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PERFILES ESTRUCTURALES PARA COSTANERASDE TECHOS Y CIERROS LATERALES

La información contenida en este manual fue desarrollada por las oficinas de Ingeniería:

RCP Ingeniería Estructural, bajo la dirección del Ingeniero Civil Rodrigo Concha P.Bascuñán, Maccioni e Ingenieros Asociados, bajo la dirección del Ingeniero Civil AlbertoMaccioni Q.

CINTAC S.A. ha preparado cuidadosamente la información Técnica que se brinda en estemanual, pero no asume ninguna responsabilidad que pueda derivarse de su incorrectaaplicación.

CINTAC S.A. se reserva el derecho de cambiar las dimensiones y/o descontinuar susproductos.

Todos los ca tá logos se encuentran ac tua l i zados en www.c in tac .c l

Segunda edición - Mayo 2006Diseño y producción: Rojo Creativo Ltda.Manual Z-TuBest

32

INDICE

• FICHA TECNICA PERFIL Z-TUBEST®

• ESPECIFICACIONES TECNICAS, PERFIL Z-TUBEST®

• SERIE DE PERFILES Z-TUBEST®

• TABLAS PARA CALCULO Y DISEÑO ESTRUCTURAL

PROPIEDADES GEOMETRICAS PARA EL DISEÑO, PERFILES Z-TUBEST®

• CAPACIDADES ADMISIBLES PERFILES Z-TUBEST®

CARGAS AXIALES ADMISIBLES

MOMENTOS ADMISIBLES

• TABLAS DE SELECCION RAPIDA PARA DISEÑO

• ESQUEMA DE TRASLAPO Y CONEXIONES

• EJEMPLO DE DISEÑO

• ANEXO

CINTAC S.A. es la empresa más importante del mercado de productos de aceroconformados en frío de Chile, principalmente en tubos estructurales, perfiles abiertosy cañerías.

CINTAC es también la empresa líder en innovación tecnológica del mercado, lo quese aprecia mediante el permanente lanzamiento de nuevos productos y elestablecimiento de los estándares de calidad para los nuevos perfiles que requiere laconstrucción y la industria de nuestro país.

Presentamos ahora un nuevo sistema de costaneras de techo y cierro lateral,basado en el uso del Perfil Z-TuBest, el cual satisface la necesidad de cubrir distanciasentre pórticos mayores a 6 metros.Se incorpora el concepto de viga continua, lo cual se logra mediante una cualidad delPerfil Z-TuBest, que es la de ser anidable, esto permite traslapar los perfiles en lospuntos de apoyo, aumentando de esta forma la capacidad resistente en este punto.

Además permite el uso de parejas de perfiles de distinto espesor, mayor en lostramos extremos y menor en todos los tramos interiores.

Esta Serie de perfiles presenta grandes ventajas y ahorros importantes enrelación a los diseños tradicionales. El almacenamiento y transporte de estosPerfiles se logra fácilmente por su condición de anidabilidad, lo que facilita unóptimo aprovechamiento del espacio y un fácil apilamiento.

El Perfil Z-TuBest, es un complemento del Sistema Constructivo TuBest lo que permitecontar con una solución de estructuración de naves industriales y comerciales muyeficiente y económica. También puede ser utilizado como solución de costaneras enotro tipo de estructuración de naves.

7

11

25

29

33

47

55

63

77

54

1

FICHA TECNICAPERFIL Z-TUBEST®

6

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FICHA TECNICA PERFIL / Z-TuBest®

La Serie de Perfiles Z-TuBest posee las características y especificaciones que se detallan a continuación:

ACERO : A42-27 ES. Tensión de Fluencia 2700 Kgf/cm2

Tensión de Ruptura 4200 Kgf/cm2

Alargamiento 20 %

DISEÑO : Según Manual AISI: “SPECIFICATION FOR THE DESIGN OF COLD FORMED STEEL STRUCTURAL MEMBERS”, Edición 1996.

PERFIL Z

Espesor : 1,6*-2-2,5-3 mm.

Largo : Ref. capítulo 6.

Tolerancia en el largo : -0,+15 mm.

(*) Galvanizado G60. Acero ASTM A653 Fy ³ 2700 Kgf/cm2

98

2

ESPECIFICACIONESTECNICAS

10

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ESPECIFICACIONES TECNICAS / Z-TuBest®

Para el dimensionamiento de costaneras Z-TuBest se utilizan las especificaciones delAmerican Iron and Steel Institute (AISI) "Specification for the Design of Cold FormedSteel Structural Members" en su última versión de 1996, y que corresponde a la parte 5del "Cold Formed Steel Design Manual". En este documento se han incorporado tambiénalgunas modificaciones y complementos contenidos en el Suplemento No1 de laespecificación, publicado por el AISI en 1999.

El AISI ha incorporado en sus especificaciones tanto el método tradicional de diseñoconocido como "Diseño por Tensiones Admisibles" (Allowable Stress Design, ASD), obien el nuevo método conocido como "Diseño por Factores de Carga y Resistencia" (Loadand Resistance Factor Design, LRFD). En este caso se ha considerado usar el métodoASD, ya que en la actualidad continúa siendo el método más utilizado.

Las costaneras son piezas sometidas fundamentalmente a flexión, y como sabemos, enestas circunstancias una pieza puede alcanzar su falla ya sea por que se produjo pandeolateral (o volcamiento), o bien la pieza estaba impedida al vuelco o arriostrada, y por tantose alcanza el límite de su resistencia mecánica. En un diseño tradicional elástico, elcriterio utilizado para el límite de resistencia de la pieza corresponde al inicio de fluencia,que será el criterio utilizado en este caso, sin embargo, se puede mencionar que el AISIentrega un criterio alternativo basado en la reserva inelástica de capacidad de la sección.Como las secciones son de espesores reducidos, en algunos casos, dependiendo de lasrelaciones ancho espesor y los esfuerzos solicitantes, la sección debe ser reducidaa sus propiedades efectivas según se indica más adelante.

A continuación se entregan las especificaciones de diseño de las costaneras Z-TuBestde acuerdo a la Especificación AISI en su última versión.

1312

ESPECIFICACIONES TECNICAS / Z-TuBest®ESPECIFICACIONES TECNICAS / Z-TuBest®

My= SfFyMe= Momento elástico crítico, que para el perfil Z-TuBest tiene el siguiente valor:

Me=

d = Altura del perfil Z-TuBest E = Módulo de elasticidad. L = Longitud no arriostrada del elemento. Iyc = Momento de inercia de la porción en compresión de la sección, calculado en torno al eje paralelo al alma y considerando la sección total no reducida.

Cb = Coeficiente que se debe determinar a partir de la forma del diagrama de momento en el tramo no arriostrado en consideración.

Cb =

Mmax= Valor absoluto del momento máximo en el tramo. MA = Valor absoluto del momento a un cuarto de la longitud del tramo. MB = Valor absoluto del momento al centro de la longitud del tramo. MC = Valor absoluto del momento a tres cuartos de la longitud del tramo.

CALCULO DEL MODULO ELASTICO EFECTIVO

Las secciones Z-TuBest se forman a partir de tres tipos de elementos, que son el alma, las alas y los atiesadoresde alas o atiesadores de borde.

Los elementos o partes de una sección cuando son sometidos a compresión podrán sufrir un pandeo de placapara ciertas relaciones de esbeltez o ancho-espesor. El criterio adoptado por el AISI es eliminar de la sección totalaquellas porciones que pueden presentar un pandeo de placa, transformándose en una sección efectiva.

Las almas son elementos atiesados, ya que las alas y sus atiesadores de borde entregan una rigidez adecuadaa este elemento en sus extremos. Cuando la pieza se somete a flexión, el alma presenta un gradiente detensiones con una zona en compresión y otra en tracción. Si el alma es muy esbelta podrá ser necesario reducirsu sección eliminando una porción en compresión afecta a pandeo, por lo que la posición del eje neutro de la piezano es conocido y para su determinación se requerirá realizar tanteos sucesivos.

VIGAS ARRIOSTRADAS

Si la pieza está arriostrada, el momento nominal corresponde a:

Mn= Se Fy

En que:

Fy = Tensión de fluencia del acero, 2.700 kgf/cm2

Se = Módulo elástico efectivo de la sección calculado con la fibra extrema en compresión o tracción a una tensión igual a Fy.

El factor de seguridad que se aplica al momento nominal, corresponde en este caso a ½b=1,67

VIGAS NO ARRIOSTRADAS

Si la pieza está afecta a pandeo lateral, el momento nominal corresponde a:

Mn =ScMc/Sf con ½b=1,67

Donde:

Sc = Módulo elástico de la sección total calculada para una tensión de Mc/Sf en la fibra extrema comprimida.

Sf = Módulo elástico de la sección total calculada para la fibra extrema en compresión.

Mc = Momento crítico que se determina de la siguiente forma:

Para Me ³ 2,78My

Mc= My

Para 2,78My > Me > 0,56My

Mc= 10

9

Para Me ² 0,56My

Mc= Me

1514

My (1-10My/36Me)

(π2ECbdlyc)

2L2

12,5 Mmax

2,5Mmax + 3MA + 4MB + 3MC


b1

f1 COMPRESION

b2

b1

b2

W

f2 COMPRESION

f1 COMPRESION

W

f2 TRACCION

A

A

Elementos atiesados bajo gradientes de tensiones

Las alas son elementos no totalmente atiesados, ya que el atiesador de borde no tiene la rigidez suficiente paraempotrar el ala. Como el espesor de las alas es reducido en relación a su altura, la distribución de tensionesen éstas producto de la flexión se puede suponer uniforme, existiendo un ala uniformemente traccionada yotra uniformemente comprimida. El ala comprimida queda sujeta a reducción por esbeltez, sin embargo, la porciónafecta a pandeo se determina sin iteraciones a partir de las expresiones de pandeo de placas del AISI.

Los atiesadores de borde son elementos no atiesados sometidos a gradiente de tensiones, pero en el caso desecciones Z-TuBest no se encuentran afectos a reducción de su sección.

Se indican a continuación las expresiones del AISI aplicadas a las secciones Z-TuBest para determinar laspropiedades efectivas.

ALMA DE SECCION Z-TuBest en flexión (Gradiente de tensiones)

Los anchos efectivos b1 y b2 como se muestran en la figura, se determinan de las siguientes ecuaciones:

b1 = be / (3 -Ψ)

Para Ψ ² -0,236

b2 = be /2

b1+b2 no debe exceder la porción en compresión del alma calculada en base a la sección efectiva.

Para Ψ > -0,236

b2 = be-b1

Donde: be = Ancho efectivo determinado de acuerdo a las expresiones posteriores con:

k = 4 + 2 (1 -Ψ)3+2(1-Ψ)

Ψ=f2 /f1

λ = 1,052 w f k e E

f1,f2 = Tensiones mostradas en la figura calculadas en base a la sección efectiva.

f1 corresponde a compresión (+) y f2 puede ser tracción (-) o compresión (+). En caso que ambos sean compresión, f1³ f2.

Ancho efectivo:

El ancho efectivo be se determina de la siguiente forma:

b = w cuando λ ² 0,673 b = ρw cuando λ > 0,673

En que w = ancho plano del alma = w = A-e-2R

ρ = (1 – 0,22 /λ) / λ

λ : Factor de esbeltez determinado de la siguiente forma:

1716


S = 1,28 E / f

Caso I w/e ² S/3Ia = 0b = wds = d’sAs = A’s

Caso II S /3 < w/e < S

Is = 0,0417d3eIa/e4 = 399 [(w/e) /S - ku /4]3

n = 1/2C2 = Is / Ia² 1C1 = 2 – C2

El ancho efectivo b se determina con las mismas ecuacionesde la página anterior, pero con el siguiente valor de k:

k = C2n (ka – ku) + ku

ku = 0,43

Si D/w ² 0,8 entonces

ka = 5,25 – 5 (D/w) ² 4.0ds = C2 d’s

Caso III w/e ³ S

Ia / e4 = [115 (w/e) /S] + 5C1 , C2 , b, k, ds, As se determinan para caso II con n=1/3

ATIESADOR DE BORDETENSION f3 PARA

TENSION f DEL ALA

2C1b

2C2b

Ddds

d's

W

Corte

(a) Para h/e ² 0,96 Ekv/FyVn = 0,60Fy he½v = 1,50 Factor de seguridad

(b) Para 0,96 Ekv/Fy < h/e ² 1,415 Ekv/FyVn = 0,64 e2 EkvFy

½v = 1,67 Factor de seguridad

(c) Para h/e > 1,415 Ekv /FyVn = 0,905 Ekve3/h½v = 1,67 Factor de seguridad

En que:

Vn = Valor nominal de corte de la viga.e = Espesor del alma.h = Altura plana de la sección.kv = Coeficiente de placa, que en este caso corresponde a 5,34.

Combinación de Flexión y Corte

½b M2+

½v V2² 1,0

Mnxo Vn

ALAS DE SECCION Z-TuBest

Las alas corresponden a elementos sometidos a compresión uniforme con un atiesador extremo.Se debe determinar el ancho efectivo mediante las siguientes expresiones:

Para secciones Z-TuBest las capacidades requeridas de corte V, y de flexión M, deberán satisfacer lasiguiente expresión:

CAPACIDAD DE CORTE Y PANDEO DEL ALMA

Las costaneras son elementos que trabajan fundamentalmente a flexión, y por lo tanto el diseño quedacontrolado en general por resistencia a flexión o estabilidad lateral. Las tablas generales de capacidades entreganlos valores admisibles para corte y pandeo del alma. Adicionalmente se entrega a continuación las expresiones delAISI para corte y pandeo del alma aplicables a las secciones Z-TuBest.

1918


Donde:

½b = Factor de seguridad por flexión.½v = Factor de seguridad por corte.Mn = Capacidad nominal de flexión cuando sólo existe flexión.Mnxo = Capacidad nominal de flexión en torno al eje centroidal x,

para sección completamente arriostrada.Vn = Capacidad nominal de corte cuando sólo existe corte.

Pandeo del Alma

En el caso de existir cargas puntuales en las costaneras Z-TuBest, y en las reacciones de apoyo, seránecesario verificar el pandeo del alma por compresión. La capacidad resistente por pandeo del alma sepodrá verificar según el capítulo C3.4 de la especificación de diseño del AISI.

