1147
918
435
288
217
134
101
758
600
435
526
418
166
286
229
*108
4.50
bastidor de carga intermedio
2.5 5 5 5 5 2.5
2.52.5
2.5
2.5 5 5 2.5
2.5 5 5 5 5 5 5 2.5
2.5
2.5 5 5 2.5
2.52.5
2.5 5 5 5 5 2.5
2.5
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Condiciones de apoyos para cargas concentradas y cargas uniformemente repartidas de las tablas VA-3, VA-4
VA-3
VA-4
16
VIGAS SENCILLASReacciones y Cargas concentradas máximas permisibles paraalmas de vigas en kilogramos. TABLA VA-3
1. Las cargas y las condiciones descritas al pie de esta página son aplicables por la revisión de la capacidad del alma de los componentes PV (poste-viga) actuando como vigas.2. La tabla es adecuada para los componentes PV que no presenten perforaciones en el alma que se ubiquen a una distancia menor a 30.5 cm de los extremos apoyados o reacciones.3. Si existen perforaciones del alma de los componentes pv mas cercanos a los apoyos que lo especificado en el punto 2. Es indispensable colocar atiesadores de alma para compresión.4. Tabla calculada de acuerdo al A.I.S.I. Specifications for the design of cold formed steel structural members, ed. 1986, Sección C3.4.5. No esta considera una carga combinada que provoque la flexión y compresión del alma simultaneamente. (A.I.S.I. Sección. C3.5).
2032 PV 14
2032 PV 16
1524 PV 14
1524 PV 16
1524 PV 18
1524 PV 20
VIGATAMAÑO,ESTILO
Y CALIBRE
LONGITUD DEL APOYO DE LA VIGA (cm)
CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2 CONDICIÓN 3 CONDICIÓN 4
15.24
365
239
395
265
176
102
9.20
300
191
325
212
137
76.6
6.35
270
169
292
188
119
64.7
3.81
243
149
263
166
103
54.1
15.24
841
491
934
568
335
161
9.20
810
469
899
542
317
150
6.35
795
458
883
529
308
145
3.81
782
449
868
518
300
140
15.24
559
390
593
421
297
188
9.20
434
285
460
308
212
130
6.35
390
250
413
270
175
102
3.81
351
220
372
238
151
82.8
15.24
1056
736
1102
777
548
350
9.20
866
562
903
594
407
251
6.35
798
513
832
542
351
205
3.81
738
467
769
493
314
175
VIGAS DOBLES O REFORZADASReacciones y Cargas concentradas máximas permisibles paraalmas de vigas en kilogramos. TABLA VA-4
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-01Cargas permisiblesuniformemente repartidas
Cargas uniformementerepartidas kg/m
DN-01
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
PERFILCALIBRE
LONGITUD (M)
920 PV
COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” SENCILLO
1524 PV 2032 PV 2540 PV
20
991
634
440
323
247
195
158
131
18
1286
823
571
420
321
254
205
170
1961
1255
871
640
490
387
313
259
217
185
160
139
20
2594
1660
1152
847
648
512
415
343
288
245
211
184
18 12
8264
5289
3673
2698
2066
1632
1322
1092
918
782
674
587
10
10326
6608
4589
3371
2581
2039
1652
1365
1147
977
842
734
5989
3833
2662
1955
1497
1183
958
792
665
567
488
425
14
15066
9642
6696
4919
3766
2976
2410
1992
1674
1426
1229
1071
12
18959
12134
8426
6190
4739
3745
3033
2075
2106
1795
1547
1348
10
15693
10043
6974
5124
3923
3099
2510
2075
1743
1485
1281
1115
14
21617
13835
9607
7058
5404
4270
3458
2858
2401
2046
1764
1537
12
27293
17467
12130
8912
6823
5391
4366
3609
3032
2583
2228
1940
1014
3922
2510
1743
1280
980
774
627
518
435
371
320
278
DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-02Cargas permisiblesuniformemente repartidas
Cargas uniformementerepartidas kg/m
DN-02
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
PERFILCALIBRE
LONGITUD (M)
920 PV
COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” DOBLE
1524 PV 2032 PV 2540 PV
20
1982
1268
881
647
495
391
317
262
204
161
128
104
18
2572
1646
1143
840
643
508
411
340
268
210
168
137
3922
2510
1743
1280
980
774
627
518
435
371
320
278
20
5188
3320
2305
1694
1297
1024
830
686
576
491
423
368
18 12 10 14 12 10 14 12 1014
NOTAS: 1. Los valores calculados para dinteles se basan en el A.I.S.I.Specifications for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, ed. 1980, Sección 3.2. Deflexión máxima permisible L/240.
Dintel sobre puerta deacceso a casa.
7845
5021
3486
2561
1961
1549
1255
1037
871
742
640
557
16529
10578
7346
5397
4132
3265
2644
2185
1836
1564
1349
1175
20652
13217
9178
6743
5163
4079
3304
2730
2294
1955
1685
1468
11979
7666
5324
3911
2994
2366
1916
1584
1331
1134
977
851
30132
19284
13392
9839
7533
5952
4821
3984
3348
2852
2459
2142
37919
24268
16853
12381
9479
7490
6067
5014
4213
3590
3095
2696
31387
20087
13949
10248
7846
6199
5021
4150
3487
2971
2562
2231
43234
27670
19215
14117
10808
8540
6917
5716
4803
4093
3529
3074
54570
34925
24253
17818
13642
10779
8731
7215
6063
5166
4454
3880
17
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
18
CAPACIDAD DE CARGA A COMPRESIÓN DE SECCIÓN DE PERFILESEN CAJÓN (kg) TRABAJANDO COMO COLUMNAS
COL-01
COL-02CAPACIDAD DE CARGA A COMPRESIÓN DE SECCIÓN DE PERFILESESPALDA CON ESPALDA (kg)
NOTAS: *Acero con fy= 3,515 kg/cm2• Sección espalda con espalda.- Deberá unirse mediante tornillos TXP-12 ó THX-34 a cada 15 cm. En zig-zag.• Sección cajón deberá formarse con angulos (2) 1524AL18 a cada 30 cm.
2032 PV1524 PV920 PV
34878
34221
33510
32727
31869
29934
27903
24959
22118
*10
25335
24896
24420
23896
23323
22028
20669
18700
16799
*1214
7799
7558
7298
7012
6698
5990
5247
4103
3335
5779
5620
5447
5257
5050
4580
4088
3374
2704
16
26760
25583
24310
22906
21370
17902
14106
10744
8734
*10
19769
18969
18104
17150
16106
13750
11077
8437
6859
*12
4133
3999
3854
3694
3519
3124
2709
2087
1697
18
7388
7092
6772
6420
6034
5163
4174
3179
2584
14
2871
2788
2697
2598
2489
2244
1986
1585
1288
20
3767
3576
3370
3141
2892
2329
1796
1368
1820
2669
2547
2415
2270
2111
1753
1371
1044
22
2083
1997
1904
1801
1688
1434
1147
874
ALTURA
EN
METROS
2.44
2.75
3.05
3.35
3.65
4.25
4.80
5.50
6.10
2032 PV1524 PV920 PV
28380
25967
23358
20478
17108
12619
9893
7535
*10
21222
19671
17994
16144
14119
10253
8038
6122
*1214
4549
3526
3645
2879
2340
16
16238
12581
10228
8478
7142
5268
*10
13065
10335
8402
6965
5867
4327
*12
2855
2375
1898
1573
18
4538
3527
2867
2377
14
2083
1786
1449
1201
20
2816
2368
1897
1573
1325
1820
2062
1777
1447
1199
1010
22
1655
1453
1235
1006
848
ALTURA
EN
METROS
2.44
2.75
3.05
3.35
3.65
4.25
4.80
5.50
6.10
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
19
TABLA V-05V-05
NOTAS:1. La placa de refuerzo deberá ser de cal. 14 como mínimo.2. Los tornillos de fijación de la placa de refuerzo deberán ser tornillos de cabeza extraplana (TXP-12) o hexagonal (THX-34).
Perforaciones de fábrica en los componentes poste-vigaPANEL REY*. En caso de requerirse mayor dimensión en lasperforaciones, hacerlas de acuerdo a las especificacionesde la tabla V-05.
Postes-vigas PANEL REY* actuando como vigas de entrepiso,arriostradas con bloques sólidos.
D
E B
A
A
PLACA DEREFUERZO
CARGACONCENTRADA
VIGA
LONGITUD O CLARO
L APOYO INTERMEDIOAPOYO EN ELEXTREMO
C C
2032 PV
1524 PV
10.5
8.5
14
14
4.5
3.5
1.8
1.2
L/14
L/8
18 x 18
14 x 14
VIGAD
DIÁMETROMÁXIMO
DE PERFORACIÓN
TAMAÑO DE LAPLACA DE
REFUERZO MIN.(AxA) cm
EESPACIAMIENTO
ENTRE TORNILLOSDE ANCLAJE DE
PLACA DE REF. (cm)
CDISTANCIA MÍNIMADE PERFORACIÓN AREACCÓN O CARGA
CONCENTRADA
BDISTANCIA MÍNIMA
A EXTREMO DEPLACA (cm)
CALIBREMÍNIMO
DE LAPLACA
Diámetros máximos y refuerzos de perforaciones en almas de vigas hechas en el campo para paso de instalaciones y refuerzosmínimos de estas perforaciones.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
20
ALTURAPERMISIBLE
(m)
CONDICIÓNSUJECIÓNLATERAL
CONTINUA
CARGA AXIAL A COMPRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE POR COMPONENTE”POSTE-VIGA (PV)” KILOGRAMO (KG).
2.44
2.75
3.05
3.35
3.65
4.25
4.80
5.50
6.10
01/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/3
2032 PV1524 PV920 PV635 PV
POSTES DE BASTIDORES INTERIORES TABLA PI-1Cargas axiales permisiblessin presión de viento.
Velocidad de diseño de viento
22
333864864
804804
740740
669669
592592
432432
339339
20
39310931093
10101010
919919
819819
698698
515515
404404
22
45710071091
9551061
8981029
836993
767954
613866
472774
640
513
20
54112841404
12091362
11291316
10401266
9421211
7141087
560957
755
614
70418091993
16891927
15601856
14181777
12621691
9281496
7281292
991
805
18
85823402619
21692524
19852421
17812308
15582184
11311903
8871609
1212
986
16
63913471482
12811452
12101421
11321386
10461348
8531262
6601172
1041
915
20
81819122136
18042087
16862035
15561978
14141914
10781772
8451623
1406
1197
18
100025272861
23652789
21902711
19962625
17842531
13192318
10342095
1772
1440
16
120133213832
30733722
28043602
25073470
21833326
15833001
12412659
2164
1729
14
26082928
24522859
22842784
20982701
18952611
14252407
2193
1883
1556
16 14
34503947
32083839
29473723
26593595
23433455
17083138
2806
2325
1866NOTAS:1. Tabla de cálculo desarrollada en base a la A.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980.2. Puntos de cedencia del acero para todos los miembros, fy=2,812 kg/cm2.
En el desarrollo de las tablas se han observado las siguientes consideraciones para cada componente, espaciamiento,altura y condición de sujeción lateral continua.
1. Esfuerzo a flexión.2. Esfuerzo a compresión axialmente aplicado.3. Esfuerzo a flexocompresión.4. Esfuerzo a cortante.5. Deflexión de la columna debido al viento e incluyendo la carga axial.6. Aplastamiento del alma en los extremos del elemento (apoyos).7. La relación de la esbeltez de cada elemento y caso es menor a 200.
La tabulación de las tablas se realizó bajo los siguientes factores:1. A.I.S.I. Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members, ed. 1980.2. Todos los elementos PANEL REY* se fabrican con lámina de acero cuyo Fy= 2,812 kg/cm2
3. La sujeción lateral continua de los ensambles para bastidores de muro deben ser realizados con componentes PANEL REY* tipo SL y con bloques sólidos 1.22 cm a.c.4. Las propiedades físicas y de sección de los componentes PANEL REY* (ver pag. 13)5. Las capacidades de los componentes PANEL REY* han sido incrementadas 33% para los cálculos de viento (carga accidental).6. Todas las consideraciones de las tablas VA-03 y VA-04 en cuanto a capacidad del alma para soportar compresiones.7. Para consultar estas tablas deberá tenerse como dato la Velocidad de Diseño (VD) o la presión exterior (Pe) los cuales pueden obtenerse consultando el Manual de Diseño por Viento. (Ver el índice).
Consideraciones de diseño de las tablas de capacidades de los componentes PANEL REY*actuando como columnas (postes).
NOTA PARA TABLAS DE LA PV-3 A LA PV-13
VD=0.00 km./h Fy=2812 kg./cm2
PI-1
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-3Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 20.2 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
NOTAS: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-4Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 26.4 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrira una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-5Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 41.3 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-6Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 49.9 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-7Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 59.4 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-8Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 69.7 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-9Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 80.8 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-10Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 105.6 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-11Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 133.6 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-12Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 165.0 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-13Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 199.6 kg./m2
Velocidad de diseño de viento
Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura.1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura.+: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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Muros fachadas PANEL REY*
1. Capacidades de los componentes PV incrementada 33% de acuerdo a reglamentos oficiales mexicanos (D.F., C.F.E.) Y al a.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.12.2. Cálculo de la capacidad de los componentes PV actuando sin recubrimiento alguno en esta tabla.3. Ninguno de estos componentes esta considerado que actua soportando carga axial. Exclusivamente presión lateral por viento.4. Deflexión máxima de l/360.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de vientoexclusivamente.
Deflexión máxima L/360
VELOCIDADDE DISEÑODE VIENTO
ESPACIA-MIENTO DEPOSTES A
CENTRO (cm)
ALTURA MÁXIMA PERMISIBLE PARA COMPONENTES POSTE-VIGA PANEL REY (METROS)
Muro fachada en proceso de construcción. Muro fachada terminado
PF-17
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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1. Capacidades de los componentes PV incrementada 33% de acuerdo a reglamentos oficiales mexicanos (D.F., C.F.E.) Y al a.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.12.2. Cálculo de la capacidad de los componentes PV actuando sin recubrimiento alguno en esta tabla.3. Ninguno de estos componentes esta considerado que actua soportando carga axial. Exclusivamente presión lateral por viento4. Deflexión máxima de l/240.
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de vientoexclusivamente.
Deflexión máxima L/240
VELOCIDADDE DISEÑODE VIENTO
ESPACIA-MIENTO DEPOSTES A
CENTRO (cm)
ALTURA MÁXIMA PERMISIBLE PARA COMPONENTES POSTE-VIGA PANEL REY (METROS)
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
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TORNILLOS AUTOROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.
TOR-01
Notas: 1. Carga permisible en kg tornillo con un factor de seguridad de 2.5 con lámina Fy=2812 kg/cm2.2. La carga permisible debe seleccionarse para el calibre de lámina más delgado de la unión.
22
20
18
16
14
ESPESORDE LÁMINA
(calibre)
CABEZA HEXAGONAL THX-34
TRACCIÓN
101
124
161
203
236
28
39
62
88
121
82
105
157
220
336
33
45
77
106
149
CORTANTE
CABEZA EXTRA PLANA TXP-12
TRACCIÓN CORTANTE
Sujeción lateral PANEL REY* empleada como contraviento diagonal.
NOTAS: 1. Capacidad calculada a tensión pura empleando la sección 3 .I de la A.I.S.I. Specificationfor the Design of Cold Formed Steel Structural Members, ed. 1980, e incrementandolas a 33% por cargas accidentales.
SL-01SUJECIONES LATERALES DIAGONALES
COMPONENTETAMAÑO - ESTILO - CALIBRE
635 SL 22
1250 SL 22
1420 SL 22
CARGA PERMISIBLE A TENSIÓN KG.
1,087
2,130
2,425
TORNILLOS TABLA TOR-02Espaciamientos mínimos a centros en centímetros. (Contraventeos)
TOR-02
A CENTRO
A EXTREMO
LOCALIZACIÓNTIPO
THX-34
1.5
0.5
2.0
0.7
TXP-12
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Cimentación: alternativa con contratrabes o cadenas de cimentación y planta baja resuelta tipo entrepiso.
Cimentación: losa de concreto F´c=150kg./cm2 min. de 10 cm de peralte mínimo por cadenas perimetrales de concreto de 15 x 30 cm
Cadena perimetralconcreto f’c= 150 kg/cm2
Poste PV
Ancla del bastidoraplicada con herramientade percusión
Canal CLosa decimentaciónconcretof’c= 150 kg/cm2 min.
Mallaelectrosoldada6 x 6-10/10
Acero de refuerzo
35
DETALLESDETALLES GENERALES DE ESTRUCTURA Y RECUBRIMIENTO.
Canal C requeridapara sujeción lateral continuaen los extremos de vigas
Refuerzo de alma de vigaspara compresión provocada por apoyo
Concreto de rellenopara nivelación
Ángulo ELE 1524AL 18para anclaje a cadena perimetralde cimentación
Cadena ocontratrabede cimentación
Viga PV de“piso falso” de planta baja
Bastidor de carga enplanta baja
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Detalle de anclaje de los muros de cortante a la cimentación mediante unaancla de tensión tie tipo “S/HTT14”.
El ancla de tensión va unida al poste con tornillos THX-34
Detalle de traslape de canal “CC”
Tornillos TXP-12
Traslape en canal 30 cm
Anclas Hiltio similar
Poste estructuralPoste estructural
Canal estructural
Placa lado exterior
Doble poste estructural
Tornillos THX-34
Sujeción lateral diagonal
Tornillos THX-34
S/HTT 14tensión tie
Placa de unión
Espárrago ø 5/8”long. 10” penetración de concreto8” (según diseño)
Bloques sólidos de sujeción lateral continua colocados en los extremosde bastidores para muros, junto a los vanos de puertas y ventanasy a cada 1.22 m. a centros.
Poste PV
Poste PV
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Detalle típico de esquina de contraventeo para velocidades devientos (según diseño).
NIVEL DE TECHUMBRE
NIVEL DE ENTREPISO
NIVEL DE CIMENTACIÓN
Vigas PV o canal Cde techumbre
Placa 35 cm x 22 cmcal. 20
Contraventeo segúndiseño por un lado opor ambos lados
Vigas pv en entrepiso
Canal inferior de bastidor
Tornillo THX-34
Poste PV
Contraventeo según diseño
Tensión tie S/HTT-14
Esparrágo
Placa 35 cm X 22 cmCal. 20
Placa 35 cm X 22 cmCal. 20
SHTT-14 tensión tie
Contraventeo según diseño
Losa de cimentaciónConcreto fc= 150 kg/cm2 min.
