Manual de Diseno Estructural Panel Rey

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Manual de diseño de estructuras construidas con Panel Rey

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

ÍNDICEMANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL 1

• Introducción 1• Propósito de este manual 3• Descripción general del Manual de Diseño Estructural PANEL REY* 4

INFORMACIÓN GENERAL 5• Concepto 5• Componentes básicos del SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* 6• Herramientas básicas 11

TABLAS DE PROPIEDADES Y CAPACIDAD PARASELECCIÓN DE COMPONENTES PANEL REY* 13

• Propiedades físicas y de sección de perfiles en cajón y espalda con espalda 14• Cargas uniformemente repartidas permisibles en vigas de claros simples 15• Reacciones y cargas concentradas máximas permisibles para almas de vigas 16• Cargas uniformemente repartidas permisibles en dinteles 17• Capacidad de carga a compresión de sección de perfiles en cajón y espalda con espalda 18• Postes de bastidores para muros de carga interiores 20• Postes de bastidores para muros de carga exteriores con acción de viento en velocidades de 70 a 220 km./h. 21• Postes de bastidores para muros fachadas 32• Capacidades y espaciamientos de tornillos estructurales 34• Capacidad a tensión pura de elemento para sujeciones laterales 34

DETALLES GENERALES DE ESTRUCTURAY REVESTIMIENTOS 35

ARMADURAS DEL SISTEMA PANEL REY* 47

AUXILIAR DE USO DE LAS TABLAS DECÁLCULO PANEL REY* (TUTOR) 48

• Selección de componentes actuando como vigas 49• Selección de componentes actuando como postes de bastidores para muros de carga exteriores 52

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• Selección de componentes actuando como postespara soportar presiones de viento exclusivamente 53

• Selección de postes de bastidores para muros de carga interiores 55• Selección de postes de bastidores para muros divisorios (sin carga) 55• Selección de elementos actuando como dinteles y cerramientos 55• Diseño de contraventeos y muros cortante 57• Diseño de uniones 61• Anclajes 62

APÉNDICE I 65

• Guía para el análisis estructural 65

MANUAL DE DISEÑO POR VIENTO 70

MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO 89

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EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es unnuevo método de construcción en México, que ha probadosu eficiencia y aceptación en casi todo el mundo, ante diferentescondiciones climáticas y sociales.

Por su acertada combinación de materiales, lasconstrucciones que utilizan el SISTEMA CONSTRUCTIVOPANEL REY* resultan más económicas, de mayor calidad,ligeras, incombustibles, construídas con una mayorproductividad, velocidad y eficiencia, siendo éste, además,un producto versátil y flexible.

Por estas características, se ha convertido en elsistema constructivo más utilizado durante los últimos cienaños en los Estados Unidos, Canadá y Europa. Desde hacetreinta años se emplea en países de América Latina comoArgentina, Brasil, Chile y Colombia.

Ahora PANEL REY lo ofrece al mercado mexicano dela construcción, incorporando materiales y técnicas modernas,manteniendo la ingeniería del sistema constructivo de acuerdocon los más exigentes estándares de calidad mundiales.

¿EN QUE CONSISTE EL SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*?

La base del sistema es una estructura de perfiles deacero galvanizado G-90 rolados en frío, revestidos en losinteriores con panel de Yeso PANEL REY*. Con estos elementosse construyen componentes con los que se forman muros decarga, exteriores e interiores, entrepisos, techumbres, murostapón o de fachada, muros divisorios, alfardas, y prácticamentecualquier forma arquitectónica.

En el exterior puede utilizarse la más amplia gama demateriales de construcción tradicionales como mezclas,ladrillos, tabiques y elementos prefabricados de acuerdo conel gusto del cliente o diseñador.

EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*comprende perfiles metálicos tipo canal, rolados en frío convarios peraltes y calibres, panel de Yeso PANEL REY* en susdiferentes espesores, compuesto PANEL REY* y cinta parajunteo para paneles de Yeso, una línea completa de tornillería

auto-insertante y auto-roscante para fijar los componentesmetálicos entre sí y los recubrimientos PANEL REY* a losperfiles, y una línea de accesorios metálicos que permitenuna mayor facilidad de construcción con el SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*.

Todos los componentes metálicos son de acerogalvanizado lo que garantiza la durabilidad de la construcción.

¿QUÉ VENTAJAS OFRECE CONSTRUIRCON ESTE SISTEMA?

PANEL REY* es el sistema ideal para cualquier tipode construcción de hasta cuatro pisos, ofreciendo las siguientescaracterísticas y ventajas:

ECONOMÍA SIGNIFICATIVA

EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* se basaen el concepto de REPARTICIÓN DE CARGAS, lográndosecon ello un sistema muy racional en el manejo de los esfuerzosa los que se somete la estructura, al emplear componentesde altísima resistencia con dimensiones y peso bajos.

Con ello se eliminan cargas muertas innecesarias,muy costosas y que no aportan mucho a la estabilidad de unaestructura.

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

SISTEMACONSTRUCTIVO

PANEL REYSISTEMA

TRADICIONAL

PESO

ESPESOR DE PAREDES SENCILLAS

AISLAMIENTO ACÚSTICO

INCOMBUSTIBLE

INSTALACIÓN EN CUALQUIER

CONDICIÓN CLIMATOLÓGICA

POSIBLE PREFABRICACIÓN

SIMPLICIDAD DE ALOJAR

INSTALACIONES

AISLAMIENTO TÉRMICO

TIEMPO DE EJECUCIÓN

(BASE 1 CASA 100 mts.2)

70Kg./m2

DE 8.9 A 18.4 CM.

DE 45 A 60 STC

SI

SI

SI

SI

SI

6 SEMANAS

220 A 385 Kg./m2

DE 7.0 A 20.3 CM.

DE 48 STC

SI

NO

NO

NO

NO

18 A 20 SEMANAS

INTRODUCCIÓN

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SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY*COMPARADO CON EL SISTEMATRADICIONAL

EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* resultamuy ligero y por lo tanto, económico. Aventaja a cualquiersistema constructivo disponible en el mercado actual, y suconveniencia se refleja tanto en la reducción de costos directoscomo en los indirectos, tales como fletes, equipo, y otros.

VELOCIDAD DE EJECUCIÓN

Por sus características, los componentes PANEL REY*permiten conseguir una mayor productividad en un menortiempo de ejecución de obra.

Los tiempos muertos que se generan en los procesosde cimbrado y secado se eliminan por completo gracias a losmateriales PANEL REY*, industrializados y orientados a obteneruna construcción prácticamente “en seco”, esto es, con unmínimo de mezclas.

También se ahorra tiempo y material por ajustes enobra, pues los componentes PANEL REY*, pueden surtirseen medidas exactas.

Por otra parte, los errores de selección de materialesse eliminan, ya que están clasificados por un sistema decolores, lo que hace que estos materiales sean fácilmenteindentificables.

Las instalaciones eléctricas, de drenaje y especialesque corren dentro de muros, entrepisos y techumbres serealizan rápidamente gracias a las perforaciones de fábrica enlos componentes que actúan como estructura. Esto facilita lasupervisión y mantenimiento posterior, al estar totalmente ala vista durante su ejecución.

Con este método se eliminan los trabajos de ranuracióny resanes, necesarios en los sistemas constructivostradicionales, ahorrando tiempo y esfuerzo.

DURABILIDAD Y MÁXIMA CALIDAD

Los edificios construídos con el SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, tienen una vida útil igual osuperior a las edificaciones tradicionales en México.

Sus materiales imperecederos, inorgánicos y NOdegradables, son famosos mundialmente por su alta calidady durabilidad.

Los componentes estructurales PANEL REY* son deacero con un recubrimiento galvánico de alta resistencia,pureza y duración. Por ello, han superado satisfactoriamentelas Normas Internacionales de Manufactura.

Los revestimientos interiores de la estructura sonpaneles de Yeso, PANEL REY*. El panel de yeso es el materialmás utilizado en países de todo el mundo por más de cincuentaaños. La materia prima que se utiliza, el YESO MÁXIMO*, essin duda uno de los más puros del orbe, con tradición decalidad que le otorga la compañía YESERA MONTERREY, S.A.,por parte de nuestro mismo grupo PROMAX.

Para los recubrimientos exteriores, las alternativasson amplias, pues prácticamente puede utilizarse cualquierade los materiales tradicionales. Por ejemplo:

• Zarpeos o repellados de mezcla• Tabiques ligeros de concreto• Ladrillo (de barro, prensado o hecho a mano)• Tableros prefabricados de cemento y otros.

MAYOR EFICIENCIA

Una instalación sencilla y fácil de supervisar reduceal máximo los vicios ocultos y errores durante la ejecuciónde la obra.

LIGEREZA

El peso total del SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY* es de 70Kg/m2, un sistema muy ligero comparado conlos 350Kg/m2 que llegan a alcanzar los sistemasconvencionales de construcción.

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Ensamble de componentes PANEL REY*.

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Esto significa un ahorro de hasta el 80 por ciento enpartidas de cimentación, refuerzos y fletes para la transportaciónde materiales.

Esta ligereza ofrece además las siguientes ventajas:

• Facilidad de manejo en obra y eliminación de maquinaria sofisticada y costosa, ya que un sólo operario puede manejarlos componentes del sistema.

• Velocidad de instalación.

• Reducción de cargas muertas, y por lo tanto, de losrequerimientos de cimentación de la construcción.

• Posibilidad de prefabricar los elementos en el taller, al piede la obra o en el nivel que se requiera, sin poner en peligrola edificación.

INCOMBUSTIBILIDAD

Los ensables NO combustibles del SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, brindan protección y son unabarrera efectiva contra el fuego.

Tanto organismos extranjeros (ASTM y UL) como mexicanos(AMIS) han aceptado a PANEL REY* como un material deprotección contra incendio, debido a que el yeso es totalmenteincombustible y su deshidratación es lenta.

FLEXIBILIDAD

EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es unsistema ligero de tipo abierto, que puede ser utilizado encombinación con cualquier otro sistema de construcciónprefabricado, industrializado o tradicional.

VERSATILIDAD

EL SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* se adaptaa cualquier proyecto arquitectónico, adecuándose a lasnecesidades y preferencias de cada persona.

En forma sencilla y directa, se pretende auxiliar alprofesional del Cálculo y Diseño de Estructuras para queseleccione los componentes PANEL REY* más adecuados,eficientes y económicos.

El Manual de Diseño Estructural concentra toda lainformación necesaria para que el Estructurista realice sudiseño y resuelva cualquier solicitación de carga.

Las especificaciones de este Manual, se basan enpublicaciones editadas al respecto por las siguientesinstituciones:

AMERICAN IRON STEEL INSTITUTE (AISI). Institutoestadounidense que dicta las normas de diseño para determinarcualquier elemento estructural de acero, considerando sus

1.- PROPÓSITO DE ESTE MANUAL

Construcción de casahabitación.

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propiedades mecánicas, capacidad de trabajo, requerimientosdimensionales y geometría. Además indica el método adecuadopara determinar los diseños estructurales de cualquier edificio.

AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION(AISC) . Instituto estadounidense que dicta, en combinacióncon la AISI, información relativa a métodos de cálculo,construcción, factores de carga, seguridad en diseñoestructural, detalles constructivos y forma de representarlos,y en general, la ingeniería más adecuada para la construccióncon acero.

Las publicaciones sobre las que se basa este manualson las siguientes;

A Cold-Formed Steel Design Manual. 2002 Edition & September 2003 Edition (A.I.S.I.)

B Manual of Steel Construction 9th Edition (A.I.S.C.)C Engineering for Steel Construction - 2005 edition -

(A.I.S.C.)D Detailing for Steel Construction - 2005 edition -

(A.I.S.C.)E The Load and Resistance Factor Design Manual of

Steel Construction - 2005 edition - (A.I.S.C.)

El manual de diseño estructural PANEL REY* cumplecon los reglamentos de construcción publicados en la RepúblicaMexicana, y con los requerimientos internacionales para laconstrucción.

Este manual ha sido organizado en cinco secciones:

I. INFORMACIÓN GENERAL

Aquí se describe el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY*, su concepto, los componentes que lo integran y lafunción que cumplen dentro de la estructura.

II. ESPECIFICACIONES ESTÁNDARES

Esta sección incluye las especificaciones de materialdefiniciones y procedimientos generales empleados paragenerar las tablas de cálculo, base del SISTEMA PANEL REY*

III. TABLAS DE CAPACIDAD YSELECCIÓN DE COMPONENTESPANEL REY*

En este capítulo se resumen las capacidades de todoslos componentes PANEL REY* utilizados en diferentes formasy solicitaciones de carga. Aquí puede hacerse una selecciónrápida y certera de cualquier elemento una vez que el Calculistaha resuelto las solicitaciones de carga a las que se verásometida la estructura. Con una simple “bajada de cargas” yel uso adecuado de estas tablas, un profesional de laconstrucción podrá especificar correctamente los componentesestructurales.

IV. DETALLES GENERALES DEESTRUCTURA Y RECUBRIMIENTOS

Por último, se ofrece una sinópsis de los detalles máscomunes de uniones, colocación y alternativas de forrosexteriores, así como los detalles tradicionales de forrosinteriores que se hacen invariablemente con PANEL REY*.

AUXILIAR DE USO DE LAS TABLAS DECÁLCULO PANEL REY* (Tutor)

APÉNDICES

A. Cálculo de cargas accidentales provocadas por viento(De acuerdo a los manuales que la Comisión Federal deElectricidad edita al respecto).B. Información Complementaria.C. Procedimiento de Cálculo por Viento.D. Procedimiento de Cálculo por Sismo.

2.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL PANEL REY*

Estructura PANELREY*para hotel de tres niveles.

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COMPONENTES Y HERRAMIENTAS

1.1 CONCEPTO

El concepto PANEL REY* incorpora el nuevo uso delos componentes que soportan las cargas y esfuerzos decualquier construcción.

Este nuevo enfoque se puede explicar mediante elproceso de repartición de cargas que consiste en lo siguiente:

REPARTICIÓN DE CARGAS

A una carga determinada, en lugar de soportarla dospiezas que necesariamente serían muy grandes y voluminosas,con el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* la soportanun número mayor de componentes mucho más fáciles demanejar y colocar.

En otras palabras, en lugar de emplear un componente

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PANEL REY*Comparando a

SistemasTradicionales.

Sistema constructivo tradicional Sistema constructivo PANEL REY*

INFORMACIÓN GENERAL

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en forma masiva y voluminosa para soportar todos losesfuerzos de una construcción, PANEL REY* distribuye cadaesfuerzo de manera sencilla y lógica entre sus componentes,denominados postes.

La repartición de cargas, físicamente establece quelos componentes soportantes de la construcción se encuentranpróximos entre sí. A la distancia entre sus componentes lallamamos: espaciamiento 30.5, 40.6 y 61.0 cm. entre ellos yse selecciona según sea la solicitación de carga.

