ENTREPISOS- Manual Steel Framing, Apuntes de Construcción

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4.2 Elementos de un Panel

• Vista de un Panel

4.2.1 Elementos básicos

A. Montante: perfil PGC dispuesto en forma vertical entre la solera inferior y la solera superior del panel. El largo de la montante define la altura del panel.

B. Solera de panel: perfil PGU que une los montantes en sus extremos superior e inferior. El largo de las soleras define el ancho del panel.

Una serie de montantes ubicados cada 40 o 60 cm. (según sea la modulación adoptada) y unidos en sus extremos superior e inferior por las soleras, da origen a un panel.

La conformación final de un panel dependerá de cada proyecto de arquitectura y de cada situación especifica dentro del mismo. Por lo tanto, incluso en un mismo proyecto, habrá paneles de diversos largos y alturas, así como paneles portantes y no portantes, paneles ciegos o paneles con vanos, etc.

• Detalle de las Piezas que conforman un Panel

400 mm

Montante: PGC, invertido para cierre de panel

Solera Superior de Panel: PGU

Montante: PGC

Solera Inferior de Panel: PGU

Tornillo (T1) entre montante y solera

ß Los encuentros en cruz también pueden materializarse mediante dos dobles, como se muestra en la figura siguiente:

ß Perspectivas de piezas para encuentros

DOBLE TRIPLE CUADRUPLE

Tornillos s/ se requiera

Montantes: perfil "C"

Solera inferior: perfil "U"

DOBLE: 2 perfiles "C" DOBLE: 2 perfiles "C"

separación = alma de los perfiles de los paneles ortogonales

Panel 2

Panel 1

Panel 3

4.2.3 Piezas para Vanos

F. Dintel: pieza que se dispone en forma horizontal sobre el vano de un panel portante, para desviar las cargas verticales hacia los montantes más cercanos.

G. King: pieza que se utiliza como apoyo del dintel y que delimita lateralmente el vano en un panel portante.

H. Solera de Vano: perfil PGU dispuesto en forma horizontal para delimitar el vano en su parte superior e inferior.

I. Cripple: perfil PGC que se utiliza para materializar la estructura de un panel por encima y/o por debajo de un vano. El cripple inferior va de la solera inferior de panel a la solera inferior de vano. El cripple superior va de la solera superior de vano a la solera de dintel (en el caso de los paneles portantes) o a la solera superior de panel (en paneles no portantes).

Ver 4.3.

4.3 Vanos

Ante la necesidad de abrir un vano en un panel (colocación de puertas y/o ventanas) deberán redireccionarse las cargas que eran transmitidas a través de los montantes, que ahora se verán interrumpidos por el vano. Esto deberá hacerse únicamente en paneles portantes, ya que en el caso de paneles sin recepción de cargas (o sea, que no sirve de apoyo a ningún otro elemento estructural como vigas, cabriadas y otros paneles portantes en plantas superiores), no hay carga a redireccionar.

4.3.1 Paneles Portantes

Al igual que en los sistemas tradicionales de construcción, el elemento destinado a desviar las cargas que aparecen por sobre un vano es el dintel.

• Dintel

En estructuras resueltas con Steel Framing los dinteles son resueltos como piezas prearmadas, combinando una conjunto de perfiles “C” y “U”, tal como se indica en la figura siguiente:

Montante: perfil "C"

Solera inferior del panel: perfil "U"

Cripple: recorte de perfil "C"

Chapita de conexion del dintel al montante del king

Solera superior del panel: perfil "U"

Solera de 10, borde inferior del vano: perfil "U"

Cripple: recorte de perfil "C"

Solera de 10, borde superior del vano: perfil "U"

Dintel: 2 perfiles "C"enfrentados

King: 1 montante + jacks necesarios

a

VANO EN PANEL PORTANTE

Solera de dintel: perfil "U"

Dintel: 2 perfiles "C"

Corte de solera

• Piezas de Apoyo del Dintel

El apoyo físico del dintel está dado por uno o más perfiles C denominados Jacks , que van desde la solera inferior del panel hasta la solera de dintel.