Canal inferior de bastidor
Tornillo THX-34
Poste pv
Contraventeo según diseño
Tensión tie S/HTT-14Anclaje de bastidor con taqueteExpansor o espárrago con epóxicoPlaca 35 cm X 22 cmCal. 20
37
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
ISOMÉTRICOAnclaje de muro de cortante a cimentación
ISOMÉTRICO DE CONTINUIDAD DE SUJECIÓNlateral en entrepiso
Poste pv
Tornillo THX-34
Contraventeo según diseño
Tension tie S/HTT 14
Placa de unión22 cm x 35 cm
Viga PV por modulación@ 61 cm
Viga PV de refuerzo
38
Poste PV
Tornillo THX-34
Sujeción lateral según diseño
Tension tie S/HTT 14
Placa de unión22 Cm x 35 cm
Espárrago ø 5/8”Long. 10” Penetración de concreto8” (Según diseño)
Losa de concreto tradicionalf’c =150 kg/cm2 mínimo
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Solución de entrepiso o techumbre a base de concretosobre lámina acanalada rectangular.
Poste PV de bastidorpara muro de nivel (es)superior (es)
Canal C de bastidorpara muro en nivel superior
Canal Cde remate y sujeciónlateral continuaen extremos de vigasPV
Canal Cde bastidor paramuro en nivelinferior
Refuerzo de almade viga para esfuerzos decompresión provocadospor la reacción de apoyo
Viga PVde entrepiso otechumbre
Lámina acanaladarectangular cal. 26
Concretof’c=150 kg/cm2
armado con mallaelectrosoldada6x6-10/10
Ángulo de 3” x 3” cal. 20 para apoyo lateralde lámina acanalada rectangular y fronteradel colado de concreto aligerado
Canal C en vigas PV - uso e instalación-
Canal Cfuncionando como sujeciónlateral continua en losextremos de vigasde entrepisos
Bastidor de muro ennivel (es) superior (es)
Refuerzo de alma de viga (RA)para compresión provocada por apoyoreacción de la viga PV si se requiere
2 tornillos estructuralesTXP-12 uniendo canal Ca refuerzo de alma (RA)
Tornillo estructuraluniendo refuerzo de alma
al alma de la viga PV
Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34
uniendo canal C de vigascon canal C de bastidor
de carga
Bastidor de cargaen nivel (es) inferior (es)
Viga PV de entrepisoo techumbre
39
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Solución de entrepiso o techumbre concreto ligero sobrelámina acanalada rectangular. Alternativa de unión de vigas
PV unión alma de poste a alma de viga.
Poste PV
Tornillos
Viga PV de entrepiso ó detechumbre unida al alma delposte con tornillos estructuralesde acuerdo a requerimentos
Lámina acanaladarectangular galvanizadacal. 26
Concreto aligerado(5.0 cm de espesor)armado con mallaelectrosoldada6x6-10/10
Canal C
Tornillo TXP-12
Ángulo de láminagalvanizada cal 20de 2 3/4” x 2 3/4”
Poste PV
Canal C
40
VOLADOS - VIGAS EN CANTILIVER-
Canal C
Canal C
Refuerzo de alma (VA)para cargas concentradaspor reacción del apoyo
Tornillo TXP-12ó THX -34
Poste PV
Viga PV de entrepisoó cubierta unida al canalCsobre cada poste PV con
ayuda de ángulo ELE (AL)
Bastidor de cargaen nivel (es) superior (es)
Ángulo 762 ó 1524AL18atornillado al canal C y a laviga PV con tornilleríaestructural TXP-12
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Bloque sólido de arriostramiento de vigas en cada extremo de sistema de entrepiso,a los lados de los huecos para escaleras o tragaluces y a cada 1.22 m. a.c.
Alternativa de bloquesólido de arriostramientode vigas hecho en obracon sección del mismotipo de viga
762AL18
Tornillo estructuralTXP-12
Sección de canal C ó poste vigaactuando como bloque sólido dearriostramiento
Viga de entrepisocon elementostipo PV
Bastidor de muro ennivel (es) interior (es)
Cercha plana de sujeción lateral(tipo SL) actuando como riostrade vigas tipo PV.unida a bloque sólido con 3 tornillos TXP-12y a cada viga con 1 tornillo TXP-12
Volados. Solución tipo para cambio de peralte en viga de techumbre por requerimientos estéticos.
41
Bloque sólido de arriostramientocanal C ó sección de viga PV.
Viga PV de entrepisoó de techumbre
Cercha plana SLfuncionando comoriostra por el lechosuperior de vigas PV.
Bloque sólidode arriostramiento
Cercha plana SLfuncionando comoriostra por el lechosuperior de vigas PV.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Pretil solución tipo prolongando bastidor de muros en último nivel.
Pretiles solución tipo para pretiles con altura mayor a 1.80 metros
Tapa-goterón de lámina galvanizadacal. 26 ó 24 doblada en taller
Acabado exteriortablero cementadoó zarpeo de mezcla cemento-cal -arenaprop. 1-1-6
Metal desplegado # 600
Panel de yeso exterior y felpa asfaltadaPANEL REY’ 12.7 mm.
flashing
Concreto de f’c= 100 kg/cm2
Lámina galvanizada acanaladarectangular cal. 26
Tornillo TXP-12 óTHX-34 Panel de yeso PANEL REY’ 12.7 ó 15.9 mm.
de espesor
Metal desplegado # 600
Zarpeo ó aplanadode mezcla cemento-
cal -arena prop. 1-1-6
Panel de yeso PANEL REY’ 12.7 mm.de espesor
Viga PVde techumbre
Poste PV
Tornillo TXP-12 óTHX-34 Impermeabilizante
42
Tapa-goterón de lámina galvanizadacal. 26 ó 24 doblada en taller
Acabado exterior
Poste PV
Poste PV actuando comorefuerzo de pretil de azotea
Viga PVde techumbre
Acabado exteriortablero cementadoó zarpeo de mezcla cemento-cal -arena1-1-6
Panel de yesoPANELREY*
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Vano de puerta o ventana
Dintel, antepecho y muretes en vanos de puertas y ventanas
Dintel: viga estructural
Canal estructural
Poste-viga
Canal estructural
Canal estructural
Corte a 45˚ y doblézdel canal estructuralpara anclar a poste
Anclaje de canal aposte con tornillos TXP-12
Tornillos TXP-12
Tornillos TXP-12
(2) poste-viga
Isometría B
Despatinado de viga para podercolocar dintel anexado al posteestructural de recepción Canal estructural CC
Dintel: viga estructural
Poste-viga
Tornillos TXP-12
Isometría A
43
Poste estructuralrecibiendo la carga
del dintel. No. de pzas.por cálculo
Tornillos TXP-12
Poste estructural
Canal estructural
Poste estructural PVCanal estructural CC
Dintel: viga estructuralAnclaje de dinteltornillos TXP-12Canal estructural C
ver isometría A
Poste estructural
Refuerzo del postesección estructural
Tornillos TXP-12
Canal estructural
Poste estructural PVCanal estructural CC
Dintel: viga estructuralAnclaje de dinteltornillos TXP-12Canal estructural C
Poste estructuralrecibiendo la carga
del dintel. No. de pzas.por cálculo
Ver isometría B
Refuerzoposte estructural
Canal estructural CC
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Techumbres inclinadas. Unión de viga PV al bastidor para muro decarga con ayuda de ángulo “ELE”.
Techumbres:Solución de cumbrera con viga madrina.
Tornillo estructuralTHX-34 ó TXP-12
Ángulo 1524 ó 762AL18
Recubrimiento exteriorde la techumbre
Viga PV
Viga madrina formadacon 2 vigas PV“empatadas” unadentro de otra
44
Viga PVTornillo estructuralTXP-12 ó THX-34
Canal Cdel bastidor paramuro de carga
Bastidor perpendicular(de fachada o divisorio)al bastidor para murode carga
Poste PV deldel bastidor paramuro de carga
Tornillo estructuralTXP-12
Recubrimiento exteriorde la techumbre
Ángulo 1524AL18
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Vigas contínuas; Traslapes de vigas PV actuando como refuerzo delalma sobre apoyo intermedio.
Vigas continuas; Refuerzo del alma de viga sobre apoyos intermedios.
45
Sección de viga PV actuandocomo refuerzo del alma sobreapoyos intermedios de vigas continuas
Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34
Canal C debastidor de cargaintermedio
Viga PVcontinua con apoyosintermedios
Bastidor de cargaintermedio
Sección de vigaPV actuandocomo refuerzodel alma sobreapoyos intermedios
Viga PVcontinua
Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34
Poste PV delbastidor de carga
Viga PVTornillo estructuralesTXP-12 ó THX-34
Bastidor de cargaintermedio
Bastidor de cargaintermedio
Viga PVtraslapada sobreapoyo intermedio
10% min. delclaro que
salve la viga
10% min. delclaro que
salve la viga
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Detalle de cimentación
Canal CC
Poste-viga
Goterón
Aplanado morterocemento cal-arena1-1-6
Metal desplegado #600
Cartón asfáltico
Panel de yesopara exterior de 1/2”Panel Rey
Panel de yeso de 12.7 mm.Panel Rey
Fibra de vidrio de 3 1/2” (R-11)
Sellador elástico NOendurecible e impermeable
Malla electrosoldada6-6/10-10
Losa de cimentaciónf’c.=150 kg/cm2
Revestimento exterior de ladrillo, tabique o block sobre panel de yeso paraexteriores.
Revestimento exterior, zarpeo sobre panel deyeso para exteriores y malla metálica desplegada.
Panel de yesoPANEL REY exteriores
Aislamiento térmicoy acústico
Estructura de acerogalvanizado
Losa de cimentación
Silicón DC-787 osimilar
Panel de yesoPANEL REY exteriores
Revestimiento deladrillo, tabique oblock
Corbátas metálicas
Drenes
Tratamientode juntas
Reborde “J”PANEL REY
46
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Alternativa de uso de armaduras para entrepisoy techumbre empleando elementos poste-vigas
47
elementosposte viga
placas de unión
Tipo polinesia
Tipo media tijera
Tipo de cuerdas paralelas pratt
Tipo fink Tipo king post
Tipo warren en tijeraTipo simple con ático
Tipo de cuerdas paralelas con volados laterales
ARMADURAS DE SISTEMAPANEL REY*
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
ANALISIS ESTRUCTURAL
48
TUTORAUXILIAR DE USO DE LAS TABLAS DECÁLCULO PANEL REY*
Capacidad de vigas, tabla V-01 pag. 15.Capacidad de almas de vigas a la compresión.Tabla No. VA-03 pag .16.
Postes de bastidores exteriores con carga axialy carga por viento.Tablas de la No. PV-03 a la No. PV-13 pag. 21a la 31.
Postes de bastidores exteriores sin carga axialo “Muros fachada”.Tabla No. PF-17 pag. 32.Tabla No. PF-18 pag. 33.
Postes de bastidores para muros interiores decarga.Tabla No. PI-01 pag. 20.
Dinteles y cerramientosTabla No. DN-01 pag. 17.
Contraventeo.Tabla No. SL-01 pag 34.
Uniones.Tabla No. TOR-01 pag. 34.
AnclajeHilti o Ramset
Vigas para techumbre.Tabla V-01 pag. 15.
Figura A.1 Análisis estructural: localización de tablas de acuerdo a componentes de la estructura.
V-01
49
El objetivo de este capítulo es mostrar el procedimientopráctico para seleccionar los diferentes componentes PANELREY*, para formar la estructura de una edificación habitacionaltipo.
Al aplicar los datos que aparecen en esta sección, seasume como punto de partida, que ya se han realizado loscálculos de ‘’bajada de cargas’’ o cargas gravitacionales, y decargas accidentales de viento. Valores que se obtienen conel tradicional uso de las fórmulas de vigas equilibradasestáticamente.
Esta sección se concentra en la demostración de lamanera de emplear las tablas de Capacidad Estructural PANELREY*.
La figura A-1 muestra el esquema de una casa y lasreferencias de las tablas que se emplearán para resolverlaestructuralmente. La numeración de las referenciascorresponde al orden consecutivo que se seguirá en lademostración.
1. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO VIGAS
En la figura A.1 se señalan dos puntos: la techumbrey el entrepiso. En ambos casos se emplearán las tablas V-01y VA-3.
TABLA V-01, EN LA FIGURA A.2Para iniciar el ejemplo, se toma el entrepiso para
seleccionar los componentes que lo resuelven.Los datos requeridos para realizar la ‘’bajada de cargas’’ sonlos siguientes:
1. Wm Carga muerta por m2 118.0 kg/m2
2. Wv Carga viva por m2 250.0 kg/m2
3. W Carga total = Wm + Wv 368.0 kg/m2
4. Espaciamiento propuesto 0.61 m5. WL Carga uniformemente distribuida sobre la viga = W x Espaciamiento 225 kg/m6. L Longitud del claro crítico 3.07 m
7. Condición del claro Sencillo
Los datos para uso de esta tabla (V-01) y necesarios pararealizar la seleccióndel elemento y viga son las siguientes:
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
1. Tabla calculada de acuerdo a esfuerzo flexionante permisible o a una deflexión permisible de L/240, la que sea más crítica en la combinación carga-longitud de claro bajo las A.I.S.I. Specifications for the design of cold formedsteel structural members, ed. 1980, Sección 3.2. Todas las vigas deberán ser revisadas de acuerdo a su capacidad de resistencia de carga concentrada (aplastamiento del alma) en alguna parte del claro y en puntos de apoyo (reacciones) en las tablas VA-03 O VA-04.3. Los componentes PV actuando como vigas requieren que el alma no tenga ninguna perforación en por lo menos 30.0 cm adyacentes a sus extremos o apoyo(s). Si se requiriera hacer algun tipo de perforación dentro de eserango, se deberán revisar las previsiones que aparecen en la tabla V-05 y los dibujos que complementan dicha tabla.4. *Estos perfiles no cumplen con deflexiones de L/240 para carga viva de 170 kg/m2 en vigas de entrepiso con separación @ 61.0 cm (especificado por el manual del D.D.F. como carga viva para entrepiso de casa habitación)5. **Acero de alta resistencia , fy =3515 kg/cm2
COMPONENTES PV ACTUANDO COMO VIGASCargas uniformemente repartidas permisibles en vigas enclaros sencillos. TABLA V-01
**2540 PV 10
**2540 PV 12
**2540 PV 14
**2032 PV 10
**2032 PV 12
2032 PV 14
**1524 PV 10
**1524 PV 12
1524 PV 14
1524 PV 18
1524 PV 20
920 PV 18
920 PV 20
COMPONENTETAMAÑOESTILO
Y CALIBRE
CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS EN Kg/m
CLAROS SIMPLES (Metros)
7.50
310
245
178
215
*171
7.20
336
266
193
234
186
*127
6.60
401
317
230
278
221
*151
*121
6.30
440
348
253
305
242
*96
*166
*133
6.00
485
384
278
337
267
*106
*183
*146
5.70
537
425
309
373
296
117
203
*162
5.40
599
474
344
416
330
131
226
*181
5.10
671
531
386
466
370
147
254
203
*96
4.80
862
683
495
599
476
189
326
261
123
*81
4.20
990
784
569
687
546
217
374
299
142
*94
*71
3.90
1148
909
660
797
633
252
434
347
165
109
*82
3.60
1347
1067
774
936
744
295
509
408
193
128
96
3.30
1604
1270
922
1114
885
352
606
485
230
152
115
*75
2.702.40
758
600
435
526
418
166
286
229
*108
4.50
seguir el renglón
2396
1897
1377
1664
1322
525
906
725
344
172
94
*87
3032
2401
1743
2106
1674
665
1147
918
435
217
134
101
1940
1537
1115
1348
1071
425
734
587
278
184
139
*91
*70
3.00
FIG. A-2
50
1. Longitud del claro crítico 307.4 cm ó3.074 m.
2. Carga uniformementerepartida sobre la viga en kg/m. 225 kg/m.
Este primer dato localizado en la tabla, (Fig. A.2),ubica sobre una columna determinada, en la cual se buscaun valor de carga uniformemente repartida igual o ligeramentemayor a la que se tiene en los datos de diseño.
Se sigue el renglón donde se encuentra esta cargahacia la izquierda, hasta encontrar la columna que correspondeal tamaño, estilo y calibre del elemento adecuado para resolverel claro necesario por diseño, con la solicitación de carga quese ha calculado.
El componente Poste-Viga que actúa en este momentocomo viga, debe se revisado en función a su capacidad parasoportar eficientemente cargas concentradas y reacciones.(TablaVA-3)Los datos que se necesitan para la revisión son:
A. CONDICIÓN DE LA CARGACONCENTRADA O REACCIÓN(NÚMERO 1 UNO)
En la tabla VA-3 se encuentran cuatro posiblessoluciones dibujadas en cinco diferentes esquemas (abajode la tabla) como se observa en la figura A.3,A,B,C, y D.
En el ejemplo, la viga calculada y seleccionada a travésde la tabla V-01 no tiene volados; es un solo claro sincontinuidad en la viga y no existen cargas concentradas yaque la carga es uniformemente repartida.
Estas características se observan en el diagrama (a)de la figura A.3 La condición exacta de la viga del ejemplo esla ‘’condición 1 (uno)’’.
B. LONGITUD DE LA REACCIÓN OSOPORTE 9.20 cm
Basándose en la experiencia de otros proyectosrealizados, se supone que el poste que recibirá a la viga seráun 920 PV de cualquier calibre.
Una vez calculado y seleccionado el elemento posteque soportará a la viga, SE DEBERÁ REVISAR LA SELECCIÓNDE LONGITUD DE LA REACCIÓN O SOPORTE, de tal maneraque se confirme la especificación respecto a la capacidad delalma de la viga para soportar reacciones y cargas concentradas.
Se cuenta entonces con lo siguiente:
1. Condiciones de la carga concentrada o reacción:condición No. 1
2. Longitud del apoyo o carga concentrada o reacción:9.20 cm
3. Viga que ha sido seleccionada: 1524 PV144. Reacción o carga concentrada: 345.8 kg.
En este momento se dispone de los datos necesariospara iniciar la REVISIÓN de la capacidad del alma para soportarcargas concentradas o reacciones. (Ubicar la Codificación 1en las tablas de la figura A.3)
Cada una de las cuatro condiciones, comprende unbloque de columnas que se refieren a las diferentes longitudesque pueden tener las cargas concentradas. El siguiente pasoconsistirá precisamente en seleccionar la columna que requiereel ejemplo de 9.20 cm (Ver tabla VA-3)
Enseguida se ubicará el renglón que corresponde ala viga que ha sido seleccionada a través de la tabla V-01, eneste caso, la 1524 PV 14.
Esto se logra utilizando la primera columna de la tablaVA-03 y que corresponde a la columna de tamaño, estilo ycalibre del elemento. (Ver tabla VA-3)
Una vez que se ha localizado el renglón del elemento,se sigue por él hasta encontrar la columna de la longitud dela carga o soporte.
El cruce de esta columna con el renglón del elemento,proporciona un número que se refiere a LA CAPACIDADMÁXIMA PERMISIBLE del elemento seleccionado como vigapara soportar reacciones o cargas concentradas, expresadoen kilogramos.
Este número se compara con el que se calculópreviamente y se obtiene lo siguiente: la tabla proporcionauna cantidad máxima permisible de reacción en condiciónNo. 1 de 903.0 Kg. La reacción calculada (punto cuatro delos datos de esta tabla), es de 345.8 Kg. Esto significa que elalma del elemento que hemos seleccionado para actuar comoviga, soporta, sin ayuda, la reacción que tendrá en cadaextremo.