CRITERIOS DE DISEÑO PARA COSTANERAS Z-TuBestA continuación se entregan algunos criterios de diseño de costaneras para naves industriales quecorresponden a los propios criterios aceptados por el AISI en su manual de diseño "Cold Formed SteelDesign Manual", en su última versión de 1996, complementados con criterios aceptados por la prácticaprofesional chilena.

En primer lugar habrá que decir que las costaneras cumplen la función de soportar la cubierta, ya sea detecho o lateral, y las cargas que pueden existir sobre ésta. Las normas utilizadas para definir las cargas enlas cubiertas son la norma NCh 1537of86 "Diseño estructural de edificios, cargas permanentes ysobrecargas de uso", la norma NCh 432of72 "Cálculo de la acción del viento en las Construcciones", y lanorma NCh 431of77 "Construcción – Sobrecargas de Nieve".

Las costaneras entregan apoyo a la cubierta, que se conecta al ala superior mediante algún sistema deanclaje. La cubierta bajo ciertas condiciones puede evitar el vuelco del ala superior comprimidatransformando la sección en arriostrada, y al mismo tiempo colaborar a la estabilidad de la sección cuando lacompresión se produce en el ala inferior por efecto de la succión de viento. En este caso, no es necesarioutilizar arriostramientos intermedios.

Cuando no es posible contar con la cubierta como elemento que evite el pandeo lateral del ala comprimida,se deberá considerar como longitud no arriostrada el largo total entre apoyos. Es decir, la distancia totalentre marcos de apoyo, o bien la distancia entre colgadores interiores.

Las costaneras se pueden conectar de tal forma que trasmitan momento negativo sobre el apoyo, y en talcaso se forma una viga continua, o bien no materializar traslapos y apoyar sin trasmisión de momentossobre los marcos, generándose una viga simplemente apoyada. Desde el punto de vista de diseño, la vigacontinua es más eficiente ya que los esfuerzos y deformaciones se ven notoriamente disminuidos,permitiéndose el uso de secciones más livianas. Las costaneras simplemente apoyadas presentan esfuerzosy deformaciones mayores, y por lo tanto resultarán secciones de mayor peso.

Se entregan a continuación los criterios de diseño de costaneras Z-TuBest, siendo conveniente aclarar queéstos corresponden a los criterios considerados parte de una "buena práctica", no intentándose por elloimponerlos como obligatorios, ni menos prohibir otros criterios o aproximaciones que son deresponsabilidad del profesional.

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO DE COSTANERAS Z-TuBest

1. Las costaneras se deben conectar a los apoyos de tal forma que se evite el desplazamiento lateral del ala comprimida. Para efectos prácticos, bastará con usar pernos colocados en el alma próximos a ambas alas.2. Las cargas producto de viento, nieve y otro tipo de sobrecargas se supone actúan en forma uniforme.3. El modelo estructural a utilizar puede ser de vigas continuas o simplemente apoyadas que considere el material homogéneo y de comportamiento elástico lineal.4. Los colgadores intermedios deben poder soportar las cargas que trasmiten, y se deben colocar próximos al ala comprimida a modo de ser considerados como puntos de fijación lateral.5. Se puede considerar que la cubierta provee un apoyo continuo al ala comprimida cuando cumple ciertas condiciones específicas que se indican en el tema de DIAFRAGMAS RIGIDOS y además se pueda probar que impide el desplazamiento y rotación del ala superior comprimida.6. Para esfuerzos de succión, se podrá considerar que la cubierta colabora con la estabilidad del ala inferior comprimida si cumple las condiciones expuestas en el tema de DIAFRAGMAS RIGIDOS. En este caso se puede llegar hasta el 70% de la capacidad de la sección arriostrada.7. Cuando se deba considerar puntos discretos de arriostramiento y exista succiones de viento, se deberá disponer un colgador que pueda evitar el desplazamiento lateral de ambas alas.

CRITERIOS DE DISEÑO DE COSTANERAS Z-TuBest CONTINUAS

1. Las costaneras Z-TuBest se conectan mediante zonas traslapadas en los apoyos de tal forma que entregan una continuidad completa de momentos entre los elementos.2. El análisis de la viga continua puede realizarse considerando que todos los elementos tienen las mismas propiedades de inercia, o bien considerar que las zonas de traslapo son elementos con propiedades equivalentes a la suma de las propiedades de los elementos traslapados.3. Se considera que las capacidades resistentes de las porciones de traslapo corresponden a la suma de las capacidades resistentes de las piezas individuales.4. Cuando la cubierta pueda ser considerada un diafragma rígido, para cargas de gravedad, el ala inferior comprimida en y/o próxima a los apoyos, se asume completamente arriostrada entre el apoyo y el del diagrama de momentos se considera un cantilever con un extremo libre.5. Cuando se deba considerar puntos discretos de arriostramiento, el sistema de colgadores deberá dar apoyo lateral al ala comprimida, según corresponda, tanto al ala superior como al ala inferior.6. Como condición necesaria, las costaneras extremas deberán tener la misma altura de las costaneras interiores, y existir a lo menos 4 tramos de continuidad.

2120


DIAFRAGMAS RIGIDOS

Como ya se ha mencionado, bajo ciertas condiciones, es posible considerar que la cubierta de techocolabora a evitar el volcamiento del ala inferior de las costaneras Z-TuBest, que es la situación que seproduce en el tramo, producto de succión de viento.

Se puede considerar que el momento nominal de la sección en las condiciones anteriores es:

Mn= R Se Fy

En que el valor de R corresponde a:

R= 0,50 para costaneras Z-TuBest simplemente apoyadas Z 250.R= 0,65 para costaneras Z-TuBest simplemente apoyadas Z 175 y Z 200.R= 0,70 para costaneras Z-TuBest simplemente apoyadas Z 100 a Z 150.R= 0,70 para costaneras Z-TuBest continuas.

El sistema de costaneras Z-TuBest y cubierta deben cumplir los siguientes requisitos:

(1) Para costaneras continuas, la longitud del traslapo a cada uno de los lados del apoyo (distancia del centro del apoyo al extremo del traslapo) no debe ser inferior a 1,5 veces la altura total de la sección.(2) La máxima longitud entre apoyos de la costanera Z-TuBest debe ser 10 metros.(3) Para sistemas de costaneras continuas, el tramo mayor no puede tener una longitud de más de un 20% que el tramo menor.(4) Ambas alas deben estar impedidas de desplazarse lateralmente en los apoyos.(5) La cubierta o revestimientos laterales deben ser paneles de acero de un espesor mínimo de metal base de 0,46 mm, con nervios de una altura mínima de 32 mm que se deben espaciar como máximo 300 mm.(6) Los anclajes serán tornillos autoperforantes No 12, o remaches de 3/16" con golillas de 1/2" de diámetro.(7) Los conectores indicados se espaciarán centro a centro una distincia no mayor a 300 mm, y se deben colocar próximos al centro del ala de las secciones Z-TuBest

Si se puede asegurar que la cubierta y sus fijaciones, además de las condiciones (1) a (7) anteriores impidencualquier desplazamiento o giro del ala superior de las costaneras Z-TuBest, se puede prescindir dearriostramientos intermedios y utilizar toda la capacidad de flexión de la sección en el caso del ala superioren compresión.

Esto se podrá probar ya sea mediante ensayos según se especifica en el capítulo VIII del "Cold FormedSteel Design Manual" del AISI de 1996, o bien mediante un método analítico basado en principios aceptadosde la mecánica estructural que considere la resistencia y estabilidad del sistema costanera-fijaciones-cubierta.

ARRIOSTRAMIENTOS INTERMEDIOS

Si no es posible probar que la cubierta impide cualquier desplazamiento o giro del ala superior comprimidade la costanera Z-TuBest, se deberá considerar que la longitud no arriostrada del tramo corresponde a ladistancia entre fijaciones laterales, es decir la distancia entre apoyos, o bien la distancia entre apoyos yfijaciones intermedias o la distancia entre fijaciones intermedias.

Las fijaciones intermedias se deben diseñar de acuerdo a la sección D3.2 de la especificación del AISI"Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members", edición de 1996.

ESQUEMAS DE LARGOS Y PERFORACIONES

Se ha elaborado una línea de productos Z-TuBest para satisfacer un rango amplio de requerimientos delmercado. En el caso de las costaneras continuas, los largos definidos para las costaneras Z-TuBest se handeterminado de tal forma de satisfacer los requerimientos de traslapo, resistencia y deformación paraobtener un aprovechamiento óptimo.Se adjuntan Esquemas para vigas continuas, con longitudes de apoyo de 5,6,7,8,9 y 10 metros.

TABLAS DE DISEÑO

A modo de facilitar el trabajo de cálculo de las costaneras Z-TuBest, que puede ser bastante laborioso, enespecial en cuanto a la determinación de las propiedades efectivas y por consiguiente las capacidades, seha desarrollado una serie de tablas que se presentan a continuación.

La primera de éstas corresponde a las propiedades de las secciones de la serie Z-TuBest y las tablas decapacidades de flexión y compresión, determinadas para distintas longitudes y con un coeficiente paraflexión de Cb=1,0. Se incorpora las capacidades de corte y pandeo del alma.

A modo de facilitar al máximo la labor de los diseñadores, se ha elaborado tablas de selección rápida quepermite obtener en forma directa las cargas admisibles para las secciones Z-TuBest para distintas distanciasentre apoyos y longitudes no arriostradas que se han desarrollado en base a los Criterios de Diseño.

Finalmente se incluye un anexo útil para el cálculo de costaneras Z-TuBest donde se han incorporadovalores del coeficiente Cb para distintas formas del diagrama de momentos, tablas de vigas continuas y unatabla con los módulos elásticos efectivos para los momentos máximos admisibles (momento nominaldividido por el factor de seguridad ½b=1,67).

2322

ESPECIFICACIONES TECNICAS / Z-TuBest®

3

SERIEDE PERFILES

USO DE TABLAS DE SELECCION RAPIDA

Estas tablas se han desarrollado para longitudes de apoyo entre 5 y 10 metros. Se ha considerado en eldesarrollo de las tablas la capacidad resistente de las piezas, la capacidad por pandeo lateral del alacomprimida en el caso de sistema sin diafragma rígido, y las deformaciones máximas en el tramo de L/200.Para el caso de costaneras Z-TuBest no arriostradas por la cubierta, se ha considerado el uso de fijacionesintermedias en puntos tercios para longitudes de apoyo de 5, 6 y 7 metros. Para longitudes de 8, 9 y 10metros se ha considerado apoyo en los puntos cuartos de la longitud.

Para la utilización de las tablas, bastará con determinar la carga uniformemente ditribuida requerida para elcaso en estudio, y obtener la sección más liviana que presenta una carga admisible igual o superior a larequerida. Cuando se diseña costaneras continuas, las piezas extremas quedan sometidas a esfuerzos yrequerimientos por deformaciones mayores que las costaneras interiores, por lo que es usual disponer desecciones distintas de tal forma de obtener la máxima economía. Por lo tanto, se deberá analizar cuál es lacombinación de secciones para el tramo extremo e interior que significa el menor peso, teniéndose comoúnico requerimiento que ambas costaneras deben tener igual altura.

En el caso de considerar diafragma rígido en costaneras simplemente apoyadas, para succiones de vientose deberá multiplicar los valores de la tabla por un factor igual a 0,7 si las secciones tienen una altura igual omenor a 150 mm, por 0,5 para secciones de una altura igual o mayor a 250 mm y por 0,65 para costanerasZ-TuBest de 175mm y 200mm de altura. Para el caso de costaneras continuas, independientemente de laaltura de la sección, los valores de la tabla, en el caso de succión de viento y diafragma rígido se debenmultiplicar por 0,7.

Observación:Las expresiones para determinar las capacidades de compresión se pueden encontrar en el manual AISI.En el presente manual se entregan sólo las tablas de capacidades.

24

®

SERIE DE PERFILES / Z-TuBest®

Dimensiones perfiles Z-TUBESTA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

α

A

e

αR

R = 3 mm= 45 Bi

C

X -X

y

Y

x

Bs

(*) Ver referencia ficha técnica, sólo a pedido.

