2. 1. Retos importantes para la construcción
2. Tecnología Steel Framing
3. Diseño y análisis estructural
4. Proyectos Steel Framing Costa Rica
5. Sesión abierta
Temas
4. En Costa Rica se utiliza al menos 4 veces más mano de obra para
construir una vivienda que en países como Australia y EEUU.
Productividad con la mano de obra
5. La industria está cambiando
building
informa.on
modeling
CAD
CAM
CNC
construc.on
ex-‐situ
PRODUCTIVIDAD
7. Construcción en liviano en Costa Rica
Costa Rica tiene la mayor penetración per cápita de
sistema liviano de América Latina, superando por 3.5
veces a cualquier otra área.
22. Emulación al Wood Framing
• Dimensiones perfiles similares
• Estructuración similar
• Cerramiento se sujeta
directamente a miembros
• Con las ventajas:
• Más preciso
• Más liviano
• Resistente humedad
• Resistente insectos
• No combustible
• Sin deformación diferencial
• Longitud ilimitada de studs
• Más secciones
• Reciclable
Origen del sistema
47. Normativa análisis y diseño estructural
1. Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-10)
2. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-10)
3. North American Standard for Seismic Design of Cold-Formed Steel Structural Systems (AISI S400-15)
4. North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members 2012 (AISI
S100-12)
5. Reglamento de Construcciones de Costa Rica (RC-INVU-88)
6. International Building Code 2012 (IBC 2012)
7. Code of Standard Practice for Cold-Formed Steel Structural Framing 2015 (AISI S202-15)
8. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Floor and Roof System Design 2007 (AISI
S210-07)
9. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – General Provisions 2012 (AISI S200-12)
10. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Header Design 2007 (AISI S212-07)
11. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Nonstructural Members 2015 (AISI S220-15)
12. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Lateral Design with Supplement No. 1 2007 (AISI
S213-07-SI-09)
13. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Product Data 2012 (AISI S201-12)
14. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing Structural Framing 2015 (AISI S240-15)
15. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Truss Design 2012 (AISI S214-12)
16. North American Standard for Cold-Formed Steel Framing – Wall Stud Design 2007 (AISI S211-07)
49. • Sección 1.1 f:
“…no se limita el uso de materiales, sistemas
sismorresistentes y métodos de diseño alternos que no
estén específicamente prescritos por el Código, siempre y
cuando el profesional responsable del diseño demuestre
que el uso de la alternativa permite el cumplimiento de los
objetivos de desempeño descritos en los incisos 1.2 y 4.1.2
de este código.”
Lineamientos del CSR-10
50. • Comentarios al CSCR-10, sección C10.8.1:
“Existen también sistemas sismorresistentes a base de
muros con forros de madera o de láminas de acero, que
utilizan perfiles de láminas dobladas de espesores
inferiores a 3 mm, similares a los utilizados en los muros
secos. Aunque estos sistemas sismorresistentes no están
dentro del alcance de este capítulo, su uso no está
restringido por este código. Sin embargo, se recomienda
que el profesional responsable del diseño consulte las
referencias vigentes del AISI para su diseño.”