En el caso contrario, cuando la reacción calculadasobrepase el número encontrado en esta tabla, será necesariocolocar un atiesador a compresión; (se trata de un refuerzoen el alma y está descrito en los capítulos de Habilitados yDesplantes de la Estructura del MANUAL DE CONSTRUCCIÓNPANEL REY.
Con esta última tabla concluye la parte del ejemplo.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Figura A-3 Condiciones de apoyos para cargas concentradas y cargas uniformemente repartidas de las tablas VA-3 y VA-4
VIGAS SENCILLASReacciones y Cargas concentradas máximas permisibles paraalmas de vigas en kilogramos. TABLA VA-3
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
cruzar columna
con renglón
esta es la capacidad en kg. que tiene el elemento para
soportar reacciones o cargas de las dimensión 9.20 cm
concentradas en la condición de carga no. 1
2032 PV 14
2032 PV 16
1524 PV 14
1524 PV 16
1524 PV 18
1524 PV 20
9.206.353.81
Ubicar el elementoViga a analizar U b i c a r l a l o n g i t u d d e l a c a r g a o a p o y o
365
239
395
265
176
102
300
191
325
212
137
76.6
270
169
292
188
119
64.7
243
149
263
166
103
54.1
841
491
934
568
335
161
810
469
899
542
317
150
795
458
883
782
449
868
559
390
593
434
285
460
390
250
413
351
220
372
1056
736
1102
866
562
903
594
407
251
832
542
351
205
769
493
314
175
1460
897
1512
938
583
318
1287
785
1333
821
507
274
1185
719
1228
753
462
248
1073
647
1111
676
412
220
3403
2183
3547
2304
1489
846
2902
1850
3025
1952
1254
707
2606
1653
2716
1744
1115
625
2279
1435
2375
1515
961
534
2440
1714
2363
1649
1156
738
2151
1501
2083
1443
1005
636
1981
1375
1919
1322
916
576
1793
1236
1736
1189
818
509
3791
2557
3791
2557
1731
1062
3232
2166
3232
2166
1458
887
2903
1936
2903
1936
1296
784
2539
1681
2539
1681
1118
670
1. Las cargas y las condiciones descritas al pie de esta página son aplicables por la revisión de la capacidad del alma de los componentes PV (poste-viga) actuando como vigas.2. La tabla es adecuada para los componentes PV que no presenten perforaciones en el alma que se ubiquen a una distancia menor a 30.5 Cm de los extremos apoyados o reacciones.3. Si existen perforaciones del alma de los componentes PV mas cercanos a los apoyos que lo especificado en el punto 2. Es indispensable colocar atiesadores de alma para compresión.4. Tabla calculada de acuerdo al A.I.S.I. Specifications for the design of cold formed steel structural members, ed. 1986, Sección C3.4.5. No esta considerada una carga combinada que provoque la flexión y compresión del alma simultaneamente. (A.I.S.I. Sección. C3.5).
que se refiere a la selección de componentes que actúan comovigas de entrepiso. La selección de vigas de cubierta se realizade manera similar.
De acuerdo con los datos obtenidos, la especificacióndel elemento viga será la siguiente:USAR: Un 1524 PV 14 a cada 61.0 cm a.c. sujeción lateralcontinua o arriostramiento con 635 SL 22 al centro del claroy bloques sólidos 1524 CC 20 a 2.44 m.
2. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO POSTES
El siguiente paso en el diseño estructural será laselección de postes estructurales que integran a los bastidoresde carga o muros soportantes de la casa. (Ver fig. A.4)
Como cualquier obra, los muros construidos con elSistema PANEL REY*, pueden ser interiores, exteriores,divisorios o de carga. Debe tomarse en cuenta el tipo de muroy por lo tanto, de elemento poste-viga que está analizandopara actuar como poste. De tal manera se obtienen lassiguientes condiciones de carga:1o. En muros exteriores de carga, los postes reciben al mismo
tiempo, cargas axiales por el peso gravitacional y cargaslaterales ocasionados por el viento.
2o. En muros exteriores exentos de carga (o muros de fachada),los postes reciben exclusivamente cargas lateralesprovocadas por el viento.
3o. En muros interiores de carga, los postes que integran elbastidor reciben exclusivamente cargas axiales por pesogravitacional.
4o. En muros interiores exentos de carga, los postes queintegran el bastidor no reciben carga, considerándosecomo muros divisorios. En este caso, lo más indicado esutilizar el calibre 25 NO ESTRUCTURAL. Pero con limitaciones de altura.
Para continuar con el ejemplo, se seleccionan lospostes que integran los bastidores para muros ciegosEXTERIORES. (Fig. A.1, No. 2) Los datos que se requierenpara la selección del elemento poste son los siguientes:
1. Tipo de bastidor exterior2. Velocidad del diseño del viento 117 km/h3. Altura del poste (altura del bastidor) 2.44 m.4. Espaciamiento entre postes 61.0 cm5. Sujeción lateral continua propuesta a 1/2 altura6. Carga axial (carga gravitacional) sobre poste 345 Kg.
Considerando estos datos, se busca, en el bloque detablas encabezado con las iniciales PV (postes con Viento),una tabla que corresponda a una velocidad de viento igual oligeramente mayor a la que calculó como velocidad de diseñode viento.
Para este ejemplo consiste en 117 km/h, y por lotanto, se trabaja con la tabla PV-7 que corresponde a 120km/h. de velocidad de viento. (Ver fig. A.5)
El siguiente paso consiste en ubicar el renglón de laaltura que tiene el poste, y por lo tanto, el bastidor. En elejemplo es de 2.44 m.
Localizado este renglón, es importante notar que enla columna siguiente, titulada ‘’Espaciamiento de postes A.C.(cm)’’, se encuentran tres distancias con los números 30.5,40.6 y 61.0. Estos números se refieren a los tres posiblesespaciamientos entre componentes del Sistema PANEL REY*.
Es en esta columna donde se realiza la siguienteselección del renglón, que de acuerdo con los datos delproyecto será de 61.0 (Fig. A.5)
Siguiendo este renglón, se busca una carga igual oligeramente mayor a la que tiene como dato: 345.0 Kg.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
52
H
alzado
bastidor ciego(estructural)
muro ciego (estructural)alzado de muro terminado
2.44
3.05
3.35
3.65
4.25
4.80
5.50
6.10
ALTURA(METROS)
ESPACIA-MIENTO ACENTROS
(cm)
920 PV635 PV
CARGA AXIAL A COMPRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE POR COMPONENTE POSTE-VIGA (KILOGRAMOS)COMPONENTE DESCRITO POR TAMAÑO, ESTILO Y CALIBRE
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-7Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 59.4 kg./m2
Velocidad de diseño de vientoPV-7
NOTAS: 1/3: SUJECIÓN LATERAL CONTINUA POR AMBOS LADOS DEL BASTIDOR CON CERCHA PLANA “SL” A TERCIOS DE ALTURA.1/2: SUJECIÓN LATERAL CONTINUA POR AMBOS LADOS DEL BASTIDOR CON CERCHA PLANA “SL” A MITAD DE ALTURA.+: NÚMEROS QUE PRESENTAN UN ASTERISCO (+) A LA IZQUIERDA INDICA QUE EL COMPONENTE A SOPORTAR LA CARGA QUE SIGUE AL ASTERISCO SUFRIRA UNA DEFLEXIÓN MAYOR A L/360 DE LA ALTURA CORRESPONDIENTE PERO NO MAYOR A L/240VER NOTA PAG. 18.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Una vez localizada, se revisa la sujeción lateral en la que lacarga seleccionada está actuando. Esto se logra siguiendohacia arriba sobre la columna donde se ubicó la carga.(Fig. A.5)En la figura se contemplan dos alternativas:A. Con una sujeción lateral al 1/3 de alturaB. Con una sujeción lateral a 1/2 de altura.
Inmediatamente encima del renglón que indica lasujeción lateral se encuentra un número que encierra lasposibilidades del calibre (Fig. A.5). En el ejemplo, ambosnúmeros son iguales (22) e indican el calibre del elemento,que en este caso no presenta diferencias entre los dos.
Para realizar una selección adecuada se debencomparar los componentes con todos sus datos. El renglóninmediato superior al del calibre, es el que define el TAMAÑOY ESTILO del elemento.(Fig. A.5)
Dado que ambas alternativas, A y B, cumplen con elrequerimiento de carga axial y carga lateral del viento, laselección se hace de acuerdo con la Sujeción Lateral Continua
propuesta en el cuadro de datos: a mitad (1/2) de altura.
A continuación se ejemplifica la selección de postesde bastidores exteriores SIN carga axial. (Fig. A. 1).
Como lo muestra la figura A.6, los postes que forman losbastiadores que soportan EXCLUSIVAMENTE carga lateral deviento, son similares a los anteriormente especificados.
La diferencia consiste en que estos NO CARGAN pesoso esfuerzos axiales por efectos gravitacionales y puedenprescindir de sujeciones laterales continuas. Por lo generalse les llama MUROS FACHADA.
3. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO POSTES PARASOPORTAR PRESIONES DE VIENTOEXCLUSIVAMENTE
Los datos que se requieren para la selección de postespara bastidores en muros fachada son los siguientes:
Fig. A-5
seguir el renglón de espaciamiento hasta encontrar una carga
igual o ligeramente mayor a la que se obtuvo en el cálculo
Figura A-6 Postes estructurales: sincarga axial, con carga lateral de viento.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Fig. A-7
1. Velocidad de diseño del viento 117Km/hora2. Espaciamiento entre postes A.C. 61.0 cm.3. Altura del elemento poste 2.44 m.
Con estos datos se inicia la selección en la TablaPostes-Fachadas 17 (PF-17) (Fig. A.7), ubicando en renglónde velocidad igual o ligeramente mayor a la que tenemos enlos datos. Este se encuentra en la primera columna quecontiene las velocidades de diseño de viento.
En la siguiente columna de la derecha, se ubica lacategoría que marca el espaciamiento entre postes que se haespaciado en el diseño estructural. (Fig. A.7)
En el renglón de espaciamientos, se localiza una alturaigual o ligeramente mayor a la definida en el proyecto yanteriormente, en el cuadro de datos. (Fig. A.7)
Una vez localizada la altura requerida, ascendiendopor la misma columna, se encuentran el calibre de la sección,e inmediatamente arriba, el tamaño y estilo del elemento(Fig. A.7)
POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de vientoexclusivamente.
Deflexión máxima L/360PF-17
635 PV
22 20
VELOCIDADDE DISEÑODE VIENTO
ESPACIA-MIENTO DEPOSTES A
CENTRO (cm)
ALTURA MÁXIMA PERMISIBLE PARA COMPONENTES POSTE-VIGA PANEL REY (METROS)
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Con este último paso se concluye la selección delelemento apropiado.
4. SELECCIÓN DE POSTES DEBASTIDORES INTERIORES DE CARGA
Siguiendo el orden señalado en la figura A.1, se realizala selección de postes que integran bastidores de murosinteriores de carga.
Los postes que forman estos bastidores recibiránúnicamente cargas axiales.
Para seleccionarlos, se emplea la primera tabla, deno-minada POSTES EN BASTIDORES INTERIORES, CARGA AXIALMÁXIMA PERMISIBLE SIN CARGA LATERAL DEL VIENTO,(Pl-1)
Los datos que se requieren para la selección decomponentes poste con carga axial sin presión de viento son:
1. Altura del poste 3.30 m2. Condición de sujeción lateral continua 1/3 de altura3. Carga axial 1,178.0 kg.
La selección se inicia localizando una altura igual oligeramente mayor a la que se tiene en los requerimientos odatos, usando la primera columna de la tabla. (Fig. A.8 pág. 57)
La siguiente columna a la derecha muestra las tresalternativas de sujeción lateral continua. Por ello, la segundaselección se hace ubicando la categoría de 1/3 de altura. (Fig.A.8 pág. 57)
Sobre esta categoría se localiza una carga igual oligeramente mayor a la obtenida en el cálculo estructural yque se encuentra en el cuadro de datos (Fig. A.8). Al ubicarla,se sigue la columna que contiene esta carga, hacia arriba,para encontrar el calibre del elemento, y a continuación, eltamaño y estilo del elemento.
5. SELECCIÓN DE POSTES DEBASTIDORES PARA MUROSDIVISORIOS (sin carga)
Los bastidores de muros que no cargan -No estruc-turales- se construyen con canales y postes metálicos decalibre 25 y 26.
Para la selección de estos postes se deberán empleartres criterios: El primero es la altura del bastidor para muro,el segundo es los espacios que dividirá el bastidor y por lo
tanto sus requerimientos de aislamiento acústico y el terceroserá determinado por las instalaciones que correrán dentrodel muro.
1. TABLA DE ALTURAS MÁXIMAS PERMISIBLES
2. AISLAMIENTO DE SONIDO
Para lograr un mayor aislamiento de sonido secombinan los anchos de bastidores (desde 4.1 cm hasta 9.20cm.) y las capas de panel de yeso que recubren ambos ladosdel bastidor de acero con materiales fibrosos como la lanamineral o la fibra de vidrio, además de un perfecto calafateoacrílico que deberá sellar el perímetro y las salidas eléctricaso sanitarias que presente el muro.
Para mayor detalle se recomienda consultar el ManualPANEL REY* de Sistemas Constructivos para Muros Divisoriosy Falsos Plafones.
3. INSTALACIONES
Los muros divisorios podrán tener un solo bastidorque aloje correctamente las instalaciones, o bien por reque-rimiento del proyecto podrán construirse ‘’Muros Ducto’’,empleando dos bastidores cuya separación entre sí permitael alojamiento de numerosas instalaciones. Para mayor detalletambién recomendamos consultar el Manual Panel Rey deSistemas Constructivos para Muros Divisorios y Falso Plafón.
6. DINTELES Y CERRAMIENTOS
En la figura A.9 se aprecia la estructura de un muro‘’mixto’’ (B) y de un muro ‘’ciego’’ (A) con su correspondienteestructura PANEL REY*. En esta figura se nombran a laspartes que integran al muro mixto y que, como todo compo-nente del Sistema se forma con componentes PANEL REY*.
Hasta ahora se han seleccionado y especificado loscomponentes poste-viga (PV) que actúan como postesestructurales y que reciben, cada uno, un elemento PV quees la viga de entrepiso en este ejemplo.
La selección que sigue es la del dintel o cerramientode ventana, y para este fin se requieren los siguientes datos:
1. Longitud o claro del dintel 1.22 m.2. Carga uniformemente repartida que soporta el dintel 570 kg/m.3. Reacciones de la viga o dintel (c/u) 347.7 kg.
Recurriendo a las tablas de dinteles DN, se toma la
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
56
número 01, que se refiere a dinteles con componentes poste-viga SENCILLOS. Dicho de otra forma, se busca resolver eldintel con un solo elemento. Se inicia la selección ubicandoen la primera columna, una longitud o claro libre del dintelque sea igual o ligeramente mayor a la que se requiere deacuerdo con los datos del diseño estructural. (Ver. fig. A.10)
En ese mismo renglón se encuentra una carga igualo ligeramente superior a la que se obtuvo en el cuadro dedatos (Ver fig. A.10 pág. 59)
Hacia arriba, por la misma columna, se localiza elrenglón de calibres inicialmente, e inmediatamente después,el tamaño y estilo del elemento que resuelve el dintel de laventana. (Ver. fig. A.10 pág. 59)
Con esta operación queda seleccionado el elementoPV que resuelve la viga del dintel; ahora se deben revisar lospostes que sostienen el dintel, siguiendo el mismo procesorealizado al seleccionar los postes.
1. Tipo de bastidor donde se encuentran estos postes de dintel exterior2. Velocidad de diseño del viento 117 km/hr.3. Altura del poste del dintel 2.10 m.4. Espaciamiento entre los postes (del bastidor) 61.0 cm.5. Sujeción lateral continua del bastidor 1/2 altura6. Carga axial existente por viga de entrepiso 345.8 kg.7. Carga total del poste del dintel 693.5 kg.
Con estos datos se recurre a la tabla PV-7 (velocidadde diseño de viento igual a 120 km/hr) comprobamos si elposte seleccionado para el bastidor ciego soporta el peso
adicional de la viga del dintel, debiendo considerar al postecolocado a un espaciamiento máximo de 30.5 cm de cualquierotro poste.
Al revisar la tabla puede constatarse que el postepuede soportar esta solicitación extra. De lo contrario, serecurre nuevamente al concepto del Sistema Estructural:REPARTICION DE CARGAS, colocándose junto al poste originaluno adicional, sin dejar espacio entre ellos para resolver lasolicitación total de la carga.
De preferencia y por razones de OBRA se recomiendaque el poste adicional sea igual al espaciado originalmenteen tamaño, estilo y calibre.
En dinteles cuyo claro a cubrir y carga a soportar sonmayores, se recurre a la tabla DN-02.pág. 17 Por ejemplo:
1. Longitud del claro 3.00 m2. Carga uniformemente repartida que actúa sobre el dintel 1981 kg/m3. Reacciones de la viga o dintel 2971.5 kg.
Siguiendo los pasos de selección de componentes deviga sencillos para dintel (Tabla DN-01 pág. 59), se encuentraque no existe una carga que sobrepase a la requerida; (Verel renglón que corresponde al claro de 3.00 m).
Lo más adecuado es recurrir a la siguiente tabla, laDN-02, donde los componentes viga que especifica son dobles,fomando un cajón entre sí, o bien están espalda con espalda.(Fig. A.11 y Fig. A.12 pág. 59).
En este ejemplo, el dintel resulta bastante largo ypesado; como solución se sugiere dos 2032 PV 12,empatadosespalda con espalda como lo demuestra la figura A.12. pág. 59
TABLAS DE ALTURAS MÁXIMAS PERMISIBLESCRITERIO f=Esfuerzo d=Deflexión
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Esta solución resulta de la localización de una cargade 1981 Kg/m., para esta longitud de claro y para el elemento2032 (ver la tabla DN-02 pág. 17). Dos componentes de estetipo proporcionarán 2142 kg/m. de carga, uniformementerepartida y máxima permisible.
De la misma forma que en el dintel con componentessencillos, se deben revisar y especificar los postes quesoportarán a las vigas-dintel con los procedimientosespecificados en el punto 2.
7. CONTRAVENTEOS Y MUROS“CORTANTE’’
El siguiente elemento a especificar son los compo-nentes de los muros que toman o soportan las cargasaccidentales provocadas por vientos, o en algún caso remoto,por sismo.
Al esfuerzo al que se sujeta una estructura duranteun sismo es directamente proporcional al peso de la propiaconstrucción.
A esta fuerza se le conoce como ‘’impacto sísmico’’.
POR EJEMPLO: Si un edificio pesa 350 ton. el impaco sísmicovaría entre las 35 y 55 ton.
Si pesa 70 ton. (caso PANEL REY*, el impacto sísmicovaría entre las 5 y 7 ton.)