La cantidad de Jacks necesarios para el apoyo del dintel, deberá determinarse a partir del cálculo estructural. Sin embargo, como una aproximación, puede establecerse que el número de Jacks a cada lado de la abertura será igual al número de montantes interrumpidos por la misma dividido 2. En el caso en que aquel número sea impar, deberá sumarse 1.

Los Jacks, a su vez, forman parte de otra pieza prearmada denominada King.

• King

Un King no es más que la unión de 1 o más Jacks con un montante. Así, existen Kings simples, dobles o triples según tengan 1, 2 ó 3 Jacks respectivamente. El montante del King sirve para sujetar el dintel a través del corte de solera para conexión.

1º

1 jack 1 jack

2º

1º 2º 3º

1º

1 jack

2 jacks

1 jack

2 jacks

cripple

1º 2º 3º

2 jacks 2 jacks

4º

cripples

cripples cripples

• Solera con “Corte de 10”

La delimitación superior e inferior del vano está dada por las soleras de vano, salvo en el caso de vanos para puertas en donde sólo hay solera de vano superior. Las mismas quedan sujetas al King, por medio de un corte practicado en sus alas denominado "corte de 10", tal como se indica a continuación:

1. El perfil “U” para la solera superior e inferior del vano (solera con corte de
   10. se cortará de un largo igual al ancho de la abertura más 20cm.
2. Se deberá ejecutar el corte de las alas a 10cm en cada uno de los extremos.
3. Ambos extremos de 10cm se doblan 90º para servir de conexión de la solera con el Jack.

Es frecuente que, debido a este “corte de 10” practicado en las soleras de vano, se las denomine “solera de 10”.

10cm

a

10cm

a

10cm

a + 20cm

Distancia igual a la altura del alma del dintel

Jack

Jack

Montante (^) Montante

KING = (^) 1 montante KING DOBLE =

• 1 jack

1 montante

• 2 jack

Jack doble Jack

Montante

1 montante

• 1 jack
• 1 jack doble (unidos por el alma)

KING TRIPLE =

Distancia igual a la altura del alma del dintel

Distancia igual a la altura del alma del dintel

4.3.2 Paneles no portantes

La resolución de vanos en paneles no portantes queda reducida a la delimitación de la abertura, dado que, al no soportar cargas verticales, desaparece la necesidad de colocar un del dintel, y por lo tanto, tampoco son necesarios los Jacks/ King para su apoyo.

En estos casos, la delimitación lateral del vano está dada por un único montante al cual será sujetado el marco de la abertura. En algún caso, y para dar mayor rigidez a la misma, podrá optarse por colocar montantes dobles en esta posición.

La delimitación superior e inferior del vano está dada, al igual que en los paneles portantes, por las soleras de vano, salvo en el caso de vanos para puertas en donde sólo hay solera de vano superior. Las mismas quedan sujetas al montante lateral del vano, por medio del "corte de 10”.

Solera inferior del panel: perfil "U"

Montante: perfil "C"

Solera de 10, borde inferior del vano: perfil "U"

Cripple: recorte de perfil "C"

VANO EN PANEL NO PORTANTE

Solera de 10, borde superior del vano: perfil "U"

Cripple: recorte de perfil "C"

Solera superior del panel: perfil "U"

a

Montante lateral de vano: perfil "C"

• Detalle de Vano en Panel no Portante

Solera inferior del panel: perfil "U"

Cripple: perfil "C"

Solera de 10, en borde inferior del vano: perfil "U"

Solera de 10, en borde superior del vano: perfil "U"

Solera superior del panel: perfil "U"

Cripple: perfil "C"

Corte de 10 cm en solera para sujecion al jack al king

Tornillos entre montante y solera

Corte de 10 cm en solera para sujecion al jack al king

Tornillos entre corte de 10 y Jack

Montante: perfil "C", que va entre solera inferior y solera superior de panel

4.4.1 Cruz de San Andrés

En la figura de la derecha se observa como la carga W (proveniente por ejemplo de la acción del viento sobre la pared perpendicularmente a ésta) tiende a desplazar al panel en forma horizontal y rotarlo alrededor del punto B.

