Viguetas Steel Joist – Todo lo que debe saber

ESPACIOLEVE INGENIERÍA, como parte de su compromiso en promover nuevas aplicaciones y un mayor uso del acero en la industria y la construcción, se complace en presentar a la comunidad de profesionales de la ingeniería y la arquitectura, una serie de Blogs acerca del uso de viguetas de alma abierta tipo Steel Joist en sistemas constructivos de entrepisos, cubiertas y cerramientos.

Esta serie de blogs será administrado y moderado por nuestro Gerente Técnico, Co-Fundador y Socio de Espacioleve Ingeniería Jhair Eduardo Prieto Becerra, quien es Ingeniero Civil egresado de la Universidad Santo Tomás en Bogotá con más de 10 años de experiencia en el diseño, implementación y construcción de sistemas de entrepiso, pionero a nivel nacional en el desarrollo de las Viguetas Steel Joist con más de 1.000.000 m2 diseñados y construidos en Colombia.

Todos los antecedentes técnicos de esta serie de Blogs corresponden al resultado de los ensayos de certificación del sistema constructivo con viguetas Steel Joist realizados bajo los criterios de diseño y cálculo de EspacioLeve Ingeniería con perfiles en ángulos estructurales ASTM A-572 Gr50 laminados en caliente y barras redondas lisas en acero ASTM A-36. Por lo tanto, todas las características, propiedades y aplicaciones descritas en esta y posteriores entradas a este Blog NO son aplicables a Steel Joist provenientes de otro origen, ya que no son directamente homologables.

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Esta serie de Blogs se divide en once entradas, que iremos publicando quincenalmente desde el miércoles 18 de noviembre y en donde te brindaremos información valiosa sobre Steel Joist, detallada en los siguientes temas:

ENTRADA 1, Generalidades; en donde haremos una presentación detallada del sistema constructivo con viguetas Steel Joist que incluye: la historia del sistema constructivo, descripción de los elementos que lo conforman y consideraciones de interés como materiales, cargas de diseño, Joist en sección sencilla y compuesta. La información contenida en este capítulo está especialmente orientada a atender las preguntas principales que arquitectos e ingenieros se puedan plantear respecto de la conveniencia de uso de este sistema constructivo.

ENTRADA 2, revisaremos los Criterios de diseño de los sistemas de entrepiso y cubierta con Joist, cálculo de secciones compuestas y sencillas, diseño de soldaduras, definición de contraflechas, conexiones y apoyos, deflexiones, deformaciones permisibles, revisiones a momento, esfuerzos cortantes, análisis de vibraciones, masividad y cálculos para protección al fuego. Esta entrada estará más dirigida a profesionales del diseño e ingenieros que especifiquen en sus proyectos los Steel Joist. Haremos un ejercicio de reflexión sobre un proyecto con el sistema constructivo con viguetas Steel Joist y algunas variables críticas que deberán ser contempladas en el diseño

ENTRADA 3, Incidencia y ventajas del uso de los Steel Joist. En esta entrada revisaremos con ejemplos prácticos y casos reales de diversas obras realizadas con Steel Joist en Colombia, elementos como: variación de carga muerta, tiempos de instalación, presupuestos y economía de obra, costos de fabricación y montaje, Análisis de Precios Unitarios para sistemas de entrepiso y para sistemas de cubierta, optimización de diseños estructurales, reducción de costos en estructuras principales, manejo y paso de ductos, conexiones entre elementos del sistema, manejo de grandes luces.

ENTRADA 4, Estudio y consideraciones preliminares de un Proyecto con Steel Joist. Buscaremos entender un proyecto desde las necesidades y requerimientos del usuario – constructor– , empezando a proyectar la solución de entrepisos y/o cubiertas con Steel Joist sobre una construcción a ejecutarse. Teniendo en cuenta las condiciones reglamentarias, técnicas y económicas que lo afecten.

ENTRADA 5, Ejemplo de cálculo e implantación de Steel Joist en una estructura. Revisaremos ejemplos reales de obras construidas en Colombia. (entre ellos el edificio más alto del país construido con Steel Joist.) Tomaremos en cuenta todo lo establecido en las entradas 1 a 4. Partiendo desde la arquitectura de los edificios, la compatibilidad del sistema estructural con los Steel Joist, la implantación del sistema sobre la estructura principal del edificio, definición de peraltes, separaciones y dirección de las viguetas, análisis de cargas, cálculo de cada Steel Joist tipo de las edificaciones, revisión de vibraciones, protección a la corrosión y protección a la acción del fuego, comportamiento de derivas, re cálculo de elementos estructurales debido a la acción de la reducción de carga muerta.

Revisaremos si los beneficios normativos, técnicos, y económicos propuestos en la entrada 4 surten efecto en estos dos edificios.