Por esto ‘’remotamente’’ un sismo afectará una construcciónPANEL REY*.
Considerando que este sistema de construcción esmuy ligero en relación a cualquier sistema tradicional, (70kg/m2, igual a 1/5 parte peso de cualquier sistema tradicional),el principal agente accidental contra el que se prepara y armala estructura, es el viento.
Cualquier muro estructural puede ser ‘’armado’’ parafuncionar como MURO CORTANTE O MURO CONTRAVIENTO.Puede tratarse de un muro con carga axial y de viento, oexclusivamente axial o con carga de viento. (Fig. A.13 pág. 60)
Fig. A-8
ALTURAPERMISIBLE
(m)
CONDICIÓNSUJECIÓNLATERAL
CONTINUA
CARGA AXIAL A COMPRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE POR COMPONENTE”POSTE-VIGA (PV)” KILOGRAMO (KG).
01/21/30
1/21/30
1/2
01/21/3
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/30
1/21/3
2032 PV1524 PV635 PV
POSTES DE BASTIDORES INTERIORES TABLA PI-1Cargas axiales permisiblessin presión de viento.
Velocidad de diseño de vientoPI-1
22
333864864
804804
740
669669
592592
432432
339339
20
39310931093
10101010
919919
819819
698698
515515
404404
70418091993
16891927
15601856
1418
12621691
9281496
7281292
991
805
18
85823402619
21692524
19852421
1781
15582184
11311903
8871609
1212
986
16
63913471482
12811452
12101421
1132
10461348
8531262
6601172
1041
915
20
81819122136
18042087
16862035
1556
14141914
10781772
8451623
1406
1197
18
100025272861
23652789
21902711
1996
17842531
13192318
10342095
1772
1440
16
120133213832
30733722
28043602
2507
21833326
15833001
12412659
2164
1729
14
26082928
24522859
22842784
2098
18952611
14252407
2193
1883
1556
16 14
34503947
32083839
29473723
26593595
23433455
17083138
2806
2325
1866
ubicar el espaciamiento requerido o propuesto
ub icar su jec ión la tera l cont inua propuestabuscar carga igual o l igeramente mayor a la solicitada
VD=0.00 km./h Fy=2812 kg./cm2
920 PV
20
54112841404
12091362
11291316
10401266
9421211
7141087
560957
755
614
2.44
2.75
3.05
3.35
3.65
4.25
4.80
5.50
6.10
22
45710071091
9551061
8981029
836993
767954
613866
472774
640
513
Sujeción lateralcontinua
Alzado muro terminadoAlzado estructural
Canal CCPoste-viga
Losa decimentación
1 ANTEPECHO DE VENTANA2 FALDON DE VENTANA O PUERTA
Poste-viga deentrepiso
Sujeción lateralcontinuaCanal CC
Dintelelementoposte-vigaactuandocomo viga
Canal CCAlzado de estructura
Cerramientoelementoposte-vigaactuandocomo viga
Alzado muro terminado
Ventana
MURO MIXTO DE CARGAB
Puerta
Viga de entrepiso
Viga de entrepiso
Sujeción lateral continuacon cercha plana635 SL22dintel o cerramiento
Canal estructural C
Alzado bastidor“mixto”
Canal estructural CC- para formar vano- de ventana y antepecho
Canal estructural CCpara formar faldón de ventana
Elementoposte-viga actuandocomo viga de entrepisoo cubierta
Elemento PVactuando comoviga; recibe el nombrede dintel o cerramiento
Elemento PVformando antepechode ventana
MURO CIEGO DE CARGAA
Figura A-9 Bastidores estructurales: bastidor “ciego” y “mixto”
VacíoVacío
58
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Para especificar adecuadamente un sistema decontraventeo, se requieren los siguientes datos:
1.Vector de viento (carga concentrada horizontal) 1,080 kg.2. Angulo de contraventeo en relación a la horizontal o terreno 45 grados3. Altura de postes de bastidor de contraventeo o bastidor cortante 2.44 m.4. Espaciamiento de postes de este bastidor 61.0 cm.
Con estos datos, empleando la descomposición devectores de fuerza, se determina la componente diagonal delvector horizontal (viento) que, en la obra será el contraventeo.Así mismo, al actuar esta fuerza diagonal, ocasionará que enel punto superior a donde se ancla, se ejerza una fuerzavertical.
Con el dato de la diagonal (contraventeo), que siempreactuará a tensión, consultamos la tabla SL-01 ‘’SUJECIONESLATERALES DIAGONALES’’, en donde encontraremos:
635 SL 22 Esfuerzo máximo permisible a tensión 1080 kg.
Por lo tanto, se selecciona un elemento para resolverel contraventeo que requiere este muro.
59
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Fig. A-10
DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-01Cargas permisiblesuniformemente repartidas
Cargas uniformementerepartidas kg/m
DN-01
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
PERFILCALIBRE
LONGITUD (m)
920 PV
COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” SENCILLO
1524 PV 2032 PV 2540 PV
20
991
634
440
323
247
195
158
131
18
1286
823
571
420
321
254
205
170
1961
1255
871
640
490
387
313
259
217
185
160
139
20
2594
1660
1152
847
648
512
415
343
288
245
211
184
18 12
8264
5289
3673
2698
2066
1632
1322
1092
918
782
674
587
10
10326
6608
4589
3371
2581
2039
1652
1365
1147
977
842
734
5989
3833
2662
1955
1497
1183
958
792
665
567
488
425
14
15066
9642
6696
4919
3766
2976
2410
1992
1674
1426
1229
1071
12
18959
12134
8426
6190
4739
3745
3033
2075
2106
1795
1547
1348
10
15693
10043
6974
5124
3923
3099
2510
2075
1743
1485
1281
1115
14
21617
13835
9607
7058
5404
4270
3458
2858
2401
2046
1764
1537
12
27293
17467
12130
8912
6823
5391
4366
3609
3032
2583
2228
1940
1014
3922
2510
1743
1280
980
774
627
518
435
371
320
278
Fig. A.12 elementos empatados espalda con espalda(tabla DN-02 pág. 17).
Fig. A.11 elementos formando cajón(tabla DN- 02 pág. 17)
Figura A-13Bastidores “cortantes”
“Muro ciego”
“Muro mixto”
Cercha plana 635 SL 22
“Muro ciego - cortante”
“Muro mixto - cortante”
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
60
Para concluir, se revisa en la tabla correspondiente aPostes-vigas actuando como postes, y de acuerdo a laubicación física (exterior o interior) del poste que tomará elvector vertical ocasionado por la acción del contraventeo, sies necesario la utilización de un poste-viga adicional (Ver Fig.A.14).
Tanto el procedimiento de “Bajadas de Cargas” comoen la selección de los componentes PANEL REY*, es necesariotener muy presente el concepto básico del sistema constructivo“Repartición de Cargas”.
Debido a este concepto los postes y vigas PANELREY* tienen un espaciamiento entre ellos que puede serseleccionado debido a las solicitaciones de carga de entretres alternativas:
• 30.5 cm.• 40.6 cm.• 61.0 cm. (máximo recomendable)
Siendo la más común este último por la comodidady la economía.
De acuerdo a los datos anteriores, la carga axial querecibe este poste es especificado por cargas gravitacionaleso por cargas laterales debidas a presiones de viento.
Adicionalmente, deben considerarse los datosnecesarios para utilización de las tablas de postes exterioreso interiores. En este caso se requiere colocar un poste920 PV 20 extra que auxilie al inicialmente calculado y puedecolocarse sin mayor separación.
Sujeción lateralcontinua con 635 SL22
Dintel de puerta
Contraventeocon 635 SL22
Dintel de ventana
61
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
8. DISEÑOS DE UNIONES
Las uniones de la estructura representan el punto demayor atención del Sistema Estructural. Estos componentesrepresentan con toda fidelidad el concepto de REPARTICIÓNDE CARGAS, básico del SISTEMA ESTRUCTURAL PANELREY*.
Las especificaciones son sumamente sencillas. Lasuniones han sido diseñadas para trabajar con tornillosautoinsertantes y autorroscantes descritos en los capítulosanteriores
En este inciso se resolverán algunos de los tipos deuniones que presenta la estructura y que son los siguientes:Uniones entre:1. Vigas de cubierta o entrepisos con bastidores de carga.2. Vigas de dinteles con postes de recepción de los mismosdinteles.3. Canales estructurales con postes estructurales para formarbastidores.4. Canales estructurales con postes estructurales para formarantepechos y faldones.5. Bastidores con otros bastidores.
6. Todo tipo de refuerzos, bloques sólidos y atiesadores concomponentes de bastidores o vigas.7. Sujeciones laterales continuas y contraventeos hechos concerchas planas a bastidores estructurales verticales (Muros)u horizontales (Techumbres y entrepisos).
1. Cargas en la unión:A cortante 403.6 kgA tracción o tensión 321.0 kg.
2. Calibre de los componentes a unir:2.1 Viga: cal. 182.2 Angulo 762-AL-18-Cal. 182.3 Canal estructural CC: Cal. 22
3. Tipo de tornillo a usar THX-34
Con estos datos se recurre a la Tabla TOR-01, en donde seencuentran las capacidades de ambos tornillos de acuerdo ala lámina MÁS delgada que se va a unir.
En este caso se tratará de un calibre 22 cuando trabaje atracción en la unión, y calibre 18, cuando trabaje a cortante.(Ver Fig. A.15 pág. 62)
Consultando la tabla, se ubica el calibre más delgado que vaa ser unido en cada esfuerzo: 22 a tracción y 18 a cortante.
En la tabla para tipos de tornillos especificados, se buscanlos valores a cortante y a tracción en kilogramos, de acuerdoa su función en la unión. (Ver Fig. A.16)
El tornillo THX-34, de cabeza hexagonal, soporta los mismos33 kilos a tracción en calibre 22. Y soporta 157 kilos a cortanteen calibre 18.
Debe tomarse en cuenta que estos valores de carga se refierena un solo tornillo.
Al revisar los datos se encuentran que la unión tiene lossiguientes esfuerzos:
A CORTANTE: 403.6 kg.A TRACCION: 321.0 kg.
Para saber cuántos componentes se requieren para soportarestos esfuerzos se lleva a cabo una división simple:
CARGA ACTUANDO EN LA UNIÓN = No. de TornillosCARGA MÁXIMA PERMISIBLE DEL TORNILLO
Contraventeotrabajando
Viento
Viento
Postetrabajando
Viento
Figura A-14 Forma de trabajo de los contraventeos.
TOR-01
TOR-01
62
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Por lo tanto:A TRACCIÓN:
321.0 kg = 9.72 = 10 tornillos THX-3433 kg.
A CORTANTE:
THX-34: 403 kg. = 2.56 = 3 tornillos THX-34 157kg.
Angulo 762 AL 18 auxiliando al anclaje con tres tornillosTHX-34 cabeza hexagonal, uniendo ángulo a alma de viga y10 tornillos THX-34 cabeza hexagonal, uniendo ángulo a canalestructural superior de bastidor. Este procedimiento se llevaa cabo en todas las uniones enumeradas en la primera partede este inciso.
TORNILLOS AUTOROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.
ESPESORDE LAMINA
(calibre)
CABEZA HEXAGONAL THX-34
TRACCIÓN
101
124
161
203
236
28
39
62
88
121
82
105
157
220
336
33
45
CORTANTE
CABEZA EXTRA PLANA TXP-12
TRACCIÓN CORTANTE
ubicar calibres más delgadas
a unir de acuerdo a tipo de
esfuerzo
22
20
18
16
14
Notas: 1. Carga permisible en kg tornillo con un factor de seguridad de 2.5 con lámina fy=2812 kg/cm2.2. La carga permisible debe seleccionarse para el calibre de lámina más delgado de la unión.
TORNILLOS AUTOROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.
ESPESORDE LAMINA
(calibre)
CABEZA HEXAGONAL THX-34
101
124
161
203
236
CABEZA EXTRA PLANA TXP-12
TRACCIÓN CORTANTE
22
20
18
16
14
28
39
62
88
121
82
105
157
220
336
CORTANTETRACCIÓN
33
45
77
106
149encontrar capacidad de
carga unitaria a tracción
Fig. A-15
Fig. A-16
9. ANCLAJES
Los anclajes son las uniones de los bastidores a loscomponentes de entrepiso y a los componentes de cimentación.
Figura A-18 Tipos de espaciamientos considerados en tabla TOR-02.
B
Espaciamientos mínimos a centros entretornillos en la tabla TOR-02 (Fig. A-19)
B
e= espaciamiento mínimo a centros
e
e
e
tornillo
Perforación defábrica enelementos PV
Extremo del elementoA
Tornillo
EspaciamientoEspaciamiento
Extremo del elemento
A Espaciamientos mínimos de tornillos a extremosde elementos en la tabla TOR-02 (Fig. A-19)
Viga 1524 PV18
Ángulo 762AL18Tracción
Cortante
7.62 7.62
Canal CC (cal. 22)
Poste
Figura A-17 Uniones: esfuerzos en la unión viga-poste de bastidor.
63
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
7.62 x 7.62 cm=58.06 cm2
A TRACCIÓN: 10 tornillosárea necesaria= 7.2 cm2
THX 34 caso más desfavorable.
A CORTANTE: 3 tornillosárea necesaria= 4.88 cm2
THX 34 caso más desfavorable.
En el primer caso se emplean tornillos autoinsertantesy autorroscantes. En el segundo, se utilizan clavos paraconcreto aplicados con fulminantes o expansores.
En ambos casos se utiliza el mismo método de cálculo.Para anclar bastidores de planta alta o entrepiso con tornillos,se cambia el dato No. 6 de la tabla que contiene los datosnecesarios para esta especificación de anclajes y que es eltipo de anclaje que se usará tornillo autoinsertante o espigatipo HILTI ó RAMSET.
En el ejemplo se muestra el método de cálculo paraanclaje de cimentación.
Para la selección de anclaje de bastidores de plantabaja a losa de cimentación, se requieren los siguientes datos:
BASTIDORES SOBRE EJE A ENTRE 1 Y 4
1. Esfuerzo de trabajo concreto, FC 200 kg/cm2
2. Carga de viento 1,405.4 kg3. Tipo de ancla clavo4. Marca y Modelo HILTI NK 325. Longitud de espiga(Penetración en el concreto) 32 mm.6. Capacidad de la espiga A TRACCIÓN 90 kg
A CORTANTE 120 kg.
Nuevamente se emplea el concepto REPARTICION DECARGAS para anclar todo el bastidor:
CARGA DE VIENTO = No. DE ANCLASVALOR MAS BAJO DE LA ESPIGA
(Caso de anclaje a losa de cimentación) ó valor más bajo detornillo autoinsertante - Tabla TOR-01 (caso de anclaje debastidores sobre vigas de entrepiso)
No. de anclas = 16
Estas anclas se colocarán a lo largo de todo el bastidorsobre el eje A, entre los ejes 1 y 4. Para determinar elespaciamiento entre cada ancla o espiga se hace una divisiónsimple:
LONGITUD DEL BASTIDOR = ESPACIAMIENTONo. TOTAL DE ESPIGAS DE ESPIGAS O ANCLAS
e = 882.25 cm. = 55.1 cm. 16
La especificación completa para el anclaje del bastidorentre el eje ‘’A’’ será la siguiente:
Anclaje del bastidor(es) a losa de cimentación ubicadosentre los ejes 1 y 4 con 1 (una) ancla marca HILTI NK / 32 -S12 a 55 cm. a.c. como mínimo.
El procedimiento se repite para especificar todos losanclajes de la estructura.
Con este inciso se concluyen las especificaciones decomponentes que demanda el Diseño Estructural para elfuncionamiento adecuado y seguro de una estructuraPANEL REY*.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
64
TORNILLOS ESTRUCTURALES TABLA TOR-02espaciamientos mínimos a centrosen centímetros. TOR-02
A CENTRO
A EXTREMO
LOCALIZACIONTIPO
THX-34
1.5
0.5
2.0
0.7
TXP-12
Fig. A-19
TFR-118 THX-34 TXP-12
65
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
APENDICE 1
GUÍA PARA EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL
C= 0.80Pv= 0.0048 G(0.8) (VD)2
C= 1.3Pv= 0.0048 G (1.3) (VD)2
Pv Pv
Pv
murocortante
C= 1.5Pv= 0.0048 G (1.5) (VD)2
P P P P P
L
P P
R2R1
e e e e e e
ANÁLISIS ESTRUCTURAL PANEL REY
1. ANÁLISIS DE CARGAS ACCIDENTALES POR VIENTOS
1.1 Determinación de cargas por viento en Kg/m2 deacuerdo a los siguientes coeficientes ‘’c’’ y a cada componente.
A. Para muros cortantes... cálculo de contraventeos
Analizar la construcción con el viento actuando en cada fachada.
B. Para succiones en techumbre... diseño de uniones
C. Para presiones interiores por vanos de ventanas y puertas
2. ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITACIONALES
2.1 Determinación de:A. Carga muerta (Wm) en kg/m2
B. Carga viva (Wv) en kg/m2
Wa (carga total) en kg/m2 = Wm + Wv
2.2 Análisis de carga tributaria (Wt)
A. Selección de espaciamiento (e) entre componentesPANEL REYComponentes a cada (@): 61.0 cm
a centros (a.c.) ó40.6 cm ó 30.5 cm
B. Determinación de carga uniformemente repartida(WL) sobre cada viga (en techumbre y entrepisos)(WL) en kg/m. = Wa (en Kg./m2) X e (en m)
3. SELECCIÓN Y DISEÑO DE VIGA... TABLA V01
3.1 Capacidad de compresión del alma de la viga seleccionada... Tabla VA-3 y/o VA-4.
4. DISEÑO DE POSTES ESTRUCTURALES
4.1 Análisis de reacciones.a través de fórmulas y diagramas de vigas simplementeapoyadas
4.2 Revisión de la capacidad a compresión del almade vigas PANEL REY seleccionada en punto 3... TablaVA-3 y VA-4.
4.3 Selección de postes
A. Postes de carga interiores... Tabla PI-01B. Postes de carga exteriores... Tabla PV-3 a PV-13C. Postes exteriores de carga por presión de vientoexclusivamente-Muros fachada... Tabla PF-17 y PF-18
5. DISEÑO DE DINTELES
5.1 WL = n(p) =
Carga uniformemente L(cm) repartida sobre el dintel
5.2 Selección de poste-viga para dintel Tabla DN-01 ó DN-02 pág. 17
5.3 Determinación de reacciones. De acuerdo a fórmulas y diagramas de vigas simplemente apoyadas.5.4 Revisión de postes diseñados en punto 4.5.5 Si se requiere: Selección de postes adicionales, considerando a éstos espaciados a un máximo de 30.5 cm a.c. y de acuerdo a su ubicación física:
A. exteriores... Tablas PV-3 a PV-13B. interiores... Tabla PI-01
Nota: PARA UN DISEÑO MÁS DETALLADO, CONSULTAR EL MANUAL DE DISEÑO POR VIENTO.EN CASO DE REQUERIRSE DISEÑO POR SÍSMO CONSULTAR EL MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO.