1.2 COMPONENTES BÁSICOS DELSISTEMA PANEL REY*

Cada elemento PANEL REY* es importante, ya quecumple con una tarea en forma eficiente y específica. Estoscomponentes están constituídos por Canales, Postes-vigas,Sujeciones Laterales, Ángulos de Unión y tornillería.

1.2.1 NOMENCLATURA

Cada uno de los componente presenta anchosespesores y calibres diferentes. Para facilitar su identificación,se utiliza una codificación que describe, leyendo de izquierdaa derecha, el ancho, el tipo o estilo, y el calibre del elemento.

En resumen, este código se refiere a un Poste Viga quinceveinticuatro, calibre 18, o simplemente, un quince veinticuatroPe-Ve dieciocho.

La codificación de cada uno de los componentes delSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY* es la siguiente: Lasclaves en letra tienen los siguientes significados:

CC Canal en C.CU Canal en U.CO Canal omega.PV Poste-Viga.PO Poste omega.SL Sujeción lateral.AL Angulo en “L”.TXP Tornillo extraplanoTHX Tornillo hexagonal.TFR Tornillo para forros.

En el momento de utilizarlos en la obra, los perfilesson fácilmente reconocibles por su tamaño y estilo.

1524 Significa que elcomponente tiene unancho de 15.24 cm

PV Son las iniciales quedescriben el tipo de

componente, que en estecaso se trata de Poste-Viga.

18 Indica el calibredel elemento.

1524 PV 18

1524PV18

CC CU

CO PV

PO AL

TXP

THX

TFR

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canalC

posteviga (P.V.)

bastidor horizontaltechos y entrepisos

bastidor verticalmuros

labio o atiesadorde flanco flanco alma

flanco o patín

2.54 cm

6.35 cm9.20 cm15.24 cm

alma

CANALESPOSTES-VIGAS

3.80 cm

6.35 cm9.20 cm15.24 cm

3.80 cm

SUJECIONES LATERALES

cercha plana

6.35 cm

5.0 cm

4.10 cm

CANAL OMEGA

7.62 cm7.62 cm

y 15.24 cm

ANGULOS ELE (AL)

Figura 1.2 Dimensiones de perfiles estructurales PANEL REY.*

Figura 1.3 Canales “CC” y postes viga “PV” en bastidor vertical para muros, y bastidor horizontal para entrepiso y cubierta.

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A. CANALES

C0

CC

CC

CC

CC

TIPO

22

22

22

20

20

CALIBRE

410

635

920

1524

2032

ANCHO

B. POSTE VIGA

PO

PV

PV

PV

PV

PV

PV

PV

PV

PV

PV

TIPO

22 y 20

22 y 20

22 y 20

18

16

20

18

16

14

16

14

CALIBREANCHO

410

635

920

920

920

1524

1524

1524

1524

2032

2032

C. SUJECIONESLATERALES

SL

SL

SL

TIPO

22

22

22

CALIBRE

635

1250

1420

ANCHO

D. ANGULOSDE UNION

AL

AL

TIPO

18

18

CALIBRE

762

1524

ANCHO

E. TORNILLERIA

TXP-12

THX-34

TPB-114

TFR-118

TFR-158

TFR-178

1/2”: 12.7 mm

3/4”: 19.5 mm

1 1/4”: 31.8 mm

1 1/8”: 28.6 mm

1 5/8”: 41.3 mm

1 7/8”: 47.6 mm

LONGITUD

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La identificación del calibre se hace mediante uncódigo de color que aparece en los extremos de cada uno delos componentes. Se manejan las siguientes categorías:

Las características y propiedades físicas y geométricas de lassecciones de los componentes PANEL REY*, se encuentranen la sección III de este Manual.

1.2.2. FUNCIÓN E IMPORTANCIA DECADA ELEMENTO

El principio de repartición de cargas presupone quecada uno de los componentes tiene una función específicaque cumplir, como se verá a continuación.

1. CANALES.- Componentes perimetrales que unena los postes-vigas en sus extremos para formar bastidorespara muros, entrepisos y techumbres. La sección de estoscomponentes consiste en una C con flancos abiertos. Anclados

a los postes que proporcionan al conjunto una sujeción lateralcontinua de forma que el bastidor puede trabajar en conjunto.(Fig. 1.3)

2. POSTE-VIGAS.- Son de gran importancia, puesreciben directamente la carga de techumbre o entrepiso,transmitiéndola al terreno cuando se utiliza en muros.

También este es un elemento en forma de C, pero sedistinguen de los canales porque presentan un pequeño labio,o “atiesador de flanco” en el extremo de cada patín o flanco(Fig. 1.4a).

Tal y como su nombre lo indica, este mismo perfilpuede utilizarse como viga, soportando cargas a lo largo deun claro, como en el caso de entrepisos y techumbres.

Debido a que en este caso el trabajo del elemento esfundamentalmente a flexión, el alma del Poste-viga utilizadocomo viga, es más grande en comparación al tamaño delalma de los componentes que son usados como postes (Fig.1.4b)

3. SUJECIONES LATERALES.- Láminas o cerchastotalmente planas que responden de manera excelente a untrabajo de tensión o estiramiento.

Evitan la deformación de los bastidores de cargaverticales (muros) y de carga horizontales (entrepisos ytechumbres) bajo la acción de las cargas, ayudándolos arealizar un trabajo más unido.

Las sujeciones laterales tienen dos tipos de trabajo:como Sujeciones Laterales Contínuas (SL) y como SujecionesLaterales Diagonales o Contravientos.

Las sujeciones Laterales Continuas, en bastidoresverticales u horizontales impiden que los componentes poste-viga giren sobre su propio eje, auxiliando a las canalesestructurales perimetrales (Fig 1.5b).

En los bastidores verticales (muros), realizan untrabajo de división a la altura total del elemento poste-viga,disminuyendo la deflexión provocada por la carga y por lotanto, aumentando su capacidad (Fig. 1.5 a y c).

Cuando trabajen en bastidores horizontales para pisoo techumbres, reciben el nombre de ARRIOSTRAMIENTOS.(Fig. 1.6).

Cuando trabajan como Sujeciones LateralesDiagonales, impiden que el bastidor se deforme o descuadreal recibir el impacto de la carga lateral provocada por el vientoy en algunos casos, por sismo.

Calibre Color Espesor (cm)

26 Rojo 0.0429

25 Negro 0.0454

22 Café 0.0759

20 Blanco 0.0912

18 Amarillo 0.1214

16 Verde 0.1519

14 Naranja 0.1897

12 Azul 0.2657

10 Sin color 0.3416

Figura 1.4 a Elemento poste-viga dimensiones del alma usadas generalmente para el trabajo como poste.

Alma

Atiesador de flancoo labio

Flanco o patín

b15.24 cm

Figura 1.4 b Elemento PV típico para uso como viga.

Atiesador de flancoo labio

FlancoAlma

a6.35 cma9.20 cm

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Esto se logra al colocar la sujeción conectando loscanales inferior y superior por el elemento diagonal. (Fig. 1.7)

4. ANGULOS DE UNIÓN.- Sirve primordialmente paraanclar o unir a dos componentes perpendiculares entre sí, yconsiste en una lámina doblada en L, haciendo una perfectaescuadra entre sus dos flancos. (fig. 1.8).

5. TORNILLERÍA.- La línea de tornillos es el elementode fijación del sistema. Con los tornillos se unen loscomponentes entre sí y se anclan los recubrimientos necesariospara vestir la obra.

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Posteviga

Canal

Sujeción lateralcontínua en bastidoreshorizontales o arriostramiento

Sujección lateral contínuaen bastidor vertical

Viento

Viento

Bastidor sin contraviento

Bastidor con contraviento

Sección con elementos SL

Deflexión

Canal

Poste

Deflexión

Planta

Figura 1.5 Sujeción lateral continua a los tercios.

ABastidor con sujecciónlateral contínua a 1/2.

BRotación de elementosal no contar con S.L.C.

CBastidor sin sujección

lateral contínua.

Figura 1.7 Sujeción diagonal (contraviento).

Figura 1.6 Sujeciones laterales continuas en bastidores.

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Cada tornillo tiene una función específicay un lugar de empleo. Por ejemplo:

TXP-12 Tornillo Extraplano No.10 de 1/2 depulgada, sirve para unir metal con metal dondehay concentraciones de más de tres tornillos ydonde la estructura llevará un forro rígido comoTriplay o panel yeso.

THX-34 Tornillo Hexagonal No.10 de 3/4 depulgada, se emplea para unir metal con metal endonde la estructura no llevará forros de ningúntipo, o recibirá una mezcla de cemento o concreto.

TFR-118 Tornillo para forros No.6 de 1 1/8 depulgada de longitud, sirve para fijar tableros dePANEL REY* o prefabricados no mayores de 3/4de pulgada de espesor.

TFR-158 Tornillo para forros No.6 de 1 5/8 depulgada de longitud. Se emplea para fijar forrosde espesor de más de 3/4” o capas dobles dePANEL REY* a estructuras metálicas.

El Sistema Constructivo PANEL REY*, secomplementa con anclas de alto poder tipo Hilti,Ramset o similar, recubrimientos y otroscomponentes que se irán explicando más adelante.

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Viga

Ángulo ELE

Canal CViga

Ángulo ELE

Figura 1.8 Angulo “ELE” (AL) usos.

Tornillos estructurales de cabeza hexagonal THX-34uniendo postes-vigas PANEL REY* de entrepiso.

Tornillos estructurales de cabeza extraplana TXP-12 uniendoa postes-vigas de bastidor de carga PANEL REY*.

Viga PV’

Poste PV

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1.3 HERRAMIENTAS BÁSICAS

El Sistema Estructural PANEL REY* requiere comomínimo de las siguientes herramientas para su instalación:

1. Atornillador eléctrico con puntas tipo Phillips y hexagonal.2. Tijeras para lámina.3. Taladro o Rotomartillo.4. Plomadas o Plomos.5. Cinta coloreada para trazo o reventón.6. Flexómetro de 5.00 m.7. Manguera transparente para nivel.

Para contar con una herramienta completarecomendamos además:

8. Pinzas industriales de presión.9. Cortadora de disco.10. Pistola de alto poder para aplicación de fijadores de anclaje.11. Nivel de 1.00 a 1.50 m. de longitud.12. Martillo con cabeza de hule.

Para instalación del panel de yeso PANEL REY* recomendamos:

13. Cuchilla tipo Stanley.14. Zapatín para panel de yeso.15. Regla “T” metálica.16. Espátulas para junteo de 4, 6, 8 y 12 pulgadas de ancho.17. Charola o caja para junteo.18. Pistola para calafatear con cartucho.19. Lijadoras.20. Escofinas.21. Serrotillo.22. Pinzas para electricista.23. Bolsas portaherramienta y portatornillo.24. Cortadora de círculos.

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ESPECIFICACIONES ESTÁNDARES

ALCANCE Y LÍMITES DE APLICACIÓN

Estas especificaciones se aplican al diseño y cálculode los componentes de construcción del SISTEMACONSTRUCTIVO PANEL REY*, de acero ligero rolado en frío.

Los miembros estructurales de acero formado en frío,son aquellas secciones que se forman a través de un procesode rolado efectuado a temperatura ambiente, sin adición decalor que se requiere en las secciones formadas en caliente.

Todo cálculo o diseño estructural deberá ser realizado,supervisado y avalado por el perito correspondiente, deacuerdo con los reglamentos de construcción mexicanosvigentes en cada Estado y/o en el Distrito Federal.

TÉRMINOS USADOS Y DEFINICIONES

MATERIAL

Espesor. El espesor de cualquier elemento o secciónes el espesor del metal base, sin contar ni medir susrecubrimientos por galvanizado.

Las especificaciones que se aplican a los perfilesestructurales que integran el SISTEMA CONSTRUCTIVO PANELREY*, están sujetas a los siguientes requerimientos y normas:

MATERIA PRIMA: lámina galvanizada de primera calidad enrollos, corte con slitter. Y norma ASTM (American Socitey forTesting and Materials).A446/A 446M-85, Grado C.

PUNTO DE CEDENCIA MÍNIMO: Fy=2320 kg/cm2. (33KSI).PUNTO DE CEDENCIA MÍNIMO AL ESFUERZO TENSIL:Fyt=3866 kg/cm2.

DUCTIBILIDAD: elongación en 50 mm.: 12% Rango 1.375.

GALVANIZADO DEL ACERO BASE: galvanizado por inmersiónen caliente y contínua de acuerdo a la norma ASTMA525/A525M.GRADO: G-60

De acuerdo a pruebas realizadas según el métodoASTM B117-73, y dado que la estructura PANEL REY*, nuncaestará expuesta sin recubrimientos, el galvanizado con gradoG-60, garantiza prácticamente la perpetuidad de la construcción.

ESPESOR MÍNIMO ACEPTADO

PANEL REY*, garantiza que el espesor mínimo (†)del material base sin recubrimiento galvánico, no tendrá unadimensión menor al 95% del espesor o calibre utilizado comodato para cálculo en este Manual de Diseño Estructural.

CARGAS

Las definiciones y valores unitarios de las cargasmuertas y vivas empleadas en el diseño estructural del SistemaPANEL REY*, deberán ajustarse a los reglamentos deconstrucción vigentes en cada ciudad de la República Mexicanao de la nación donde se utilice.

CARGAS ACCIDENTALESPROVOCADAS POR VIENTO O SISMO

Los métodos de cálculo de cargas accidentales porviento, o eventualmente, por sismo, deberán sujetarse a lareglamentación correspondiente.

Para el cálculo de cargas accidentales provocada por viento,se recomiendan los Manuales que publica la Comisión Federalde Electricidad, (ver Anexos) y el Reglamento de Construccióndel Distrito Federal.

En caso de que la combinación de cargas especificadas enlos reglamentos incluya viento o sismo como elemento decarga accidental, las fuerzas resultantes han sido multiplicadaspor 0.75, de tal forma que la capacidad de carga de loscomponentes que toman esos esfuerzos ha sido incrementada.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

PROCEDIMIENTO

Todos los cálculos de cargas, esfuerzos, deflexiones,torsiones, etc., han sido especificados de acuerdo a métodosconvencionales de diseño estructural. Se exceptúan aquellosque según las comprobaciones del Manual A.I.S.I., han sidoempleados en algún caso en particular.

Tanto el diseño geométrico como el cálculo de capacidad decada elemento PANEL REY* han sido realizados de acuerdoa las normas AISI y AISC, para cumplir con las normas yreglamentos de construcción de los Estados Unidos Mexicanos.

