El documento describe el diseño y cálculo estructural de un edificio con Steel Framing en el valle tropical de Chuquisaca. Explica los conceptos del Steel Framing, ventajas, métodos de construcción y tipos de perfiles utilizados. También incluye el diseño de elementos estructurales como columnas, vigas, entrepisos y escaleras usando el programa SAP2000. Finalmente, presenta conclusiones y recomendaciones sobre la aplicación de este sistema constructivo en climas tropicales.

1. DISEÑO Y CALCULO ESTRUCTURAL
DE UN EDIFICIO CON STEEL FRAMING
EN EL VALLE TROPICAL DE CHUQUISACA
INGENIERÍA CIVIL
Jara Coria Jeffersoon Hilarión
Tutor: Ing. Sergio Toledo Rosso
PROYECTO DE GRADO

2. ANTECEDENTES
El uso de los perfiles conformados en frío se origina en
Inglaterra Y estados unidos hacia mediados del siglo XIX.
Sin embargo, su uso fue principalmente experimental Y se
centró en obras civiles Y edificios industriales. En los
albores de la construcción en hierro se usaron
preferentemente perfiles conformados en caliente Y/O
laminados. El impulso mayor en el uso de los perfiles
conformados en frío se da en el período de entre guerras
del siglo XX, logrando un desarrollo importante durante la
2ª guerra mundial Y, especialmente hacia fines de ella.

3. DESCRIPCION DEL PROYECTO
El proyecto consiste en un diseño de una edificación de mediana altura con acero
ligero galvanizado en el municipio del valle. El diseño de la estructura se realizará
con la ayuda de software SAP2000.

4. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
Cuando es una construcción tradicional, toda la edificación se
construye con 4 materiales: cemento, arena, hierro y ladrillos, con
Steel Frame los materiales tienen una tecnología avanzada,
Polietileno, polipropileno, poliestireno, poliuretano, policloruro de
vinilo clorado, son sólo algunos de los materiales que componen el
sistema constructivo.
Esta tecnología de los materiales implica mejor aislación térmico,
mejor aislación acústica, mayor velocidad de obra, mejor resistencia
y consistencia estructural, entre muchos otros beneficios.

5. FORMULACION DEL PROBLEMA
Por todo lo mencionado anteriormente se formula el problema:
¿De qué manera se podrá realizar las edificaciones sin tiempo de
demora y sin alto costo de materiales mediante la aplicación de
conocimientos de ingeniería?

6. REALIZAR EL DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL
DE UN EDIFICIO CON STEEL FRAMING CON EL
PROGRAMA SAP2000 EN EL VALLE TROPICAL DE
CHUQUISACA.
OBJETIVOS:
OBJETIVO GENERAL

7. Describir los conceptos teóricos y criterios de las edificaciones con Steel
framing.
Describir los sistemas constructivos para el edificio con Steel framing.
Hacer una descripción del lugar y localización.
Realizar el diseño y cálculo estructural de la edificación de mediana altura con
Steel Framing.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS

8. JUSTIFICACIÓN
El uso de sistemas eficientes de construcción para disminuir los desperdicios y cubrir la
demanda de edificios, mediante la implementación de nuevas tecnologías; desde este
punto de vista el acero galvanizado aparece como una de las opciones para cambiar el
panorama de la construcción pesada y lenta.

9. APORTE ACADEMICO
El presente proyecto de grado está destinado para profesionales
ingenieros de nuestra región, ofreciendo el conocimiento
necesario para la comprensión del análisis, diseño y
comportamiento de una edificación con Steel framing, para que
de esta manera la condición técnica de este tipo de estructuras se
presente con una mayor facilidad de cálculo y su construcción se
haga más factible. Es así como este proyecto de grado tiene el
objetivo de orientar a los profesionales del área.

10. Objeto de estudio serán los aceros
galvanizados para la construcción del
edificio con Steel framing
OBJETO DE ESTUDIO Y CAMPO DE ACCIÓN :
OBJETO DE ESTUDIO

11. El trabajo de investigación tiene como campo de
acción el diseño y calculo estructural de un edificio
de mediana altura con acero galvanizado (Steel
Framing).
CAMPO DE ACCION

12. 9.1 ENFOQUE Y TIPO DE INVESTIGACION
9.2 METODOS TECNICAS E INSTRUMENTOS
REVISIÓN DOCUMENTAL
Es una técnica que permite obtener documentos nuevos en los que es posible describir,
explicar, analizar, comparar, criticar entre otras actividades intelectuales, un tema o
asunto mediante el análisis de fuentes de información.
ANÁLISIS Y SÍNTESIS
Desde un punto de vista lógico, analizar significa descomponer algo en sus partes
constitutivas.