66
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
6. DISEÑO DE MUROS CORTANTES O CONTRAVENTEOS
6.1 Determinación de áreas tributarias.6.2 Diseño de contraventeos
P zona I = Area tributaria I x PvP zona II = (Area tributaria II x Pv) + P zona IP zona III = (Area tributaria III x Pv) + (P zona I +P zona II)
Contraventeo = P zona x SELECCION DE ‘SL’ COSø Tabla SL-01
Reacción = P zona x (tan)øRevisión de capacidad de postes diseñados en punto 4; si serequiere: selección de postes adicionales considerando aéstos espaciados a un máximo de 30.5 cm a.c. y de acuerdoa su ubicación física.
A. Exteriores... Tablas PV-03 al 13B. Interiores... Tabla PI-01
6.3 Diseño de anclaje de la estructura a la cimentación.
A. P. zona próxima a losa cimentación = número Capacidad del ancla a emplear de anclas
B. Longitud del muro cortante en P.B. = espaciamientonúmero de anclas entre anclas a centros
7. DISEÑO DE UNIONES.
7.1 Vigas de techumbre conbastidores de carga a:Análisis de fuerzasactuando en la unión.
REQUERIMIENTO DE TORNILLERIA
A. Sumar: Presión interna + succión y comparar reacción;tomar el valor mayor.B. Determinación del número de tornillos.
PARA FLANCO “A” de la unión ángulo ELE con viga
valor mayor de comparativa (succión o reacción)
Tipo de tornillo seleccionado de tabla TOR-01 trabajando a cortante sobre el calibre más
delgado de lámina
PARA FLANCO “B” de la unión ángulo ELE con CANAL C
valor mayor de comparativa (succión o reacción)
Capacidad de trabajo o traccióndel tornillo seleccionado de la tabla TOR-01
C. Vigas de entrepiso: de acuerdo a reacciones exclusivamente.
7.2 Unión de postes PV con canales C.
Valor mayor de comparativa (succión o reacción)
Capacidad de trabajo o cortantedel tornillo seleccionado de la Tabla TOR-01pág.62
7.3 Unión de bastidores de niveles superiores a vigasde entrepiso
número demuros cortante
TECHUMBRE
P.A.
P.B.
ALTURAZONA
Hcubierta
H/2
L/2L/4L/3L/3
H/2H/2H/2
óó
I
II
III
L
P zona IP zona II
+
e
SUCCIÓN(kg)
(kg)
canal C
poste PV
viga PV
ángulo ELE
AB PRESIÓN
INTERNA
6.3 Diseño de anclajede la estructura a lacimentación
contraventeo
reacción
P zona
cargagravitacional
No. de tornillos =
No. de tornillos =
No. de tornillos =
R1R1R2
CV
Rv
Colocación y fijación de tornillos estructuralesautoroscantes de dintel sobre ventana.
Unión de bastidores estructurales PANEL REY*con tornillos autoroscantes.
Anclaje de bastidores de planta baja a losa decimentación con herramienta de percusiónaccionada por disparo de salva cal. 22.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
67
A. No. de tornillos = (zona I + zona II) Capacidad de trabajo a tracción del tornillo seleccionado en Tabla TOR-01
B. No. de tornillos = No. de tornillos
por vigaNo. de vigas en entrepiso
C. Espaciamiento de tornillos = Longitud total de la viga No. de tornillos
Revisar todas las fachadas con este criterio.
7.4 Unión de vigas de dinteles a postes soportantesde dinteles.
No. de tornillos = R 1 o R 2Capacidad de trabajo a cortantedel tornillo TXP-12 (extraplano)en lámina más delgada de la Unión
7.5 Uniones en esquinas de contraventeos
A. En ambos extremos del elemento “SL” PANEL REY* decontraventeo.
No. de tornillos = Carga de tensión en CVCapacidad de trabajo a cortantedel tornillo TXP-12 en Cal. 22(Tabla TOR-01)
Detalle de solución de escalera.
Hotel Fiesta Inn Saltilloen proceso de construcción.
Hotel Fiesta Inn Saltilloterminado.
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
68
MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
69
PROCESO DE CONSTRUCCIÓN
70
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
INTRODUCCIÓN
La finalidad de este capítulo es de presentar losprocedimientos necesarios para determinar las velocidadesde diseño por viento en la República Mexicana y las fuerzasmínimas por viento que deberán de emplearse para el SistemaPanel Rey.
Todo el análisis de viento que se muestra aquí es conrelación a la norma de diseño de la Comisión Federal deElectricidad.
1) TENDREMOS QUE SABER LA CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURASEGÚN SU IMPORTANCIA, EL SISTEMADE PANEL REY* ENTRA POR SUS CARACTERISTÍCAS AL:
GRUPO B:Estructuras para las que se recomienda un grado de
seguridad moderado. Se encuentran dentro de este grupoaquellas que en caso de fallar, representan un riesgo depérdidas de vidas humanas y que coaccionarían dañosmateriales de magnitud intermedia. Este es el caso de plantasindustriales, bodegas ordinarias, gasolineras (excluyendo losdepósitos exteriores de combustibles pertenencientes algrupo A), Comercios restaurantes, edificios de apartamentosu oficinas, hoteles, bardas cuya altura sea mayor de 2.5 metrosy todas las construcciones cuya falla por viento pueda poneren peligro a otras de esta clasificación o de la anterior. Seincluyen también salas de reunión o de espectáculos yestructuras de depósitos, urbanas o industriales, no incluidasen el Grupo A, así como todas aquellas construcciones queforman parte de plantas generadoras de energía y que, en elcaso de fallar, no paralizarían el funcionamiento de la planta.Asimismo, se consideran en este grupo las subestacioneseléctricas y las líneas y postes de transmisión de menorimportancia que las del grupo A.
CLASIFICACIÓN DE LASESTRUCTURAS SEGÚN SU RESPUESTAANTE LA ACCIÓN DEL VIENTO
TIPO 1Estructuras poco sensibles a las ráfagas y a los efectos
dinámicos del viento. Abarca todas aquellas en las que larelación de aspectos λ, (definida como el cociente y la menordimensión en planta), es menor a cinco y cuyo periodo naturalde vibración es menor o igual a un segundo. Pertenecen aeste tipo, por ejemplo, la mayoría de los edificios para habitaciónu oficinas, bodegas, naves industriales, teatros y auditorios,puentes cortos y viaductos. También incluye las construccionescerradas con sistemas de cubierta suficientemente rígidos,es decir, capaces de resistir las cargas debidas al viento sinque varíe esencialmente su geometría.
2. SE DEBERÁ DE DEFINIR LACATEGORÍA DEL TERRENO SEGÚN SURUGOSIDAD Y LA CLASE DEESTRUCTURA
Tanto en el procedimiento de análisis estático comoen el dinámico intervienen factores que dependen de lascondiciones topográficas y de exposición locales del sitio endonde se desplantará la construcción, así como del tamañode ésta. Por lo tanto, a fin de evaluar correctamente dichosfactores, es necesario establecer clasificaciones de carácterpráctico. En la tabla I.1 se consignan cuatro categorías deterrenos atendiendo al grado de rugosidad que se presentaalrededor de la zona de desplante. La tabla I.2 divide a lasestructuras y a los elementos que forman parte de ellas entres clases, de acuerdo con su tamaño.
71
TABLA I.1 CATEGORÍA DEL TERRENO SEGÚN SU RUGOSIDAD
1
2
3
4
CATEGORÍA DESCRIPCIÓN
Terreno abierto, prácticamente
plano y sin obstrucciones.
Terreno plano u ondulado con
pocas obstrucciones.
Terreno cubierto por numerosas
obstrucciones estrechamente
espaciadas.
Terreno con numerosas
obstrucciones largas, altas
y estrechamente espaciadas.
Franjas costeras planas, zonas de pantano,
campos aéreos, pastizales y tierras de cultivo sin
setos o bardas alrededor.
Superficies nevadas planas.
Campos de cultivo o granjas con pocas
obstrucciones tales como setos o bardas
alrededor, árboles y construcciones dispersas.
Áreas urbanas, suburbanas y de bosques, o
cualquier terreno con numerosas obstrucciones
estrechamente espaciadas.
El tamaño de las construcciones corresponde al
de las casas y viviendas.
Centro de grandes ciudades y complejos
industriales bien desarrollados.
La longitud mínima de este tipo de terreno
en la dirección del viento debe ser de
2000 m o 10 veces la altura de la construcción
por diseñar, la que sea mayor.
Las obstrucciones tienen alturas de 1.5 a
10 m., en una longitud mínima de 1500m.
Las obstrucciones presentan alturas de 3 a 5 m.
La longitud mínima de este tipo de terreno en la
dirección del viento debe ser de 500m. o 10 veces
la altura de la construcción, la que sea mayor.
Por lo menos el 50% de los edificios tienen una
altura mayor a los 20 m. Las obstrucciones miden
de 10 a 30 m. de altura La longitud mínima de
este tipo de terreno en la dirección del viento
debe ser la mayor entre 400 m. y 10 veces la
altura de la construcción.
EJEMPLOS LIMITACIONES
TABLA I.2 CLASE DE ESTRUCTURA SEGÚN SU TAMAÑO
A
B
C
CATEGORÍA DESCRIPCIÓN
Todo elemento de recubrimiento de fachadas, de ventanerías y de techumbres y sus respectivos sujetadores. Todo elemento estructural
aislado , expuesto directamente a la acción del viento. Asimismo, todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal
o vertical , sea menor que 20 mts.
Todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal o vertical , varíe entre 20 y 50 mts.
Todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal o vertical , sea mayor que 50 mts.
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
72
3.) COMO SIGUIENTE PASO SEDEBERÁ DE DEFINIR LA VELOCIDADREGIONAL, VR, PARA EL PERÍODO DERETORNO REQUERIDO, DE 50 AÑOS,VER PLANO DE ISOTACAS (anexo no.1)
4) SE DEBERÁ DE DEFINIR EL FACTORDE EXPOSICIÓN:
Fα = Fc Frz
El coeficiente Fα refleja la variación de la velocidaddel viento con respecto a la altura Z. Asimismo, considera eltamaño de la construcción o de los elementos de recubrimientoy las características de exposición.
Fc es el factor que determina la influencia del tamaño de la construcción. Tabla I.3
Frz es el factor que establece la variación de la velocidad del viento con la altura Z en funciónde la rugosidad del terreno de los alrededores.
Factor de rugosidad y altura, Frz.Frz se obtiene según las siguientes expresiones:
Frz = 1.56 [10/ δ] α si Z≤10
Frz = 1.56 [ Z / δ] α si 10 < Z < δ
Frz = 1.56 si Z ≥ δ
Donde: δ es la altura, medida a partir del nivel del
terreno de desplante, por encima de la cual la variación de la velocidad del viento no es importante y se puede suponer constante; aesta altura se le conoce como altura gradiente;δ y Z están dadas en metros, y
α el exponente que determina la forma de la variación de la velocidad del viento con la altura y es adimensional.
Los coeficientes δ y α están en función de la rugosidaddel terreno (tabla I.1). En la tabla I.4 se consignan los valoresque se aconsejan para estos coeficientes.
5) DETERMINAMOS LA VELOCIDAD DEDISEÑO (VD) LA CUAL ESTA DADA ENKm/h Y LA OBTENDREMOS DE LASIGUIENTE FORMULA:
VD = FT Fα VR
Donde:
FT es un factor que depende de la topografía delsitio, adimensional,
Fα factor que toma en cuenta el efecto combinadode las características de exposiciones locales,tamaño de la construcción y de la velocidadcon la altura, adimensional, inciso 4.
VR corresponde a la velocidad regional al sitio donde se construirá la estructura, Km/h.
FACTOR DE TOPOGRAFÍA, FT
Este factor toma en cuenta el efecto topográfico localdel sitio en donde se desplantará la estructura. Así, por ejemplo, si la construcción se localiza en las laderas ocimas de colinas o montañas de altura importante con respectoal nivel general del terreno de los alrededores, es muy probableque se generen aceleraciones del flujo del viento y porconsiguiente, deberá incrementarse la velocidad regional.
Fc
A
B
C
1.0
0.95
0.90
CLASE DE ESTRUCTURA
TABLA I.3. FACTOR DE TAMAÑO, Fc
TABLA I.4, VALORES DE α Y δ
1
2
3
4
245
315
390
455
CATEGORIA DETERRENO
δ(m)α
CLASE DE ESTRUCTURA
A
0.099
0.128
0.156
0.170
B
0.101
0.131
0.160
0.177
C
0.105
0.138
0.171
0.193
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
73
TABLA I.5 FACTOR DE TOPOGRAFÍA LOCAL, FT
PROTEGIDOS
NORMALES
EXPUESTOS
SITIOS TOPOGRAFÍA
Base de promontorios y faldas de serranías del lado de sotavento
Valles cerrados
Terreno prácticamente plano, campo abierto, ausencia de cambios topográficos importantes, como pendientes
menores que 5%.
Terrenos inclinados con pendientes entre 5 y 10%, valles abiertos y litorales planos.
Cimas de promontorios, colinas o montañas, terrenos con pendientes mayores que 10%, cañadas cerradas
y valles que formen un embudo o cañon , islas.
Fr
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
6) CÁLCULO DE LA CORRECCIÓN DEDENSIDAD G, Y OBTENCIÓN DE LA PRESIÓN DINÁMICA BASE, qz
qz = 0.0048 GVD2
DONDE:
G es el factor de corrección por temperatura ypor altura con respecto al nivel del mar, adimensional,
VD la velocidad de diseño, en Km/hr, definida inciso 5
qz la presión dinámica de base a una altura Z sobre el nivel del terreno, en Km/m2
El factor de 0.0048 corresponde a un medio de la densidaddel aire y el valor de G se obtiene de la expresión:
0.392 Ω
G =273 + τ
donde:
Ω es la presión barométrica, en mm de Hg, yτ la temperatura ambiental en ˚ C
En la tabla I.7 se presenta la relación entre los valoresde la altitud, hm, en metros sobre el nivel del mar, msnm, yla presión barométrica, Ω
8+hG =8+2h
7) FUERZAS SOBRECONSTRUCCIONES CERRADAS
Las fuerzas que se ejercen sobre los elementos deestructuras cerradas, muros y techos, serán las resultantesde las presiones actuantes sobre sus superficies exteriorese interiores y deberán de calcularse de acuerdo con la siguienteecuación:
Fe=PzAz
con : Pz = (Pe - Py) para construcciones cerradas,ó: Pz = Pn para el caso en que se aplique la
presión neta
en donde;Fe = es la fuerza del viento que actúa perpendicularmente
a la superficie de un elemento de la construcción, enkg,
Pz = la presión de diseño a la altura Z, en kg/m2
Pe = presión exterior, en kg/m2
Az = el área de la estructura, o parte de ella, en m2, a la altura Z, sobre la que actúa la presión de diseño, Pz.Ella corresponderá:
TABLA I.7 RELACIÓN ENTRE ALTITUD Y LA PRESIÓNBAROMÉTRICA
ALTITUD ( msnm ) PRESIÓN BAROMÉTRICA(mm de Hg)
760
720
675
635
600
565
530
495
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500NOTA: Se puede interpolar para valores intermedios de la altitud, hm.
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
NOTA: En caso de no contar con τ se puede hacer una aproximación de G con lasiguiente fórmula, donde “h” es la altura del lugar sobre el nivel del mar (kmsnm)en km.
74
a) una parte de alguna de las superficies de laconstrucción; la presión de diseño que corresponde a unavelocidad y dirección del viento dada, se verá afectada por elcoeficiente de presión, Cp, el cual a su vez depende de laforma de la estructura,
b) a la superficie de la construcción o de un elementoestructural, proyectada sobre un plano normal al flujo delviento; la presión de diseño se verá afectada por el coeficientede arrastre, Ca, según la forma de la construcción o delelemento estructural,
c) a las superficies que se indique en los incisoscorrespondientes cuando se emplen coeficientes de fuerza,Cf, o coeficientes de presión neta, Cpn, para evaluar la fuerzatotal de diseño.
Las fuerzas y los momentos de volteo totales queactúan sobre una construcción deberán obtenerse sumando
los efectos de las presiones exteriores e interiores, o de laspresiones netas, que se presentan sobre sus superficies.
PRESIÓN EXTERIOR, Pe, sobre una de las superficies de unaconstrucción cerrada se calculará utilizando la siguienteecuación:
Pe = CpeKAKL qz
donde:
Pe = es la presión exterior, en kg/m2
Cpe = el coeficiente de presión exterior, adimensional,KA = el factor de reducción de presión por tamaño de área,
adimensional,KL = el factor de presión local, adimensional, yqz = la presión de base del viento, en kg/m2, calculada en
el punto 6.
NOTAS:
1. Se puede interpolar para obtener valores intermedios de d/b y γ2. Esta tabla se aplica con ayuda de la figura I.8
TABLA I.8. COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA MUROS EN BARLOVENTO Y SOTAVENTO DECONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULAR CERRADA
BARLOVENTO
SOTAVENTO
SUPERFICIE DIRECCION DEL VIENTO θ
Normal o paralela a las generatrices 0.8
d/b INCLINACION DEL TECHO γ Cpe
Cualquiera Cualquiera
Normal a las generatrices (θ = 0˚ )
-0.5
-0.3
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.5
-0.3
-0.2
≤ 1
= 2
≥ 4
Cualquiera
≤ 1
= 2
≥ 4
<10 ˚
10 ˚≤ γ ≤ 15 ˚
= 20˚
≥ 25 ˚
Paralela a las generatrices (θ = 90 ˚) Cualquiera
de 0 a 1 H
de 1 H a 2 H
de 2 H a 3 H
> 3 H
Distancia horizontal a lo largo de un muro lateral medidaa partir de la arista común con el muro de barlovento.
-0.65
-0.5
-0.3
-0.2
TABLA I.9, COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA ZONAS DE MUROS LATERALESDE CONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULAR CERRADA.
Coeficiente de presión exteriorC pe
NOTAS:1. La tabla se aplica con ayuda de la figura I.92. La distancia horizontal se determina en función de la altura de la construcción, H, la cual a su vez se calcula según la fig. I.8
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
75
TABLA I.10 COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA ZONAS DE TECHOS DE CONSTRUCCIONES CON PLANTARECTANGULAR CERRADA
NOTAS:1. Esta tabla se utiliza con ayuda de las figuras I.8 y I.92. Cuando se muestren dos valores, el techo deberá diseñarse para el más desfavorable, ya que debido a la turbulencia del viento, el techo puede estar sometido a presionespositivas o negativas. Asimismo deben de considerarse las diferentes combinaciones de presiones exteriores e interiores a fin de utilizar la condición más adversa en eldiseño.3. Si se requieren valores del coeficiente de presión correspondientes a valores intermedios de γ , y de la relación H/d, puede realizarse interpolación lineal, la cual se llevaráa cabo entre valores del mismo signo.