15151515

1,6*2

2,53

1,6*2

2,53

15151515

45454545

7070707070707070

7575757575757575

50505050

20202020

20202020

1,6*2

2,53

1,6*2

2,53

1,6*2

2,53

DESCRIPCION DIMENSIONESPeso A Bs Bi C e

Z A x Bs x C x e Kgf/m mm mm mm mm mm

Z 10 x 50 x 15 x 1,6*2

2,53

2,743,424,225,04

100100100100

50505050

45454545

15151515

1,6*2

2,53

Z 125 x 50 x 15 x 1,6* 3,063,814,715,62

125125125125

50505050

45454545

Z 150 x 50 x 15 x 1,6* 3,374,205,206,21

150150150150

Z 175 x 75 x 20 x 1,6* 4,445,546,878,22

175175175175

70707070

Z 200 x 75 x 20 x 1,6* 4,755,937,368,80

200200200200

Z 250 x 75 x 20 x 1,6* 5,386,718,349,98

250250250250

75757575

20202020

22,53

22,53

22,53

22,53

22,53

TABLA 1

FICHA ZTUB2000 / 0020a-0

2726

SERIE DE PERFILES / Z-TuBest®

Dimensiones perfiles Z-TUBESTA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

Tabla de Códigos

4

TABLASPARA CALCULO

Y DISEÑOESTRUCTURAL

DIMENSIONESPeso

H Bs Bi C

CODIGOS

Largos (mm)

Z 100 x 50 x 15 x 1,6*

Z 100 x 50 x 15 x 2,0

Z 100 x 50 x 15 x 2,5

Z 100 x 50 x 15 x 3,0

Z 125 x 50 x 15 x 1,6*

Z 125 x 50 x 15 x 2,0

Z 125 x 50 x 15 x 2,5

Z 125 x 50 x 15 x 3,0

Z 150 x 50 x 15 x 1,6*

Z 150 x 50 x 15 x 2,0

Z 150 x 50 x 15 x 2,5

Z 150 x 50 x 15 x 3,0

Z 175 x 75 x 20 x 1,6*

Z 175 x 75 x 20 x 2,0

Z 175 x 75 x 20 x 2,5

Z 175 x 75 x 20 x 3,0

Z 200 x 75 x 20 x 1,6*

Z 200 x 75 x 20 x 2,0

Z 200 x 75 x 20 x 2,5

Z 200 x 75 x 20 x 3,0

Z 250 x 75 x 20 x 1,6*

Z 250 x 75 x 20 x 2,0

Z 250 x 75 x 20 x 2,5

Z 250 x 75 x 20 x 3,0

Kgf/ mm mm mm mm mm

2,74

3,42

4,22

5,04

3,06

3,81

4,71

5,62

3,37

4,20

5,20

6,21

4,44

5,54

6,87

8,22

4,75

5,93

7,36

8,80

5,38

6,71

8,34

9,98

100

100

100

100

125

125

125

125

150

150

150

150

175

175

175

175

200

200

200

200

250

250

250

250

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

75

75

75

75

75

75

75

75

75

75

75

75

45

45

45

45

45

45

45

45

45

45

45

45

70

70

70

70

70

70

70

70

70

70

70

70

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

1,6

2,0

2,5

3,0

1,6

2,0

2,5

3,0

1,6

2,0

2,5

3,0

1,6

2,0

2,5

3,0

1,6

2,0

2,5

3,0

1,6

2,0

2,5

3,0

6.000 5.800 6.900 8.000 9.100 10.200

9.219

9.220

9.221

9.222

9.223

9.224

9.225

9.226

9.227

9.228

9.229

9.230

9.231

9.232

9.233

9.234

9.235

9.236

9.237

9.238

9.239

9.240

9.241

9.242

9.219-5.800

9.220-5.800

9.221-5.800

9.222-5.800

9.223-5.800

9.224-5.800

9.225-5.800

9.226-5.800

9.227-5.800

9.228-5.800

9.229-5.800

9.230-5.800

9.231-5.800

9.232-5.800

9.233-5.800

9.234-5.800

9.235-5.800

9.236-5.800

9.237-5.800

9.238-5.800

9.239-5.800

9.240-5.800

9.241-5.800

9.242-5.800

9.219-6.900

9.220-6.900

9.221-6.900

9.222-6.900

9.223-6.900

9.224-6.900

9.225-6.900

9.226-6.900

9.227-6.900

9.228-6.900

9.229-6.900

9.230-6.900

9.231-6.900

9.232-6.900

9.233-6.900

9.234-6.900

9.235-6.900

9.236-6.900

9.237-6.900

9.238-6.900

9.239-6.900

9.240-6.900

9.241-6.900

9.242-6.900

9.219-8.000

9.220-8.000

9.221-8.000

9.222-8.000

9.223-8.000

9.224-8.000

9.225-8.000

9.226-8.000

9.227-8.000

9.228-8.000

9.229-8.000

9.230-8.000

9.231-8.000

9.232-8.000

9.233-8.000

9.234-8.000

9.235-8.000

9.236-8.000

9.237-8.000

9.238-8.000

9.239-8.000

9.240-8.000

9.241-8.000

9.242-8.000

9.219-9.100

9.220-9.100

9.221-9.100

9.222-9.100

9.223-9.100

9.224-9.100

9.225-9.100

9.226-9.100

9.227-9.100

9.228-9.100

9.229-9.100

9.230-9100

9.231-9.100

9.232-9.100

9.233-9.100

9.234-9.100

9.235-9.100

9.236-9.100

9.237-9.100

9.238-9.100

9.239-9.100

9.240-9.100

9.241-9.100

9.242-9.100

9.227-10.200

9.228-10.200

9.229-10.200

9.230-10.200

9.231-10.200

9.232-10.200

9.233-10.200

9.234-10.200

9.235-10.200

9.236-10.200

9.237-10.200

9.238-10.200

9.239-10.200

9.240-10.200

9.241-10.200

9.242-10.200

11.300

9.228-11.300

9.229-11.300

9.230-11.300

9.231-11.300

9.232-11.300

9.233-11.300

9.234-11.300

9.235-11.300

9.236-11.300

9.237-11.300

9.238-11.300

9.239-11.300

9.240-11.300

9.241-11.300

9.242-11.300

DESIGNACION espesor

TABLA 1

FICHA ZTUB2000 / 0020b-0

28

®

PROPIEDADES PARA EL DISEÑO PERFIL / Z-TuBest®

Propiedades geométricas Z-TUBESTA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

A

e

αR

Bi

C

X -X

y

Y

x

Bs

20202020

15151515

15151515

100100100100

125125125125

150150150150

1,62,02,53,0

15151515

15151515

15151515

50505050

50505050

50505050

75757575

75757575

75757575

xxxx

xxxx

xxxx

175175175175

20202020

20202020

20202020

200200200200

250250250250

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

1,62,02,53,0

-0,05-0,05-0,05-0,05

-0,04-0,04-0,05-0,05

100100100100

xxxx

50505050

15151515

1,62,02,53,0

125125125125

xxxx

50505050

150150150150

xxxx

50505050

175175175175

75757575

200200200200

75757575

20202020

1,62,02,53,0

250250250250

75757575

20202020

45454545

45454545

70707070

45454545

70707070

70707070

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98

kgf/m

DESIGNACION DIMENSIONES Peso Area

3,504,355,376,42

3,904,856,007,17

4,305,356,627,92

5,667,058,7510,5

6,067,559,3711,2

6,868,5510,612,7

cm2

58,472,589,0106

97,1121148177

148184226270

283352435520

384478591706

644802992

1190

11,213,917,020,1

15,018,622,827,1

19,223,829,234,6

31,639,248,357,6

37,646,757,668,6

50,662,977,792,6

4,094,084,074,07

4,994,994,974,97

5,875,865,855,84

7,077,077,057,05

7,967,967,947,93

9,699,689,669,66

5,845,825,795,77

5,855,835,815,78

5,875,855,825,79

8,708,688,668,63

8,718,698,678,64

8,738,718,688,66

23,028,334,440,3

23,128,334,440,3

23,128,334,440,3

77,295,4117138

77,295,4117138

77,295,4117138

3,954,865,936,98

3,944,855,926,97

3,934,845,916,95

8,8711,013,516,0

8,8611,013,516,0

8,8511,013,516,0

2,572,552,532,51

2,432,412,392,37

2,322,302,282,26

3,703,683,663,63

3,573,553,533,51

3,363,343,323,30

5,195,215,245,27

6,466,486,516,53

7,727,747,777,79

8,958,979,009,03

10,210,210,310,3

12,712,712,812,8

-0,05-0,05-0,05-0,05

-0,04-0,04-0,05-0,05

-0,04-0,04-0,04-0,05

-0,04-0,04-0,04-0,04

4,834,814,794,78

5,555,545,525,50

6,316,306,276,26

7,987,977,947,93

8,728,718,698,68

10,310,210,210,2

29,858,0112192

33,264,7125215

36,771,4138237

48,394,0182314

51,7101195336

58,5114221381

371456550645

607745902

1060

908111013501580

3920484059207000

5270651079709420

8640107001310015500

i

PROPIEDADES

EJE X-X EJE Y-YPandeotorsional

ZZZZ

ZZZZ

ZZZZ

ZZZZ

ZZZZ

ZZZZ

mm x mm

xxxx

xxxx

xxxx

xxxx

xxxx

xxxx

x mm

xxxx

xxxx

xxxx

xxxx

xxxx

x mm mm mm mm mm mm cm4 cm3 cm cm cm4 cm3 cm cm cm cm cm4 cm6

Z A x B x C x e A Bs Bi C e l W x l W i y xo io 100J Ca

xxxx

TABLA 2

FICHA ZTUB2000 / 0025-0

3130

5

CAPACIDADESADMISIBLES

32

®

SERIE DE PERFILES / Z-TuBest®SERIE DE PERFILES / Z-TuBest®

Momentos admisibles Z-TUBESTA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

Cargas axiales admisibles Z-TUBESTA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

Momentos Admisibles (tf-m)ΩM

b

n

Kgf/mltf-m0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,75

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

0,1810,1810,1810,1810,1720,1610,1490,1350,1190,1020,0860,0730,0630,055

3,24

0,2250,2250,2250,2240,2130,1990,1840,1670,1470,1250,1050,0900,077

3,25

0,2750,2750,2750,2740,2600,2440,2250,2040,1800,1540,1290,1100,0950,083

3,27

0,3250,3250,3250,3240,3080,2890,2660,2410,2120,1810,1520,1300,112

1,63,0

2,740,181

2,03,0

3,420,225

2,54,5

4,220,275

3,04,5

5,040,325

11,2 13,9 17,0 20,11,60 1,99 2,39 2,85

R10RhP10Ph

tftftftf

0,4500,4310,7300,713

0,6980,680

1,121,09

0,9890,957

1,651,61

1,441,402,352,30

mmmmmmmmmmmm

Z -AlturaBs alaBi alaC atiesadore espesorRPesoMmáx

3cmWx

V tf

Z 100504515

Cargas Axiales Admisibles PxT PyF (tf)y

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

2,74

2,03,0

3,42

2,53,0

4,22

3,03,0

5,04

3,50 4,35 5,37 6,42

mmmmmmmmmmmm

Z -AlturaBs alaBi alaC atiesadore espesorRPesoCargas

2cm

lx/100ly/100

Z 100504515

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,00

4,464,344,193,983,743,483,222,962,712,472,252,041,841,671,531,411,321,241,171,111,061,01

0,9710,9360,9050,8770,8520,8300,8100,7920,775

4,494,414,294,163,963,733,493,232,972,702,432,171,901,661,461,291,151,03

0,933

5,985,805,565,274,964,644,324,013,693,383,112,862,642,442,262,122,001,901,821,741,681,621,581,531,491,461,431,401,381,351,33

6,035,895,715,485,214,914,584,233,873,473,072,702,342,041,791,581,411,271,14

7,827,557,206,816,395,985,585,214,874,564,284,043,823,633,463,323,193,062,962,872,792,722,662,612,572,522,492,452,422,402,37

7,897,697,417,066,666,225,745,254,744,243,763,292,852,482,181,931,721,551,40

9,349,028,628,187,737,306,896,195,905,645,425,225,054,904,774,654,554,464,384,304,244,184,134,094,044,013,973,943,913,88

9,429,178,838,417,927,396,816,215,615,014,423,863,342,912,562,262,021,811,64

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmxoio

0,5840,231

1,592,57

-0,0474,83

cmcm

0,7250,283

1,602,55

-0,0474,82

0,8900,345

1,602,54

-0,0514,80

1,060,405

1,622,51

-0,0514,78

NOTAS: 1. Las líneas horizontales indican λC = 1,50 2. Se omiten los valores para KL/i > 200 3. LX: Longitud no arriostrada para flexión alrededor del eje X-X. LY : Longitud no arriostrada para flexión alrededor del eje Y-Y. LT: Longitud no arriostrada para torsión.

TABLA 3


TABLA 3


NOTAS: 1. Para flexión y compresión, la resistencia efectiva se ha calculado sin considerar el incremento por el trabajo de formado en frío.

2.

3. L200 en metros (obtenido para vigas simplemente apoyadas).4. ½b = 1,67.5. Cb = 1,0.

Se omiten los valores de Mn inferiores a 0,3 Mmáx.½b

x

Y

Y

x

3534

3,28





b

n

Kgf/mltf-m

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES4,04 4,04 4,06

1,63,0

3,06

2,03,0

3,810,301

2,53,0

4,710,369

3,03,0

5,620,437

15,0 18,6 22,8 27,11,71 2,53 3,06 2,66

R10RhP10Ph

tftftftf

0,4360,4790,7130,772

0,6810,719

1,091,14

0,9701,011,621,67

1,421,472,322,38

mmmmmmmmmmmm


3cmWxV tf

Z 125504515

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

3,06

2,03,0

3,81

2,54,5

4,71

3,04,5

5,62

3,90 4,85 6,00 7,17

mmmmmmmmmmmm


2cm

lx/100lx/100

Z 125504515

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmcm

xoio

0,9710,231

2,052,43

-0,0455,55

cmcm

1,210,283

2,062,42

-0,0455,54

1,480,346

2,072,40

-0,0485,52

1,770,405

2,092,38

-0,0495,51

NOTAS: 1. Las líneas horizontales indican λC = 1,50 2. Se omiten los valores para KL/i > 200 3. LX: Longitud no arriostrada para flexión alrededor del eje X-X. LY: Longitud no arriostrada para flexión alrededor del eje Y-Y. LT: Longitud no arriostrada para torsión.