13. CAPITULO 1
STEEL FRAMING
CARACTERISTICAS DEL STEEL FRAMING
El Steel Framing se define como un proceso por lo que se compone un esqueleto
estructural de acero formado por diversos elementos livianos individuales diseñados
para dar forma y soportar las cargas que solicitan al edificio y a la estructura, el sistema
Steel Framing
Las paredes que constituyen la estructura son llamados paneles estructurales o auto
portantes; que están compuestas por una gran cantidad de perfiles galvanizados muy
livianos llamados montantes, que van separados entre sí por 400 o 600 mm, esta
dimensión es definida de acuerdo con el cálculo estructural, los paneles tienen la
función de distribuir uniformemente las cargas y transmitirlas hasta el suelo;

14. VENTAJAS DEL USO DEL SISTEMA STEEL FRAMING.
 Los productos empleados en el sistema son estandarizados de tecnología avanzada, los cuales
pasan por un riguroso control de calidad
 Durabilidad y vida útil de la estructura gracias al proceso de galvanización de las chapas.
 Facilidad de montaje, manejo y transporte, debido al bajo peso de los elementos fabricados.
 Minimización de recursos naturales y desperdicios por la construcción en seco.
 Rapidez de construcción, ya que el terreno se transforma en el sitio de montaje.

15. MÉTODOS DE CONSTRUCCIÓN
• Método, Fabricación en Obra (stick-built)
• Método, por Paneles Prefabricados
• Construcción de Módulos

16. TIPOS DE PERFILES UTILIZADOS PARA STEEL FRAMING
Perfil montante y vigas.
Perfil solera.
Perfil mini canal.
Perfil mini galera.
Perfil angulo conector.
Cinta o fleje.

17. Platea de Hormigón Armado
La platea de hormigón es un tipo de fundación
superficial que funciona como una losa y
transmite las cargas de la estructura al terreno
 A fin de evitar la humedad del suelo o la
infiltración de agua en el edificio, es
necesario mantener el nivel del contrapiso a
un mínimo de 15 cm sobre el suelo;
 En las veredas alrededor del edificio,
garajes y terrazas deberá considerarse el
escurrimiento del agua mediante una
inclinación de por lo menos 5%.

18. CAPITULO II
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL SISTEMA
CONEXIONES DE TORNILLOS
Las dimensiones de los tornillos se
designan con números de 6 a 14, que
corresponden a los.

19. ENTREPISOS
ENTREPISO SECO En un entrepiso seco la
rigidización horizontal de la estructura se obtiene
mediante placas atornilladas a las vigas, realizado
con un emparrillado de vigas a base de perfiles
ligeros abiertos tipo C
ENTREPISO HÚMEDO este contrapiso de entre
4 y 6 cm de espesor, no es estructural, sino que
actúa como base para la colocación de algún tipo
de piso (alfombra, cerámico, etc.). Para evitar
posibles fisuras en el hormigón se colocará una
malla electro soldada.

20. ESCALERAS
La estructura de escalera se construye con la
combinación de perfiles U y C, para conformar
las huellas y contrahuellas se usan paneles
rígidos como placas de OSB o planchas de
madera maciza atornilladas en la estructura.

21. Son aquellos que rigidizan la estructura, en cambio los no estructurales, solo cumplen
la función de substrato.
Paneles de OSB
OSB/1 para uso general y aplicaciones de interior (incluyendo mobiliario) utilizados
en ambiente seco.
OSB/2 estructurales para utilización en ambiente seco.
OSB/3 estructurales para utilización en ambiente húmedo.
OSB/4 estructurales de alta prestación para utilización en ambiente húmedo.
PANELES ESTRUCTURALES

22. PANELES NO ESTRUCTURALES:
Placas cementicias
Las placas pueden usarse como cerramiento
exterior o interior de paneles, principalmente
en áreas que suelen mojarse substituyendo la
placa de yeso cartón y en áreas expuestas a la
intemperie, está compuesta por cemento
portland, cuarzo, aditivos hidrófugos y fibras
tratadas
Espesor de la placa Aplicación Usual
6 mm Pueden aplicarse a tabiques livianos y paredes
secas interiores, donde no existen aplicaciones de
cargas soportadas directamente por la placa.
8 mm Pueden ser usadas en tabiques livianos y paredes
interiores y exteriores, en áreas secas y húmedas,
e incluso para aplicaciones de cargas soportadas
por la placa.
10 mm Utilizadas para áreas secas y húmedas, interiores y
exteriores. Ideal para paredes estructurales en las
que mejoran la resistencia contra impactos,
aplicaciones de carga y aislamientos termo
acústico.