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Page 16: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

13

COMPONENTES POSTE-VIGA

TABLAS

TABLAS DE PROPIEDADES Y CAPACIDAD para selección de componentes.Propiedades físicas y de selección de perfiles de acero PANELREY*

Lámina Galvanizada G-60 rolado en frío, Fy =2,320 kg./cm2

COMPONENTES ARMADURA OMEGA

COMPONENTES CANAL C

NOTAS: 1. Los valores de estas tablas son válidos para un punto de cedencia Fy del acero igual a 2,320 kg./cm2. Y los marcados con * Fy = 3,515 kg./cm2. 2. Espesor de la lámina de acero sin considerar el recubrimiento galvánico. 3. De acuerdo a la A.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.6.1.2. 4. Propiedades de sección calculadas de acuerdo a métodos convencionales y de acuerdo al A.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 2.3. 5. Todos los patines de los componentes canal c tienen un peralte de 2.54 cm.

Flanco

Labio

X

Y

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Page 17: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

1 4

PROPIEDADES FÍSICAS Y DE SECCIÓN DE PERFILES EN CAJÓN Y EN ESPALDA CON ESPALDA

Yt

BY

DXX

d

Yt

BY

DXX

d

SECCIÓN ESPALDA CON ESPALDA

NOTAS: • Ver notas de la tabla anterior. • Sección espalda con espalda.- Deberá unirse mediante tornillos TXP-12 ó THX-34 a cada 15 cm en zig-zag. • Sección cajón deberá formarse con angulos (2) 1524AL18 a cada 30 cm.

SECCIÓN CAJÓN

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Alternativas de uniones en vigas contínuas y/o traslapes de vigas sobre apoyos intermedios.

TABLA DE USO V-02

V-01

15

Elementos PV actuando como vigas espaciados

a cada 61.0 cm

2032 PV 142032 PV 161524 PV 141524 PV 161524 PV 181524 PV 20

Tipo de unión del refuerzo para almas de vigas contínuas de dos claros iguales. Carga total de entrepiso o techumbre kg/m2. Tipo de

unión requerida de acuerdo al diagrama.

200AAACCD

250ABCCCD

300BCDDE-

400CDDE--

600E-E---

1. Tabla calculada de acuerdo a esfuerzo flexionante permisible o a una deflexión permisible de L/240, la que sea más crítica en la combinación carga-longitud de claro bajo las A.I.S.I. specifications for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, sección 3.2. Todas las vigas deberán ser revisadas de acuerdo a su capacidad de resistencia de carga concentrada (aplastamiento del alma) en alguna parte del claro y en puntos de apoyo (reacciones) en las tablas VA-3 ó VA-4.3. Los componentes PV actuando como vigas requieren que el alma no tenga ninguna perforación en por lo menos 30.0 cm adyacentes a sus extremos o apoyo(s). Si se requiriera hacer algun tipo de perforación dentro de ese rango, se deberán revisar las previsiones que aparecen en la tabla V-05 y los dibujos que complementan dicha tabla.4. *Estos perfiles no cumplen con deflexiones de L/240 para carga viva de 170 kg/m2 en vigas de entrepiso con separación @ 61.0 cm (especificado por el manual del D.D.F. como carga viva para entrepiso de casa habitación).5. **Acero de alta resistencia , fy =3515 kg/cm2

.

COMPONENTES PV ACTUANDO COMO VIGAS

Cargas uniformemente repartidas permisibles en vigas en claros sencillos. TABLA V-01

bastidor de carga intermedio

2.5 5 5 5 5 2.5

2.52.5

2.5

2.5 5 5 2.5

2.5 5 5 5 5 5 5 2.5

2.5

2.5 5 5 2.5

2.52.5

2.5 5 5 5 5 2.5

2.5

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

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3032

Page 19: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Condiciones de apoyos para cargas concentradas y cargas uniformemente repartidas de las tablas VA-3, VA-4

VA-3

VA-4

16

VIGAS SENCILLAS

Reacciones y Cargas concentradas máximas permisibles para almas de vigas en kilogramos. TABLA VA-3

1. Las cargas y las condiciones descritas al pie de esta página son aplicables por la revisión de la capacidad del alma de los componentes PV (poste-viga) actuando como vigas.2. La tabla es adecuada para los componentes PV que no presenten perforaciones en el alma que se ubiquen a una distancia menor a 30.5 cm de los extremos apoyados o reacciones.3. Si existen perforaciones del alma de los componentes pv más cercanos a los apoyos que lo especificado en el punto 2. Es indispensable colocar atiesadores de alma para compresión.4. Tabla calculada de acuerdo al A.I.S.I. Specifications for the design of cold formed steel structural members, ed. 1986, Sección C3.4.5. No está considera una carga combinada que provoque la flexión y compresión del alma simultáneamente. (A.I.S.I. Sección. C3.5).

2032 PV 14

2032 PV 16

1524 PV 14

1524 PV 16

1524 PV 18

1524 PV 20

VIGATAMAÑO,ESTILO

Y CALIBRE

LONGITUD DEL APOYO DE LA VIGA (cm)

CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2 CONDICIÓN 3 CONDICIÓN 4

15.24

301

197

326

218

145

84

9.20

247

157

268

175

113

63

6.35

223

139

241

155

98

53

3.81

200

123

217

137

85

44.6

15.24

694

405

770

468

276

133

9.20

668

387

741

447

261

124

6.35

656

378

728

436

254

120

3.81

645

370

716

427

247

115

15.24

461

322

489

347

245

155

9.20

358

235

379

254

175

107

6.35

322

206

341

223

144

84

3.81

289

181

307

196

124

68

15.24

871

607

909

641

452

289

9.20

714

463

745

490

336

207

6.35

658

423

686

447

289

169

3.81

609

385

634

407

259

144

VIGAS DOBLES O REFORZADAS

Reacciones y Cargas concentradas máximas permisibles para almas de vigas en kilogramos. TABLA VA-4

2032 PV 14

2032 PV 16

1524 PV 14

1524 PV 16

1524 PV 18

1524 PV 20

VIGATAMAÑO,ESTILO

Y CALIBRE

LONGITUD DEL APOYO DE LA VIGA (cm)

CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2 CONDICIÓN 3 CONDICIÓN 4

15.24

1204

740

1247

774

481

262

9.20

1062

647

1100

677

418

226

6.35

977

593

1013

621

381

204

3.81

885

534

916

558

340

181

15.24

2807

1801

2926

1901

1228

698

9.20

2394

1526

2495

1610

1034

583

6.35

2150

1364

2240

1439

920

515

3.81

1880

1184

1959

1250

793

440

15.24

2013

1414

1949

1360

954

609

9.20

1774

1238

1718

1190

829

525

6.35

1634

1134

1583

1090

755

475

3.81

1479

1020

1432

981

675

420

15.24

3127

2109

3127

2109

1428

876

9.20

2666

1787

2666

1787

1203

732

6.35

2395

1597

2395

1597

1069

647

3.81

2094

1387

2094

1387

922

553

h= Peralte del elemento PVactuando como viga

≥1.5h ≥1.5h ≥1.5h <1.5h

h

Condición 1 Condición 1 Condición 2

Condición 2 Condición 1Condición 3Condición 3≥1.5h

h

<1.5h

Condición 4Condición 3Condición 2

<1.5h<1.5h

<1.5h

≥1.5h ≥1.5h ≥1.5h <1.5h

h

<1.5hCondición 4

<1.5h

a

b

c

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Page 20: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-01

Cargas permisiblesuniformemente repartidas

Cargas uniformementerepartidas kg/m

DN-01

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

PERFILCALIBRE

LONGITUD (M)

920 PV

COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” SENCILLO

1524 PV 2032 PV 2540 PV

20

818

523

363

267

204

161

131

108

18

1061

679

472

346

265

210

170

140

1618

1035

719

528

404

319

259

214

180

153

132

115

20

2594

1660

1152

847

648

512

415

343

288

245

211

184

18 *12

8264

5289

3673

2698

2066

1632

1322

1092

918

782

674

587

*10

10326

6608

4589

3371

2581

2039

1652

1365

1147

977

842

734

5989

3833

2662

1955

1497

1183

958

792

665

567

488

425

14

15066

9642

6696

4919

3766

2976

2410

1992

1674

1426

1229

1071

*12

18959

12134

8426

6190

4739

3745

3033

2075

2106

1795

1547

1348

*10

15693

10043

6974

5124

3923

3099

2510

2075

1743

1485

1281

1115

*14

21617

13835

9607

7058

5404

4270

3458

2858

2401

2046

1764

1537

*12

27293

17467

12130

8912

6823

5391

4366

3609

3032

2583

2228

1940

*1014

3236

2071

1438

1056

809

639

518

428

360

306

264

230

DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-02Cargas permisiblesuniformemente repartidas

Cargas uniformementerepartidas kg/m

DN-02

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

PERFILCALIBRE

LONGITUD (M)

920 PV

COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” DOBLE

1524 PV 2032 PV 2540 PV

20

1636

1046

726

534

408

322

262

216

182

155

133

116

18

2122

1358

944

692

530

420

340

280

235

200

173

151

3236

2070

1438

1056

808

638

518

428

360

306

264

230

20

4280

2740

1902

1396

1070

846

684

566

476

404

350

304

18 *12 *10 14 *12 *10 *14 *12 *1014

NOTAS: 1. Los valores calculados para dinteles se basan en el A.I.S.I.Specifications for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, ed. 1980, Sección 3.2. Deflexión máxima permisible L/240.

* Acero con fy= 3515 Kg/cm2

Dintel sobre puerta deacceso a casa.

6472

4142

2876

2112

1618

1278

1036

856

720

612

528

460

16529

10578

7346

5397

4132

3265

2644

2185

1836

1564

1349

1175

20652

13217

9178

6743

5163

4079

3304

2730

2294

1955

1685

1468

9882

6324

4392

3226

2470

1952

1580

1306

1098

936

808

702

30132

19284

13392

9839

7533

5952

4821

3984

3348

2852

2459

2142

37919

24268

16853

12381

9479

7490

6067

5014

4213

3590

3095

2696

31387

20087

13949

10248

7846

6199

5021

4150

3487

2971

2562

2231

43234

27670

19215

14117

10808

8540

6917

5716

4803

4093

3529

3074

54570

34925

24253

17818

13642

10779

8731

7215

6063

5166

4454

3880

17MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 21: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

18

CAPACIDAD DE CARGA A COMPRESIÓN DE SECCIÓN DE PERFILESEN CAJÓN (kg) TRABAJANDO COMO COLUMNAS

COL-01

COL-02CAPACIDAD DE CARGA A COMPRESIÓN DE SECCIÓN DE PERFILESESPALDA CON ESPALDA (kg)

NOTAS: *Acero con fy= 3,515 kg/cm2• Sección espalda con espalda.- Deberá unirse mediante tornillos TXP-12 ó THX-34 a cada 15 cm. En zig-zag.• Sección cajón deberá formarse con ángulos (2) 1524AL18 a cada 30 cm.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

2032 PV1524 PV920 PV

2032 PV1524 PV920 PV

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

34878

34221

33510

32727

31869

29934

27903

24959

22118

*10

25335

24896

24420

23896

23323

22028

20669

18700

16799

*1214

6434

6235

6021

5785

5526

4942

4329

3385

2751

4767

4636

4494

4337

4166

3778

3372

2783

2231

16

26760

25583

24310

22906

21370

17902

14106

10744

8734

*10

19769

18969

18104

17150

16106

13750

11077

8437

6859

*12

3410

3299

3179

3047

2903

2577

2235

1722

1400

18

6095

5851

5587

5296

4978

4259

3443

2622

2132

14

2368

2300

2225

2143

2053

1851

1638

1307

1062

20

3108

2950

2780

2591

2386

1921

1482

1128

1820

2202

2101

1992

1873

1741

1446

1131

861

22

1718

1647

1571

1486

1392

1183

946

721

ALTURA

EN

METROS

2.44

2.75

3.05

3.35

3.65

4.25

4.80

5.50

6.10

28380

25967

23358

20478

17108

12619

9893

7535

*10

21222

19671

17994

16144

14119

10253

8038

6122

*1214

3753

2909

3007

2375

1930

16

16238

12581

10228

8478

7142

5268

*10

13065

10335

8402

6965

5867

4327

*12

2355

1959

1565

1298

18

3744

2910

2365

1961

14

1718

1473

1195

991

20

2323

1954

1565

1298

1093

1820

1701

1466

1193

989

833

22

1365

1198

1019

830

700

ALTURA

EN

METROS

2.44

2.75

3.05

3.35

3.65

4.25

4.80

5.50

6.10

Page 22: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

19

TABLA V-05V-05

NOTAS:1. La placa de refuerzo deberá ser de cal. 14 como mínimo.2. Los tornillos de fijación de la placa de refuerzo deberán ser tornillos de cabeza extraplana (TXP-12) o hexagonal (THX-34).

Perforaciones de fábrica en los componentes poste-viga PANEL REY*. En caso de requerirse mayor dimensión en las perforaciones, hacerlas de acuerdo a las especificaciones de la tabla V-05.

Postes-vigas PANEL REY* actuando como vigas de entrepiso, arriostradas con bloques sólidos.

D

E B

A

A

PLACA DE REFUERZO

CARGACONCENTRADA

VIGA

LONGITUD O CLARO

L APOYO INTERMEDIOAPOYO EN ELEXTREMO

C C

2032 PV

1524 PV

10.5

8.5

14

14

4.5

3.5

1.8

1.2

L/14

L/8

18 x 18

14 x 14

VIGAD

DIÁMETROMÁXIMO

DE PERFORACIÓN

TAMAÑO DE LAPLACA DE

REFUERZO MIN.(AxA) cm

EESPACIAMIENTO

ENTRE TORNILLOSDE ANCLAJE DE

PLACA DE REF. (cm)

CDISTANCIA MÍNIMADE PERFORACIÓN AREACCÓN O CARGA

CONCENTRADA

BDISTANCIA MÍNIMA

A EXTREMO DEPLACA (cm)

CALIBREMÍNIMO

DE LA PLACA

Diámetros máximos y refuerzos de perforaciones en almas de vigas hechas en el campo para paso de instalaciones y refuerzos mínimos de estas perforaciones.

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2 0

POSTES DE BASTIDORES INTERIORES TABLA PI-1

Cargas axiales permisiblessin presión de viento.

Velocidad de diseño de viento

NOTAS:1. Tabla de cálculo desarrollada en base a la A.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980.2. Puntos de cedencia del acero para todos los miembros, fy=2,320 kg/cm2.