0,2420,2420,2420,2400,2280,2120,1950,1740,1520,1280,1070,0910,079

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,50

0,242

4,07

0,3690,3690,3690,3650,3450,3210,2940,2640,2300,1930,1620,1380,119

0,4370,4370,4370,4320,4090,3810,3480,3120,2710,2270,1910,1620,140

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,008,258,50

4,564,454,314,123,893,643,383,122,862,622,382,161,951,781,641,521,421,321,241,161,101,04

0,9930,9490,9110,8770,8460,8190,7940,7720,7510,7330,716

4,574,484,354,193,973,733,463,192,912,622,342,071,821,621,451,291,151,03

6,176,005,775,505,214,894,564,243,933,633,343,082,842,602,392,222,071,951,841,751,671,601,541,491,441,401,361,331,301,271,241,221,20

6,196,045,835,585,284,954,604,233,843,463,082,712,342,041,791,581,411,27

8,248,017,717,366,986,586,185,795,405,004,654,324,033,783,543,333,153,002,872,762,672,582,512,442,392,332,292,252,212,182,142,122,09

8,278,067,787,437,026,576,085,574,984,403,843,302,852,482,181,931,721,55

10,410,19,699,208,698,177,677,206,776,386,025,715,435,184,964,774,594,444,304,184,073,973,883,803,743,673,623,573,533,493,453,423,39

10,410,19,759,248,658,007,316,605,885,184,513,873,342,912,562,272,021,81

0,3010,3010,3010,2980,2820,2630,2410,2160,1880,1570,1320,1130,097

TABLA 4


TABLA 4



2.



x

Y

Y

x

3736





b

n

Kgf/mltf-m

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)


1,63,0

3,37

2,03,0

4,20

2,53,0

5,20

3,03,0

6,21

19,2 23,8 29,1 34,61,71 2,67 3,74 4,47

R10RhP10Ph

tftftftf

0,4210,5230,6950,837

0,6630,785

1,071,22

0,9501,051,601,73

1,401,532,292,46

mmmmmmmmmmmm


3cmWxV tf

Z 150504515

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

3,37

2,03,0

4,20

2,53,0

5,20

3,03,0

6,21

4,30 5,35 6,62 7,92

mmmmmmmmmmmm


2cm

lx/100lx/100

Z 150504515

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmcm

xoio

1,480,231

2,532,32

-0,0436,31

cmcm

1,840,284

2,552,30

-0,0436,30

2,260,346

2,562,28

-0,0466,28

2,700,405

2,582,26

-0,0466,26

4,86

0,3090,3090,3090,3040,2870,2660,2420,2150,1850,1540,1290,1100,095

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,50

0,309 0,384 0,471 0,5600,3840,3840,3840,3770,3550,3300,3000,2660,2280,1890,1590,1360,117

0,4710,4710,4710,4620,4360,4040,3670,3260,2790,2320,1950,1660,143

0,5600,5600,5600,5490,5160,4780,4340,3850,3290,2730,2290,1950,168

6,296,125,915,645,355,034,704,364,043,723,423,142,872,632,432,262,121,991,871,761,671,591,521,461,411,361,311,281,241,211,181,151,13

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,008,258,50

6,296,125,905,625,304,944,564,173,763,362,972,602,292,041,791,591,41

8,488,267,977,627,236,826,415,995,595,214,854,524,213,903,603,353,142,972,822,692,582,482,402,322,252,192,142,092,052,011,981,941,91

8,488,257,947,567,126,636,115,565,014,453,883,302,852,482,181,931,72

10,810,510,19,689,218,728,237,757,306,836,385,975,615,284,994,734,494,294,113,963,833,713,613,523,443,373,313,263,203,163,123,083,04

10,810,510,19,578,998,357,676,926,105,314,553,873,342,912,562,272,02

4,624,524,384,203,983,733,473,212,942,692,442,212,001,821,671,541,431,341,261,181,121,071,02

0,9660,9210,8820,8460,8140,7860,7600,7360,7150,695

4,624,524,384,203,963,693,413,122,822,532,241,961,731,551,391,251,14


TABLA 5


TABLA 5


x

Y

Y

x


2.



3938





b

n

Kgf/mltf-m

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)


1,63,0

4,44

2,03,0

5,54

2,53,0

6,87

3,03,0

8,22

31,6 39,2 48,3 57,61,49 2,67 4,17 5,28

R10RhP10Ph

tftftftf

0,4070,5620,6780,897

0,6460,845

1,051,30

0,9311,121,581,81

1,371,592,262,53

mmmmmmmmmmmm


3cmWxV tf

Z 175757020

5,63

0,444 0,571 0,776 0,9310,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,75

0,4440,4440,4440,4440,4440,4440,4330,4200,4050,3880,3690,3430,3270,3090,2760,2440,2180,1960,1760,1600,1460,133

0,5710,5710,5710,5710,5710,5710,5600,5480,5330,5170,4940,4630,4260,3850,3410,3020,2700,2420,2180,1980,181

0,7760,7760,7760,7760,7760,7760,7530,7240,6930,6570,6160,5730,5250,4750,4210,3730,3320,2980,2690,244

0,9310,9310,9310,9310,9310,9310,9000,8650,8250,7810,7330,6800,6240,5630,4990,4420,3940,3540,3190,290

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

4,44

2,03,0

5,54

2,53,0

6,87

3,03,0

8,22

5,56 7,05 8,75 10,5

mmmmmmmmmmmm


2cm

lx/100lx/100

Z 175757020

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmcm

xoio

2,830,773

1,913,70

-0,0447,98

cmcm

3,520,955

1,923,68

-0,0447,97

4,351,17

1,933,66

-0,0467,95

5,201,39

1,943,64

-0,0467,93

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,008,258,50

5,225,175,105,014,914,794,654,494,364,204,083,953,763,553,303,062,832,612,412,242,091,961,841,741,641,561,481,411,351,291,241,191,15

5,235,195,135,064,974,874,764,634,484,374,244,103,973,813,603,373,122,892,652,442,252,091,941,811,701,591,491,41

7,257,207,137,056,946,796,646,466,256,005,735,455,134,814,504,203,913,633,373,152,952,782,622,482,362,252,152,051,971,891,811,741,67

7,257,227,167,107,026,896,766,616,436,235,995,725,445,114,784,464,133,823,513,232,982,762,572,392,232,091,961,83

10,610,510,310,29,909,639,339,018,618,217,807,396,986,596,205,845,485,154,824,524,264,033,813,613,423,263,122,982,872,762,662,572,49

10,610,510,410,210,09,819,549,258,928,528,107,687,246,806,355,915,485,054,634,253,923,583,293,032,802,602,422,25

13,813,613,413,112,712,311,911,410,910,49,969,489,008,558,107,687,286,906,506,125,765,445,174,924,704,514,344,184,043,913,803,693,60

13,813,713,513,212,912,612,111,711,210,710,29,649,088,517,947,386,826,205,605,084,634,233,893,583,313,072,862,66



TABLA 6


TABLA 6


x

Y

Y

x


2.



4140





b

n

Kgf/mltf-m

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES7,28 7,08

1,63,0

4,75

2,03,0

5,93

2,53,0

7,36

3,03,0

8,80

37,6 46,7 57,6 68,61,29 2,53 4,17 6,00

R10RhP10Ph

tftftftf

0,3920,5980,6610,954

0,6280,900

1,031,38

0,9111,20

1,551,91

1,351,672,242,61

mmmmmmmmmmmm


3cmWxV tf

Z 200757020

6,41

0,531 0,680 0,921 1,110

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

4,75

2,03,0

5,93

2,53,0

7,36

3,03,0

8,80

6,06 7,55 9,37 11,2

mmmmmmmmmmmm


2cm

lx/100lx/100

Z 200757020

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmcm

xoio

3,840,773

2,233,57

-0,0438,73

cmcm

4,780,955

2,243,56

-0,0438,71

5,911,17

2,243,54

-0,0448,69

7,061,39

2,263,52

-0,0458,68

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,50

0,5310,5310,5310,5310,5310,5300,5150,4990,4800,4580,4350,4030,3830,3560,3160,2800,2490,2240,2020,1830,167

0,6800,6800,6800,6800,6800,6790,6650,6490,6300,6100,5790,5390,4940,4430,3910,3460,3090,2770,2500,2270,207

0,9210,9210,9210,9210,9210,9190,8900,8550,8160,7720,7220,6680,6090,5460,4810,4260,3800,3410,3080,279

1,111,111,111,111,111,111,071,02

0,9730,9180,8580,7930,7230,6470,5700,5050,4510,4040,365

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,008,258,50

5,255,205,145,054,954,844,714,544,424,294,154,013,853,633,403,162,932,702,502,322,162,021,901,791,691,601,521,451,381,321,271,221,17

5,265,215,155,084,984,884,764,594,474,354,204,073,933,733,503,253,002,762,532,332,162,001,861,741,631,531,44

7,317,267,207,127,016,886,726,566,356,115,855,585,264,944,634,324,033,743,473,243,032,852,682,542,412,292,182,092,001,921,851,781,72

7,317,277,217,147,056,926,786,626,426,215,935,665,345,004,664,323,993,673,363,102,872,662,482,312,162,031,91

10,710,610,510,310,19,799,509,198,808,407,997,587,176,766,375,995,635,284,944,624,354,103,893,693,523,363,223,092,952,832,722,622,53

10,710,610,510,310,19,869,589,288,908,488,047,597,146,686,225,775,324,884,474,123,803,523,273,032,802,602,42

14,013,913,613,313,012,612,111,711,210,710,29,749,258,778,317,877,447,046,656,285,935,635,345,064,824,604,414,234,083,933,803,693,58

14,013,913,713,413,112,712,211,811,310,710,29,599,008,417,837,246,676,105,585,084,634,233,893,583,313,072,86


TABLA 7


TABLA 7



2.



x

Y

Y

x

4342

6,46





b

n

Kgf/mltf-m

L200

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES8,79 8,08

1,63,0

5,38

2,03,0

6,71

2,53,0

7,36

3,03,0

8,80

50,6 62,9 77,7 92,61,03 2,01 3,98 6,00

R10RhP10Ph

tftftftf

0,3630,6570,627

1,05

0,5930,9980,992

1,53

0,8721,331,502,11

1,301,862,182,87

mmmmmmmmmmmm


3cmWxV tf

Z 250757020

7,98

0,721 0,920 0,921 1,1100,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,50

0,9200,9200,9200,9200,9200,9130,8910,8660,8380,8050,7570,6970,6310,5570,4900,4340,3870,3470,3130,284

1,241,241,241,241,241,231,191,141,081,01

0,9420,8630,7770,6860,6030,5340,4770,4280,386

1,501,501,501,501,501,481,421,361,291,211,121,02

0,9220,8130,7140,6330,5640,5070,457

0,7210,7210,7210,7210,7210,7150,6930,6680,6390,6080,5720,5310,5000,4500,3960,3510,3130,2810,2530,230

Kgf/mltf

LON

GIT

UD

, K

L (

m)

PROPIEDADES

1,63,0

5,38

2,03,0

6,71

2,53,0

8,34

3,03,0

9,98

6,86 8,55 10,6 12,7

mmmmmmmmmmmm


2cm

lx/100ly/100

Z 250757020

PxT PyF Px

T PyF PxT PyF Px

T PyF

4cm4cm

ix/iyiy

A

cmcm

xoio

6,440,773

2,893,36

-0,04010,3

cmcm

8,020,955

2,903,34

-0,04010,2

9,921,17

2,913,32

-0,04010,2

11,91,39

2,923,30

-0,04010,2

0,500,751,001,251,501,752,002,252,502,753,003,253,503,754,004,254,504,755,005,255,505,756,006,256,506,757,007,257,507,758,008,258,50

7,397,357,297,217,116,986,836,676,476,245,985,715,395,074,754,444,143,853,563,323,102,912,742,582,452,322,212,112,021,931,851,781,72

7,397,347,287,207,086,946,786,596,376,105,805,475,114,754,394,043,703,383,112,872,662,482,312,162,03

10,810,810,610,510,29,989,709,409,028,628,207,797,376,956,546,155,765,395,024,704,414,153,923,723,533,373,223,082,962,842,742,642,56

10,810,710,610,410,29,909,599,238,798,337,867,376,896,405,925,444,974,554,183,863,583,323,102,892,71

14,314,213,913,613,312,912,512,011,511,010,510,09,529,028,538,057,597,156,726,315,945,625,335,084,844,644,454,284,123,983,843,703,57

14,314,113,913,613,212,812,311,711,210,610,09,388,758,127,506,896,295,755,284,874,504,183,893,583,31

5,295,255,195,105,014,904,774,604,494,364,214,083,933,723,503,263,022,792,582,392,232,081,951,841,731,641,561,481,411,351,291,231,19

5,295,245,185,094,994,874,734,564,444,274,154,003,793,563,293,022,762,532,322,141,981,841,721,611,51



9,00

TABLA 8


TABLA 8


x

Y

Y

x


2.



4544

NOMENCLATURA ADICIONAL / Z-TuBest®

A : Area de la sección transversal del perfil.

Ix : Momento de inercia en torno al eje X.

Iy : Momento de inercia en torno al eje Y.

P10 : Carga admisible en el tramo, determinada por la capacidad resistente al aplastamiento y al pandeo vertical del alma, para una longitud de placa de 10 cm.

Ph : Carga admisible en el tramo, determinada por la capacidad resistente al aplastamiento y al pandeo vertical del alma, para una longitud de placa h.

PxT : Capacidad admisible en compresión pura por pandeo torsional o flexo-torsional en torno a x-x.

PYF : Capacidad admisible en compresión pura por pandeo por flexión en torno al eje y-y.

R10 : Reacción en el apoyo, determinada por la capacidad resistente del alma al aplastamiento y al pandeo vertical, para una longitud de placa de 10 cm.

Rh : Reacción en el apoyo, determinada por la capacidad resistente del alma al aplastamiento y al pandeo vertical, para una longitud de placa h.

V : Corte vertical máximo para cualquier condición de carga simétrica.

Wx : Módulo resistente en torno al eje X.

h : Altura plana de la sección.

io : Radio de giro polar de la sección en torno al centro de corte.

ix : Radio de giro de la sección en torno al eje X.

iy : Radio de giro de la sección en torno al eje Y.

xo : Distancia desde el centro de corte al centroide según el eje X.

L200 : Longitud máxima admisible de una viga, para una deformación L200, al estar solicitada a su capacidad máxima.