Al colocar un fleje en forma diagonal y un anclaje coincidente con la llegada del mismo se evitan, tanto los efectos de rotación y desplazamiento antes mencionados, como la deformación de su plano.

Dado que la carga W podría tener sentido opuesto y debido a la capacidad de los flejes de trabajar sólo a tracción, deberá colocarse otra diagonal en el otro sentido, generando así el “X Bracing” o Cruz de San Andrés.

• Determinación del ángulo de inclinación de los flejes

Cuando el ángulo “ a “ generado entre la solera inferior del panel y el fleje es pequeño, tanto la tensión en el fleje (TF ) como la reacción de anclaje (RA ) son pequeñas y tienden a disminuir aún más a medida que “ a “ se acerca a 0º.

Sin embargo, para ángulos muy pequeños (menores que 30º) el fleje pierde su capacidad de evitar las deformaciones, objetivo para el cual fue colocado.

A medida que el ángulo aumenta, aumenta también la tracción a la que está sometida el fleje y la reacción del anclaje (RA). Por lo tanto, se necesitarán flejes y anclajes de secciones mayores para resistir las caras a la que se verían sometidos. De este modo, el ángulo “ a “ de inclinación de las diagonales deberá, en lo posible, estar comprendido entre los 30º y 60º.

La colocación de cruces en un panel que posee un vano es un caso típico en el que el fleje debe adoptar un ángulo de inclinación “ a “ grande, como se ve en la figura a. En esos casos deberá tenerse en cuenta el aumento de la tensión, que podrá determinar un aumento de la sección del fleje, o bien podrá optarse por una nueva disposición de los flejes, tal como se muestra en la figura b.

Reacciones de (Tracción) apoyo fijo Reacción de anclaje

por la carga W/cos α

W

W A B

α

Fleje traccionado

α > 60° (^) α < 60°

figura a figura b

• Dimensionamiento

La sección del fleje deberá dimensionarse para transmitir el esfuerzo de tracción que resulta de la descomposición de la carga horizontal actuante (W) en la dirección de la diagonal.

Deberá también tenerse en cuenta el efecto de rotación que puede producirse en los montantes dobles a los que se sujetan los flejes, debido a la excentricidad que se genera si las cruces se colocan en una sola cara del panel (por lo general, la exterior). Un modo de evitar esta excentricidad es colocar las cruces en ambas caras del panel, aunque esto podría conducir a problemas con el emplacado de la placa de roca de yeso del lado interior.

• Colocación

Debe ponerse especial atención en que las cruces estén tensadas al momento de su colocación, dado que, de no ser así, el panel se deformará hasta que los flejes entren en tensión y comiencen a trabajar.

Una manera sencilla de lograrlo es ejecutar la unión fleje- estructura por medio de una cartela que, además permite la colocación de los tornillos necesarios para absorber el corte que genera la tensión en el fleje.

Esta cartela deberá fijarse a un montante doble, y en coincidencia con éste, se colocará un conector y un anclaje para absorber los esfuerzos de corte y arrancamiento transmitidos por el fleje.

Debe tenerse en cuenta que, salvo al utilizar una pared de mampostería como terminación exterior, siempre es necesaria la colocación de un placa que actúe como substrato para la aplicación del acabado final. Quiere decir entonces que deberá evaluarse la conveniencia o no de rigidizar la estructura con cruces y utilizar una placa no estructural como substrato, frente a la opción de utilizar una placa estructural que actúe como diafragma de rigidización y como substrato al mismo tiempo.

Fleje de acero liviano galvanizado Cartela de acero liviano galvanizado Solera inferior

Montantes dobles

Tornillos

Varilla de anclaje

30° 60°

W

Tf= W/ cos 60º = 2W

45°

W W

Tf= W/ cos 45º = 1.41W

Tf= W/ cos 30º = 1.15W

Además de responder satisfactoriamente a los ensayos descriptos, existen otras características que deben tener las placas para que puedan utilizarse como diafragmas de rigidización:

ß Capacidad para absorber tensiones en su plano sin que los tornillos que la vinculan a la estructura metálica la desgarren.