En el desarrollo de las tablas se han observado las siguientes consideraciones para cada componente, espaciamiento,altura y condición de sujeción lateral contínua. 1. Esfuerzo a flexión. 2. Esfuerzo a compresión axialmente aplicado. 3. Esfuerzo a flexocompresión. 4. Esfuerzo a cortante. 5. Deflexión de la columna debido al viento e incluyendo la carga axial. 6. Aplastamiento del alma en los extremos del elemento (apoyos). 7. La relación de la esbeltez de cada elemento y caso es menor a 200.La tabulación de las tablas se realizó bajo los siguientes factores: 1. A.I.S.I. Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members, ed. 1980. 2. Todos los elementos PANEL REY* se fabrican con lámina de acero cuyo Fy= 2,320 kg/cm2

3. La sujeción lateral contínua de los ensambles para bastidores de muro deben ser realizados con componentes PANEL REY* tipo SL y con bloques sólidos 1.22 cm a.c. 4. Las propiedades físicas y de sección de los componentes PANEL REY* (ver pag. 13) 5. Las capacidades de los componentes PANEL REY* han sido incrementadas 33% para los cálculos de viento (carga accidental). 6. Todas las consideraciones de las tablas VA-03 y VA-04 en cuanto a capacidad del alma para soportar compresiones. 7. Para consultar estas tablas deberá tenerse como dato la Velocidad de Diseño (VD) o la presión exterior (Pe) los cuales pueden obtenerse consultando el Manual de Diseño por Viento. (Ver el índice).

Consideraciones de diseño de las tablas de capacidades de los componentes PANEL REY* actuando como columnas (postes).

NOTA PARA TABLAS DE LA PV-3 A LA PV-13

VD=0.00 km./h Fy=2320 kg./cm2

PI-1

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21

POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-3Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 20.2 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

NOTAS: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240. Ver nota pág. 20.

VD=70 km./h Fy=2320 kg./cm2

PV-3

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-4Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 26.4 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrira una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240. Ver nota pág. 20.

2 2

VD=80 km./h Fy=2320 kg./cm2

PV-4

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-5Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 41.3 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=100 km./h Fy=2320 kg./cm2

23

PV-5

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-6Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 49.9 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=110 km./h Fy=2320 kg./cm2

2 4

PV-6

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-7Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 59.4 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240. Ver nota pág. 20.

VD=120 km./h Fy=2320 kg./cm2

2 5

PV-7

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-8Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 69.7 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240. Ver nota pág. 20.

VD=130 km./h Fy=2320 kg./cm2

2 6

PV-8

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-9Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 80.8 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=140 km./h Fy=2320 kg./cm2

27

PV-9

2.44

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-10Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 105.6 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240. Ver nota pág. 20.

VD=160 km./h Fy=2320 kg./cm2

2 8

PV-10

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-11Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 133.6 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral contínua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=180 km./h Fy=2320 kg./cm2

29

PV-11

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-12Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 165.0 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=200 km./h Fy=2320 kg./cm2

3 0

PV-12

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POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-13Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 199.6 kg./m2

Velocidad de diseño de viento

Notas: 1/3: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a tercios de altura. 1/2: Sujeción lateral continua por ambos lados del bastidor con cercha plana “SL” a mitad de altura. +: Números que presentan un asterisco (+) a la izquierda indica que el componente a soportar la carga que sigue al asterisco sufrirá una deflexión mayor a l/360 de la altura correspondiente pero no mayor a l/240 Ver nota pag. 20.

VD=220 km./h Fy=2320 kg./cm2

31

PV-13

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3 2

Muros fachadas PANEL REY*

1. Capacidades de los componentes PV incrementada 33% de acuerdo a reglamentos oficiales mexicanos (D.F., C.F.E.) Y al a.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.12.2. Cálculo de la capacidad de los componentes PV actuando sin recubrimiento alguno en esta tabla.3. Ninguno de estos componentes esta considerado que actua soportando carga axial. Exclusivamente presión lateral por viento.4. Deflexión máxima de l/360.

POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de viento exclusivamente.

Deflexión máxima L/360

Muro fachada en proceso de construcción. Muro fachada terminado

PF-17

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22 20 22 20

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33

1. Capacidades de los componentes PV incrementada 33% de acuerdo a reglamentos oficiales mexicanos (D.F., C.F.E.) Y al A.I.S.I. Specification for the design of cold formed steel structural members, ed. 1980, Sección 3.12.2. Cálculo de la capacidad de los componentes PV actuando sin recubrimiento alguno en esta tabla.3. Ninguno de estos componentes está considerado que actúa soportando carga axial. Exclusivamente presión lateral por viento.4. Deflexión máxima de l/240.

POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de viento exclusivamente.

Deflexión máxima L/240PF-18

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3 4

TORNILLOS AUTOROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.

TOR-01

Notas: 1. Carga permisible en kg. tornillo con un factor de seguridad de 2.5 con lámina Fy=2320 kg/cm2. 2. La carga permisible debe seleccionarse para el calibre de lámina más delgado de la unión.

22

20

18

16

14

ESPESORDE LÁMINA

(calibre)

CABEZA HEXAGONAL THX-34

TRACCIÓN

101

124

161

203

236

28

39

62

88

121

82

105

157

220

336

33

45

77

106

149

CORTANTE

CABEZA EXTRA PLANA TXP-12

TRACCIÓN CORTANTE

Sujeción lateral PANEL REY* empleada como contraviento diagonal.

NOTAS: 1. Capacidad calculada a tensión pura empleando la sección 3 .I de la A.I.S.I. Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, ed. 1980, e incrementándolas a 33% por cargas accidentales.

SL-01SUJECIONES LATERALES DIAGONALES

COMPONENTETAMAÑO - ESTILO - CALIBRE

635 SL 22

1250 SL 22

1420 SL 22

CARGA PERMISIBLE A TENSIÓN KG.

1,087

2,130

2,425

TORNILLOS TABLA TOR-02

Espaciamientos mínimos a centros en centímetros. (Contraventeos).TOR-02

A CENTRO

A EXTREMO

LOCALIZACIÓNTIPO

THX-34

1.5

0.5

2.0

0.7

TXP-12

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Page 38: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Cimentación: alternativa con contratrabes o cadenas de cimentación y planta baja resuelta tipo entrepiso.

Cimentación: losa de concreto F´c=150kg./cm2 mín. de 10 cm de peralte mínimo por cadenas perimetrales de concreto de 15 x 30 cm

Cadena perimetralconcreto f’c= 150 kg/cm2

Poste PV

Ancla del bastidor aplicada con herramienta de percusión

Canal CLosa de cimentación concreto f’c= 150 kg/cm2 mín.

Mallaelectrosoldada6 x 6-10/10

Acero de refuerzo

35

DETALLES

DETALLES GENERALES DE ESTRUCTURA Y RECUBRIMIENTO.

Canal C requerida para sujeción lateral contínua en los extremos de vigas

Refuerzo de alma de vigaspara compresión provocada por apoyo

Concreto de rellenopara nivelación

Ángulo ELE 1524AL 18para anclaje a cadena perimetralde cimentación

Cadena ocontratrabe de cimentación

Viga PV de “piso falso” de planta baja

Bastidor de carga enplanta baja

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Page 39: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Detalle de anclaje de los muros de cortante a la cimentación mediante una ancla de tensión tie tipo “S/HTT14”.

El ancla de tensión va unida al poste con tornillos THX-34.

Detalle de traslape de canal “CC”

Tornillos TXP-12

Traslape en canal 30 cm

Anclas Hiltio similar

Poste estructuralPoste estructural

Canal estructural

Placa lado exterior

Doble poste estructural

Tornillos THX-34

Sujeción lateral diagonal

Tornillos THX-34

S/HTT 14tensión tie

Placa de unión

Espárrago ø 5/8”long. 10” penetración de concreto8” (según diseño).

3 6

Tornillo estructuralcabeza extraplana

TXP-12Cercha plana SL

para sujeción lateral contínua

Canal Cactuando como bloque sólido desujeción lateralcontínua

Bloques sólidos de sujeción lateral contínua colocados en los extremos de bastidores para muros, junto a los vanos de puertas y ventanas y a cada 1.22 m. a centros.

Poste PV

Poste PV

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Detalle típico de esquina de contraventeo para velocidades devientos (según diseño).

NIVEL DE TECHUMBRE

NIVEL DE ENTREPISO

NIVEL DE CIMENTACIÓN

Vigas PV o canal Cde techumbre

Placa 35 cm x 22 cmcal. 20

Contraventeo segúndiseño por un lado opor ambos lados

Vigas pv en entrepiso

Canal inferior de bastidor

Tornillo THX-34

Poste PV

Contraventeo según diseño

Tensión tie S/HTT-14

Esparrágo

Placa 35 cm X 22 cmCal. 20

Placa 35 cm X 22 cmCal. 20

SHTT-14 tensión tie

Contraventeo según diseño

Losa de cimentaciónConcreto fc= 150 kg/cm2 min.

Canal inferior de bastidor

Tornillo THX-34

Poste pv

Contraventeo según diseño

Tensión tie S/HTT-14Anclaje de bastidor con taqueteExpansor o espárrago con epóxicoPlaca 35 cm X 22 cmCal. 20

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Page 41: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

ISOMÉTRICOAnclaje de muro de cortante a cimentación

ISOMÉTRICO DE CONTINUIDAD DE SUJECIÓNLateral en entrepiso

Poste pv

Tornillo THX-34

Contraventeo según diseño

Tension tie S/HTT 14

Placa de unión22 cm x 35 cm

Viga PV por modulación@ 61 cm

Viga PV de refuerzo

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38

Poste PV

Tornillo THX-34

Sujeción lateral según diseño

Tension tie S/HTT 14

Placa de unión22 Cm x 35 cm

Espárrago ø 5/8”Long. 10” Penetración de concreto8” (Según diseño)

Losa de concreto tradicionalf’c =150 kg/cm2 mínimo

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Page 42: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Solución de entrepiso o techumbre a base de concretosobre lámina acanalada rectangular.

Poste PV de bastidorpara muro de nivel (es)superior (es)

Canal C de bastidorpara muro en nivel superior

Canal Cde remate y sujeciónlateral contínuaen extremos de vigasPV

Canal Cde bastidor paramuro en nivelinferior

Refuerzo de almade viga para esfuerzos decompresión provocadospor la reacción de apoyo

Viga PVde entrepiso otechumbre

Lámina acanaladarectangular cal. 26

Concretof’c=150 kg/cm2

armado con mallaelectrosoldada6x6-10/10

Ángulo de 3” x 3” cal. 20 para apoyo lateralde lámina acanalada rectangular y fronteradel colado de concreto aligerado

Canal C en vigas PV - uso e instalación-.

Canal Cfuncionando como sujeciónlateral contínua en losextremos de vigasde entrepisos

Bastidor de muro ennivel (es) superior (es)

Refuerzo de alma de viga (RA)para compresión provocada por apoyoreacción de la viga PV si se requiere

2 tornillos estructuralesTXP-12 uniendo canal Ca refuerzo de alma (RA)

Tornillo estructuraluniendo refuerzo de alma

al alma de la viga PV

Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34

uniendo canal C de vigascon canal C de bastidor

de carga

Bastidor de cargaen nivel (es) inferior (es)

Viga PV de entrepisoo techumbre

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Page 43: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Solución de entrepiso o techumbre concreto ligero sobrelámina acanalada rectangular. Alternativa de unión de vigas

PV unión alma de poste a alma de viga.

Poste PV

Tornillos

Viga PV de entrepiso o detechumbre unida al alma delposte con tornillos estructuralesde acuerdo a requerimentos

Lámina acanaladarectangular galvanizadacal. 26

Concreto aligerado(5.0 cm de espesor)armado con mallaelectrosoldada6x6-10/10

Canal C

Tornillo TXP-12

Ángulo de láminagalvanizada cal 20de 2 3/4” x 2 3/4”

Poste PV

Canal C

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

40

VOLADOS - VIGAS EN CANTILIVER-.

Canal C

Canal C

Refuerzo de alma (VA)para cargas concentradaspor reacción del apoyo

Tornillo TXP-12ó THX -34

Poste PV

Viga PV de entrepisoo cubierta unida al canalCsobre cada poste PV con

ayuda de ángulo ELE (AL)

Bastidor de cargaen nivel (es) superior (es)

Ángulo 762 ó 1524AL18atornillado al canal C y a laviga PV con tornilleríaestructural TXP-12

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Page 44: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Bloque sólido de arriostramiento de vigas en cada extremo de sistema de entrepiso,a los lados de los huecos para escaleras o tragaluces y a cada 1.22 m. a.c.

Alternativa de bloquesólido de arriostramientode vigas hecho en obracon sección del mismotipo de viga

762AL18

Tornillo estructuralTXP-12

Sección de canal C o poste vigaactuando como bloque sólido dearriostramiento

Viga de entrepisocon elementostipo PV

Bastidor de muro ennivel (es) interior (es)

Cercha plana de sujeción lateral(tipo SL) actuando como riostrade vigas tipo PV.unida a bloque sólido con 3 tornillos TXP-12y a cada viga con 1 tornillo TXP-12

Volados. Solución tipo para cambio de peralte en viga de techumbre por requerimientos estéticos.

Bloque sólido de arriostramientocanal C o sección de viga PV.

Viga PV de entrepisoo de techumbre

Cercha plana SLfuncionando comoriostra por el lechosuperior de vigas PV

Bloque sólidode arriostramiento

Cercha plana SLfuncionando comoriostra por el lechosuperior de vigas PV

Traslape decercha plana SL

1.22 m.

3 tornillos estructuralesfijando cercha planaa bloque sólido

Poste PVde bastidorpara muro

Viga PV de peralte menorpara volado

Lámina galvanizadaacanalada rectangularcal. 26

Concretof’c=100 kg/cm2

Viga PVde techumbre

Acabado de azotea

2/3 L 1/3 L

Goterón

1.22 m.

L

41MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 45: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Pretil solución tipo prolongando bastidor de muros en último nivel

Pretiles solución tipo para pretiles con altura mayor a 1.80 metros

Tapa-goterón de lámina galvanizadacal. 26 o 24 doblada en taller

Acabado exteriortablero cementadoo zarpeo de mezcla cemento-cal -arenaprop. 1-1-6

Metal desplegado # 600

Panel de yeso exterior y felpa asfaltadaPANEL REY’ 12.7 mm.

flashing

Concreto de f’c= 100 kg/cm2

Lámina galvanizada acanaladarectangular cal. 26

Tornillo TXP-12 oTHX-34 Panel de yeso PANEL REY’ 12.7 ó 15.9 mm.

de espesor

Metal desplegado # 600

Zarpeo o aplanadode mezcla cemento-

cal -arena prop. 1-1-6

Panel de yeso PANEL REY’ 12.7 mm.de espesor

Viga PVde techumbre

Poste PV

Tornillo TXP-12 oTHX-34 Impermeabilizante

Tapa-goterón de lámina galvanizadacal. 26 o 24 doblada en taller

Acabado exterior

Poste PV

Poste PV actuando comorefuerzo de pretil de azotea

Viga PVde techumbre

Acabado exteriortablero cementadoo zarpeo de mezcla cemento-cal -arena1-1-6

Panel de yesoPANELREY*

42 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 46: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Vano de puerta o ventana

Dintel, antepecho y muretes en vanos de puertas y ventanas

Dintel: viga estructural

Canal estructural

Poste-viga

Canal estructural

Canal estructural

Corte a 45˚ y doblezdel canal estructuralpara anclar a poste

Anclaje de canal aposte con tornillos TXP-12

Tornillos TXP-12

Tornillos TXP-12

(2) poste-viga

Isometría B

Despatinado de viga para podercolocar dintel anexado al posteestructural de recepción Canal estructural CC

Dintel: viga estructural

Poste-viga

Tornillos TXP-12

Isometría A

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Poste estructuralrecibiendo la carga

del dintel. No. de pzas.por cálculo

Tornillos TXP-12

Poste estructural

Canal estructural

Poste estructural PVCanal estructural CC

Dintel: viga estructuralAnclaje de dinteltornillos TXP-12Canal estructural C

ver isometría A

Poste estructural

Refuerzo del postesección estructural

Tornillos TXP-12

Canal estructural

Poste estructural PVCanal estructural CC

Dintel: viga estructuralAnclaje de dinteltornillos TXP-12Canal estructural C

Poste estructuralrecibiendo la carga

del dintel. No. de pzas.por cálculo

Ver isometría B

Refuerzoposte estructural

Canal estructural CC

43MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 47: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Techumbres inclinadas. Unión de viga PV al bastidor para muro decarga con ayuda de ángulo “ELE”.