-0.3-0.5-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6
-0.5-0.5-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6
-0.7-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6
DIRECCIÓNDEL VIENTO
θ
ÁNGULO
γRELACIÓN
H/dDISTANCIA HORIZONTAL SOBRE EL
TECHO MEDIDA A PARTIR DE LA ARISTASUP. DEL MURO DE BARLOMENTO
NOTA:Puede interpolarse para valores intermedios del área tributaria, A.
TABLA I.11 FACTOR DE REDUCCIÓN, KA, PARA TECHOSY MUROS LATERALES
Área tributaria en m2
AFactor de reducción
KA
1.0
0.9
0.8
≤10
25
≥100
El factor de presión local, KL, se obtendrá de la tabla I.12 yafectará sólo a las presiones exteriores, las cuales a su vezse combinarán con las interiores. Sin embargo, se tomarácomo 1.0 si la combinación de presiones exteriores e interiores
resulta así más desfavorable.
La presión exterior, Pe, se verá afectada por el factorKL cuando se diseñen los siguientes elementos de unaconstrucción dada:
–recubrimiento de muros y techos–elementos que soportan los recubrimientos (tales
como largueros), y–dispositivos de sujeción de los recubrimientos.
Cuando se diseñe la estructura principal de laconstrucción o se trate de muros de sotavento, este factortambién será igual a la unidad.
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
BARLOVENTO SOTAVENTO
≤0.5
≥1.0
0 a 1H1H a 2H2H a 3H
> 3H
0 a H/2>H/2
-0.9-0.5-0.3-0.2
-1.3-0.7
Normal a las generatrices=0° y γ<10°
o paralela a las generatrices=90° y γ todos
θ
θ
76
Cuando el área de un elemento de recubrimiento, ode un miembro de soporte de éste, exceda las áreas deafectación dadas en la tabla I.12, el factor de presión local,KL, será igual a 1.0 para el área restante de dicho elemento.
Al aplicar el factor de presión local, el límite negativodel producto KLCpe será de -2.0
PRESIONES INTERIORES
La presión interior, Pi se calculará utilizando la siguienteexpresión:
Pi = Cpi qz
donde:Pi = es la presión exterior, en kg/m2
Cpi = el coeficiente de presión interior, adimensional, y
qz = la presión dinámica base, en kg/m2, (inciso 6).
Es importante remarcar que esta presión se consideraconstante sobre todas las superficies interiores de laconstrucción, y que para diseñar las estructuras y susrecubrimientos deberá de tomarse en cuenta que las presionesinteriores actúan simultáneamente con las descritasanteriormente, debiéndose seleccionar la combinación deellas que resulte más desfavorable.
TABLA I.12 FACTOR DE PRESIÓN LOCAL, KL, PARARECUBRIMIENTOS Y SUS SOPORTES.
NOTAS;1. Los casos 2, 3 y 4 son alternativas y no se aplican simultáneamente.2. Para techos de edificios bajos que se encuentren adyacentes a edificios altos, y para construcciones altas que tengan muros con bordes inclinados o con salientes,expuestos a condiciones de alta turbulencia, un factor de presión local con un valor de 3.0 no resulta conservador. Estas situaciones están fuera del alcance de este manualpor lo que deberá recurrirse a las recomendaciones de especialistas.3. Cuando se presenten presiones positivas (empujes) en zonas de techos, el valor de KL será igual a uno.4. El área de afectación debe compararse con la tributaria para definir en que áreas se aplican los valores de KL que aquí se indican.5. Cuando γ sea menor que diez grados, la zona de afectación del techo se definirá como si éste fuese horizontal, por lo que el factor de presión local no se aplicará en lazona de cumbrera.
Zona deafectación
Altura de laestructura
KLArea deafectación
Parte de laestructura
CasosPresiónexterna
Cualquiera
Cualquiera
Cualquiera
H<25 m.
H≥25 m.
H<25 m.
1.25
1.50
1.50
1.50
2.0
2.0
≤0.25 a2
≤ a2
≤ a2
≤0.25 a2
≤0.25 a2
≤0.25 a2
Muro deBarlovento
Techo
Techo
Muros Laterales
Muros Laterales
Muros Laterales
Cualqiera sobre el Muro deBarlovento
El ancho de la zona será de 1.0 a, a todolo largo del borde del techo incluyendola cumbrera si es un techo a 2 aguas.
El ancho de la zona será de 1.0 a, alo largo de los bordes verticales delmuro de barlovento.
La zona afectada se localiza a una distanciamayor que 1.0 a, a partir del borde del muro debarlovento.
El ancho de la zona será de 0.5 a, a todolo largo del borde del techo incluyendo lacumbrera si es un techo a 2 aguas.
El ancho de la zona será de 0.5 a, a lolargo de los bordes verticales del murode barlovento.
1
2
3
(a)
Succión(-)
Empuje(+)
2.0
3.0
≤ a2
≤0.25 a2Muros Laterales
El ancho de la zona será de 1.0 a, a lo largode los bordes verticales del muro debarlovento.
El ancho de la zona será de 0.5 a, a lolargo de los bordes verticales del murode barlovento.
4
(b) Muros Laterales H≥25 m.
H≥25 m.
(a)
(b)
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77
Los distintos valores del coeficiente de presión, Cpi,se dan en las tablas I.13(a) y I.13(b); la primera de ellas seaplica para el caso en que las superficies permiten pequeñasfiltraciones al interior de la construcción –son permeables–,mientras que la segunda es aplicable cuando existen aberturasde tamaño considerable sobre las distintas superficies queforman la estructura. En estas tablas se emplean conceptosescenciales que se definen junto con ellas.
a) PERMEABILIDAD
Si en una estructura existen huecos o hendiduras quepermiten que el flujo de viento penetre a su interior, entoncesse presentan presiones interiores que pueden alcanzarmagnitudes importantes o actuar simultáneamente con lasexteriores provocando condiciones desfavorables, por lo quedeberán tomarse en cuenta. La permeabilidad de una superficiese define como el cociente entre el área de las hendiduras yhuecos, resultado de las tolerancias normales de laconstrucción, y el área total de esa superficie; dado que enla práctica es difícil evaluarla, en la tabla I.13 (a) se incluyendiferentes casos que, en forma cualitativa, toman en cuentala permeabilidad de las superficies expuestas.
b) ABERTURAS
Se consideran como tales las puertas y ventanasabiertas, ventilas para aire acondicionado y sistemas deventilación, y aberturas en los recubrimientos, entre otras.
c) ABERTURAS DOMINANTES
Se presentan sobre una superficie donde la suma desus áreas excede la suma de las áreas de las aberturas decualquiera de las otras superficies; una abertura dominanteno necesariamente es grande.
En regiones propensas a ciclones, las ventanas deberánconsiderarse como aberturas, a menos que sean capaces deresistir el impacto de una pieza de madera de 4Kg y 100 mmx 50 mm de sección transversal, que golpee a una velocidadde 15 m/s. Este requisito puede ser diferente en el caso deestructuras especiales, en cuyo caso deberá justificarse elempleo de otros valores.
TABLA I.13(a) COEFICIENTE DE PRESIÓN INTERNA, Cpi, PARA CONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULARCERRADA Y MUROS PERMEABLES
1. Un muro permeable, los otros impermeables:
a) viento normal al muro permeable
b) viento normal a un muro impermeable
2. Dos o tres muros igualmente permeables, el (los) otro (s) impermeable (s)
a) viento normal a un muro permeable
b) viento normal a un muro impermeable
3. Todos los muros igualmente permeables.
4. Construcciones selladas eficientemente y que tengan ventanas que no puedan abrirse
Estado de permeabilidad de la construcción.
0.6
-0.3
0.2
-0.3
-0.3 ó 0.00, según lo que produzca la
combinación de carga más desfavorable
-0.2 ó 0.00, según lo que produzca la
combinación de carga más desfavorable
C pi
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
78
NOTA:1. Dado que en las tablas I.9 y I.10 el Cpe varía según la zona de la superficie para calcular el Cpi deberá considerarse un valor promedio de acuerdo con los casos decada tabla. En función del tamaño y ubicación de las aberturas. Otra manera de seleccionar el coeficiente en esas tablas es localizar en la superficie en cuestión el centroidede las aberturas y tomar el valor correspondiente a esa posición.
TABLA I.13(B) COEFICIENTE DE PRESIÓN INTERIOR, Cpi, PARA CONSTRUCCIONES DE PLANTAS RECTANGULARCERRADA Y SUPERFICIES CON ABERTURAS
1. Aberturas dominantes:
a) En el muro de barlovento:
La relación entre el área abierta de este
muro y el área abierta total de los techos y los
otros muros (incluyendo permeabilidad),
sometidos a succión exterior, es igual a:
b) En el muro de sotavento
c) En un muro lateral
d) En el techo
2. Igual área de aberturas en dos o más muros.
Aberturas en la construcción
-0.3 ó 0.00
±0.1
0.3
0.5
0.6
0.8
-0.5
Valor de Cpe para muros laterales
tabla I.9 (1)
El valor de Cpe para techos
tabla I.10 (1)
C pi
0.5 o menor
1.0
1.5
2.0
3.0
6.0 o mayor
-0.3 ó 0.00, según lo que
produzca la combinación
de carga más desfavorable
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Figura I.8 Definición de parámetros de construcciones con planta cerrada.
79
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γ
γ
Figura I.9 Definición de zonas en muros laterales para aplicar los coeficientes de presión exterior.
80
1H-0
.65
-0.5
-0.3
-0.2
Cpe
d-3H
3H2H
d
Dirección delviento
NOTA: La altura H sedetermina según la figura I.8.
Dirección delviento
d
d-3H
3H2H
1H
-0.6
5
-0.5-0
.3-0.2
Cpe
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Figura I 10. Factores de presión local KL, para recubrimientos y sus soportes.
NOTAS:La dimensión “a” debe tomarse como la mínima de 0.2 d, 0.2 b y la altura H.Los valores de b, d y H se determinan según la figura I.8
simbología
caso 1
caso 2 (a)
1.25
1.5
K L
caso 2 (b)
caso 3 (a)
1.5
2.0
caso 3 (b)
caso 4
2.0
3.0
a
a
a/2
a
H
a/2
a
81
a/2
a
a/2
a
a
a/2a/2
a
H
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γ
-118
LATITUD-1
13-1
08-1
03-9
8-9
3-8
8
32 27 22 17 12-1
18-1
13-1
08-1
03-9
8-9
3-8
8
32 27 22 17 12
130130
130
130
140
150
140
140
140 150
150
150
150
140
150
140
150
150
140
140
140
140
160
160
160
160
160
160
180
180
180
180
180
180
180
180
180
180
200
200
200
200
200220
220
220
220 220
220
220
200
200
220
220200
200
220
220
160
160
160
160
160
160
160
150
150
150
130
140
140
130
130
120
130
130
140
120
120
120
120
120
110
110
110
100
140
140
140
140
140
150150
150
160
150160
160
160
180
150
130
130
160
160
180
180
180
130
130
120
110
110
130
140
150
150
150
160
160
160
160
160
180
180
150
150150
110
100
120
120
130130
130
140
140
140
140
140
140
140
140
140
130
140
140
130120
110
110
100
100
13013
0
120
120
120
120
130
130150
150
150
160
150160
150
140
150
150
150
120
LON
GIT
UD
140
140
82
Anexo N° 1 Velocidades regionales de la República Mexicana. (VR)
GRUP
O DE
EST
RUCT
URAS
:B
PERÍ
ODO
MED
IO D
E RE
TORN
O 50
AÑO
S
ISOT
ACAS
Km/h
ALTU
RA S
OBRE
EL
TERR
ENO
10m
.
CATE
GORÍ
A DE
L TE
RREN
O2
LAPS
O PR
OMED
IO
3 s
eg.
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
83
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(a) VELOCIDADES REGIONALES DE LAS CIUDADES MAS IMPORTANTES
CIUDAD
Acapulco, Gro.
Aguascalientes, Ags.
Campeche, Camp.
Cd. Guzmán, Jal.
Cd. Juárez, Chih.
Cd. Obregón, Son.
Cd. Victoria, Tamps.
Coatzacoalcos, Ver.
Colima, Col.
Colotlán, Jal.
Comitán, Chis.
Cozumel, Q. Roo
*Cuernavaca, Mor.
Culiacán, Sin.
Chapingo, Edo. Méx.
Chetumal, Q. Roo
Chihuahua, Chih.
Chilpancingo, Gro.
Durango, Dgo.
Ensenada, B.C.
Guadalajara, Jal.
Guanajuato, Gto.
*Guaymas, Son.
Hermosillo, Son.
Jalapa, Ver.
La Paz, B.C.
Lagos de Moreno, Jal.
*León, Gto.
Manzanillo, Col.
Mazatlán, Sin.
NUM.OBS
12002
1001
4003
14030
26020
28165
30027
6006
14032
7025
23005
17726
25014
15021
23006
8040
12033
10017
2025
14065
11024
26039
26040
30075
3026
14083
11025
6018
25062
V 10
VELOCIDADES (km/h)
V 50
V 100
V 200
V 2000
129
118
98
101
116
147
135
117
105
131
72
124
93
94
91
119
122
109
106
100
146
127
130
122
118
135
118
127
110
145
162
141
132
120
144
169
170
130
128
148
99
158
108
118
110
150
136
120
117
148
164
140
160
151
137
171
130
140
158
213
172
151
146
126
152
177
184
137
138
155
112
173
114
128
118
161
142
127
122
170
170
144
174
164
145
182
135
144
177
225
181
160
159
132
158
186
197
145
147
161
124
185
120
140
126
180
147
131
126
190
176
148
190
179
152
200
141
148
195
240
209
189
195
155
171
211
235
180
174
178
160
213
139
165
150
220
165
144
140
247
192
158
237
228
180
227
157
157
240
277
84
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(a) CONTINUACIÓN
CIUDAD
Mérida, Yuc.
*Mexicali, B.C.
México, D.F.
* Monclova, Coah.
Monterrey, N.L.
Morelia, Mich.
Nvo. Casas Gdes, Chih.
Oaxaca, Oax.
Orizaba, Ver.
Pachuca, Hgo.
*Parral de Hgo., Chih
Piedras Negras, Coah.
Progreso, Yuc.
Puebla, Pue.
Puerto Cortés, B.C.
*Puerto Vallarta, Jal.
Querétaro, Qro.
Río Verde, S.L.P.
Salina Cruz, Oax.
Saltillo, Coah.
S.C. de las Casas, Chis.
S. Luis Potosí, S.L.P.
S. la Marina, Tamps.
Tampico, Tamps.
Tamuín, S.L.P.
Tapachula, Chis.
Tepic, Nay.
Tlaxcala, Tlax.
Toluca, Edo. Méx.
Torreón, Coah.
NUM.OBS
31019
9048
5019
19052
16080
8107
20078
30120
13022
5025
31023
21120
3046
14116
22013
24062
20100
5034
7144
24070
28092
28110
24140
7164
18039
29031
15126
5040
V 10
VELOCIDADES (km/h)
V 50
V 100
V 200
V 2000
122
100
98
123
123
79
117
104
126
117
121
137
103
93
129
108
103
84
109
111
75
126
130
129
121
90
84
87
81
136
156
149
115
145
143
92
134
114
153
128
141
155
163
106
155
146
118
111
126
124
92
141
167
160
138
111
102
102
93
168
174
170
120
151
151
97
141
120
163
133
149
161
181
112
164
159
124
122
135
133
100
147
185
177
145
121
108
108
97
180
186
190
129
159
158
102
148
122
172
137
157
168
198
117
172
171
131
130
146
142
105
153
204
193
155
132
115
113
102
193
214
240
150
184
182
114
169
140
198
148
181
188
240
132
196
203
147
156
182
165
126
169
252
238
172
167
134
131
115
229
85
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(a) CONTINUACIÓN
CIUDAD
Tulancingo, Hgo.
Tuxpan, Ver.
*Tuxtla Gutz., Chis
Valladolid, Yuc.
Veracruz, Ver.
*Villahermosa, Tab
Zacatecas, Zac.
NUM.OBS
13041
30190
7165
31036
30192
27083
32031
V 10
VELOCIDADES (km/h)
V 50
V 100
V 200
V 2000
92
122
90
100
150
114
110
106
151
106
163
175
127
122
110
161
110
180
185
132
127
116
172
120
198
194
138
131
130
204
141
240
222
151
143
NOTA:
(*) En estas ciudades no existen o son escasos los registros de velocidades de viento, por lo que éstas se obtuvieron de los mapas de isotacas.
86
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(b) UBICACION, ALTITUD Y TEMPERATURA MEDIA ANUAL DE LAS CIUDADES MAS IMPORTANTES
CIUDAD
Acapulco, Gro.
Aguascalientes, Ags.
Campeche, Camp.
Cd. Guzmán, Jal.
Cd. Juárez, Chih.
Cd. Obregón, Son.
Cd. Victoria, Tamps.
Coatzacoalcos, Ver.
Colima, Col.
Colotlán, Jal.
Comitán, Chis.
Cozumel, Q. Roo
*Cuernavaca, Mor.
Culiacán, Sin.
Chapingo, Edo. Méx.
Chetumal, Q. Roo
Chihuahua, Chih.
Chilpancingo, Gro.
Durango, Dgo.
Ensenada, B.C.
Guadalajara, Jal.
Guanajuato, Gto.
*Guaymas, Son.
Hermosillo, Son.
Jalapa, Ver.
La Paz, B.C.
Lagos de Moreno, Jal.
*León, Gto.
Manzanillo, Col.
NUM.OBS
12002
1001
4003
14030
26020
28165
30027
6006
14032
7025
23005
17726
25014
15021
23006
8040
12033
10017
2025
14065
11024
26039
26040
30075
3026
14083
11025
6018
LONG. LAT. ASNM(m)
TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)
99.93
102.30
90.55
103.47
106.48
109.92
98.77
94.42
103.72
103.27
92.13
86.95
99.23
104.40
98.85
88.30
106.08
99.50
104.67
116.53
103.38
101.253
110.90
110.97
96.92
110.30
101.92
101.07
104.28
16.83
21.88
19.83
19.70
31.73
27.48
23.77
18.15
19.23
22.12
16.25
20.52
18.90
24.82
19.50
18.50
28.63
17.55
24.03
31.85
20.67
21.02
27.92
29.07
19.52
24.17
21.35
21.12
19.05
28
1908
5
1507
1144
100
380
14
494
1589
1530
10
1560
84
2250
3
1423
1369
1889
13
1589
2050
44
237
1427
10
1942
1885
8
27.5
18.2
26.1
21.5
17.1
26.1
24.1
26.0
24.8
21.4
18.2
25.5
20.9
24.9
15.0
26.0
18.7
20.0
17.5
16.7
19.1
17.9
24.9
25.2
17.9
24.0
18.1
19.2
26.6
87
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(b) CONTINUACIÓN
CIUDAD
Mazatlán,
Mérida, Yuc.
Mexicali, B.C.
México, D.F.
Monclova, Coah.
Monterrey, N.L.
Morelia, Mich.