ß Capacidad para no desgarrarse debido a las tensiones concentradas que aparecen, por ejemplo, al efectuar cortes internos para la ejecución de vanos.

ß Capacidad para resistir la acción del clima exterior durante el proceso de fabricación o montaje, sin que se alteren sus propiedades estructurales.

ß El acopio y manipuleo de estas placas debe ser sencillo y con mínimo riesgo de que se produzcan fisuras al moverlas.

ß La ejecución de cortes debe ser sencilla y rápida.

Por todo esto es fundamental distinguir entre placas para exterior o substratos y diafragmas de rigidización ya que ambos no cumplen las mismas funciones.

Los diafragmas en general pueden actuar como substratos y son aptos para colocarse en el exterior, pero las placas para exterior o substratos no siempre pueden actuar como diafragma rigidizador, ya que algunas no poseen las características estructurales necesarias para resistir la acción de cargas laterales.

Por lo tanto, en aquellos casos en que no se utilice diafragma de rigidización y se coloque como substrato una placa no estructural, deberá colocarse siempre Cruces de San Andrés.

• Emplacado: Reglas básicas para la aplicación del Diafragma de Rigidización
  • Para que un panel emplacado con un Diafragma de Rigidización pueda considerarse que resiste la acción de las cargas laterales que actúan en su plano, deberá tener como mínimo un ancho de 1,20 mts por toda la altura del panel, sin vanos ubicados en este ancho mínimo.
  • Las placas se deben colocar con la dimensión mayor en forma vertical, paralela a la dirección de las montantes (placas paradas), y no debe haber uniones en coincidencia con los vértices de los vanos, sino que se deben cortar en forma de “C“.

Mínimo= 1.20 m

SI!

NO!

Panel 1 Panel 2

La unión de placas no coincide con la unión de paneles

Panel 1 Panel 2

unión de placas La unión de placas no coincide con la unión de paneles unión de paneles

• La unión entre una placa y otra que sean adyacentes debe efectuarse sobre el ala de un montante, compartiendo mitad de la misma entre cada una de las placas. Los tornillos se desfasan entre una placa y otra de manera de no perforar al ala del perfil en dos lugares para una misma altura.
• En lo posible, la unión de paneles no debe coincidir con la unión de placas, debiéndose solapar las juntas, aumentando así la rigidez. A continuación se muestran dos tipos de solapado de uniones entre perfiles y placas.
• Los encuentros de paneles en las esquinas salientes de una estructura deben emplacarse como muestra la figura de la derecha, solapando las uniones entre perfiles y placas.
• La vinculación entre la placa que actúa como Diafragma de Rigidización y la Estructura de Perfiles Galvanizados está dada generalmente por tornillos, aunque también existen clavos estriados especialmente para resistir la tracción.
• Para que los perfiles y la placa puedan desarrollar toda su capacidad de resistencia debe colocarse la cantidad y el tipo de tornillos adecuados para lograr la resistencia total necesaria. En los ensayos realizados en USA se determinó que la mayor incidencia que tiene la separación entre montantes a los esfuerzos de corte en el plano de la pared, es que a menor separación de éstos, existe mayor cantidad de tornillos por unidad de superficie. Por lo tanto, en lo que a esfuerzo lateral se refiere, se debe prestar especial atención a colocar los tornillos a una distancia máxima entre sí de 10 cm en todo el perímetro de las placas, y de 20 cm en los montantes intermedios, sin importar si estos estaban separados a 40 cm o 60 cm entre centros. El tornillo mas utilizado para la fijación de las placas que actúan como Diafragma es el T2 x 1 1/4”.

4 cm 10 cm

2 cm

5 cm

Unión de placas centrada en el ala del perfil

Tornillos desfasados en la unión de placas

20 cm

10 cm 20 cm

10 cm

Vano

10 cm

Ver 7.

Panel 1

Panel 2