Techumbres:Solución de cumbrera con viga madrina.

Tornillo estructuralTHX-34 ó TXP-12

Ángulo 1524 ó 762AL18

Recubrimiento exteriorde la techumbre

Viga PV

Viga madrina formadacon 2 vigas PV“empatadas” unadentro de otra

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Viga PVTornillo estructuralTXP-12 ó THX-34

Canal Cdel bastidor paramuro de carga

Bastidor perpendicular(de fachada o divisorio)al bastidor para murode carga

Poste PV deldel bastidor paramuro de carga

Tornillo estructuralTXP-12

Recubrimiento exteriorde la techumbre

Ángulo 1524AL18

44 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 48: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Vigas contínuas, traslapes de vigas PV actuando como refuerzo delalma sobre apoyo intermedio.

Vigas contínuas, refuerzo del alma de viga sobre apoyos intermedios.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Sección de viga PV actuandocomo refuerzo del alma sobreapoyos intermedios de vigas continuas

Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34

Canal C debastidor de cargaintermedio

Viga PVcontínua con apoyosintermedios

Bastidor de cargaintermedio

Sección de vigaPV actuandocomo refuerzodel alma sobreapoyos intermedios

Viga PVcontínua

Tornillo estructuralTXP-12 ó THX-34

Poste PV delbastidor de carga

Viga PVTornillos estructuralesTXP-12 ó THX-34

Bastidor de cargaintermedio

Bastidor de cargaintermedio

Viga PVtraslapada sobreapoyo intermedio

10% mín. delclaro que

salve la viga

10% mín. delclaro que

salve la viga

45MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 49: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Detalle de cimentación

Canal CC

Poste-viga

Goterón

Aplanado morterocemento cal-arena1-1-6

Metal desplegado #600

Cartón asfáltico

Panel de yesopara exterior de 1/2”Panel Rey

Panel de yeso de 12.7 mm.Panel Rey

Fibra de vidrio de 3 1/2” (R-11)

Sellador elástico NOendurecible e impermeable

Malla electrosoldada6-6/10-10

Losa de cimentaciónf’c.=150 kg/cm2

Revestimento exterior de ladrillo, tabique o block sobre panel de yeso paraexteriores.

Revestimento exterior, zarpeo sobre panel deyeso para exteriores y malla metálica desplegada.

Panel de yesoPANEL REY exteriores

Aislamiento térmicoy acústico

Estructura de acerogalvanizado

Losa de cimentación

Silicón DC-787 ósimilar

Panel de yesoPANEL REY exteriores

Revestimiento deladrillo, tabique oblock

Corbatas metálicas

Drenes

Tratamientode juntas

Reborde “J”PANEL REY

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

46 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 50: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Alternativa de uso de armaduras para entrepisoy techumbre empleando elementos poste-vigas

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

elementosposte viga

placas de unión

Tipo polinesia

Tipo media tijera

Tipo de cuerdas paralelas pratt

Tipo fink Tipo king post

Tipo warren en tijeraTipo simple con ático

Tipo de cuerdas paralelas con volados laterales

ARMADURAS DE SISTEMAPANEL REY*

47MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 51: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TUTOR

AUXILIAR DE USO DE LAS TABLAS DECÁLCULO PANEL REY*

Capacidad de vigas, tabla V-01 pág. 15.Capacidad de almas de vigas a la compresión.Tabla No. VA-03 pág .16.

Postes de bastidores exteriores con carga axialy carga por viento.Tablas de la No. PV-03 a la No. PV-13 pág. 21a la 31.

Postes de bastidores exteriores sin carga axialo “Muros fachada”.Tabla No. PF-17 pág. 32.Tabla No. PF-18 pag. 33.

Postes de bastidores para muros interiores decarga.Tabla No. PI-01 pág. 20.

Dinteles y cerramientosTabla No. DN-01 pág. 17.

Contraventeo.Tabla No. SL-01 pág 34.

Uniones.Tabla No. TOR-01 pág. 34.

AnclajeHilti o Ramset

Vigas para techumbre.Tabla V-01 pág. 15.

Figura A.1 Análisis estructural: localización de tablas de acuerdo a componentes de la estructura.

48 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 52: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

V-01

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

El objetivo de este capítulo es mostrar el procedimientopráctico para seleccionar los diferentes componentes PANELREY*, para formar la estructura de una edificación habitacionaltipo.

Al aplicar los datos que aparecen en esta sección, seasume como punto de partida, que ya se han realizado loscálculos de ‘’bajada de cargas’’ o cargas gravitacionales y decargas accidentales de viento. Valores que se obtienen conel tradicional uso de las fórmulas de vigas equilibradasestáticamente.

Esta sección se concentra en la demostración de lamanera de emplear las tablas de Capacidad Estructural PANELREY*.

La figura A-1 muestra el esquema de una casa y lasreferencias de las tablas que se emplearán para resolverlaestructuralmente. La numeración de las referenciascorresponde al orden consecutivo que se seguirá en lademostración.

1. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO VIGAS

En la figura A.1 se señalan dos puntos: la techumbrey el entrepiso. En ambos casos se emplearán las tablas V-01y VA-3.

TABLA V-01, EN LA FIGURA A.2Para iniciar el ejemplo, se toma el entrepiso para

seleccionar los componentes que lo resuelven.Los datos requeridos para realizar la ‘’bajada de cargas’’ sonlos siguientes:

1. Wm Carga muerta por m2 118.0 kg/m2

2. Wv Carga viva por m2 250.0 kg/m2

3. W Carga total = Wm + Wv 368.0 kg/m2

4. Espaciamiento propuesto 0.61 m5. WL Carga uniformemente distribuida sobre la viga = W x Espaciamiento 225 kg/m6. L Longitud del claro crítico 3.07 m

7. Condición del claro Sencillo

Los datos para uso de esta tabla (V-01) y necesarios pararealizar la seleccióndel elemento y viga son las siguientes:

1. Tabla calculada de acuerdo a esfuerzo flexionante permisible o a una deflexión permisible de L/240, la que sea más crítica en la combinación carga-longitud de claro bajo las A.I.S.I. Specifications for the design of cold formedsteel structural members, ed. 1980, Sección 3.2. Todas las vigas deberán ser revisadas de acuerdo a su capacidad de resistencia de carga concentrada (aplastamiento del alma) en alguna parte del claro y en puntos de apoyo (reacciones) en las tablas VA-03 o VA-04.3. Los componentes PV actuando como vigas requieren que el alma no tenga ninguna perforación en por lo menos 30.0 cm adyacentes a sus extremos o apoyo(s). Si se requiriera hacer algun tipo de perforación dentro de eserango, se deberán revisar las previsiones que aparecen en la tabla V-05 y los dibujos que complementan dicha tabla.4. *Estos perfiles no cumplen con deflexiones de L/240 para carga viva de 170 kg/m2 en vigas de entrepiso con separación @ 61.0 cm (especificado por el manual del D.D.F. como carga viva para entrepiso de casa habitación).5. **Acero de alta resistencia , fy =3515 kg/cm2.

COMPONENTES PV ACTUANDO COMO VIGAS

Cargas uniformemente repartidas permisibles en vigas enclaros sencillos. TABLA V-01.

**2540 PV 10

**2540 PV 12

**2540 PV 14

**2032 PV 10

**2032 PV 12

2032 PV 14

**1524 PV 10

**1524 PV 12

1524 PV 14

1524 PV 18

1524 PV 20

920 PV 18

920 PV 20

COMPONENTETAMAÑOESTILO

Y CALIBRE

CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS EN Kg/m

CLAROS SIMPLES (Metros)

7.50

310

245

178

215

*171

7.20

336

266

193

234

186

*127

6.60

401

317

230

278

221

*151

*121

6.30

440

348

253

305

242

*96

*166

*133

6.00

485

384

278

337

267

*106

*183

*146

5.70

537

425

309

373

296

117

203

*162

5.40

599

474

344

416

330

131

226

*181

5.10

671

531

386

466

370

147

254

203

*96

4.80

862

683

495

599

476

189

326

261

123

*81

4.20

990

784

569

687

546

217

374

299

142

*94

*71

3.90

1148

909

660

797

633

252

434

347

165

109

*82

3.60

1347

1067

774

936

744

295

509

408

193

128

96

3.30

1604

1270

922

1114

885

352

606

485

230

152

115

*75

2.702.40

758

600

435

526

418

166

286

229

*108

4.50

seguir el renglón

2396

1897

1377

1664

1322

525

906

725

344

172

94

*87

3032

2401

1743

2106

1674

665

1147

918

435

217

134

101

1940

1537

1115

1348

1071

425

734

587

278

184

139

*91

*70

3.00

FIG. A-2

49MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 53: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

1. Longitud del claro crítico 307.4 cm ó3.074 m.

2. Carga uniformementerepartida sobre la viga en kg/m. 225 kg/m.

Este primer dato localizado en la tabla, (Fig. A.2),ubica sobre una columna determinada, en la cual se buscaun valor de carga uniformemente repartida igual o ligeramentemayor a la que se tiene en los datos de diseño.

Se sigue el renglón donde se encuentra esta cargahacia la izquierda, hasta encontrar la columna que correspondeal tamaño, estilo y calibre del elemento adecuado para resolverel claro necesario por diseño, con la solicitación de carga quese ha calculado.

El componente Poste-Viga que actúa en este momentocomo viga, debe se revisado en función a su capacidad parasoportar eficientemente cargas concentradas y reacciones(Tabla VA-3).Los datos que se necesitan para la revisión son:

A. CONDICIÓN DE LA CARGACONCENTRADA O REACCIÓN(NÚMERO 1 UNO)

En la tabla VA-3 se encuentran cuatro posiblessoluciones dibujadas en cinco diferentes esquemas (abajode la tabla) como se observa en la figura A.3, A, B, C y D.

En el ejemplo, la viga calculada y seleccionada a travésde la tabla V-01 no tiene volados; es un solo claro sincontinuidad en la viga y no existen cargas concentradas yaque la carga es uniformemente repartida.

Estas características se observan en el diagrama (a)de la figura A.3 La condición exacta de la viga del ejemplo esla ‘’condición 1 (uno)’’.

B. LONGITUD DE LA REACCIÓN OSOPORTE 9.20 cm

Basándose en la experiencia de otros proyectosrealizados, se supone que el poste que recibirá a la viga seráun 920 PV de cualquier calibre.

Una vez calculado y seleccionado el elemento posteque soportará a la viga, SE DEBERÁ REVISAR LA SELECCIÓNDE LONGITUD DE LA REACCIÓN O SOPORTE, de tal maneraque se confirme la especificación respecto a la capacidad delalma de la viga para soportar reacciones y cargas concentradas.

Se cuenta entonces con lo siguiente:

1. Condiciones de la carga concentrada o reacción:condición No. 1.

2. Longitud del apoyo o carga concentrada o reacción:9.20 cm.

3. Viga que ha sido seleccionada: 1524 PV14.4. Reacción o carga concentrada: 345.8 kg.

En este momento se dispone de los datos necesariospara iniciar la REVISIÓN de la capacidad del alma para soportarcargas concentradas o reacciones. (Ubicar la Codificación 1en las tablas de la figura A.3).

Cada una de las cuatro condiciones, comprende unbloque de columnas que se refieren a las diferentes longitudesque pueden tener las cargas concentradas. El siguiente pasoconsistirá precisamente en seleccionar la columna que requiereel ejemplo de 9.20 cm (Ver tabla VA-3).

Enseguida se ubicará el renglón que corresponde ala viga que ha sido seleccionada a través de la tabla V-01, eneste caso, la 1524 PV 14.

Esto se logra utilizando la primera columna de la tablaVA-03 y que corresponde a la columna de tamaño, estilo ycalibre del elemento (Ver tabla VA-3).

Una vez que se ha localizado el renglón del elemento,se sigue por él hasta encontrar la columna de la longitud dela carga o soporte.

El cruce de esta columna con el renglón del elemento,proporciona un número que se refiere a LA CAPACIDADMÁXIMA PERMISIBLE del elemento seleccionado como vigapara soportar reacciones o cargas concentradas, expresadoen kilogramos.

Este número se compara con el que se calculópreviamente y se obtiene lo siguiente: la tabla proporcionauna cantidad máxima permisible de reacción en condiciónNo. 1 de 903.0 Kg. La reacción calculada (punto cuatro delos datos de esta tabla), es de 345.8 Kg. Esto significa que elalma del elemento que hemos seleccionado para actuar comoviga, soporta, sin ayuda, la reacción que tendrá en cadaextremo.

En el caso contrario, cuando la reacción calculadasobrepase el número encontrado en esta tabla, será necesariocolocar un atiesador a compresión (se trata de un refuerzoen el alma y está descrito en los capítulos de Habilitados yDesplantes de la Estructura del MANUAL DE CONSTRUCCIÓNPANEL REY.)

50 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 54: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Figura A-3 Condiciones de apoyos para cargas concentradas y cargas uniformemente repartidas de las tablas VA-3 y VA-4.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

VIGAS SENCILLAS

Reacciones y Cargas concentradas máximas permisibles paraalmas de vigas en kilogramos. TABLA VA-3.

VIGATAMAÑO,ESTILO

Y CALIBRE

LONGITUD DEL APOYO DE LA VIGA

CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2 CONDICIÓN 3 CONDICIÓN 4

15.249.206.353.8115.249.206.353.8115.249.206.353.8115.24

COMPONENTES DOBLES, ESPALDA CONTRA ESPALDA

Reacciones y Cargas concentradas máximas permisibles enkilogramos. TABLA VA-4.