Nvo. Casas Gdes, Chih.
Oaxaca, Oax.
Orizaba, Ver.
Pachuca, Hgo.
Parral de Hgo., Chih
Piedras Negras, Coah.
Progreso, Yuc.
Puebla, Pue.
Puerto Cortés, B.C.
Puerto Vallarta, Jal.
Querétaro, Qro.
Río Verde, S.L.P.
Salina Cruz, Oax.
Saltillo, Coah.
S.C. de las Casas, Chis.
S. Luis Potosí, S.L.P.
S. la Marina, Tamps.
Tampico, Tamps.
Tamuín, S.L.P.
Tapachula, Chis.
Tepic, Nay.
Tlaxcala, Tlax.
NUM.OBS
25062
31019
9048
5019
19052
16080
8107
20078
30120
13022
5025
31023
21120
3046
14116
22013
24062
20100
5034
7144
24070
28092
28110
24140
7164
18039
29031
LONG. LAT. ASNM(m)
TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)
106.42
89.65
115.48
99.20
101.42
100.30
101.18
107.95
96.72
97.10
98.73
105.67
100.52
89.65
98.20
111.87
105.25
100.40
100.00
95.20
101.02
92.63
100.98
98.20
97.85
98.77
92.27
104.90
98.23
23.20
20.98
32.67
19.40
26.88
25.67
19.70
30.42
17.07
18.85
20.13
26.93
28.70
21.30
19.03
24.43
20.62
20.85
21.93
16.17
25.43
16.73
22.15
23.77
22.20
22.00
14.92
21.52
19.30
8
9
1
2240
591
538
1941
1550
1550
1284
2426
1661
220
8
2150
5
2
1842
987
6
1609
2276
1877
25
12
140
182
915
2252
24.1
25.9
22.2
23.4
21.6
22.1
17.6
17.6
20.6
19.0
14.2
17.7
21.6
25.4
17.3
21.4
26.2
18.7
20.9
26.0
17.7
14.8
17.9
24.1
24.3
24.7
26.0
26.2
16.2
88
MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
TABLA III.1(b) CONTINUACIÓN
CIUDAD
Toluca, Edo. Méx.
Torreón, Coah.
Tulancingo, Hgo.
Tuxpan, Ver.
*Tuxtla Gutz., Chis
Valladolid, Yuc.
Veracruz, Ver.
*Villahermosa, Tab
Zacatecas, Zac.
NUM.OBS
15126
5040
13041
30190
7165
31023
30192
32031
LONG. LAT. ASNM(m)
TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)
99.67
103.45
98.37
97.40
93.12
89.65
96.13
92.92
102.57
19.28
25.53
20.10
20.95
16.75
21.30
19.20
17.98
22.78
2680
1013
2222
14
528
8
16
10
2612
12.7
20.5
14.9
24.2
24.7
26.0
25.2
26.8
13.5
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASManual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Viento. ComisiónFederal de Electricidad. Instituto de Investigaciones Eléctricas.
México. D.F., 1993
I. INTRODUCCIÓN
Comúnmente los edificios y las estructuras civiles seven sometidos a fuerzas laterales provocadas por accionesde viento y/o fenómenos sísmicos, aunque estos últimos demanera más eventual. Por su parte la acción sísmica ha sidoun factor hasta cierto punto impredecible dentro de laproyección estructural. Mucho se ha trabajado en materia deprevención sísmica de tal manera que el conocimiento de laactividad de una región específica, desde el punto de vistageológico, es actualmente una herramienta valiosa en laevaluación del riesgo sísmico. Tal conocimiento es útil alestimar magnitudes, localización y frecuencia de posibleseventos. De la misma forma, conocer los movimientoscaracterísticos de una falla tectónica puede contribuir a anticiparlas características de respuesta del suelo en las cercanías dela falla. Sin embargo, no logra eliminarse la incertidumbre dela ocurrencia sísmica para fines de diseño, bajo esta situaciónlos esfuerzos de los investigadores en los últimos años sehan encaminado al desarrollo de modelos lo suficientementereales para la predicción de la respuesta de las estructurasbajo excitación dinámica.
Es conocido que la energía de un sismo es disipadapor medio de diferentes mecanismos dentro de las estructuras,de esta manera los efectos de las cargas laterales sondistribuidos a los diferentes componentes estructurales. Unode los factores más importantes que afecta la respuesta delas estructuras en condiciones sísmicas de carga es la ductilidadde sus miembros componentes. Ciertamente las estructurassometidas a fenómenos sísmicos difícilmente conservan sucomportamiento en el rango elástico, por lo que es importantecontabilizar la capacidad que puedan desarrollar para disiparenergía con niveles altos de deformación. Si se define laductilidad como la relación entre la respuesta elástica máximay la inelástica máxima independientemente de la intensidadde la carga entonces las estructuras que tienen valores altosde ductilidad pueden sostener grandes deformaciones plásticasy por lo tanto ofrecen mayor resistencia sísmica. En estascondiciones las componentes estructurales se pueden diseñarcon niveles más bajos de capacidad resistente a las fuerzaslaterales.
2.- PROPÓSITO DEL MANUAL DEDISEÑO SÍSMICO.
El objetivo del presente manual es ofrecer al diseñadoro constructor una guía práctica que le facilite el análisis ydiseño sísmico de una estructura con el sistema estructuralPanel Rey.
3 - CONSIDERACIONES GENERALES.
Las cargas laterales provocadas por eventos sísmicosse consideran como aplicaciones puntuales en los entrepisosde este modo tales cargas deberán ser resistidas por elementosde contraventeo dispuestos en los muros de carga del sistemaestructural. Por tal motivo el proyecto arquitectónico deberápermitir una estructuración eficiente para resistir las accionesproducidas por el sismo. De preferencia deberá cumplir conlos requisitos que se establezcan en las normas técnicascomplementarias de diseño sísmico del D.F.
El presente manual hace recomendaciones deestructuración que deberán tomarse en cuenta al realizar elproyecto arquitectónico.
4 - ANÁLISIS ESTRUCTURAL.
4.1 - INTRODUCCIÓN.El análisis sísmico de cualquier estructura se basa en
el equilibrio dinámico de los cuerpos estructurales como seilustra en la figura No 1. De acuerdo con el principio deD'Alemberg:
FI+FD+FS=F(t)en la que FI = fuerza de inercia
FD = fuerza de amortiguamientoFS = fuerza que resiste el resorte
entonces:ma+kv+cd F(t)
donde a = aceleración inercial de la masam = masa de la estructurav = velocidad de desplazamientok = rigidez de la estructurad = magnitud del desplazamientoc = constante de amortiguamiento de la estructura.
89
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Cuando las estucturas se someten a una aceleracióndel terreno
F(t)=m(a+g)g = aceleración del terreno
entonces: ma+kv+cd= -mg
Las estructuras se caracterizan por ciertas propiedadesque definen su comportamiento bajo cargas laterales Estaspropiedades involucran su masa y su rigidez. Como semencionó anteriormente en las estructuras actúan mecanismosde disipación de energía cuando se presenta un evento sísmico.Estos mecanismos afectan el equilibrio dinámico de lasestructuras por medio de amortiguamiento, que puedeconsiderarse de varias formas. De este modo las fuerzas quese involucran en el equilibrio dinámico de una estructura sonlas fuerzas inerciales, derivadas directamente de la masa; larigidez del sistema, las fuerzas de amortiguamiento y lasfuerzas externas.
Cada uno de estos parámetros pueden serconsiderados de diferentes maneras y será decisión deldiseñador tomar el criterio que más le favorezca.
Por su parte Ia masa de las estructuras puede serconsiderada puntual en cada entrepiso (modelo de masasconcentradas). Por su parte la rigidez se evalúa en funciónde Ia geometría de las estructuras, de las propiedades de losmateriales y de las secciones de diseño. Con respecto alamortiguamiento, este puede ser considerado como un factorempírico-experimental que afecta directamente losdesplazamientos.
En el diseño sismoresistente de una estructuranormalmente se consideran datos de movimientos sísmicospasados. Estos datos se obtienen de gráficas Aceleración vs.Tiempo que comúnmente se conocen con el nombre deacelerogramas.
Actualmente las herramientas computacionales hanpermitido el desarrollo de modelos y métodos analíticos parala evaluación de la respuesta de las estructuras bajo excitacionesdinámicas. La elección del tipo de análisis que deberá aplicarseen un caso específico dependerá de la estructura misma, desu uso e importancia, su definición geométrica y el criteriodel diseñador.
Sin duda, parte de los objetivos de los diseñadoreses contar con una metodología sencilla para resolver problemasprácticos.
Para el análisis de la mayoría de las estructuras PanelRey, el Manual de Diseño Sísmico de la Comisión Federal deElectricidad (CFE) ofrece una buena alternativa.
90
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Figura No.1 Equilibrio dinámico
F
FD = cv Fs = Kv
F1= mv
vm
k
(t)
F(t)
(b)
(c)
V
m
c
K
(a)
Sistema de un grado de libertadsujeto a una fuerza horizontal
c
4.2 - MÉTODO ESTÁTICO EQUIVALENTE.Dadas las características de las estructuraciones Panel
Rey*, una buena opción para su análisis sísmico es el MétodoEstático Equivalente de acuerdo con el Manual de la ComisiónFederal de Electricidad.
4. 2 .1 .-COEFICENTE SÍSMICO.La CFE propone que la aceleración de excitación de
una estructura en un evento sísmico es un porcentaje de lagravedad, este porcentaje se define como Coeficiente Sísmico(C).
Así: a = (C) (g)F = (m) (a)F = (W / g)(C) (g)F = (W) (C)
De este modo, C es el factor que multiplicado por el peso dela estructura, determina la fuerza que el sismo produce en subase.
CW=Fdonde: C = coeficiente sísmico
W = peso de la estructuraF = fuerza horizontal
El coeficiente sísmico depende del tipo de suelo dondese localice la construcción.
4. 2. 2. - FACTOR DE DUCTILIDAD O FACTOR DECOMPORTAMIENTO SÍSMICO (Q)
Las estructuras tienen la capacidad de deformarseante la acción de fuerzas externas y recuperar su geometríaoriginal, siempre y cuando no sea superado su rango elástico.En el caso de un sismo, las deformaciones inducidas por elmovimiento del suelo sobrepasan, en la mayoría de los casos,el rango elástico de las estructuras. Su capacidad dedeformación antes de que ocurra el colapso se conoce comoductilidad. Esta propiedad de las estructuras permite reducirlas fuerzas sísmicas de diseño, ya que al deformarse en elrango plástico una gran cantidad de energía sísmica esdisipada. Esta reducción se obtiene empleando un factor decomportamiento sísmico (Q) que relaciona al coeficientesísmico.
Cs = C / Q
donde: Cs = Coeficiente de cortante basalC = Coeficiente sísmicoQ = Factor de ductilidad
así: Vb = Cs WVb = C W / QVb = Fuerza cortante basal que actúa en la base de la estructura
El factor de ductilidad de las estructuras depende delos materiales que se utilicen y su disposición. Para estructurascon características como las del sistema Panel Rey serecomienda utilizar:
Q = 2
En estructuras irregulares se recomienda multiplicareste factor por 0.8.
Es importante utilizar el factor de ductilidad Q, ya queresultaría antieconómico el diseñar estructuras que secomporten elásticamente ante la acción de un sismo.
4.2.3.- DETERMINACIÓN DE FUERZAS LATERALES YCORTANTES EN CONSTRUCCIONES DE VARIOS NIVELES.
De acuerdo con el modelo de masas concentradas dela figura No. 2 la fuerza en cualquier nivel se determina conla siguiente expresión:
Fi = Wi hi Cs ∑ Wi∑ Wi hi
La fuerza lateral Fi se considera que actúa al nivel delentrepiso (posición de la masa concentrada con respecto ala altura de la construcción).
En la ecuación (1):
Wi = peso del piso en el que actúa la fuerzahi = altura del piso en el que actúa la fuerza medida desde la base.
∑ Wi = (W1 + W2 + W3 + ... Wn)∑ Wi hi = (W1h1 + W2h2 + W3h3 + ... Wnhn)n = número de niveles
Se deberá verificar que:(F1 + F2 + F3 + ... Fn) = VbVb = Cs ∑ Wi
Si la fuerza en el último nivel de la estructura es Fi,entonces la fuerza en el nivel inmediato anterior será Fi+1.De esta manera
(Fn>Fn-1...>F3>F2>F1)
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
91
(Ec. 1)
5.- TIPO DE TERRENO Y ZONIFICACIÓNSÍSMICA
5.1.- TIPO DE TERRENOAl realizar el análisis sísmico de la estructura se deberá
ubicar el tipo de suelo en donde se localizará la construcción.El Reglamento de Construcciones para el Distrito Federalvigente, en su versión de 1993, distingue las siguientesdivisiones de zonas con sus características generales.
ZONA I. LOMAS.- Formadas por rocas o suelosgeneralmente firmes que fueron depositados fuera del ambientelacustre, pero en los que pueden existir, superficialmente ointercalados, depósitos arenosos en estado suelto o cohesivosrelativamente blandos. En esta zona, es frecuente la presenciade oquedades en rocas y de cavernas y túneles excavados ensuelos para explotar minas de arena.
ZONA II. TRANSICIÓN.- En la que los depósitos
profundos se encuentran a 20.00 mts. de profundidad, omenos, y que está constituida predominantemente por estratosarenosos y limo-arenosos intercalados con capas de arcillalacustre; el espesor de éstas es variable entre decenas decentímetros y pocos metros.
ZONA III. LACUSTRE.- Integrada por potentesdepósitos de arcilla altamente compresible, separados porcapas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estascapas arenosas son de consistencia firme a muy dura y deespesores variables de centímetros a varios metros. Losdepósitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmentepor suelos aluviales y rellenos artificiales; el espesor de esteconjunto puede ser superior a 50.00 mts.
92
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
F3
Modelo de masas concentradas Diagrama de cortante
F2
F1
W3
W2
W1
m3
m2
m1
h3
h2
h1
F3
F2
F1
VB
Figura No. 2 Fuerzas laterales y cortantes en construcciones de varios niveles
El Reglamento de Construcción para el Distrito Federalestablece los siguientes valores para el coeficiente sísmico:
TIPO DE SUELOZONA I DE LOMASZONA II DE TRANSICIONZONA III DE LAGO
De igual modo el Manual de Diseño Sísmico de laComisión Federal de Electricidad (CFE) propone valores decoeficiente sísmico para las diferentes regiones de la RepúblicaMexicana.VER ANEXO No. 5 COEFICIENTES SÍSMICOS
En general será necesario realizar un estudio demecánica de suelos, para cada predio en que se ubique unaconstrucción dentro de la República Mexicana, para determinarla cimentación requerida en función del tipo de terreno.
El Reglamento de Construcciones para el DistritoFederal y algunos reglamentos estatales, como el del estadode Guerrero; incluyen mapas de zonificación de tipo de sueloa los que podemos recurrir para determinar la zona a la quepertenece el predio en estudio.
VER ANEXO No. 1 ZONIFICACION SÍSMICA para el DISTRITOFEDERALVER ANEXO No. 2 ZONIFICACION SÍSMICA para la BAHIA DEACAPULCOVER ANEXO No. 3 ZONIFICACION SÍSMICA del PUERTO DEACAPULCO
5.2- Zonificación SísmicaEl Reglamento para los Estados de la República
elaborado por el Instituto de Ingeniería para la Secretaría deObras Públicas divide en 4 zonas sísmicas (A, B, C, D) segúnla probabilidad de ocurrencia de eventos especiales.
VER ANEXO No. 4 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DE MÉXICO
6.- CARGAS GRAVITACIONALES
Las cargas gravitacionales con las cuales se calculanlas acciones sísmicas laterales se dividen en muertas y vivas.Para el caso de las cargas vivas, cuando se trata de análisissísmico son cambiadas por cargas instantáneas de acuerdo con el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.
7.- RECOMENDACIONES DEESTRUCTURACIÓN DEL SISTEMAPANEL REY*
a).- Los largueros que forman el sistema de piso y lacubierta deberán coincidir con los postes que forman losmuros cargadores para así lograr una transmisión adecuadade la carga.
b).- Los postes deben tener continuidad en toda laaltura de la construcción, los vanos se resolverán con dinteles.
c).- Se evitarán las concentraciones de carga en losdinteles principalmente por concepto de vigas, en caso derequerirse las reacciones se tomarán con arreglos de postesen sección cajón, estos postes de requerirse en los nivelessuperiores deberán tener continuidad hasta la cimentación.
d).- El sentido de los largueros será tal que su apoyose realice sobre muros que tengan continuidad en todos losniveles.
e).- Tanto los postes, como los largueros, tendránque estar provistos como mínimo de un arriostramiento alcentro de la longitud del elemento o a cada 1.22 mts., así seevitarán posibles fallas por pandeo lateral y por consiguientese obtendrá la resistencia completa a la compresión de loselementos.
f).- Las acciones producidas por el evento sísmico oalguna otra carga lateral serán resistidas con diagonales decontraventeo colocadas en los muros de carga; estas deberáncumplir las siguientes condiciones:
f.1.)- Las diagonales serán ortogonales y se colocaránen forma simétrica en planta para evitar torsiones porexcentricidad de rigidez. Ver figura No. 3.
f.2).- Es indispensable que las diagonales se instalenen bastidores muros, que tengan continuidad del nivel decimentación al nivel de azotea.
f.3).- De preferencia los contraventeos se instalaránen muros cuya relación de aspecto sea h / b <1.0(figura No. 4). El contraventeo es más eficiente y económicosi el muro es muy ancho.
f.4).- De preferencia cumplir con el mayor número derequisitos de regularidad establecidos en las normas técnicascomplementarias de diseño por sismo de la referencia No. 1de este manual.
93
C0.160.320.40
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
8.- EJEMPLO PRÁCTICO
ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE UNACASA HABITACIÓN DE DOS NIVELESPara realizar el análisis y diseño sísmico de una casa
habitación de 2 niveles cuya distribución en planta apareceen las figuras No. 5 y 6, planta baja y planta altarespectivamente.
8.1.- PROCEDIMIENTO1.- Clasificación de la estructura2.- Identificación del tipo de terreno y zona sísmica del lugar
donde se localizará la construcción3.- Determinación del coeficiente sísmico a emplear.4.- Realizar análisis de cargas gravitacionales.5.- Calcular superficie de cada nivel6.- Realizar análisis estático (determinación de fuerzas laterales y corte basal).7.- Determinar ubicación de contraventeos en muros.8.- Distribuir la fuerza (Fi) en cada sentido, en los muros contraventeados en su respectivo sentido.9.- Análisis de muros contraventeados, como armaduras en cantiliver.10.- Proponer elementos estructurales.11.- Cálculo del sistema de anclaje o fijación.