46

®

6

TABLASDE SELECCION

RAPIDAPARA DISEÑO

SISTEMA DE COSTANERAS / Z-TuBest®

CONDICION DE APOYO:COSTANERA SIMPLEMENTE APOYADA SIN CUBIERTA RIGIDACARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

Carga admisible simplemente apoyadaA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

NOTAS: 1. Qt : Capacidad de carga por tensiones. Qd: Capacidad de carga por deformación máxima L/200

2. Para cualquier pendiente de techo entre 0% y 35 %

Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6

Distancia entre apoyos (m)

Distancia entre colgadores (m)

5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00

2,50Peso SIN CUBIERTA RIGIDA

Qt Qd

52647791

68 84

103121

86106130152

140189247293

167226295350

220306398472

38475768

63 78 95

114

95119146174

183227281335

248308381455

415517640765

32404857

42526474

53657993

94128166196

113152197233

149204263311

22273340

36455566

556984

101

106131162194

143178221264

240299370443

21253136

26324047

32404957

67 90

115136

80107136161

107143181215

14172125

23283542

35435363

67 83

102122

90112139166

151189233279

18232832

24303642

30374553

537294

111

6486

111132

84115149176

9111417

15192328

23293643

45556982

607593

111

101126156187

13162023

17212630

21263237

41567184

496684

100

6588

112133

6 8

1012

11131620

16202530

31394858

42536578

7189

110131

9121416

12151821

15182226

32445565

38526577

516986

102

5679

8101214

12151822

23283542

31394857

52658096

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98

kgf/mlSECCION Z-TUBEST

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

Qt Qd Qt Qd Qt Qd Qt Qd Qt Qd

TABLA 9

FICHA ZTUB2000 / 0060-0

4948


CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA SIN CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (extrema)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

Cargas admisibles continua extremaA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2



CONDICION DE APOYO:COSTANERA SIMPLEMENTE APOYADA CON CUBIERTA RIGIDACARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

NOTAS: 1. Qt: Capacidad de carga por tensiones. Qd: Capacidad de carga por deformación máxima L/200


Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6

Distancia entre apoyos (m) 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Peso CON CUBIERTA RIGIDAQt Qd

587086

101

7795

116137

99121149176

140189247293

167226295327

220307399474

38475768

63 78 95

114

95119146174

183227281335

248308381455

415517640765

40496070

54668195

8884

104122

97131172203

116157205227

153213277329

22273340

36455566

556984

101

106131162194

143178221264

240299370443

29364451

39485970

50627690

71 96126149

85115151167

112156204242

14172125

23283542

35435363

67 83

102122

90112139166

151189233279

23283439

30374553

39475869

557497

114

6588

115128

86120156185

9111417

15192328

23293643

45556982

607593

111

101126156187

18222731

24293642

30374654

43587690

527091

101

6895

123146

6 8

1012

11131620

16202530

31394858

42536578

7189

110131

14182225

19242934

25303744

35476273

42577482

5577

100118

5679

8101214

12151822

23283542

31394857

52658096

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


Z-TuBest

(extrema)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6



5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


85104127149

112138169198

141174213250

226306401474

271366478566

356496647767

85105129154

141175214256

214266327391

410510630753

556 692 856

1022

933116214371718

53658094

7086

105123

87107131154

154209271320

184248321380

242333429509

49617589

81101124148

124154189226

237295365436

322401495592

540672831994

3442526044546778

54678296

109148189223

130175223265

173234297352

31384756

51647893

7897

119143

149186230274

203252312373

340423524626

29364451

38475767

47587184

86116151178

102138179212

136186238283

21263137

34435263

52658095

100124154184

136169209250

228284351419

21253136

27334047

33404958

66 89

114135

79106135160

105142179213

15182226

24303744

37465667

70 87

108129

95119147175

160199246295

15182226

19232833

23283439

52 70 88

104

61 83

104123

82110137163

11131619

18222732

27334149

51647994

70 87

107128

117145180215

TABLA 11

FICHA ZTUB2000 / 0070-0

TABLA 10

FICHA ZTUB2000 / 0065-0

5150


CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA CON CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (extrema)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

Carga admisible continua extremaA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2


Carga admisible continua interiorA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2

CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA SIN CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (interior)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6



5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


Z-TuBest

(interior)

114140171200

153188230271

196241296349

277375491581

332449586694

436608792940

350435534636

583726888

1062

888110413561620

1698211226103120

2304286835464236

3864481259527116

7997

119139

106131160188

136167205242

192261341403

231312407482

303422550653

203252309368

337420514615

514639785938

983122215101806

1333166020522451

2236278534444118

587187

102

7896

118138

100123151178

141191250296

169229299354

223310404480

128159195232

212265324387

324402494590

619770951

1137

840104512921544

1408175421692593

45556778

607390

106

7694

116136

108147192227

130175229271

170238310367

86106130155

142177217259

217270331396

415516637762

563700866

1034

943117514531737

35435362

47587184

607491

108

85116151179

102139181214

135188245290

607592

109

100124152182

152189233278

291362448535

395492608726

663825

10211220

29354350

38475868

49607487

6994

123145

83112147173

109152198235

44546780

7391

111133

111138170203

212264326390

288359443530

483602744890

Z-TuBest

(extrema)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6

Distancia entre apoyos (m) 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00Peso CON CUBIERTA RIGIDA

Qt Qdkgf/mlSECCION Z-TUBEST

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


93114139163

125153188221

160196241284

226306401474

271366478566

356496647767

85105129154

141175214256

214266327391

410510630753

556692856

1022

933116214371718

657997

113

87107131154

111136168198

157213278329

188254332393

247345449533

49617589

81101124148

124154189226

237295365436

322401495592

540672831994

48587183

647896

113

115156204242

138187244289

182253330392

31384756

51647893

149186230274

203252312373

340423524626

36445363

47587184

88120156185

106143187221

139194253300

21263137

34435263

100124154184

136169209250

228284351419

27334147

36445463

7095

124146

84113148175

110153200237

15182226

24303744

7087

108129

95119147175

160199246295

21263137

28344249

5677

100119

6892

120142

89124162192

11131619

18222732

51647994

7087

107128

117145180215

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98

81100123145

7897

119143

607490

106

52658095

45566880

37465667

35435362

27334149

TABLA 13

FICHA ZTUB2000 / 0080-0

TABLA 12

FICHA ZTUB2000 / 0075-0

5352



CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA CON CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (interior)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml) Z-TuBest

(interior)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


134164201235

180221271319

230283348410

325441577683

390528689816

513715931

1105

350435534636

583726888

1062

888110413561620

1698211226103120

2304286835464236

3864481259527116

93114139163

125153188221

160196242285

226306401474

271366478566

356496647768

203252309368

337420514615

514639785938

983122215101806

1333166020522451

2236278534444118

6984

102120

92113138163

117144177209

166225294348

199269351416

262365475564

128159195232

212265324387

324402494590

619770951

1137

840104512921544

1408175421692593

52647892

7086

106124

90110136160

127172225267

152206269319

200279364432

86106130155

142177217259

217270331396

415516637762

563700866

1034

943117514531737

39485969

52647992

6681

100117

100136178211

120163213252

158221287341

607592

109

100124152182

152189233278

291362448535

395492608726

663825

10211220

31384654

41506272

51637891

81110144171

98132172204

128179233276

44546780

7391

111133

111138170203

212264326390

288359443530

483602744890

TABLA 14

FICHA ZTUB2000 / 0085-0

547

ESQUEMADE TRASLAPO

Y CONEXIONES

®

ESQUEMA DE TRASLAPO

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P3

P3

P3

P3

P3

P3

P1

P1

P1

P1

P1

P1

Posición en planta Perfil Z-TuBest

30 D 30D D

30D E65

35353535

L L

LE

B

30 DD

35 35 35 35

LI

30D D

L

OOOO

Z-TuBest (P1)Extrema

Z-TuBest (P3)Interior

Z-TuBest (P2)Penúltima

Distancia entre perforación (mm)

A

34

34

36

36

41

41

B

35

60

80

105

120

170

C

31

31

34

34

39

39

Z 100

Z 125

Z 150

Z 175

Z 200

Z 250

D E LI

5000

6000

7000

8000

9000

10000

370

420

470

520

570

620

705

805

905

1005

1105

1205

5800

6900

8000

9100

10200

LE

5800

6900

8000

9100

10200

1130011300

Dimensiones (mm)Distanciaentre apoyos

L (mm)

corresponden al largo real del Perfil Z-TuBest,para cada distancia entre apoyo indicada.

L ,IL ,E

DETALLES DE ENCUENTRO

A

Perforación

B

C

5756

DETALLES TIPICOS DETALLES TIPICOSDETALLES DE ENCUENTRO

Detalle 1

Detalle 2

Detalle 2a

Detalle 1

Angulo (tip)según cálculo

Detalle 2b


PUNTAL INTERMEDIO

COSTANERA Z-TuBest

SEGUN CALCULOANGULO

CORTE

C

SEGUN CALCULO2 PERNOS

C

5958

DETALLES TIPICOS DETALLES TIPICOS

Z-TuBest continua Z-TuBest simplemente apoyada

DETALLES DE ENCUENTRO DETALLES DE ENCUENTRO

A

10 mm

ACORTE

TuBest

COSTANERAZ-TuBest

COSTANERAZ-TuBest

ZONA DE TRASLAPO

PERFIL TuBest

SEGUN CALCULO2+2 PERNOS


BCORTE

TuBest

2+2 PERNOSSEGUN CALCULO

COSTANERAZ-TuBest

B

PERFIL TuBest

10 mm (opcional)

6160

628

EJEMPLODE DISEÑO

®

EJEMPLO DE DISEÑO

EJEMPLO Nº 1

Diseñar el sistema de costaneras indicado mediante secciones Z-Tubest de Cintac.Considerando por bases de diseño acero A42-27ES y espesor mínimo de 2 mm.

Datos:

1.- Sistema de costaneras de 4 vanos con marcos modulados a 8 metros.

2.- Panel de techo anclado continuamente a las costaneras, que cumple con requerimientos de diafragma.

3.- Pendiente de la cubierta: 12%.

4.- Distancia entre costaneras: 1,60 metros.

Suposiciones:

1.- Se usará costaneras continuas Z-Tubest de Cintac, unidas de tal forma que exista continuidad total.

2.- Sistema y cargas son simétricos, por lo tanto sólo se verifican los dos primeros tramos de continuidad.

3.- Cargas según NCh1537 y NCh432.

4.- Son válidos los criterios de diseño indicados en el presente manual.

Solución:

Se tiene la siguiente viga continua con los traslapos de secciones Z-Tubest.

q

Traslapos

8 m 8 m 8 m 8 m

0,50 m 0,50 m0,90 m 0,50 m 0,90 m 0,50 m

6564

EJEMPLO DE DISEÑOEJEMPLO DE DISEÑO

Combinaciones de carga:

I Peso propio + sobrecarga (normal)II Peso propio + viento (eventual)

Estados de carga:

Peso propio: costaneras: 5 kgf/m2 (suposición) cubierta: 5 kgf/m2

Sobrecarga: según NCh1537: 72kgf/m2

Viento: según NCh 432: 75kgf/m2 (v=125 km/hr) coef. forma c = 0,4 (máxima succión).

qPP = 10 x 1,6 x cos ∝ = 15,9 kgf/m

qsc = 72 x 1,6 x cos ∝ = 114,4kgf/m

qv = 0,4x 75 x 1,6 = 48,0 kgf/m

En combinaciones de carga:

I Peso propio + Sobrecarga q=15,9+ 114,4 = 130 kgf/mII Peso propio + Viento q=15,9 – 48,0 =-32 kgf/m (succión).

Selección de Z-TuBest

De las tablas de selección rápida se obtienen los siguientes pares de secciones posibles:

(a) Z175 x 75 x 20 x 2 interior Peso medio = 6,205 kgf/m Z175 x 75 x 20 x 2,5 extrema

(b) Z200 x 75 x 20 x 1,6 interior Peso medio = 5,340 kgf/m Z200 x 75 x 20 x 2,0 extrema

La alternativa (b) es más conveniente en este caso, sin embargo por condiciones de espesor mínimose considera:

Usar Z200 x 75 x 20 x 2,0 extrema e interior

VERIFICACION PASO A PASO

Se verificará el diseño obtenido mediante las tablas, estudiando todas las disposiciones requeridaspor la especificación del AISI:

Se verá la combinación I Peso Propio + Sobrecarga q = 130 kgf/m

El diagrama de esfuerzos corresponde en este caso a:

Capacidad requerida (demanda)

Tramo Extremo- Momento positivo máximo M+= 642 kgf-m- Momento negativo en apoyo M-= 891 kgf-m- Momento negativo en extremo del traslapo M-= 592 kgf-m

Tramo Interior- Momento negativo en extremo traslapo izq. M-= 441 kgf-m- Momento positivo máximo M+= 303 kgf-m- Momento negativo en extremo traslapo der. M+= 369 kgf-m- Momento negativo apoyo central M-= 594 kgf-m

(+) (+)

(-)

441 kgf-m592 kgf-m369 kgf-m 594 kgf-m

891 kgf-m

642 kgf-m 303 kgf-m409 kgf 1189 kgf 965 kgf

(-)

6,29m 1,71m 2,13m 4,29m 1,58m

6766


Capacidad resistente tramo exterior

1.- En el tramo para momento positivo máximo, se asume sección 100% arriostrada.

Verificamos sección de tabla: Z 200 x 75 x 20 x 2

Mn =SeFy; se debe cumplir Mn / ½b ² 642 kgf-m

Con ½b = 1,67

Cálculo módulo elástico efectivo, Se:

Alas: w/e =(75-4x2)/2= 33,5 S= 1,28 E/ f

E: módulo de elasticidad = 2.100.000 kgf/cm2

f: tensión de trabajo = M/Sx

f= 64.200/46,7= 1375 kg/cm2 S = 1,28 2.100.000/1.375 = 50,0

Caso II S/3 ² w/e ² S n = 0,5

(D/w)= 20/(75 - 4 x 2) = 0,299 < 0,80

ka = 5,25 - 5(D/w)= 5,25 - 5 x 0,299 = 3,76 < 4,0

ku = 0,43

la = 399 e4(w/e) /S - ku /43= 0,0256

ls = 0,0417ed3= 0,0486

C2 = Is / Ia= 0,0486 / 0,0256=1,898 > 1,0 No

C2 = 1,00

k = C2n(ka – ku) + ku= 1,000,5(3,76 - 0,43) + 0,43= 3,76

Ancho efectivo con k = 3,76 f = 1.375 kgf/cm2

No hay reducción en alas.

Alma:

Como primera iteración se asume eje neutro de la sección sin reducciones, luego:

Ψ = f2 /f1

Ixx = 478 cm4

f1 = 64.200 x (98-0,4) =1.262 kgf/cm2 compresión 478

f2 = 64.200 x (10,2-0,4)=1.316 kgf/cm tracción 478

Ψ = - 1.316 / 1.262 = - 1,043

k = 4 + 2 (1-Ψ)3 + 2 (1-Ψ) = 4 + 2 (1 + 1,043)3 + 2 (1+1,043) = 25,1

2

λ =1,052

x 97 x 1.262 = 0,499 < 0,673 25,1 2.100.000

El alma es 100% efectiva, por lo tanto no hay necesidad de realizar una nueva iteración.