23. CAPITULO III
DESCRIPCIÓN Y ESTUDIO DEL LUGAR
Las regiones tropicales de la tierra se dividen en tres zonas climáticas principales
Max. Media Día Max. Media Noche
Calido – Seco
23º C – 43ºC 21ºC - 27ºC
Templado – Húmedo
27ºC - 32ºC 24ºC - 27ºC
Frío - Seco
27ºC 4ºC - 10ºC

24. CORROSIÓN STEEL FRAME
La protección del tipo de barrera actúa aislando al metal del medio ambiente, el revestimiento galvánico
es una barrera impermeable a la humedad (electrolito), el galvanizado en cambio no se degrada con el
paso del tiempo, sino que el zinc se corroerá lentamente con el transcurso del tiempo, por lo que la
protección que ofrece al acero esta mayormente relacionada al espesor del recubrimiento.
La capacidad de protección del zinc depende del grado de corrosión del mismo, el grado de corrosión
depende fundamentalmente de dos factores:
• Tiempo de exposición a la humedad,
• Concentración de polución en el aire.

25. MACRO Y MICRO LOCALIZACIÓN DEL LUGAR

26. CAPITULO IV
DISEÑO DE ELEMENTOS DEL EDIFICIO
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
• Columnas: transmiten cargas axiales de compresión,
centradas o excéntricas.
• Vigas: transfieren la carga lateralmente a lo largo de su
longitud, hacia los apoyos.
• Pórtico: combinación de Columnas y Vigas capaz de tomar
cargas horizontales en su plano, siempre y cuando, la unión
entre columnas y vigas sea rígida.
• Tabiques: si se completa el espacio entre columnas y vigas,
tenemos un tabique que es capaz de soportar esfuerzos
laterales

27. DISEÑO A CORTE

28. DISEÑO A COMPRESION

31. DISEÑO A FLEXIÓN

41. CONCLUSIONES
El sistema constructivo Steel Framing no está limitado a edificaciones de baja altura aplicando la
modalidad constructiva del Ballon-frame, sino que se puede implementar para construir edificios de hasta
9 plantas con la modalidad constructiva del Platform-frame.
La estabilidad de las edificaciones en mediana altura para zonas tropicales se logra mediante el
Arriostramiento en “x”, (cruz de san Andrés), dando de esta manera estabilidad a los paneles portantes.
El sistema constructivo Steel Framing además de estar constituida por una estructura ligera, está
conformada por materiales que trabajan conjuntamente (subsistemas) como el acero, elementos
aislantes, instalaciones y recubrimientos, enlazados entre sí garantizando el funcionamiento de la
edificación.
En lo que respecta a los climas tropicales este sistema constructivo, puede ser utilizado para soportar
múltiples fenómenos naturales, convirtiéndose en altamente resistente a sismos y vientos.
De acuerdo al análisis gráfico de la envolvente tipo donde la barrera de vapor está dispuesta al interior, en
el clima tropical seco el porcentaje de condensación es mayor que el que se produce en el clima tropical
lluvioso donde la presión de vapor en la cara interior del montante es de 5.34 Kpa produciéndose un
diferencia importante con la presión de vapor del ambiente interior (1.81kpa) provocando la saturación
del aire; analizando la gráfica con la barrera de vapor en el exterior presenta una presión de vapor en el
mimo sitio de 2.26 kpa.

42. RECOMENDACIONES
Se pueden señalar las siguientes recomendaciones:
Se recomienda que para utilizar con fiabilidad el sistema constructivo steel framing se
debe hacer cambios en la configuración de la envolvente y la eventual construcción de
este en edificaciones de gran altura; ya que cuando aumenta la altura del edificio y
especialmente su esbeltez; la acción del viento (carga dinámica que varía con el tiempo)
comienza a comprometer la estabilidad de la construcción con igual intensidad con las
cargas gravitacionales.
Se recomienda continuar con la investigación implementando el sistema constructivo
Steel framing mediante el concepto platform-frame en climas fríos.
Es recomendable emplear el arriostramiento en k, cuando la edificación tiene grandes
aberturas.
Se recomienda el uso del presente trabajo con fines constructivos esencialmente para
zonas tropicales.