2032 PV 14

2032 PV 16

1524 PV 14

1524 PV 16

1524 PV 18

1524 PV 20

VIGATAMAÑO,ESTILO

Y CALIBRE

LONGITUD DEL APOYO DE LA VIGA

CONDICIÓN 1 CONDICIÓN 2 CONDICIÓN 3 CONDICIÓN 4

15.249.206.353.8115.249.206.353.8115.249.206.353.8115.249.206.353.81

cruzar columna

con renglón

ésta es la capacidad en kg. que tiene el elemento para

soportar reacciones o cargas de las dimensión 9.20 cm

concentradas en la condición de carga no. 1.

2032 PV 14

2032 PV 16

1524 PV 14

1524 PV 16

1524 PV 18

1524 PV 20

9.206.353.81

Ubicar el elementoViga a analizar U b i c a r l a l o n g i t u d d e l a c a r g a o a p o y o

365

239

395

265

176

102

300

191

325

212

137

76.6

270

169

292

188

119

64.7

243

149

263

166

103

54.1

841

491

934

568

335

161

810

469

899

542

317

150

795

458

883

782

449

868

559

390

593

434

285

460

390

250

413

351

220

372

1056

736

1102

866

562

903

594

407

251

832

542

351

205

769

493

314

175

1460

897

1512

938

583

318

1287

785

1333

821

507

274

1185

719

1228

753

462

248

1073

647

1111

676

412

220

3403

2183

3547

2304

1489

846

2902

1850

3025

1952

1254

707

2606

1653

2716

1744

1115

625

2279

1435

2375

1515

961

534

2440

1714

2363

1649

1156

738

2151

1501

2083

1443

1005

636

1981

1375

1919

1322

916

576

1793

1236

1736

1189

818

509

3791

2557

3791

2557

1731

1062

3232

2166

3232

2166

1458

887

2903

1936

2903

1936

1296

784

2539

1681

2539

1681

1118

670

1. Las cargas y las condiciones descritas al pie de esta página son aplicables por la revisión de la capacidad del alma de los componentes PV (poste-viga) actuando como vigas.2. La tabla es adecuada para los componentes PV que no presenten perforaciones en el alma que se ubiquen a una distancia menor a 30.5 cm de los extremos apoyados o reacciones.3. Si existen perforaciones del alma de los componentes PV más cercanos a los apoyos que lo especificado en el punto 2, es indispensable colocar atiesadores de alma para compresión.4. Tabla calculada de acuerdo al A.I.S.I. Specifications for the design of cold formed steel structural members, ed. 1986, Sección C3.4.5. No está considerada una carga combinada que provoque la flexión y compresión del alma simultáneamente. (A.I.S.I. Sección. C3.5).

h= Peralte del elemento PVactuando como viga

≥1.5h ≥1.5h ≥1.5h <1.5h

h

Condición 1 Condición 1 Condición 2

Condición 2 Condición 1Condición 3Condición 3≥1.5h

h

<1.5h

Condición 4Condición 3Condición 2

<1.5h<1.5h

<1.5h

≥1.5h ≥1.5h ≥1.5h <1.5h

h

<1.5hCondición 4

<1.5h

VA-3

VA-4

a

b

c

cruzar columna

con renglón

51MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 55: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Con esta última tabla concluye la parte del ejemploque se refiere a la selección de componentes que actúan comovigas de entrepiso. La selección de vigas de cubierta se realizade manera similar.

De acuerdo con los datos obtenidos, la especificacióndel elemento viga será la siguiente:USAR: Un 1524 PV 14 a cada 61.0 cm a.c. sujeción lateralcontínua o arriostramiento con 635 SL 22 al centro del claroy bloques sólidos 1524 CC 20 a 2.44 m.

2. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO POSTES

El siguiente paso en el diseño estructural será laselección de postes estructurales que integran a los bastidoresde carga o muros soportantes de la casa. (Ver fig. A.4)

Como cualquier obra, los muros construidos con elSistema PANEL REY*, pueden ser interiores, exteriores,divisorios o de carga. Debe tomarse en cuenta el tipo de muroy por lo tanto, de elemento poste-viga que está analizandopara actuar como poste. De tal manera se obtienen lassiguientes condiciones de carga:1o. En muros exteriores de carga, los postes reciben al mismo

tiempo, cargas axiales por el peso gravitacional y cargaslaterales ocasionados por el viento.

2o. En muros exteriores excentos de carga (o muros de fachada), los postes reciben exclusivamente cargas laterales provocadas por el viento.

3o. En muros interiores de carga, los postes que integran elbastidor reciben exclusivamente cargas axiales por pesogravitacional.

4o. En muros interiores exentos de carga, los postes queintegran el bastidor no reciben carga, considerándosecomo muros divisorios. En este caso, lo más indicado esutilizar el calibre 25 NO ESTRUCTURAL. Pero con limitaciones de altura.

Para continuar con el ejemplo, se seleccionan lospostes que integran los bastidores para muros ciegosEXTERIORES. (Fig. A.1, No. 2) Los datos que se requierenpara la selección del elemento poste son los siguientes:

1. Tipo de bastidor exterior2. Velocidad del diseño del viento 117 km/h3. Altura del poste (altura del bastidor) 2.44 m.4. Espaciamiento entre postes 61.0 cm5. Sujeción lateral contínua propuesta a 1/2 altura6. Carga axial (carga gravitacional) sobre poste 345 Kg.

Considerando estos datos, se busca, en el bloque detablas encabezado con las iniciales PV (postes con Viento),una tabla que corresponda a una velocidad de viento igual oligeramente mayor a la que calculó como velocidad de diseñode viento.

Para este ejemplo consiste en 117 km/h, y por lotanto, se trabaja con la tabla PV-7 que corresponde a 120km/h de velocidad de viento. (Ver fig. A.5)

El siguiente paso consiste en ubicar el renglón de laaltura que tiene el poste, y por lo tanto, el bastidor. En elejemplo es de 2.44 m.

Localizado este renglón, es importante notar que enla columna siguiente, titulada ‘’Espaciamiento de postes A.C.(cm)’’, se encuentran tres distancias con los números 30.5,40.6 y 61.0. Estos números se refieren a los tres posiblesespaciamientos entre componentes del Sistema PANEL REY*.

Es en esta columna donde se realiza la siguienteselección del renglón, que de acuerdo con los datos delproyecto será de 61.0 (Fig. A.5).

Siguiendo este renglón, se busca una carga igual oligeramente mayor a la que tiene como dato: 345.0 Kg.

Figura A-4 Postes estructurales: de carga axial,lateral y flexocompresión.POSTE

viento

P

H

espaciamiento (idéntico al de vigas)

vigas (seleccionadas y especificadas deacuerdo a párrafos anteriores)

1/2• H

sujeción lateral contí nua con635 SL22 (proposición)

canal estructural

H

alzado

bastidor ciego(estructural)

muro ciego (estructural)alzado de muro terminado

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Page 56: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

2.44

3.05

3.35

3.65

4.25

4.80

5.50

6.10

ALTURA(METROS)

ESPACIA-MIENTO ACENTROS

(cm)

920 PV635 PV

CARGA AXIAL A COMPRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE POR COMPONENTE POSTE-VIGA (KILOGRAMOS)COMPONENTE DESCRITO POR TAMAÑO, ESTILO Y CALIBRE

2022 2022 1618

1/2 1/3 1/2 1/3 1/2 1/2 1/3 1/21/31/3 1/21/3

POSTES DE BASTIDORES EXTERIORES TABLA PV-7Cargas axiales permisibles conpresión lateral de viento 59.4 kg./m2

Velocidad de diseño de vientoPV-7

NOTAS: 1/3: SUJECIÓN LATERAL CONTÍNUA POR AMBOS LADOS DEL BASTIDOR CON CERCHA PLANA “SL” A TERCIOS DE ALTURA.1/2: SUJECIÓN LATERAL CONTÍNUA POR AMBOS LADOS DEL BASTIDOR CON CERCHA PLANA “SL” A MITAD DE ALTURA.+: NÚMEROS QUE PRESENTAN UN ASTERISCO (+) A LA IZQUIERDA INDICA QUE EL COMPONENTE A SOPORTAR LA CARGA QUE SIGUE AL ASTERISCO SUFRIRA UNA DEFLEXIÓN MAYOR A L/360 DE LA ALTURA CORRESPONDIENTE PERO NO MAYOR A L/240.VER NOTA PÁG. 18.

VD=120 km./h Fy=2812 kg./cm2

11751112985

1065980833944850688825725

+550705600

+425+492+395

11751112985

1065980833944850688825725

+550705600

+425+492+395

17251650150115801475131014151300111012501125915

1075950

+745775

+655

+555

17251650150115801475131014151300111012501125915

1075950

+745775

+655

+555

2330222520772125202518251915177515651680155013151465132010751065935

+702775

+650

+500

2330222520772125202518251915177515651680155013151465132010751065935

+702775

+650

Una vez localizada, se revisa la sujeción lateral en la que lacarga seleccionada está actuando. Esto se logra siguiendohacia arriba sobre la columna donde se ubicó la carga.(Fig. A.5).En la figura se contemplan dos alternativas:A. Con una sujeción lateral al 1/3 de altura.B. Con una sujeción lateral a 1/2 de altura.

Inmediatamente encima del renglón que indica lasujeción lateral se encuentra un número que encierra lasposibilidades del calibre (Fig. A.5). En el ejemplo, ambosnúmeros son iguales (22) e indican el calibre del elemento,que en este caso no presenta diferencias entre los dos.

Para realizar una selección adecuada se deben compararlos componentes con todos sus datos. El renglón inmediatosuperior al del calibre, es el que define el TAMAÑO Y ESTILOdel elemento (Fig. A.5).

Dado que ambas alternativas, A y B, cumplen con elrequerimiento de carga axial y carga lateral del viento, laselección se hace de acuerdo con la Sujeción Lateral Contínuapropuesta en el cuadro de datos: a mitad (1/2) de altura.

A continuación se ejemplifica la selección de postesde bastidores exteriores SIN carga axial (Fig. A. 1).

Como lo muestra la figura A.6, los postes que forman losbastiadores que soportan EXCLUSIVAMENTE carga lateral deviento, son similares a los anteriormente especificados.

La diferencia consiste en que estos NO CARGAN pesoso esfuerzos axiales por efectos gravitacionales y puedenprescindir de sujeciones laterales contínuas. Por lo general seles llama MUROS FACHADA.

3. SELECCIÓN DE COMPONENTESACTUANDO COMO POSTES PARASOPORTAR PRESIONES DE VIENTOEXCLUSIVAMENTE

Los datos que se requieren para la selección de postes parabastidores en muros fachada son los siguientes:

Fig. A-5

seguir el renglón de espaciamiento hasta encontrar una carga

igual o ligeramente mayor a la que se obtuvo en el cálculo

ubicar la altura delposte a ser diseñado

ubicar el espaciamiento requerido o propuesto

30.540.661.0

30.540.661.030.540.661.030.540.661.030.540.661.030.540.661.030.540.661.0

537466

+344

537466

+344

713631

+491

713631

+491

893832721802729592708626477

893832721802729592708626477

53MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

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viento

POSTEespaciamiento

viga estructural (PV)

sección lateral continua (SL)

canal estructural (CC)

alzado

Figura A-6 Postes estructurales: sincarga axial, con carga lateral de viento.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Fig. A-7

1. Velocidad de diseño del viento 117Km/hora2. Espaciamiento entre postes A.C. 61.0 cm.3. Altura del elemento poste 2.44 m.

Con estos datos se inicia la selección en la TablaPostes-Fachadas 17 (PF-17) (Fig. A.7), ubicando en renglónde velocidad igual o ligeramente mayor a la que tenemos enlos datos. Este se encuentra en la primera columna quecontiene las velocidades de diseño de viento.

En la siguiente columna de la derecha, se ubica lacategoría que marca el espaciamiento entre postes que se haespaciado en el diseño estructural (Fig. A.7).

En el renglón de espaciamientos, se localiza una alturaigual o ligeramente mayor a la definida en el proyecto yanteriormente, en el cuadro de datos (Fig. A.7).

Una vez localizada la altura requerida, ascendiendopor la misma columna, se encuentran el calibre de la sección,e inmediatamente arriba, el tamaño y estilo del elemento(Fig. A.7).

POSTES DE BASTIDORES EXTERIORESElementos Poste-Viga sujeto a presión lateral de vientoexclusivamente.

Deflexión máxima L/360PF-17

635 PV

22 20

VELOCIDADDE DISEÑODE VIENTO

ESPACIA-MIENTO DEPOSTES A

CENTRO (cm)

ALTURA MÁXIMA PERMISIBLE PARA COMPONENTES POSTE-VIGA PANEL REY (METROS)

COMPONENTE DESCRITO POR TAMAÑO, ESTILO Y CALIBRE

2032 PV

14.4313.1211.4611.9210.839.46

10.279.338.159.648.767.659.098.277.228.217.466.517.847.126.227.516.825.966.946.315.516.475.885.13

16 14

15.4714.0712.2812.7711.6110.1411.0110.018.74

10.339.398.209.758.867.748.808.006.988.407.646.678.057.316.397.446.765.906.936.305.50

Encontrar tamaño y estilo

9.718.837.718.027.296.366.916.285.486.485.895.156.125.56

5.525.024.385.274.794.185.054.594.014.674.243.714.353.963.45

Encontrar calibre

10.649.678.448.787.986.977.576.886.017.106.455.646.706.095.326.055.504.805.775.254.585.535.034.395.114.654.064.774.333.78

11.4110.379.069.428.567.488.127.386.447.626.936.057.196.545.716.495.905.156.205.634.925.935.404.715.494.994.365.114.654.06

12.2211.119.70

10.099.178.018.707.906.908.167.426.487.707.006.116.956.325.526.646.035.276.365.785.055.885.344.665.484.984.35

14

920 PV

22 20

6.525.935.175.384.894.274.644.223.684.353.963.454.113.73

3.713.372.943.543.222.813.393.082.693.132.852.492.922.662.32

7.136.485.665.895.354.675.074.614.034.764.333.784.494.08

4.053.693.223.873.523.073.713.372.943.433.122.723.202.912.54

18

7.656.956.076.315.745.015.444.944.325.104.644.054.824.38

4.353.953.454.153.773.293.983.613.163.683.342.923.433.112.72

16

ubicar velocidad de viento

ubicarespaciamiento

propuesto

encontrar a l tura requer ida

4.834.393.833.983.623.163.433.122.723.222.932.563.042.762.412.742.492.182.622.382.082.512.281.992.322.111.842.161.971.72

30.540.661.030.540.661.030.540.661.030.540.6

30.540.661.0

30.540.661.030.540.661.030.540.661.030.540.661.0

4.554.143.623.763.422.983.242.952.573.042.762.412.872.612.282.592.352.062.472.251.962.372.151.882.191.991.742.041.861.62

60

80

100

110

120

140

150

160

180

200

6.155.594.885.084.614.034.373.983.474.103.733.263.873.523.073.503.182.773.343.032.653.202.912.542.962.692.352.762.502.19

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Con este último paso se concluye la selección delelemento apropiado.