Se = Sx = 46,7 cm3

Mn = 2.700 x 46,7 x 0,01= 755 kgf-m > 642 kgf-m OK!½b 1,67

λ = 1,052 x 33,5 x 1.375 = 0,465 < 0,673 3,76, 2.100.000

w = 200 - 3 x 2 = 97e 2

f1

f2

0,4 cm

0,4 cm

9,8 cm

10,2 cm

6968


Conservadoramente se puede usar el módulo elástico efectivo para el caso de momento de inicio de fluencia o momento máximo que se entrega en la tabla correspondiente (pag. 56).

En ese caso Se= 42,1 cm3

2.- En la zona de momento negativo entre el traslapo y el punto de inflexión se asume cantilever con borde libre.

3.- Momento negativo en el apoyo. En este punto la sección se asume completamente arriostrada, sumándose las capacidades de ambas secciones. Se toma conservadoramente el módulo elástico para momento máximo.

Sección Extrema: M

Mn = 2.700 x 42,1 x 0,01 = 681 kgf-m > 642 kgf-m OK!½b 1,67

Me = π 2 x 2.100.000 x 1,0 x 20 x 47,8 = 6.767 kgf-m2 x 1212 x 100

My = Sx Fy = 46,7 x 2.700 x 0,01 = 1.261 kgf-m

como Me > 2,78 My = 3.505 kgf-m Mc = My

Mn = 42,1 x 1.261 = 1.137 kgf-m46,7

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 592 kgf-m OK!½ b 1,67

Sección Interior: Z 200 x 75 x 20 x 2,0 Se = 42,1 cm3

Capacidad resistente tramo interior (Z200x75x20x2)

4.- En el tramo se tendrá 100% de capacidad en flexión.

Mn = Se Fy = 42,1 x 2.700= 1.137 kgf-m

100

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 303 kgf-m OK!½b 1,67

5.- Momento negativo en extremo de traslapo izquierdo. Se trata de sección cantilever con borde libre.

L = 2,13 m - 0,90 m = 1,23 m

Me = π2 x 2.100.000 x 1,0 x 20 x 47,8= 6.548 kgf-m2 x 1232 x 100

My = 46,7 x 2.700 = 1.261 kgf-m 2,78 My = 3.506 kgf-m100

como Me > 2,78 My Mc = M y

Mn = 42,1 x 1.261 = 1.137 kgf-m46,7

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 441 kgf-m OK!½b 1,67

6.- Momento negativo en extremo de traslapo derecho. Se asume iguales condiciones a caso anterior.

L = 1,58 m - 0,50 m = 1,08 m

bC = 1,0

Mn = 1.137 kgf-m; Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 369 kgf-m OK!½b 1,67

7.- Momento negativo en apoyo central. Se suman las capacidades de ambas costaneras.En este caso Mn1 = Mn2 = 896 kgf-m

Mn1 + Mn2 = 1.137 + 1.137 = 2.274 = 1.362 kgf-m > 594 kgf-m OK!½b 1,67 1,67

La solución es adecuada por resistencia a la flexión.

Me = π 2 E Cb d Iyc L = 1,71 m - 0,5 m = 1,21 m 2 L2 Cb = 1,0;

n1 = 42,1 x 2.700 = 1.137 kgf-m100

Mn 2 = 42,1 x 2.700 = 1.137 kgf-m100

Mn1 + Mn2 = 1.137+1.137 = 1.362 kg m > 891 kgf-m OK!½b 1,67

7170


8.- Verificación de corte

Costanera Extrema w = 200 - 3 x 2 = 97e 2

kv = 5,34E = 2.100.000 kgf/cm2

Fy = 2.700 kgf/cm2 0,96 E kv /Fy = 61,91,415 E kv /Fy = 91,2

Caso (c) w > 1,415 E kv/Fy e

Vn = 0,905 x E kv e3 / w = 4.185 kgf

Vn = 4.185 kg= 2.506 kgf > 409 kgf OK!½v 1,67

Vn = 4.185 = 2.506 kgf½v 1,67

En apoyo interior se suman capacidades de ambas costaneras.

4.185 + 4.185 = 5.012 kgf > 631 kgf OK!1,67

Fuera del traslapo tampoco hay problemas por corte individual.

Costanera Interior Igual sección, por lo tanto:

Interacción flexión y corte

Tramo Extremo ½b M 2+ ½v V 2

” 1,0Mnxo Vn

Se verfica al inicio del traslapo:

M = 592 kgf-mV = 566 kgf

1,67 x 592 2+ 1,67 x 566 2

= 0,76 + 0,05 = 0,81 < 1.0 OK!1.137 4.185

Tramo Interior:

M = 441 kgf-mV = 441 kgf No controla en este caso

El diseño es adecuado para combinación I (Peso Propio + Sobrecarga).

Se verá la combinación II Peso Propio + Viento q= 32,1 x 0,75 = 24,1 kgf/m (eventual succión)

Tramo Extremo:

Momento negativo en el tramo M-= 119 kgf-m

Tramo Interior:

Momento negativo en el tramo M- = 56 kgf-m

Para el resto de los casos el ala comprimida se encuentra fija por el panel (diafragma rígido), y como losesfuerzos son menores a un 18,5% que los correspondientes a la combinación I, no será necesario verificar.

7372


Capacidad resistente

Tramo Extremo:Mn = 0,70 x 42,1 x 2.700= 796 kgf-m100

Mn = 796 = 477kgf-m > 119 kgf-m OK!½b 1,67

Tramo Interior: Mn = 0,70 x 42,1 x 2.700= 796 kgf-m100

Mn = 796 = 477 kgf-m > 56 kgf-m OK!½b 1,67

Usar la solución establecida por medio de las tablas.

M+ = 130 x 8,02/ 8 = 1.040 kgf-m

M- = 0,0714 x 15,6 x 2.02 = 4,5 kgf-m

EJEMPLO N°2

Para el mismo caso anterior, diseñar sección Z-TuBest simplemente apoyada, considerando que la cubiertano se comporta como diafragma rígido.

Solución:Se deberá considerar esfuerzos en eje débil de la sección:

I Peso Propio + Sobrecarga qx = 130 kgf/m qy = 15,6 kgf/m

Arriostramientos @ L/4 lv = 200 cm

De las tablas de selección rápida para vigas S.A. sin diafragma rígido se obtiene la siguiente sección conq ³ 130 kgf/m:

Z 250 x 75 x 20 x 2,5 qadm = 149 kgf/m Peso = 8,34 kgf/m

La sección Z 200 x 75 x 20 x 3 verifica también, pero tiene un peso de 8,80 kgf/m.

Se verificará: Z 250 x 75 x 20 x 2,5 Lv = 200 cm Cb= 1,061

Realizando el cálculo de propiedades efectivas para estas condiciones:

Se = 76,7 cm2.

Para el caso de flexión máxima (tabla) resultaría también el mismo valor.

Me = π2 E Cbd Iyc= π2 x 2.100.000 x 1,061 x 20 x 58,7= 3.227 kgf-m2 L2 2 x 2002 x 100

My= Sx Fy = 76,7 x 2.700 = 2.071 kgf-m 2,78 My = 5.757 kgf-m100 0,56 My = 1.160 kgf-m

caso 0,56 My ² Me ² 2,78 My

Mc = 10 My 1 - 10 My

9 36 Me

Mc = 10 x 2.071 1- 10 x 2.071 = 1.891 kgf-m9 36 x 3.227

Mn = Mc con Sx = Se

Mn = 1.891 = 1.132 kgf-m½b 1,67

Eje Débil: Mn = Sy 2.700 = 13,5 x 2.700 = 365 kgf-m100

Interacción: 1040 + 5 = 0,92 + 0,01 = 0,93 < 1,0 OK!1132 365

7574

EJEMPLO DE DISEÑO

Verificación de corte

w = 250 - 3 x 2,5= 97 0,96 E kv / Fy = 62 1,415 E kv / Fy = 91e 2,5

caso (c) Vn = 0.905 E kv e3 /w = 6.539 kgf

Vn = 6.539 = 3.916 kg > 520 kg OK!½v 1,67

Interacción de flexión y corte a L/4 de apoyo.

M = 1.040 - 22 x 130 / 2 = 780 kgf-m

V = 520 - 2 x 130 = 260 kgf

½b M 2+ ½vV 2

² 1,0Mnxo Vn

1,67x780 2 + 1,67x260 2 = 0,47 + 0,00 = 0,47 < 1.0 OK!1.891 6.539

Usar: Z250 x 75 x 20 x 2,5

Nota: Como se puede apreciar, el uso de las tablas de selección rápida es directo y evita realizar todas las verificacionesque se presentan.

769

ANEXO

®

ANEXO ANTECEDENTES UTILES PARA EL DISEÑO

Se presentan a continuación algunos antecedentes que son de utilidad para el diseño de costanerassimplemente apoyadas o continuas.

En primer lugar se presenta el diagrama de momentos para un sistema de continuidad, mostrándose el casode 4 tramos. Se encuentran los valores del diagrama de momentos con la ubicación de los máximos tramosy las dimensiones cantilever propias del diseño (posición de puntos de inflexión). Es necesario notar que eltraslapo teórico ideal de las costaneras Z-TuBest se ha definido como el largo que permite tener unmomento negativo en el elemento individual igual en el valor absoluto al momento positivo en el tramo. Coneste antecedente teórico se han desarrollado las tablas de selección rápida y los largos estándares para laslongitudes de 5, 6, 7, 8, 9 y 10 metros entre apoyos.

Posteriormente se encuentran los valores del coeficiente Cb de acuerdo a la expresión del AISI. Se incluyenlos casos de costaneras sin diafragma rígido simplemente apoyadas y continuas. estos valores se utilizanpara determinar los momentos elásticos críticos para las distintas situaciones que se pueden presentar, yson los valores utilizados para la determinación de las cargas máximas en las tablas de selección rápida deeste manual. De esta forma, se evita calcular el valor Cb y así disponer de un valor real de este coeficientemayor que 1,0 a modo de realizar un diseño económico de la sección.

Finalmente se entrega una tabla de mucha utilidad, en que para cada sección se indica el momento máximocuando la sección se encuentra completamente arriostrada y el valor del módulo de elasticidad efectivocorrespondiente para ese momento. Este valor de módulo elástico efectivo puede ser utilizado en formaconservadora para cualquier situación de arriostramiento de la costanera Z-TuBest, evitándose el cálculoiterativo de éste. Sin embargo, el óptimo para un diseño económico será calcular el valor exacto del móduloelástico correspondiente al momento crítico del caso en estudio.

7978

VALORES COEFICIENTE CbCOSTANERAS CONTINUAS

L L L L

q

0,786 L

0,266 L

0,536 L

0,198 L

0,536 L 0,786 L

0,393 L 0,607 L 0,536 L 0,464 L 0,464 L 0,536 L 0,607 L 0,393 L

0,198 L0,214 L 0,266 L 0,214 L

0,1071 qL2 0,1071 qL2

0,0814 qL2

0,0772 qL2

0,0364 qL2 0,0364 qL2

0,0772 qL2

(+)(+) (+)

(+)

(-)

(-)

(-)

Traslapo Traslapo

ValoresTeóricos

ValoresTeóricos

0,154 L0,025 L

Traslapo Traslapo

0,083 L0,083 L ValoresTeóricos

L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4

Cb = 1,087lv = 0,333 L

Cb = 2,38lv = 0,282 L

Cb= 2,31lv = 0,222 L

Cb = 1,06lv = 0,333 L

Cb = 2,53l v = 0,294 L

Cb = 1,01lv = 0,25 L

Cb = 1,66lv = 0,139 L

Cb = 1,12lv = 0,25 L

Cb = 2,28lv = 0,211 L

ValoresTeóricos

L/3 L/3 L/3

0,025 L 0,154 L 0,083 L0,083 L

L/3 L/3 L/3

VIGAS CONTINUAS SIN DIAFRAGMA RIGIDO ARRIOSTRAMIENTOS A L/3


8180

COSTANERAS / Z-TuBest®COSTANERAS SIMPLEMENTE APOYADAS

Momentos Máximos y Propiedades Efectivaspara momento máximo

Z 100 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 125 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 150 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 175 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

Z 200 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

Z 250 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

cm3

181225275325242301369437309384471560444571776931531680921

1110721920

12401500

11,113,917,020,115,018,622,827,019,123,829,134,627,535,348,057,632,842,157,068,744,656,976,798,8

2,743,424,225,043,063,814,715,623,374,205,206,214,445,546,878,224,755,937,368,805,386,718,349,98

SECCION Z-TuBest Momento máximo kgf-m

Módulo efectivoPesokgf/ml

COSTANERA SIMPLEMENTE APOYADA ARRIOSTRAMIENTOS A L/4


(+)

(+)

Cb = 1,061 C b = 1,061

C b = 1,031

qL2 /8

qL2 /8

L/3 L/3 L/3

L/4L/4 L/4L/4

8382

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8584

NOTASNOTAS

8786

NOMENCLATURA ADICIONAL / Z-TuBest®

A : Area de la sección transversal del perfil.

Ix : Momento de inercia en torno al eje X.

Iy : Momento de inercia en torno al eje Y.

P10 : Carga admisible en el tramo, determinada por la capacidad resistente al aplastamiento y al pandeo vertical del alma, para una longitud de placa de 10 cm.

Ph : Carga admisible en el tramo, determinada por la capacidad resistente al aplastamiento y al pandeo vertical del alma, para una longitud de placa h.

PxT : Capacidad admisible en compresión pura por pandeo torsional o flexo-torsional en torno a x-x.

PYF : Capacidad admisible en compresión pura por pandeo por flexión en torno al eje y-y.

R10 : Reacción en el apoyo, determinada por la capacidad resistente del alma al aplastamiento y al pandeo vertical, para una longitud de placa de 10 cm.

Rh : Reacción en el apoyo, determinada por la capacidad resistente del alma al aplastamiento y al pandeo vertical, para una longitud de placa h.

V : Corte vertical máximo para cualquier condición de carga simétrica.