Lineamientos del CSR-10
59. Cargas permanentes y temporales según
especificación código local
Análisis estructural: GRAVEDAD
60. Flujo de cargas: elementos alineados desde la
parte superior hasta la base
Análisis estructural: GRAVEDAD
Techo
Pared segundo nivel
Entrepiso
Pared primer nivel
61. Carga de sismo y viento. Cuál rige?
Análisis estructural: LATERAL
62. Tres tipos de muros de corte:
K-Brace
Strap Brace
Steel Sheet
Análisis estructural: LATERAL
63. Tres tipos de muros de corte:
K-Brace
Strap Brace
Steel Sheet
Análisis estructural: LATERAL
64. Tres tipos de muros de corte:
K-Brace
Strap Brace
Steel Sheet
Análisis estructural: LATERAL
71. Diseño de elementos según AISI S100-12:
• Propiedades de las secciones: secciones
efectivas debido al espesor de
elementos
• Tensión: fluencia área gruesa, ruptura
área efectiva
• Flexión: resistencia nominal, pandeo
lateral-torsional, pandeo distorsional
(eje fuerte y eje débil)
• Cortante: resistencia con o sin agujeros
en la sección (eje fuerte y eje débil)
Diseño Estructural
72. Diseño de elementos según AISI
S100-12:
– Aplastamiento del alma (web
crippling)
– Compresión: resistencia nominal
para pandeo en fluencia, flexión,
flexo-torsional y torsional;
pandeo distorsional
– E s f u e r z o s c o m b i n a d o s :
ecuaciones de interacción
Diseño Estructural
73. Diseño de elementos según
AISI S100-12 Capítulo D:
– Secciones armadas
– Paredes
– Cerchas
– Cargadores
– Especificaciones adicionales
a AISI
• Diseño de conexiones
según AISI S100-12,
capítulo E
Diseño Estructural
74. Diseño de elementos según
AISI S100-12 Capítulo D:
– Secciones armadas
– Paredes
– Cerchas
– Cargadores
– Especificaciones adicionales
a AISI
• Diseño de conexiones
según AISI S100-12,
capítulo E
Diseño Estructural
75. • Condiciones de servicio:
revisión de deflexiones en
viguetas, cerchas, paredes,
cargadores, otros
• Derivas
• Excentricidades
• Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
76. • Condiciones de servicio:
revisión de deflexiones en
viguetas, cerchas, paredes,
cargadores, otros
• Derivas
• Excentricidades
• Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
77. • Condiciones de servicio:
revisión de deflexiones en
viguetas, cerchas, paredes,
cargadores, otros
• Derivas
• Excentricidades
• Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
78. • Condiciones de servicio:
revisión de deflexiones en
viguetas, cerchas, paredes,
cargadores, otros
• Derivas
• Excentricidades
• Elementos sísmicos:
diseño por capacidad
Consideraciones importantes
79. Caso: CFS-NEES
• Cálculos teóricos
• Modelaje no lineal
• Pruebas de laboratorio en
tamaño real
• Conclusiones:
– Rigidez adicional por acabados
– M o d e l a d o v s p r u e b a s
laboratorio
– Se rompe el esquema de diseño
tradicional
80. • Cálculos teóricos
• Modelaje no lineal
• Pruebas de laboratorio en
tamaño real
• Conclusiones:
– Rigidez adicional por acabados
– M o d e l a d o v s p r u e b a s
laboratorio
– Se rompe el esquema de diseño
tradicional
Caso: CFS-NEES
81. Caso CFS-NEES
• Cálculos teóricos
• Modelaje no lineal
• Pruebas de laboratorio en
tamaño real
• Conclusiones:
– Rigidez adicional por
acabados
– Modelado vs pruebas
laboratorio
– Se rompe el esquema de
diseño tradicional
Estudios recientes
82. Caso CFS-NEES
• Cálculos teóricos
• Modelaje no lineal
• Pruebas de laboratorio en
tamaño real
• Conclusiones:
– Rigidez adicional por
acabados
– Modelado vs pruebas
laboratorio
– Se rompe el esquema de
diseño tradicional
Estudios recientes
134. Diseño estructural y Sismo-resistencia
§ Liviano, dúctil y tenaz
§ Código Sísmico de Costa Rica y el AISI S100 de EEUU
135. • limitar el largo de entrepisos a luces máximas
de 5.3m si es pesado (max 7m)
• facilitar muros de corte de 1.5 metros de
ancho en ambas direcciones
• alinear los muros de corte del segundo nivel
de forma que coincidan con los muros de
corte del primer nivel.
• cerramientos con espaciamiento @61cms
Recomendaciones para optimizar diseño
arquitectónico