4. SELECCIÓN DE POSTES DEBASTIDORES INTERIORES DE CARGA

Siguiendo el orden señalado en la figura A.1, se realizala selección de postes que integran bastidores de murosinteriores de carga.

Los postes que forman estos bastidores recibiránúnicamente cargas axiales.

Para seleccionarlos, se emplea la primera tabla, deno-minada POSTES EN BASTIDORES INTERIORES, CARGA AXIALMÁXIMA PERMISIBLE SIN CARGA LATERAL DEL VIENTO,(Pl-1).

Los datos que se requieren para la selección decomponentes poste con carga axial sin presión de viento son:

1. Altura del poste 3.30 m2. Condición de sujeción lateral contínua 1/3 de altura3. Carga axial 1,178.0 kg.

La selección se inicia localizando una altura igual oligeramente mayor a la que se tiene en los requerimientos odatos, usando la primera columna de la tabla. (Fig. A.8 pág. 57)

La siguiente columna a la derecha muestra las tresalternativas de sujeción lateral continua. Por ello, la segundaselección se hace ubicando la categoría de 1/3 de altura (Fig.A.8 pág. 57).

Sobre esta categoría se localiza una carga igual oligeramente mayor a la obtenida en el cálculo estructural yque se encuentra en el cuadro de datos (Fig. A.8). Al ubicarla,se sigue la columna que contiene esta carga, hacia arriba,para encontrar el calibre del elemento, y a continuación, eltamaño y estilo del elemento.

5. SELECCIÓN DE POSTES DEBASTIDORES PARA MUROSDIVISORIOS (sin carga)

Los bastidores de muros que no cargan -No estruc-turales- se construyen con canales y postes metálicos decalibre 25 y 26.

Para la selección de estos postes se deberán empleartres criterios: El primero es la altura del bastidor para muro,el segundo es los espacios que dividirá el bastidor y por lo

tanto sus requerimientos de aislamiento acústico y el terceroserá determinado por las instalaciones que correrán dentrodel muro.

1. TABLA DE ALTURAS MÁXIMAS PERMISIBLES

2. AISLAMIENTO DE SONIDO

Para lograr un mayor aislamiento de sonido secombinan los anchos de bastidores (desde 4.1 cm hasta 9.20cm.) y las capas de panel de yeso que recubren ambos ladosdel bastidor de acero con materiales fibrosos como la lanamineral o la fibra de vidrio, además de un perfecto calafateoacrílico que deberá sellar el perímetro y las salidas eléctricaso sanitarias que presente el muro.

Para mayor detalle se recomienda consultar el ManualPANEL REY* de Sistemas Constructivos para Muros Divisoriosy Falsos Plafones.

3. INSTALACIONES

Los muros divisorios podrán tener un solo bastidorque aloje correctamente las instalaciones, o bien por reque-rimiento del proyecto podrán construirse ‘’Muros Ducto’’,empleando dos bastidores cuya separación entre sí permitael alojamiento de numerosas instalaciones. Para mayor detalletambién recomendamos consultar el Manual Panel Rey deSistemas Constructivos para Muros Divisorios y Falso Plafón.

6. DINTELES Y CERRAMIENTOS

En la figura A.9 se aprecia la estructura de un muro‘’mixto’’ (B) y de un muro ‘’ciego’’ (A) con su correspondienteestructura PANEL REY*. En esta figura se nombran a laspartes que integran al muro mixto y que, como todo compo-nente del Sistema se forma con componentes PANEL REY*.

Hasta ahora se han seleccionado y especificado loscomponentes poste-viga (PV) que actúan como postesestructurales y que reciben, cada uno, un elemento PV quees la viga de entrepiso en este ejemplo.

La selección que sigue es la del dintel o cerramientode ventana, y para este fin se requieren los siguientes datos:

1. Longitud o claro del dintel 1.22 m.2. Carga uniformemente repartida que soporta el dintel 570 kg/m.3. Reacciones de la viga o dintel (c/u) 347.7 kg.

Recurriendo a las tablas de dinteles DN, se toma la

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número 01, que se refiere a dinteles con componentes poste-viga SENCILLOS. Dicho de otra forma, se busca resolver eldintel con un solo elemento. Se inicia la selección ubicandoen la primera columna, una longitud o claro libre del dintelque sea igual o ligeramente mayor a la que se requiere deacuerdo con los datos del diseño estructural (Ver. fig. A.10).

En ese mismo renglón se encuentra una carga igualo ligeramente superior a la que se obtuvo en el cuadro dedatos (Ver fig. A.10 pág. 59).

Hacia arriba, por la misma columna, se localiza elrenglón de calibres inicialmente, e inmediatamente después,el tamaño y estilo del elemento que resuelve el dintel de laventana (Ver. fig. A.10 pág. 59).

Con esta operación queda seleccionado el elementoPV que resuelve la viga del dintel; ahora se deben revisar lospostes que sostienen el dintel, siguiendo el mismo procesorealizado al seleccionar los postes.

1. Tipo de bastidor donde se encuentran estos postes de dintel exterior2. Velocidad de diseño del viento 117 km/h.3. Altura del poste del dintel 2.10 m.4. Espaciamiento entre los postes (del bastidor) 61.0 cm.5. Sujeción lateral contínua del bastidor 1/2 altura6. Carga axial existente por viga de entrepiso 345.8 kg.7. Carga total del poste del dintel 693.5 kg.

Con estos datos se recurre a la tabla PV-7 (velocidadde diseño de viento igual a 120 km/h) comprobamos si elposte seleccionado para el bastidor ciego soporta el peso

adicional de la viga del dintel, debiendo considerar al postecolocado a un espaciamiento máximo de 30.5 cm de cualquierotro poste.

Al revisar la tabla puede constatarse que el postepuede soportar esta solicitación extra. De lo contrario, serecurre nuevamente al concepto del Sistema Estructural:REPARTICION DE CARGAS, colocándose junto al poste originaluno adicional, sin dejar espacio entre ellos para resolver lasolicitación total de la carga.

De preferencia y por razones de OBRA se recomiendaque el poste adicional sea igual al espaciado originalmente entamaño, estilo y calibre.

En dinteles cuyo claro a cubrir y carga a soportar sonmayores, se recurre a la tabla DN-02. pág. 17. Por ejemplo:

1. Longitud del claro 3.00 m2. Carga uniformemente repartida que actúa sobre el dintel 1981 kg/m3. Reacciones de la viga o dintel 2971.5 kg.

Siguiendo los pasos de selección de componentes deviga sencillos para dintel (Tabla DN-01 pág. 59), se encuentraque no existe una carga que sobrepase a la requerida (Ver elrenglón que corresponde al claro de 3.00 m).

Lo más adecuado es recurrir a la siguiente tabla, laDN-02, donde los componentes viga que especifica son dobles,fomando un cajón entre si, o bien están espalda con espalda.(Fig. A.11 y Fig. A.12 pág. 59).

En este ejemplo, el dintel resulta bastante largo ypesado; como solución se sugiere dos 2032 PV 12,empatadosespalda con espalda como lo demuestra la figura A.12. pág. 59.

TABLAS DE ALTURAS MÁXIMAS PERMISIBLESCRITERIO f=Esfuerzo d=Deflexión

40.6

61.0

40.6

61.0

40.6

61.0

1/1201/2401/1201/2401/1201/2401/1201/2401/1201/2401/1201/240

3.43 f3.05 d2.82 f2.66 d4.49 f3.96 d3.66 f3.50 d5.79 f5.10 d4.72 f4.49 d

3.43 f3.43 f2.82 f2.82 f4.49 f4.34 d3.66 f3.66 f5.79 f5.49 d4.72 f4.72 f

3.05 f2.59 d2.51 f2.28 d3.81 f3.50 d2.51 f2.28 d4.65 f4.65 d3.81 f3.81 f

4.80 f4.27 d3.96 f3.73 d6.40 f5.64 d5.18 f4.95 d8.15 f7.24 d6.71 f6.32 d

4.80 f4.27 d3.96 f3.73 d6.40 f5.17 d5.18 f5.18 f8.15 f7.85 d6.71 f6.71 f

TABLAS DE ALTURAS MÁXIMAS EN m.

SEPARACIÓNcm.

DEFLEXIÓNPERMISIBLE

BASTIDOR SENCILLO BASTIDOR DOBLE

DOBLE PANELPARA CADA LADO

UN PANELUN LADO

UN PANELCADA LADO

41.3 mm

63.5 mm

92.1 mm

POSTE DOBLE PANELPARA CADA LADO

61cm. máx.

UN PANEL CADA LADO61cm. máx.

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Esta solución resulta de la localización de una cargade 1981 Kg/m., para esta longitud de claro y para el elemento2032 (ver la tabla DN-02 pág. 17). Dos componentes de estetipo proporcionarán 2142 kg/m. de carga, uniformementerepartida y máxima permisible.

De la misma forma que en el dintel con componentessencillos, se deben revisar y especificar los postes quesoportarán a las vigas-dintel con los procedimientosespecificados en el punto 2.

7. CONTRAVENTEOS Y MUROS“CORTANTE’’

El siguiente elemento a especificar son los compo-nentes de los muros que toman o soportan las cargasaccidentales provocadas por vientos, o en algún caso remoto,por sismo.

Al esfuerzo al que se sujeta una estructura duranteun sismo es directamente proporcional al peso de la propiaconstrucción.

A esta fuerza se le conoce como “impacto sísmico’’.

POR EJEMPLO: Si un edificio pesa 350 ton., el impaco sísmicovaría entre las 35 y 55 ton.

Si pesa 70 ton. (caso PANEL REY*, el impacto sísmicovaría entre las 5 y 7 ton.)

Por esto “remotamente’’ un sismo afectará una construcciónPANEL REY*.

Considerando que este sistema de construcción esmuy ligero en relación a cualquier sistema tradicional, (70kg/m2, igual a 1/5 parte peso de cualquier sistema tradicional),el principal agente accidental contra el que se prepara y armala estructura, es el viento.

Cualquier muro estructural puede ser ‘’armado’’ parafuncionar como MURO CORTANTE O MURO CONTRAVIENTO.Puede tratarse de un muro con carga axial y de viento, oexclusivamente axial o con carga de viento. (Fig. A.13 pág.60).

Fig. A-8

ALTURAPERMISIBLE

(m)

CONDICIÓNSUJECIÓNLATERAL

CONTÍNUA

CARGA AXIAL A COMPRESIÓN MÁXIMA PERMISIBLE POR COMPONENTE”POSTE-VIGA (PV)” KILOGRAMO (KG).

01/21/30

1/21/30

1/2

01/21/3

1/21/30

1/21/30

1/21/30

1/21/30

1/21/3

2032 PV1524 PV635 PV

POSTES DE BASTIDORES INTERIORES TABLA PI-1

Cargas axiales permisiblessin presión de viento.

Velocidad de diseño de vientoPI-1

22

333864864

804804

740

669669

592592

432432

339339

20

39310931093

10101010

919919

819819

698698

515515

404404

70418091993

16891927

15601856

1418

12621691

9281496

7281292

991

805

18

85823402619

21692524

19852421

1781

15582184

11311903

8871609

1212

986

16

63913471482

12811452

12101421

1132

10461348

8531262

6601172

1041

915

20

81819122136

18042087

16862035

1556

14141914

10781772

8451623

1406

1197

18

100025272861

23652789

21902711

1996

17842531

13192318

10342095

1772

1440

16

120133213832

30733722

28043602

2507

21833326

15833001

12412659

2164

1729

14

26082928

24522859

22842784

2098

18952611

14252407

2193

1883

1556

16 14

34503947

32083839

29473723

26593595

23433455

17083138

2806

2325

1866

ubicar el espaciamiento requerido o propuesto

ubicar su jec ión la tera l cont ínua propuestabuscar carga igual o l igeramente mayor a la solicitada

VD=0.00 km./h Fy=2812 kg./cm2

920 PV

20

54112841404

12091362

11291316

10401266

9421211

7141087

560957

755

614

2.44

2.75

3.05

3.35

3.65

4.25

4.80

5.50

6.10

22

45710071091

9551061

8981029

836993

767954

613866

472774

640

513

57MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 61: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Sujeción lateralcont nua

Alzado muro terminadoAlzado estructural

Canal CCPoste-viga

Losa decimentación

1 ANTEPECHO DE VENTANA2 FALDÓN DE VENTANA O PUERTA

Poste-viga deentrepiso

Sujeción lateralcontínuaCanal CC

Dintelelementoposte-vigaactuandocomo viga

Canal CCAlzado de estructura

Cerramientoelementoposte-vigaactuandocomo viga

Alzado muro terminado

Ventana

MURO MIXTO DE CARGAB

Puerta

Viga de entrepiso

Viga de entrepiso

Sujeción lateral contínuacon cercha plana635 SL22dintel o cerramiento

Canal estructural C

Alzado bastidor“mixto”

Canal estructural CC- para formar vano- de ventana y antepecho

Canal estructural CCpara formar faldón de ventana

Elementoposte-viga actuandocomo viga de entrepisoo cubierta

Elementoposte-viga (P.V)actuando comoposte estructural

Elemento PVformando faldónde ventana

Elemento PVactuando comoviga; recibe el nombrede dintel o cerramiento

Elemento PVformando antepechode ventana

MURO CIEGO DE CARGAA

Figura A-9 Bastidores estructurales: bastidor “ciego” y “mixto”.

VacíoVacío

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

58 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 62: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Para especificar adecuadamente un sistema decontraventeo, se requieren los siguientes datos:

1.Vector de viento1.Vector de viento (carga concentrada horizontal) 1,080 kg.2. Ángulo de contraventeo en relación a la horizontal o terreno 45 grados3. Altura de postes de bastidor de contraventeo o bastidor cortante 2.44 m.4. Espaciamiento de postes de este bastidor 61.0 cm..

Con estos datos, empleando la descomposición devectores de fuerza, se determina la componente diagonal delvector horizontal (viento) que, en la obra será el contraventeo.Así mismo, al actuar esta fuerza diagonal, ocasionará que enel punto superior a donde se ancla, se ejerza una fuerzavertical.