Wx : Módulo resistente en torno al eje X.

h : Altura plana de la sección.

io : Radio de giro polar de la sección en torno al centro de corte.

ix : Radio de giro de la sección en torno al eje X.

iy : Radio de giro de la sección en torno al eje Y.

xo : Distancia desde el centro de corte al centroide según el eje X.

L200 : Longitud máxima admisible de una viga, para una deformación L200, al estar solicitada a su capacidad máxima.

46

®

6

TABLASDE SELECCION

RAPIDAPARA DISEÑO


CONDICION DE APOYO:COSTANERA SIMPLEMENTE APOYADA SIN CUBIERTA RIGIDACARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)


NOTAS: 1. Qt : Capacidad de carga por tensiones. Qd: Capacidad de carga por deformación máxima L/200


Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6



5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00


Qt Qd

52647791

68 84

103121

86106130152

140189247293

167226295350

220306398472

38475768

63 78 95

114

95119146174

183227281335

248308381455

415517640765

32404857

42526474

53657993

94128166196

113152197233

149204263311

22273340

36455566

556984

101

106131162194

143178221264

240299370443

21253136

26324047

32404957

67 90

115136

80107136161

107143181215

14172125

23283542

35435363

67 83

102122

90112139166

151189233279

18232832

24303642

30374553

537294

111

6486

111132

84115149176

9111417

15192328

23293643

45556982

607593

111

101126156187

13162023

17212630

21263237

41567184

496684

100

6588

112133

6 8

1012

11131620

16202530

31394858

42536578

7189

110131

9121416

12151821

15182226

32445565

38526577

516986

102

5679

8101214

12151822

23283542

31394857

52658096

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


TABLA 9

FICHA ZTUB2000 / 0060-0

4948


CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA SIN CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (extrema)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

Cargas admisibles continua extremaA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2



CONDICION DE APOYO:COSTANERA SIMPLEMENTE APOYADA CON CUBIERTA RIGIDACARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6

Distancia entre apoyos (m) 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Peso CON CUBIERTA RIGIDAQt Qd

587086

101

7795

116137

99121149176

140189247293

167226295327

220307399474

38475768

63 78 95

114

95119146174

183227281335

248308381455

415517640765

40496070

54668195

8884

104122

97131172203

116157205227

153213277329

22273340

36455566

556984

101

106131162194

143178221264

240299370443

29364451

39485970

50627690

71 96126149

85115151167

112156204242

14172125

23283542

35435363

67 83

102122

90112139166

151189233279

23283439

30374553

39475869

557497

114

6588

115128

86120156185

9111417

15192328

23293643

45556982

607593

111

101126156187

18222731

24293642

30374654

43587690

527091

101

6895

123146

6 8

1012

11131620

16202530

31394858

42536578

7189

110131

14182225

19242934

25303744

35476273

42577482

5577

100118

5679

8101214

12151822

23283542

31394857

52658096

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


Z-TuBest

(extrema)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6



5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


85104127149

112138169198

141174213250

226306401474

271366478566

356496647767

85105129154

141175214256

214266327391

410510630753

556 692 856

1022

933116214371718

53658094

7086

105123

87107131154

154209271320

184248321380

242333429509

49617589

81101124148

124154189226

237295365436

322401495592

540672831994

3442526044546778

54678296

109148189223

130175223265

173234297352

31384756

51647893

7897

119143

149186230274

203252312373

340423524626

29364451

38475767

47587184

86116151178

102138179212

136186238283

21263137

34435263

52658095

100124154184

136169209250

228284351419

21253136

27334047

33404958

66 89

114135

79106135160

105142179213

15182226

24303744

37465667

70 87

108129

95119147175

160199246295

15182226

19232833

23283439

52 70 88

104

61 83

104123

82110137163

11131619

18222732

27334149

51647994

70 87

107128

117145180215

TABLA 11

FICHA ZTUB2000 / 0070-0

TABLA 10

FICHA ZTUB2000 / 0065-0

5150


CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA CON CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (extrema)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)

Carga admisible continua extremaA42-27 ES Fy=2.700 Kgf/cm2



CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA SIN CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (interior)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6



5,00

1,67

6,00

2,00

7,00

2,33

8,00

2,00

9,00

2,25

10,00


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


Z-TuBest

(interior)

114140171200

153188230271

196241296349

277375491581

332449586694

436608792940

350435534636

583726888

1062

888110413561620

1698211226103120

2304286835464236

3864481259527116

7997

119139

106131160188

136167205242

192261341403

231312407482

303422550653

203252309368

337420514615

514639785938

983122215101806

1333166020522451

2236278534444118

587187

102

7896

118138

100123151178

141191250296

169229299354

223310404480

128159195232

212265324387

324402494590

619770951

1137

840104512921544

1408175421692593

45556778

607390

106

7694

116136

108147192227

130175229271

170238310367

86106130155

142177217259

217270331396

415516637762

563700866

1034

943117514531737

35435362

47587184

607491

108

85116151179

102139181214

135188245290

607592

109

100124152182

152189233278

291362448535

395492608726

663825

10211220

29354350

38475868

49607487

6994

123145

83112147173

109152198235

44546780

7391

111133

111138170203

212264326390

288359443530

483602744890

Z-TuBest

(extrema)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6


Qt Qdkgf/mlSECCION Z-TUBEST

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


93114139163

125153188221

160196241284

226306401474

271366478566

356496647767

85105129154

141175214256

214266327391

410510630753

556692856

1022

933116214371718

657997

113

87107131154

111136168198

157213278329

188254332393

247345449533

49617589

81101124148

124154189226

237295365436

322401495592

540672831994

48587183

647896

113

115156204242

138187244289

182253330392

31384756

51647893

149186230274

203252312373

340423524626

36445363

47587184

88120156185

106143187221

139194253300

21263137

34435263

100124154184

136169209250

228284351419

27334147

36445463

7095

124146

84113148175

110153200237

15182226

24303744

7087

108129

95119147175

160199246295

21263137

28344249

5677

100119

6892

120142

89124162192

11131619

18222732

51647994

7087

107128

117145180215

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98

81100123145

7897

119143

607490

106

52658095

45566880

37465667

35435362

27334149

TABLA 13

FICHA ZTUB2000 / 0080-0

TABLA 12

FICHA ZTUB2000 / 0075-0

5352



CONDICION DE APOYO:COSTANERA CONTINUA CON CUBIERTA RIGIDAZ-TuBest (interior)CARGA ADMISIBLE q (kgf/ml) Z-TuBest

(interior)



Z 100x50x15x1,62

2,53

Z 125x50x15x1,6

Z 150x50x15x1,6

Z 175x75x20x1,6

Z 200x75x20x1,6

Z 250x75x20x1,6


Qt Qd

2,743,424,225,04

3,063,814,715,62

3,374,205,206,21

4,445,546,878,22

4,755,937,368,80

5,386,718,349,98


22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3

22,5

3


134164201235

180221271319

230283348410

325441577683

390528689816

513715931

1105

350435534636

583726888

1062

888110413561620

1698211226103120

2304286835464236

3864481259527116

93114139163

125153188221

160196242285

226306401474

271366478566

356496647768

203252309368

337420514615

514639785938

983122215101806

1333166020522451

2236278534444118

6984

102120

92113138163

117144177209

166225294348

199269351416

262365475564

128159195232

212265324387

324402494590

619770951

1137

840104512921544

1408175421692593

52647892

7086

106124

90110136160

127172225267

152206269319

200279364432

86106130155

142177217259

217270331396

415516637762

563700866

1034

943117514531737

39485969

52647992

6681

100117

100136178211

120163213252

158221287341

607592

109

100124152182

152189233278

291362448535

395492608726

663825

10211220

31384654

41506272

51637891

81110144171

98132172204

128179233276

44546780

7391

111133

111138170203

212264326390

288359443530

483602744890

TABLA 14

FICHA ZTUB2000 / 0085-0

547

ESQUEMADE TRASLAPO

Y CONEXIONES

®

ESQUEMA DE TRASLAPO

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P2

P3

P3

P3

P3

P3

P3

P1

P1

P1

P1

P1

P1

Posición en planta Perfil Z-TuBest

30 D 30D D

30D E65

35353535

L L

LE

B

30 DD

35 35 35 35

LI

30D D

L

OOOO

Z-TuBest (P1)Extrema

Z-TuBest (P3)Interior

Z-TuBest (P2)Penúltima

Distancia entre perforación (mm)

A

34

34

36

36

41

41

B

35

60

80

105

120

170

C

31

31

34

34

39

39

Z 100

Z 125

Z 150

Z 175

Z 200

Z 250

D E LI

5000

6000

7000

8000

9000

10000

370

420

470

520

570

620

705

805

905

1005

1105

1205

5800

6900

8000

9100

10200

LE

5800

6900

8000

9100

10200

1130011300

Dimensiones (mm)Distanciaentre apoyos

L (mm)

corresponden al largo real del Perfil Z-TuBest,para cada distancia entre apoyo indicada.

L ,IL ,E


A

Perforación

B

C

5756

DETALLES TIPICOS DETALLES TIPICOSDETALLES DE ENCUENTRO

Detalle 1

Detalle 2

Detalle 2a

Detalle 1

Angulo (tip)según cálculo

Detalle 2b


PUNTAL INTERMEDIO

COSTANERA Z-TuBest

SEGUN CALCULOANGULO

CORTE

C


C

5958

DETALLES TIPICOS DETALLES TIPICOS

Z-TuBest continua Z-TuBest simplemente apoyada

DETALLES DE ENCUENTRO DETALLES DE ENCUENTRO

A

10 mm

ACORTE

TuBest

COSTANERAZ-TuBest

COSTANERAZ-TuBest

ZONA DE TRASLAPO

PERFIL TuBest

SEGUN CALCULO2+2 PERNOS


BCORTE

TuBest

2+2 PERNOSSEGUN CALCULO

COSTANERAZ-TuBest

B

PERFIL TuBest

10 mm (opcional)

6160

628

EJEMPLODE DISEÑO

®

EJEMPLO DE DISEÑO

EJEMPLO Nº 1

Diseñar el sistema de costaneras indicado mediante secciones Z-Tubest de Cintac.Considerando por bases de diseño acero A42-27ES y espesor mínimo de 2 mm.

Datos:

1.- Sistema de costaneras de 4 vanos con marcos modulados a 8 metros.

2.- Panel de techo anclado continuamente a las costaneras, que cumple con requerimientos de diafragma.

3.- Pendiente de la cubierta: 12%.

4.- Distancia entre costaneras: 1,60 metros.

Suposiciones:

1.- Se usará costaneras continuas Z-Tubest de Cintac, unidas de tal forma que exista continuidad total.

2.- Sistema y cargas son simétricos, por lo tanto sólo se verifican los dos primeros tramos de continuidad.

3.- Cargas según NCh1537 y NCh432.

4.- Son válidos los criterios de diseño indicados en el presente manual.

Solución:

Se tiene la siguiente viga continua con los traslapos de secciones Z-Tubest.

q

Traslapos

8 m 8 m 8 m 8 m

0,50 m 0,50 m0,90 m 0,50 m 0,90 m 0,50 m

6564


Combinaciones de carga:

I Peso propio + sobrecarga (normal)II Peso propio + viento (eventual)

Estados de carga:

Peso propio: costaneras: 5 kgf/m2 (suposición) cubierta: 5 kgf/m2

Sobrecarga: según NCh1537: 72kgf/m2

Viento: según NCh 432: 75kgf/m2 (v=125 km/hr) coef. forma c = 0,4 (máxima succión).

qPP = 10 x 1,6 x cos ∝ = 15,9 kgf/m

qsc = 72 x 1,6 x cos ∝ = 114,4kgf/m

qv = 0,4x 75 x 1,6 = 48,0 kgf/m

En combinaciones de carga:

I Peso propio + Sobrecarga q=15,9+ 114,4 = 130 kgf/mII Peso propio + Viento q=15,9 – 48,0 =-32 kgf/m (succión).

Selección de Z-TuBest

De las tablas de selección rápida se obtienen los siguientes pares de secciones posibles:

(a) Z175 x 75 x 20 x 2 interior Peso medio = 6,205 kgf/m Z175 x 75 x 20 x 2,5 extrema

(b) Z200 x 75 x 20 x 1,6 interior Peso medio = 5,340 kgf/m Z200 x 75 x 20 x 2,0 extrema

La alternativa (b) es más conveniente en este caso, sin embargo por condiciones de espesor mínimose considera:

Usar Z200 x 75 x 20 x 2,0 extrema e interior

VERIFICACION PASO A PASO

Se verificará el diseño obtenido mediante las tablas, estudiando todas las disposiciones requeridaspor la especificación del AISI:

Se verá la combinación I Peso Propio + Sobrecarga q = 130 kgf/m

El diagrama de esfuerzos corresponde en este caso a:

Capacidad requerida (demanda)

Tramo Extremo- Momento positivo máximo M+= 642 kgf-m- Momento negativo en apoyo M-= 891 kgf-m- Momento negativo en extremo del traslapo M-= 592 kgf-m

Tramo Interior- Momento negativo en extremo traslapo izq. M-= 441 kgf-m- Momento positivo máximo M+= 303 kgf-m- Momento negativo en extremo traslapo der. M+= 369 kgf-m- Momento negativo apoyo central M-= 594 kgf-m

(+) (+)

(-)

441 kgf-m592 kgf-m369 kgf-m 594 kgf-m

891 kgf-m

642 kgf-m 303 kgf-m409 kgf 1189 kgf 965 kgf

(-)

6,29m 1,71m 2,13m 4,29m 1,58m

6766


Capacidad resistente tramo exterior

1.- En el tramo para momento positivo máximo, se asume sección 100% arriostrada.

Verificamos sección de tabla: Z 200 x 75 x 20 x 2

Mn =SeFy; se debe cumplir Mn / ½b ² 642 kgf-m

Con ½b = 1,67

Cálculo módulo elástico efectivo, Se:

Alas: w/e =(75-4x2)/2= 33,5 S= 1,28 E/ f

E: módulo de elasticidad = 2.100.000 kgf/cm2

f: tensión de trabajo = M/Sx

f= 64.200/46,7= 1375 kg/cm2 S = 1,28 2.100.000/1.375 = 50,0

Caso II S/3 ² w/e ² S n = 0,5

(D/w)= 20/(75 - 4 x 2) = 0,299 < 0,80

ka = 5,25 - 5(D/w)= 5,25 - 5 x 0,299 = 3,76 < 4,0

ku = 0,43

la = 399 e4(w/e) /S - ku /43= 0,0256

ls = 0,0417ed3= 0,0486

C2 = Is / Ia= 0,0486 / 0,0256=1,898 > 1,0 No

C2 = 1,00

k = C2n(ka – ku) + ku= 1,000,5(3,76 - 0,43) + 0,43= 3,76

Ancho efectivo con k = 3,76 f = 1.375 kgf/cm2

No hay reducción en alas.