ENTRADA 6, en donde revisaremos los procesos de Fabricación y montaje de Steel Joist Ahondaremos en temas como: procesos de manufactura y soldadura, procesos de calidad e inspección, operaciones para embalaje y transporte de Steel Joist, Izaje de viguetas, formas correctas de acopio y transporte en obra, procedimientos para montaje del sistema en todas sus variables (con lámina colaborante, camilla tradicional de madera, paneles tricapa o casetón de poliestireno), normas de seguridad para el montaje de Steel Joist, instalación y procedimientos de soldadura para conectores de cortante en obra, accesorios y detalles, instalación de arriostramientos en campo.

Revisaremos si los beneficios normativos, técnicos, y económicos propuestos en la entrada 4 surten efecto en estos dos edificios.

ENTRADA 7, Tablas de diseño de Joist y ejemplos de uso. En esta entrada se analizarán las tablas de diseño y peso para Steel Joist en sección compuesta y sencilla, propuestas en las publicaciones del SJI “Standard Specifications for Composite Steel Joists Weight Tables and Bridging Tables Code of Standard Practice 2nd Edition” y “Standard specifications Load Tables and Weight Tables for Steel Joists and Joist Girders 44th Edition” y plantearemos unas tablas de diseño y peso para Steel Joist adecuadas a la construcción Colombiana. Teniendo en cuenta la oferta de acero presente en nuestro país, así como la pertinencia del uso de Steel Joist en las diversas construcciones a lo largo y ancho de la geografía Colombiana. Diseñaremos tablas para especificación de arriostramientos en sistemas de entrepisos, se llevarán estas tablas a información gráfica, lo que nos brindará una visión más clara del comportamiento de los Steel Joist con diversas geometrías, separaciones, condiciones de carga, espesores de placa o resistencias de concreto en el caso de Joist de sección compuesta, entre otras variables.

ENTRADA 8. Profundización Técnica sobre temas de gran interés entre especificadores de entrepisos con Steel Joist, bien sean arquitectos, ingenieros o constructores. Revisaremos a fondo condiciones de Vibración en sistemas de entrepisos, bien sea debido a la actividad normal humana, o al tránsito de vehículos en zonas de parqueadero. Revisaremos el documento AISC “Steel Design Gude No.11 Vibrations of Steel-Framed Structural Systems Due to Human Activity, 2nd Edition” y un software de revisión de vibraciones en entrepisos conformados con Steel Joist.

Estimaremos los efectos de la Corrosión en Joist, y estudiaremos los tipos de protección recomendados de acuerdo con los diversos ambientes corrosivos a los que puedan estar expuestos. Hablaremos sobre esquemas de pintura, recubrimientos y galvanizados. Por último, escribiremos nuestras experiencias en el tema de Protección al Fuego de Steel Joist, revisión de NSR-10 Titulo J y decretos posteriores que lo modifican, normativa internacional, consideraciones en el diseño para elementos a proteger con pinturas intumescentes y/o morteros proyectados, protección al fuego mediante laminas RF, barreras de protección al fuego, estudios de fuego en edificaciones, análisis de tiempo equivalente. Revisiones mediante software especializado.

ENTRADA 9 Ejemplos de cálculo de Joist mediante uso de tablas, Revisaremos una vez más los ejemplos expuestos en la entrada 5 y haremos nuevamente el diseño de los Steel Joist, apoyados ahora en las tablas de diseño. Plantearemos el arriostramiento correcto de acuerdo con la vibración obtenida del sistema mediante las tablas de arriostramientos obtenidas en la entrada 5. Analizaremos gráficamente el comportamiento de los Joist obtenidos en el diseño.

ENTRADA 10 Normativa y Responsabilidad; códigos y normas de referencia usados en la especificación, diseño y montaje de estructuras con Steel Joist. Responsabilidad de uso y especificación.

ENTRADA 11 Proyectos ejecutados en Colombia. Revisaremos los proyectos más importantes realizados en nuestro país tanto para sistemas de entrepiso con viguetas tipo Steel Joist, funcionando como sección compuesta, así como construcciones con Joist en sección sencilla, cubiertas y naves industriales. Ahondaremos en los ahorros de tiempo, de recursos y económicos que se alcanzaron en los proyectos analizados. Compartiré datos y experiencias del antes durante y después de distintas construcciones realizadas con Steel Joist.

Esperamos sinceramente, que esta serie de Blogs acerca de soluciones constructivas con sistemas de entrepisos y cubiertas con Steel Joist, en cada una de sus entradas, sea un valioso aporte para todos los profesionales vinculados con el diseño y ejecución de estructuras y obras civiles en general. Confío, además, en la favorable acogida entre arquitectos, ingenieros y constructores, y en general de todos quienes, en forma directa o indirecta, día a día especifican o utilizan este y otros sistemas de entrepisos y cubiertas.

De antemano mi agradecimiento a cualquier observación, recomendación o comentario que sirva para mejorar el producto Steel Joist y sus variadas aplicaciones.

Pie de foto: Ing. Jhair Eduardo Prieto – Gerente Técnico Espacioleve  |  Ing. Lizeth Avila – Gerente Comercial Espacioleve  | Ing. Jairo Uribe Escamilla: Ingeniero Civil / Doctor of Philosophy Especialidad en Estructuras, Mecánica Estructural y Suelos