94
Figura No. 3 Planta de arreglo geométrico de contravientos
Y
x
Sismo
Sección en cajónformada con2 postes
EvitarIdealFySismo
FxSismo
FySismo
Figura No. 4 Relación de aspecto de muro de contraventeo
HH
b
b
Si b=0.5 H
H
b
H
0.5 H= = 2.0
No recomendable
Si b= 2 H
H
b
H
2 H= = 0.5
Recomendable
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Fx
95
8.2- DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO
8.2.1.- CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURAUna casa habitación según el Reglamento de
Construcciones para el Distrito Federal pertenece al grupo B.
8.2.2.- IDENTIFICACIÓN DE TIPO DE TERRENO Y ZONA SÍSMICA DEL LUGARPara nuestro ejemplo suponemos que la construcción
se ubicará en Coyoacán.Por lo tanto: SUELO TIPO II DE TRANSICION. El D.F. estádentro de la zona sísmica B.
8.2.3.- COEFICIENTE SÍSMICODe la sección 4 del presente manual para estructura
grupo B, suelo tipo II en región sísmica B.Coeficiente Sísmico C = 0.32
A
1
B C
2
3
4
2.00Sala
Cocina
Comedor
3.00
S
2.003.00
4.50
2.00
5.004.00
3.00
2.00
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Figura No. 5 Ejemplo práctico Planta Baja
A
1
B C
2
3
4
2.00
Estar
Rec.Baño
Rec. Princ.
3.00
B
2.00
2.00
3.50
2.00
5.004.00
2.00
3.00
Figura No. 6 Ejemplo práctico Planta Alta
Cotas : m.Sin escala.
96
AZOTEA DISEÑO TRADICIONAL DISEÑO POR SÍSMO
CONCRETO 5cm. ESPESOR
LÁMINA ACANALADA
IMPERMEABILIZANTE
PLAFÓN PANEL
ESTRUCTURA
TEJA DE BARRO O SIMILAR
SUMA CARGA MUERTA
CARGA VIVA
GRANIZO
SUMA CARGA VIVA
TOTAL
120 kg/m2
5 kg/m2
5 kg/m2
8.5 kg/m2
13.0 kg/m2
60.0 kg/m2
211.5 kg/m2
70.0 kg/m2
20.0 kg/m2
30.0 kg/m2
100 kg/m2
50 kg/m2
311.5 kg/m2
261.5 kg/m2
PEND. <5%
PEND. >5%
PEND. <5%
PEND. >5%
PEND. <5%
PEND. >5%
120 kg/m2
5 kg/m2
5 kg/m2
8.5 kg/m2
13.0 kg/m2
60.0 kg/m2
211.5 kg/m2
100.0 kg/m2
40.0 kg/m2
30.0 kg/m2
130.0 kg/m2
70.0 kg/m2
341.5 kg/m2
281.5 kg/m2
DISEÑO POR SISMO
AZOTEA 261.5 kg/m2
ENTREPISO 273.0 kg/m2
8.2.5.- CÁLCULO DE SUPERFICIE POR NIVELSup. Azotea = (10.00 m)(9.5 m) - (5.0 m)(2.0 m)Inclinada y volados
(de la figura No. 6)
Sup. Azotea = 85.0 m2
Inclinada y volados
Sup. Entrepiso = (8.5 m )(9.0 m) - (5.0 m)(2.0 m)(de la figura No. 5)
8.2.4.- ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITACIONALESPara las cargas vivas de acuerdo con el Reglamento de Construcción para el Distrito Federal tenemos lo siguiente:
Suponemos que el proyecto arquitectónico indica pendientes mayores del 5% en la cubierta .
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
F1 = (43,571) (0.32) (40,382.0) = 1,873 kg.(150,263) (2.0)
Vb = C ∑Wi = 0.32 (40,382) = 6,461 kg. Q 2
AZOTEA
ENTREPISO
∑Wi=
22,227.5
18,154.5
40,382.0
4.8
2.4
106,692
43,571
150,263
4,588
1,873
4,588
6,461
NIVEL Wi (kg) hi (m) Wi hi (kg m) Fi (kg) Vi (kg)
∑Wi hi=
b (ancho de contraviento)2.0 m2.0 m2.0 m
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
8.2.7.- REVISIÓN DE FUERZAS SÍSMICAS EN DIRECCIONESORTOGONALES
En las figuras No. 5 y No. 6 (pág 90) se observa lapropuesta de muros por contraventear, seguir lasrecomendaciones de la sección de este manual para resistirel efecto sísmico en 2 direcciones.
SENTIDO X
muro eje 2 entre B y Cmuro eje 4 entre B y C
SENTIDO Y
muro eje a entre 2 y 3muro eje b entre 2 y 3muro eje c entre 2 y 3
Recordemos que estos muros de preferencia debentener continuidad en toda la altura de la construcción.
F2 = 4588 kg
4588 kg
6461 kg
Diagrama de cortante
Figura No. 7 Distribución de fuerzas laterales y de corte.Método Estático Equivalente.
F1 = 1873 kg
m2
m1
F1
F2
W2
W1
h2=4.80m.
h1=2.40m.
Corte
b (ancho de contraviento)3.0 m3.0 m
98
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
8.2.8.- DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS Fi.
SENTIDO X.
Existirán 2 muros con diagonales en este sentido, por lo tanto:
F2X= 4,588 kg. = 2,294.0 kg. por muro2
F1X= 1,873 kg. = 936.5 kg. por muro2
SENTIDO YExistirán 3 muros con diagonales en este sentido por lo tanto:
F2Y = 4,588 kg. = 1,529.3 kg. por muro3
F1Y = 1,873 kg = 624.3 kg. por muro3
En nuestro ejemplo la distribución de la fuerza esdirecta ya que el ancho de los muros de contraventeo es elmismo para cada dirección, en caso que los muros de unmismo sentido tengan distintos anchos la fuerza se distribuiráde forma proporcional al ancho del muro.
8.2.9.- ANÁLISIS DE MUROS CONTRAVENTEADOSLa fuerza sísmica de cada nivel (Fi) que toma el muro
produce un momento y un cortante en la base. El momentoen la base es producto de las fuerzas en cada nivel por sudistancia a la base del terreno. Ver figura No. 8
Así el momento en cada muro en el sentido X es de:
MX = F2 (azotea)(h2) + F1 (entrepiso)(h1) =2,294.0 X 4.8 + 936.5 X 2.4 = 13,259.0 kg-m
y en el sentido Y es de:
MY= 1,529.0 X 4.8 +624.33 X 2.4 = 8,837.0 kg-m
El Cortante en la base es la suma de todas las fuerzasde los diferentes niveles del muro.
Vb(X) = F2 + F1 = 2,294.0 + 936.5 = 3,230.50 kg. en sentido XVb (Y) = 1,529.0 + 624.33 = 2,153.3 kg.en sentido Y.La acción del momento en el muro es tomada o
contrarrestada por las dos columnas o postes extremos quelimitan el muro, los cuales reaccionan formando un par en
sentido contrario al momento.Este par lo forman una cargade compresión en uno de los postes y otra de tensión en elotro y se obtienen estas fuerzas del par dividiendo el momentoen el muro entre la distancia entre los postes extremos quelo limitan.
De esta manera:Tensión (T) = Compresión (P) = Momento (M) / Longitud deMuro (L)
T = P = M / L = 13,259.0 / 3.00 = 4,420.0 kg.en cada muro en sentido X.T = P = M / L = 8,837.0 / 2.00 = 4,418.0 kg.en cada muro en sentido Y
Con esta fuerza se deben diseñar las dos columnasextremas del muro contraventeado. El mecanismo de respuestade un contraventeo en diagonal bajo excitación dinámica enun sentido es por medio de acciones de tensión en una desus cuerdas mientras que en la otra ocurren comprensiones.Al ocurrir ésta en el sentido opuesto se invierte la naturalezade las fuerzas en las cuerdas. De igual modo responden lospostes extremos del muro contraventeado. Debido a que laexitación sísmica no ocurre en una dirección determinada lafuerza a considerar será siempre de compresión debido a quees la acción más desfavorable para un poste.
Con respecto a la respuesta de los contravientos, sólouna cuerda de la diagonal trabaja para tomar la carga lateraly es la que actúa a tensión, ya que la lámina que generalmentese usa para contraventear es muy esbelta y no tiene capacidadde tomar compresiones.
La tensión que toma la diagonal se obtienegeométricamente según su inclinación, por trigonometríasimple. Para la diagonal cuyo muro tiene una altura de 2.40m. y una longitud de 3.00 m. el ángulo que está formado conla base es de 38.65°, cuya tangente mide 2.40 / 3.00 = 0.8 ysu coseno es la longitud del muro entre la longitud de ladiagonal, o sea 3.00 / 3.84 = 0.78 Ver figura No. 9
Para los muros en sentido Y el coseno vale2.00 / 3.124 = 0.64
Por lo que la tensión (D) que toma la diagonal es igualal cortante del muro en la base (Vb) dividiendo entre el cosenodel ángulo.DX = Vb (X) / COS A = 3,230.50 / 0.78 = 4,142.0 kg.DY = Vb (Y) / COS B = 2,153.33 / 0.64 = 3,364.0 kg.8.2.10.- ELEMENTOS ESCTRUCTURALES
Ver figura No. 10 (pág 95)
99
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
F1X = 936.5 kg
RAX
RAY
RBX
F2X =2294 kg
3.00 m.
Y
X
Nodo AnálisisInterno
2.40 m 2.40 m
Figura No. 8 Modelo estructural de un muro contraventeado.
RAX
FYDIAGONAL
FXDIAGONAL
FDIAGONAL
= 4420 kg
RAy = 3230.5 kg
3.00
3.841
3.00
2.40
2.40
Figura No. 9 Acciones de componentes de contraventeo.
100
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
F1
F2
FPOSTE FPOSTE
h2=4.80m.
h1=2.40m.
FBX = 3230.5 kg
3.00 m
Figura No. 10 Respuesta estructural del modelo propuesto.
(2) 1250SL22
8.2.10.1.- DISEÑO DIAGONAL
DX = 4,142.0 kg. TENSIÓNDY = 3,364.0 kg TENSIÓN
El esfuerzo de fluencia del material es:
FY = 2,812.0 kg / cm2.
De acuerdo con el código de diseño de esfuerzospermisibles (ASD´86) el esfuerzo permisible es 0.6 veces Fypara cargas normales y este valor se puede incrementar en1/3 para cargas accidentales de viento y/o sismo.
Fs = 0.6 (2,812 kg / cm2)1.333= 2,249.6 kg / cm2
El área transversal de la diagonal requerida es iguala la tensión entre el esfuerzo permisible:
As = D / Fs
As (X) = 4,142.00 kg = 1.84 cm2
2,249.6 kg / cm2
As (Y) = 3,364.00 kg. = 1.49 cm2
2,249.6 kg / cm2
Proponemos: una sección doble de 1250 SL22 que tienen As = 2 (.948)= 1.896 en cada dirección.
101
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
8.2.10.2- DISEÑO DE POSTES ADICIONALES PARACONTRAVENTEO
Para el diseño del poste que se toma el valor de lacarga y se puede directamente utilizar la tabla Pl-1seleccionando en función de la carga, dimensiones de loselementos que el proyecto permita, altura, número de elementosnecesarios.
De manera técnica informativa se explica elrazonamiento a seguir para obtener el dimensionamiento delos postes adicionales necesarios.
1er. Nivel. P = RAy = 4,420 kg2do. Nivel P = (F2x)(tan A)= (2,294)(.8) =1,835 kg.Si utilizamos (3) 920 PV 20
Por su capacidad de carga estamos suponiendo elutilizar tres postes viga para formar una pequeña columna acada lado del muro contraventeado, soportando la carga arribadescrita.
Para revisar si estos tres postes vigas resisten,consultamos la tabla para cargas axiales permisibles Pl-1
Debido a que la carga de 4,420 kg. es una cargaproducida por sismo podemos incrementar la capacidadpermisible de los perfiles de la tabla Pl-1 en 1/3.
Para un poste viga 920 PV20 sin sujeción lateralveremos que resiste 540 kg. para una altura de 2.44m.
Revisando tres postes.(3)(540)(1.333)= 2,159.46 kg
2,159.46 kg < 4,420 kg.: No pasaSi tomamos el valor del 920 PV20 con sujeción lateral
a 1/2 veremos que resiste 1,280 kg.
Revisando tres postes.(3)(1,280)(1.333)= 5,118.46 kg
5,118.46 kg > 4,420 kg.
Por lo tanto colocar (3) 920 PV20 con sujeción laterala 1/2 en los extremos del muro de contraventeo.
8.2.11.- SISTEMA DE ANCLAJE Y FIJACIÓNSe debe considerar la inversión de la dirección de las
fuerzas sísmicas por lo tanto existirán tensiones ocompresiones en ambos apoyos. Ver figura No. 11.
Si utilizamos espárragos de acero al carbón, colocadoscon el sistema Epcon de Ramset o similar (epóxico) y concretoen la cimentación con resistencia f´c = 200 kg/cm2
Diámetro del anclaje
1/2”
5/8”
3/4”
7/8”
6”
7 1/2”
8”
8”
Empotramiento
9/16”
3/4”
7/8”
1”
Diámetro del agujero
1332
2236
2742
3913
Corte (kg)
2164
3615
4805
5507
Tracción (kg)
Las cargas admisibles se aumentaron en un 33% para cargas de viento y sismo.
Si diseñamos para el sentido en X que es el más crítico tenemos:La tensión de la cimentación es igual a RAX.
Si empleamos el de 7/8'' de diámetro:
No. de espárragos por Tensión = 4,420 kg = 0.80 =1 Espárrago5,507 kg/espárrago
El cortante es igual a Vb(x)
No. de esparragos por Cortante = 3,230.5 kg = 0.83 =1 Espárrago Rige diseño por Cortante3,913 kg/espárrago
Por lo tanto colocaremos un espárrago de 7/8” de diámetro y 8” de empotramiento en la cimentación, en cada extremo delcontraventeo.
102
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Nombre
TENSION TIE
HOLDOWN
HOLDOWN
S/HTT14
S/HD8
S/HD10
Modelo
12
10
10
Calibre
6.35
6.35
6.35
W
Dimensiones (cms.)
38.10
35.20
40.90
H
2.70
3.80
3.80
CL
Diámetro de
Esparragos
5/8”
7/8”
7/8”
Carga
Permisible
2265 kg.
3587 kg.
4484 kg.
H
CL
W
ACCIONES DE DISEÑO PARACONEXIÓN EN NODO
Si empleamos tornillos con cabeza extra plana TXP-12 para unir lámina calibre 20, la carga permisible alcortante = 124 kg. (para los tornillos THX-34 hexagonales, la carga permisible al corte es de 105 kg.)
De acuerdo con la tabla TOR-01 de la referencia No. 3 de este manual. Ver figura No. 12 (pág. 98)
No. de Tornillos = Fposte = 4,420 kg = 21.1 Tornillos / cara105 kg./tornillo (2 postes) (2) 105
proponemos:22 Tornillos THX-34 en el holdown y los postes.
No. de Tornillos = Fdiagonal = 4,142 kg. = 17 Tornillos / cara124 kg (2 lados) 124 kg./tornillo (2 caras)
proponemos17 Tornillos TXP-12 en cada cara.
Para resistir las fuerzas en la dirección de Y se propone aplicar el mismo número de tornillos en cada conexión, asícomo los elementos estructurales resultantes para las fuerzas en la dirección de X.
1.- El diseñador podrá especificar el tipo de esparrago, longitud y embebido.
2.- Las cargas permisibles han sido incrementadas en un 33% para cargas de viento y sismo.
“TENSION TIE” Y “HOLDOWNS”
103
Canal inferior de bastidor
Tornillo THX-34
Poste PV
Sujeción lateral según diseño
Holdown S/HD10
Anclaje de bastidor con taqueteexpansor o espárrago con epoxico
Losa de cimentaciónconcreto f’c= 200 kg/cm2 min.
VBX =3,230.5 kg.
Figura No. 11 Anclaje y fijación.
Figura No. 12 Conexiones en nodo de contraventeo.
4,420 kg.
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Postes PV según diseño
22 tornillos THX-34
17 tornillos TXP-12 en cada diagonal
Placas cal.20
Espárrago 7/8”long. 10” penetración a cimentación8” (según diseño)
VbX VbY (por nodo)
7 tornillos TXP-12 en cada cara
17 tornillos TXP-12 en cada cara
104
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
CALZ
. TLA
LPANAV
. R
EFORM
A
A PACHUCA
LA VILLA
AV. RIOCONSULADO
AV. PARQUEVIA
AV. RIOCHURUBUSCO
CERRO DE LAESTRELLA
PERIFERICOSUR
CD.UNIVERSITARIA
AV. M. AVILACAMACHO
ZONA I
ZONA II
ZONA III
ZONA IV
AV. U
NIVE
RSID
ADAV. CONSTITUYENTES
Anexo N° 1 Zonificación sísmica para el D.F.
ANEXOS
Nota importante:Las fronteras entre las zonas I a IV indicadas en esteplano sólo tienen valor indicativo.La zona en la que se localiza un predio dado, serádeterminada a partir de las investigaciones que serealicen en el subsuelo.
105
TERRENO NO CLASIFICADO
A MÉXICO
A MÉXICO TERRENO NO CLASIFICADO
BAHÍA DE ACAPULCO
OCÉANO PACÍFICO
I
II
III
TIPO DE TERRENO
METROS
0 1000
I
II
III
TIPO DE TERRENO
A MEXICO
A PUERTO MARQUEZ
BAHÍA DE ACAPULCO
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Anexo N° 2 Zonificación sísmica para la bahía de Acapulco.
Anexo N° 3 Zonificación sísmica para el puerto de Acapulco.
106
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
34.0
0
32.0
0
30.0
0
28.0
0
26.0
0
24.0
0
22.0
0
20.0
0
18.0
0
16.0
0
14.0
0 -118
.00
-114
.00
-110
.00
-106
.00
-102
.00
-98.
00-9
4.00
-90.
00-8
6.00
LONGITUD
D C
BA B
D
A
C
C
LATI
TUD
Anexo N° 4 Zonificación sísmica de México
107
Zona Sísmica
A
B
C
D
0.08
0.16
0.20
0.14
0.30
0.36
0.36
0.64
0.64
0.50
0.86
0.86
C
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
Tipo de Suelo
MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY
Anexo No. 5
TIPO I Terreno Firme (Roca)
TIPO II Terreno Intermedio
TIPO III Terreno Blando
* Estructuras del Grupo B: Naves Industriales, locales comerciales, estructuras comunes destinadas a vivienda u oficinas,salas de espectáculos, hoteles, depósitos y bodegas ordinarias.
Si no se realizan exploraciones del subsuelo hasta la profundidad de terreno firme, el terreno de cimentación en cuestión sedebe clasificar como del tipo III.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1.- Leyes y Códigos de México. Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. 12ª Edición. Editorial Porrúa, S.A.
México, 1991.
2.- American Institute of Steel Construction. Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Member.1986 Edition.
4.- Manual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Sismo. Comisión Federal de Electricidad.Instituto de Investigaciones Eléctricas. México, D.F., 1993.
Coeficientes Sísmicos para Estructuras del Grupo “B”
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