Alma:

Como primera iteración se asume eje neutro de la sección sin reducciones, luego:

Ψ = f2 /f1

Ixx = 478 cm4

f1 = 64.200 x (98-0,4) =1.262 kgf/cm2 compresión 478

f2 = 64.200 x (10,2-0,4)=1.316 kgf/cm tracción 478

Ψ = - 1.316 / 1.262 = - 1,043

k = 4 + 2 (1-Ψ)3 + 2 (1-Ψ) = 4 + 2 (1 + 1,043)3 + 2 (1+1,043) = 25,1

2

λ =1,052

x 97 x 1.262 = 0,499 < 0,673 25,1 2.100.000

El alma es 100% efectiva, por lo tanto no hay necesidad de realizar una nueva iteración.

Se = Sx = 46,7 cm3

Mn = 2.700 x 46,7 x 0,01= 755 kgf-m > 642 kgf-m OK!½b 1,67

λ = 1,052 x 33,5 x 1.375 = 0,465 < 0,673 3,76, 2.100.000

w = 200 - 3 x 2 = 97e 2

f1

f2

0,4 cm

0,4 cm

9,8 cm

10,2 cm

6968


Conservadoramente se puede usar el módulo elástico efectivo para el caso de momento de inicio de fluencia o momento máximo que se entrega en la tabla correspondiente (pag. 56).

En ese caso Se= 42,1 cm3

2.- En la zona de momento negativo entre el traslapo y el punto de inflexión se asume cantilever con borde libre.

3.- Momento negativo en el apoyo. En este punto la sección se asume completamente arriostrada, sumándose las capacidades de ambas secciones. Se toma conservadoramente el módulo elástico para momento máximo.

Sección Extrema: M

Mn = 2.700 x 42,1 x 0,01 = 681 kgf-m > 642 kgf-m OK!½b 1,67

Me = π 2 x 2.100.000 x 1,0 x 20 x 47,8 = 6.767 kgf-m2 x 1212 x 100

My = Sx Fy = 46,7 x 2.700 x 0,01 = 1.261 kgf-m

como Me > 2,78 My = 3.505 kgf-m Mc = My

Mn = 42,1 x 1.261 = 1.137 kgf-m46,7

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 592 kgf-m OK!½ b 1,67

Sección Interior: Z 200 x 75 x 20 x 2,0 Se = 42,1 cm3

Capacidad resistente tramo interior (Z200x75x20x2)

4.- En el tramo se tendrá 100% de capacidad en flexión.

Mn = Se Fy = 42,1 x 2.700= 1.137 kgf-m

100

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 303 kgf-m OK!½b 1,67

5.- Momento negativo en extremo de traslapo izquierdo. Se trata de sección cantilever con borde libre.

L = 2,13 m - 0,90 m = 1,23 m

Me = π2 x 2.100.000 x 1,0 x 20 x 47,8= 6.548 kgf-m2 x 1232 x 100

My = 46,7 x 2.700 = 1.261 kgf-m 2,78 My = 3.506 kgf-m100

como Me > 2,78 My Mc = M y

Mn = 42,1 x 1.261 = 1.137 kgf-m46,7

Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 441 kgf-m OK!½b 1,67

6.- Momento negativo en extremo de traslapo derecho. Se asume iguales condiciones a caso anterior.

L = 1,58 m - 0,50 m = 1,08 m

bC = 1,0

Mn = 1.137 kgf-m; Mn = 1.137 = 681 kgf-m > 369 kgf-m OK!½b 1,67

7.- Momento negativo en apoyo central. Se suman las capacidades de ambas costaneras.En este caso Mn1 = Mn2 = 896 kgf-m

Mn1 + Mn2 = 1.137 + 1.137 = 2.274 = 1.362 kgf-m > 594 kgf-m OK!½b 1,67 1,67

La solución es adecuada por resistencia a la flexión.

Me = π 2 E Cb d Iyc L = 1,71 m - 0,5 m = 1,21 m 2 L2 Cb = 1,0;

n1 = 42,1 x 2.700 = 1.137 kgf-m100

Mn 2 = 42,1 x 2.700 = 1.137 kgf-m100

Mn1 + Mn2 = 1.137+1.137 = 1.362 kg m > 891 kgf-m OK!½b 1,67

7170


8.- Verificación de corte

Costanera Extrema w = 200 - 3 x 2 = 97e 2

kv = 5,34E = 2.100.000 kgf/cm2

Fy = 2.700 kgf/cm2 0,96 E kv /Fy = 61,91,415 E kv /Fy = 91,2

Caso (c) w > 1,415 E kv/Fy e

Vn = 0,905 x E kv e3 / w = 4.185 kgf

Vn = 4.185 kg= 2.506 kgf > 409 kgf OK!½v 1,67

Vn = 4.185 = 2.506 kgf½v 1,67

En apoyo interior se suman capacidades de ambas costaneras.

4.185 + 4.185 = 5.012 kgf > 631 kgf OK!1,67

Fuera del traslapo tampoco hay problemas por corte individual.

Costanera Interior Igual sección, por lo tanto:

Interacción flexión y corte

Tramo Extremo ½b M 2+ ½v V 2

” 1,0Mnxo Vn

Se verfica al inicio del traslapo:

M = 592 kgf-mV = 566 kgf

1,67 x 592 2+ 1,67 x 566 2

= 0,76 + 0,05 = 0,81 < 1.0 OK!1.137 4.185

Tramo Interior:

M = 441 kgf-mV = 441 kgf No controla en este caso

El diseño es adecuado para combinación I (Peso Propio + Sobrecarga).

Se verá la combinación II Peso Propio + Viento q= 32,1 x 0,75 = 24,1 kgf/m (eventual succión)

Tramo Extremo:

Momento negativo en el tramo M-= 119 kgf-m

Tramo Interior:

Momento negativo en el tramo M- = 56 kgf-m

Para el resto de los casos el ala comprimida se encuentra fija por el panel (diafragma rígido), y como losesfuerzos son menores a un 18,5% que los correspondientes a la combinación I, no será necesario verificar.

7372


Capacidad resistente

Tramo Extremo:Mn = 0,70 x 42,1 x 2.700= 796 kgf-m100

Mn = 796 = 477kgf-m > 119 kgf-m OK!½b 1,67

Tramo Interior: Mn = 0,70 x 42,1 x 2.700= 796 kgf-m100

Mn = 796 = 477 kgf-m > 56 kgf-m OK!½b 1,67

Usar la solución establecida por medio de las tablas.

M+ = 130 x 8,02/ 8 = 1.040 kgf-m

M- = 0,0714 x 15,6 x 2.02 = 4,5 kgf-m

EJEMPLO N°2

Para el mismo caso anterior, diseñar sección Z-TuBest simplemente apoyada, considerando que la cubiertano se comporta como diafragma rígido.

Solución:Se deberá considerar esfuerzos en eje débil de la sección:

I Peso Propio + Sobrecarga qx = 130 kgf/m qy = 15,6 kgf/m

Arriostramientos @ L/4 lv = 200 cm

De las tablas de selección rápida para vigas S.A. sin diafragma rígido se obtiene la siguiente sección conq ³ 130 kgf/m:

Z 250 x 75 x 20 x 2,5 qadm = 149 kgf/m Peso = 8,34 kgf/m

La sección Z 200 x 75 x 20 x 3 verifica también, pero tiene un peso de 8,80 kgf/m.

Se verificará: Z 250 x 75 x 20 x 2,5 Lv = 200 cm Cb= 1,061

Realizando el cálculo de propiedades efectivas para estas condiciones:

Se = 76,7 cm2.

Para el caso de flexión máxima (tabla) resultaría también el mismo valor.

Me = π2 E Cbd Iyc= π2 x 2.100.000 x 1,061 x 20 x 58,7= 3.227 kgf-m2 L2 2 x 2002 x 100

My= Sx Fy = 76,7 x 2.700 = 2.071 kgf-m 2,78 My = 5.757 kgf-m100 0,56 My = 1.160 kgf-m

caso 0,56 My ² Me ² 2,78 My

Mc = 10 My 1 - 10 My

9 36 Me

Mc = 10 x 2.071 1- 10 x 2.071 = 1.891 kgf-m9 36 x 3.227

Mn = Mc con Sx = Se

Mn = 1.891 = 1.132 kgf-m½b 1,67

Eje Débil: Mn = Sy 2.700 = 13,5 x 2.700 = 365 kgf-m100

Interacción: 1040 + 5 = 0,92 + 0,01 = 0,93 < 1,0 OK!1132 365

7574

EJEMPLO DE DISEÑO

Verificación de corte

w = 250 - 3 x 2,5= 97 0,96 E kv / Fy = 62 1,415 E kv / Fy = 91e 2,5

caso (c) Vn = 0.905 E kv e3 /w = 6.539 kgf

Vn = 6.539 = 3.916 kg > 520 kg OK!½v 1,67

Interacción de flexión y corte a L/4 de apoyo.

M = 1.040 - 22 x 130 / 2 = 780 kgf-m

V = 520 - 2 x 130 = 260 kgf

½b M 2+ ½vV 2

² 1,0Mnxo Vn

1,67x780 2 + 1,67x260 2 = 0,47 + 0,00 = 0,47 < 1.0 OK!1.891 6.539

Usar: Z250 x 75 x 20 x 2,5

Nota: Como se puede apreciar, el uso de las tablas de selección rápida es directo y evita realizar todas las verificacionesque se presentan.

769

ANEXO

®

ANEXO ANTECEDENTES UTILES PARA EL DISEÑO

Se presentan a continuación algunos antecedentes que son de utilidad para el diseño de costanerassimplemente apoyadas o continuas.

En primer lugar se presenta el diagrama de momentos para un sistema de continuidad, mostrándose el casode 4 tramos. Se encuentran los valores del diagrama de momentos con la ubicación de los máximos tramosy las dimensiones cantilever propias del diseño (posición de puntos de inflexión). Es necesario notar que eltraslapo teórico ideal de las costaneras Z-TuBest se ha definido como el largo que permite tener unmomento negativo en el elemento individual igual en el valor absoluto al momento positivo en el tramo. Coneste antecedente teórico se han desarrollado las tablas de selección rápida y los largos estándares para laslongitudes de 5, 6, 7, 8, 9 y 10 metros entre apoyos.

Posteriormente se encuentran los valores del coeficiente Cb de acuerdo a la expresión del AISI. Se incluyenlos casos de costaneras sin diafragma rígido simplemente apoyadas y continuas. estos valores se utilizanpara determinar los momentos elásticos críticos para las distintas situaciones que se pueden presentar, yson los valores utilizados para la determinación de las cargas máximas en las tablas de selección rápida deeste manual. De esta forma, se evita calcular el valor Cb y así disponer de un valor real de este coeficientemayor que 1,0 a modo de realizar un diseño económico de la sección.

Finalmente se entrega una tabla de mucha utilidad, en que para cada sección se indica el momento máximocuando la sección se encuentra completamente arriostrada y el valor del módulo de elasticidad efectivocorrespondiente para ese momento. Este valor de módulo elástico efectivo puede ser utilizado en formaconservadora para cualquier situación de arriostramiento de la costanera Z-TuBest, evitándose el cálculoiterativo de éste. Sin embargo, el óptimo para un diseño económico será calcular el valor exacto del móduloelástico correspondiente al momento crítico del caso en estudio.

7978

VALORES COEFICIENTE CbCOSTANERAS CONTINUAS

L L L L

q

0,786 L

0,266 L

0,536 L

0,198 L

0,536 L 0,786 L

0,393 L 0,607 L 0,536 L 0,464 L 0,464 L 0,536 L 0,607 L 0,393 L

0,198 L0,214 L 0,266 L 0,214 L

0,1071 qL2 0,1071 qL2

0,0814 qL2

0,0772 qL2

0,0364 qL2 0,0364 qL2

0,0772 qL2

(+)(+) (+)

(+)

(-)

(-)

(-)

Traslapo Traslapo

ValoresTeóricos

ValoresTeóricos

0,154 L0,025 L

Traslapo Traslapo

0,083 L0,083 L ValoresTeóricos

L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4 L/4

Cb = 1,087lv = 0,333 L

Cb = 2,38lv = 0,282 L

Cb= 2,31lv = 0,222 L

Cb = 1,06lv = 0,333 L

Cb = 2,53l v = 0,294 L

Cb = 1,01lv = 0,25 L

Cb = 1,66lv = 0,139 L

Cb = 1,12lv = 0,25 L

Cb = 2,28lv = 0,211 L

ValoresTeóricos

L/3 L/3 L/3

0,025 L 0,154 L 0,083 L0,083 L

L/3 L/3 L/3



8180

COSTANERAS / Z-TuBest®COSTANERAS SIMPLEMENTE APOYADAS

Momentos Máximos y Propiedades Efectivaspara momento máximo

Z 100 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 125 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 150 x 50 x 15 x 1,62,02,53,0

Z 175 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

Z 200 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

Z 250 x 75 x 20 x 1,62,02,53,0

cm3

181225275325242301369437309384471560444571776931531680921

1110721920

12401500

11,113,917,020,115,018,622,827,019,123,829,134,627,535,348,057,632,842,157,068,744,656,976,798,8

2,743,424,225,043,063,814,715,623,374,205,206,214,445,546,878,224,755,937,368,805,386,718,349,98

SECCION Z-TuBest Momento máximo kgf-m

Módulo efectivoPesokgf/ml



(+)

(+)

Cb = 1,061 C b = 1,061

C b = 1,031

qL2 /8

qL2 /8

L/3 L/3 L/3

L/4L/4 L/4L/4

8382

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