Con el dato de la diagonal (contraventeo), que siempreactuará a tensión, consultamos la tabla SL-01 ‘’SUJECIONESLATERALES DIAGONALES’’, en donde encontraremos:

635 SL 22 Esfuerzo máximo permisible a tensión 1080 kg.

Por lo tanto, se selecciona un elemento para resolverel contraventeo que requiere este muro.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Fig. A-10

DINTELES O CERRAMIENTOS TABLA DN-01

Cargas permisiblesuniformemente repartidas

Cargas uniformementerepartidas kg/m

DN-01

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

PERFILCALIBRE

LONGITUD (m)

920 PV

COMPONENTES “POSTE-VIGA (PV)” SENCILLO

1524 PV 2032 PV 2540 PV

20

991

634

440

323

247

195

158

131

18

1286

823

571

420

321

254

205

170

1961

1255

871

640

490

387

313

259

217

185

160

139

20

2594

1660

1152

847

648

512

415

343

288

245

211

184

18 12

8264

5289

3673

2698

2066

1632

1322

1092

918

782

674

587

10

10326

6608

4589

3371

2581

2039

1652

1365

1147

977

842

734

5989

3833

2662

1955

1497

1183

958

792

665

567

488

425

14

15066

9642

6696

4919

3766

2976

2410

1992

1674

1426

1229

1071

12

18959

12134

8426

6190

4739

3745

3033

2075

2106

1795

1547

1348

10

15693

10043

6974

5124

3923

3099

2510

2075

1743

1485

1281

1115

14

21617

13835

9607

7058

5404

4270

3458

2858

2401

2046

1764

1537

12

27293

17467

12130

8912

6823

5391

4366

3609

3032

2583

2228

1940

1014

3922

2510

1743

1280

980

774

627

518

435

371

320

278

Fig. A.12 elementos empatados espalda con espalda(tabla DN-02 pág. 17).

Fig. A.11 elementos formando cajón(tabla DN- 02 pág. 17)

59MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 63: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Figura A-13Bastidores “cortantes”

“Muro ciego”

“Muro mixto”

Cercha plana 635 SL 22

“Muro ciego - cortante”

“Muro mixto - cortante”

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Para concluir, se revisa en la tabla correspondiente aPostes-vigas actuando como postes, y de acuerdo a laubicación física (exterior o interior) del poste que tomará elvector vertical ocasionado por la acción del contraventeo, sies necesario la utilización de un poste-viga adicional (Ver Fig.A.14).

Tanto el procedimiento de “Bajadas de Cargas” comoen la selección de los componentes PANEL REY*, es necesariotener muy presente el concepto básico del sistema constructivo“Repartición de Cargas”.

Debido a este concepto, los postes y vigas PANELREY* tienen un espaciamiento entre ellos que puede serseleccionado debido a las solicitaciones de carga de entretres alternativas:

• 30.5 cm.• 40.6 cm.• 61.0 cm. (máximo recomendable).

Siendo la más común este último por la comodidady la economía.

De acuerdo a los datos anteriores, la carga axial querecibe este poste es especificado por cargas gravitacionaleso por cargas laterales debidas a presiones de viento.

Adicionalmente, deben considerarse los datosnecesarios para utilización de las tablas de postes exterioreso interiores. En este caso se requiere colocar un poste920 PV 20 extra que auxilie al inicialmente calculado y puedecolocarse sin mayor separación.

Sujeción lateralcontinua con 635 SL22

Dintel de puerta

Contraventeocon 635 SL22

Dintel de ventana

60 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 64: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

8. DISEÑOS DE UNIONES

Las uniones de la estructura representan el punto demayor atención del Sistema Estructural. Estos componentesrepresentan con toda fidelidad el concepto de REPARTICIÓNDE CARGAS, básico del SISTEMA ESTRUCTURAL PANELREY*.

Las especificaciones son sumamente sencillas. Lasuniones han sido diseñadas para trabajar con tornillosautoinsertantes y autorroscantes descritos en los capítulosanteriores

En este inciso se resolverán algunos de los tipos deuniones que presenta la estructura y que son los siguientes:Uniones entre:1. Vigas de cubierta o entrepisos con bastidores de carga.2. Vigas de dinteles con postes de recepción de los mismosdinteles.3. Canales estructurales con postes estructurales para formarbastidores.4. Canales estructurales con postes estructurales para formarantepechos y faldones.5. Bastidores con otros bastidores.

6. Todo tipo de refuerzos, bloques sólidos y atiesadores concomponentes de bastidores o vigas.7. Sujeciones laterales continuas y contraventeos hechos concerchas planas a bastidores estructurales verticales (Muros)u horizontales (Techumbres y entrepisos).

1. Cargas en la unión:A cortante 403.6 kgA tracción o tensión 321.0 kg.

2. Calibre de los componentes a unir:2.1 Viga: cal. 182.2 Angulo 762-AL-18-Cal. 182.3 Canal estructural CC: Cal. 22

3. Tipo de tornillo a usar THX-34

Con estos datos se recurre a la Tabla TOR-01, en donde seencuentran las capacidades de ambos tornillos de acuerdo ala lámina MÁS delgada que se va a unir.

En este caso se tratará de un calibre 22 cuando trabaje atracción en la unión, y calibre 18, cuando trabaje a cortante.(Ver Fig. A.15 pág. 62)

Consultando la tabla, se ubica el calibre más delgado que vaa ser unido en cada esfuerzo: 22 a tracción y 18 a cortante.

En la tabla para tipos de tornillos especificados, se buscanlos valores a cortante y a tracción en kilogramos, de acuerdoa su función en la unión. (Ver Fig. A.16)

El tornillo THX-34, de cabeza hexagonal, soporta los mismos33 kilos a tracción en calibre 22. Y soporta 157 kilos a cortanteen calibre 18.

Debe tomarse en cuenta que estos valores de carga se refierena un solo tornillo.

Al revisar los datos se encuentran que la unión tiene lossiguientes esfuerzos:

A CORTANTE: 403.6 kg.A TRACCION: 321.0 kg.

Para saber cuántos componentes se requieren para soportarestos esfuerzos se lleva a cabo una división simple:

CARGA ACTUANDO EN LA UNIÓN = No. de TornillosCARGA MÁXIMA PERMISIBLE DEL TORNILLO

Contraventeotrabajando

Viento

Viento

Postetrabajando

Viento

Figura A-14 Forma de trabajo de los contraventeos.

61MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 65: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

TOR-01

TOR-01

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Por lo tanto:A TRACCIÓN:

321.0 kg = 9.72 = 10 tornillos THX-3433 kg.

A CORTANTE:

THX-34: 403 kg. = 2.56 = 3 tornillos THX-34 157kg.

Ángulo 762 AL 18 auxiliando al anclaje con tres tornillosTHX-34 cabeza hexagonal, uniendo ángulo a alma de viga y10 tornillos THX-34 cabeza hexagonal, uniendo ángulo a canalestructural superior de bastidor. Este procedimiento se llevaa cabo en todas las uniones enumeradas en la primera partede este inciso.

TORNILLOS AUTORROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.

ESPESORDE LÁMINA

(calibre)

CABEZA HEXAGONAL THX-34

TRACCIÓN

101

124

161

203

236

28

39

62

88

121

82

105

157

220

336

33

45

CORTANTE

CABEZA EXTRA PLANA TXP-12

TRACCIÓN CORTANTE

ubicar calibres más delgadas

a unir de acuerdo a tipo de

esfuerzo.

22

20

18

16

14

Notas: 1. Carga permisible en kg tornillo con un factor de seguridad de 2.5 con lámina fy=2812 kg/cm2.2. La carga permisible debe seleccionarse para el calibre de lámina más delgado de la unión.

TORNILLOS AUTORROSCANTES ESTRUCTURALES TABLA TOR-01Cargas permisibles en kilogramos por tornillo.

ESPESORDE LÁMINA

(calibre)

CABEZA HEXAGONAL THX-34

101

124

161

203

236

CABEZA EXTRA PLANA TXP-12

TRACCIÓN CORTANTE

22

20

18

16

14

28

39

62

88

121

82

105

157

220

336

CORTANTETRACCIÓN

33

45

77

106

149encontrar capacidad de

carga unitaria a tracción

Fig. A-15

Fig. A-16

9. ANCLAJES

Los anclajes son las uniones de los bastidores a loscomponentes de entrepiso y a los componentes de cimentación.

62 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 66: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Figura A-18 Tipos de espaciamientos considerados en tabla TOR-02.

B

Espaciamientos mínimos a centros entretornillos en la tabla TOR-02 (Fig. A-19)

B

e= espaciamiento mínimo a centros

e

e

e

tornillo

Perforación defábrica enelementos PV

Extremo del elementoA

Tornillo

EspaciamientoEspaciamiento

Extremo del elemento

A Espaciamientos mínimos de tornillos a extremosde elementos en la tabla TOR-02 (Fig. A-19)

Viga 1524 PV18

Ángulo 762AL18Tracción

Cortante

7.62 7.62

Canal CC (cal. 22)

Poste

Figura A-17 Uniones: esfuerzos en la unión viga-poste de bastidor.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

7.62 x 7.62 cm=58.06 cm2

A TRACCIÓN: 10 tornillosárea necesaria= 7.2 cm2

THX 34 caso más desfavorable.

A CORTANTE: 3 tornillosárea necesaria= 4.88 cm2

THX 34 caso más desfavorable.

63MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 67: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

En el primer caso se emplean tornillos autoinsertantesy autorroscantes. En el segundo, se utilizan clavos paraconcreto aplicados con fulminantes o expansores.

En ambos casos se utiliza el mismo método de cálculo.Para anclar bastidores de planta alta o entrepiso con tornillos,se cambia el dato No. 6 de la tabla que contiene los datosnecesarios para esta especificación de anclajes y que es eltipo de anclaje que se usará tornillo autoinsertante o espigatipo HILTI o RAMSET.

En el ejemplo se muestra el método de cálculo paraanclaje de cimentación.

Para la selección de anclaje de bastidores de plantabaja a losa de cimentación, se requieren los siguientes datos:

BASTIDORES SOBRE EJE A ENTRE 1 Y 4

1. Esfuerzo de trabajo concreto, FC 200 kg/cm2

2. Carga de viento 1,405.4 kg3. Tipo de ancla clavo4. Marca y Modelo HILTI NK 325. Longitud de espiga(Penetración en el concreto) 32 mm.6. Capacidad de la espiga A TRACCIÓN 90 kg

A CORTANTE 120 kg.

Nuevamente se emplea el concepto REPARTICIÓN DECARGAS para anclar todo el bastidor:

CARGA DE VIENTO = No. DE ANCLASVALOR MÁS BAJO DE LA ESPIGA

(Caso de anclaje a losa de cimentación) o valor más bajo detornillo autoinsertante - Tabla TOR-01 (caso de anclaje debastidores sobre vigas de entrepiso).

No. de anclas = 16

Estas anclas se colocarán a lo largo de todo el bastidorsobre el eje A, entre los ejes 1 y 4. Para determinar elespaciamiento entre cada ancla o espiga se hace una divisiónsimple:

LONGITUD DEL BASTIDOR = ESPACIAMIENTONo. TOTAL DE ESPIGAS DE ESPIGAS O ANCLAS

e = 882.25 cm. = 55.1 cm. 16

La especificación completa para el anclaje del bastidorentre el eje ‘’A’’ será la siguiente:

Anclaje del bastidor(es) a losa de cimentación ubicadosentre los ejes 1 y 4 con 1 (una) ancla marca HILTI NK / 32 -S12 a 55 cm. a.c. como mínimo.

El procedimiento se repite para especificar todos losanclajes de la estructura.

Con este inciso se concluyen las especificaciones decomponentes que demanda el Diseño Estructural para elfuncionamiento adecuado y seguro de una estructuraPANEL REY*.

TORNILLOS ESTRUCTURALES TABLA TOR-02espaciamientos mínimos a centrosen centímetros. TOR-02

A CENTRO

A EXTREMO

LOCALIZACIÓNTIPO

THX-34

1.5

0.5

2.0

0.7

TXP-12

Fig. A-19

TFR-118 THX-34 TXP-12

64 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 68: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

APÉNDICE 1

GUÍA PARA EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL PANEL REY*

C= 0.80Pv= 0.0048 G(0.8) (VD)2

C= 1.3Pv= 0.0048 G (1.3) (VD)2

Pv Pv

Pv

murocortante

C= 1.5Pv= 0.0048 G (1.5) (VD)2

P P P P P

L

P P

R2R1

e e e e e e

ANÁLISIS ESTRUCTURAL PANEL REY

1. ANÁLISIS DE CARGAS ACCIDENTALES POR VIENTOS

1.1 Determinación de cargas por viento en Kg/m2 deacuerdo a los siguientes coeficientes ‘’c’’ y a cada componente.

A. Para muros cortantes... cálculo de contraventeos.

Analizar la construcción con el viento actuando en cada fachada.

B. Para succiones en techumbre... diseño de uniones.

C. Para presiones interiores por vanos de ventanas y puertas.

2. ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITACIONALES

2.1 Determinación de:A. Carga muerta (Wm) en kg/m2.B. Carga viva (Wv) en kg/m2.

Wa (carga total) en kg/m2 = Wm + Wv

2.2 Análisis de carga tributaria (Wt).

A. Selección de espaciamiento (e) entre componentesPANEL REYComponentes a cada (@): 61.0 cm

a centros (a.c.) ó40.6 cm ó 30.5 cm

B. Determinación de carga uniformemente repartida(WL) sobre cada viga (en techumbre y entrepisos)(WL) en kg/m. = Wa (en Kg./m2) X e (en m)

3. SELECCIÓN Y DISEÑO DE VIGA... TABLA V01

3.1 Capacidad de compresión del alma de la viga seleccionada... Tabla VA-3 y/o VA-4.

4. DISEÑO DE POSTES ESTRUCTURALES

4.1 Análisis de reacciones.a través de fórmulas y diagramas de vigas simplementeapoyadas.

4.2 Revisión de la capacidad a compresión del almade vigas PANEL REY seleccionada en punto 3... TablaVA-3 y VA-4.

4.3 Selección de postes

A. Postes de carga interiores... Tabla PI-01.B. Postes de carga exteriores... Tabla PV-3 a PV-13.C. Postes exteriores de carga por presión de vientoexclusivamente.-Muros fachada... Tabla PF-17 y PF-18.

5. DISEÑO DE DINTELES

5.1 WL = n(p) = Carga uniformemente

L(cm) repartida sobre el dintel

5.2 Selección de poste-viga para dintel Tabla DN-01ó DN-02 pág. 17.

5.3 Determinación de reacciones. De acuerdo a fórmulas y diagramas de vigas simplemente apoyadas.5.4 Revisión de postes diseñados en punto 4.5.5 Si se requiere: Selección de postes adicionales, considerando a éstos espaciados a un máximo de 30.5 cm a.c. y de acuerdo a su ubicación física:

A. exteriores... Tablas PV-3 a PV-13.B. interiores... Tabla PI-01.

Nota: PARA UN DISEÑO MÁS DETALLADO, CONSULTAR EL MANUAL DE DISEÑO POR VIENTO.EN CASO DE REQUERIRSE DISEÑO POR SÍSMO CONSULTAR EL MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO.

65MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 69: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

6. DISEÑO DE MUROS CORTANTES O CONTRAVENTEOS

6.1 Determinación de áreas tributarias.6.2 Diseño de contraventeos.

P zona I = Área tributaria I x PvP zona II = (Área tributaria II x Pv) + P zona IP zona III = (Área tributaria III x Pv) + (P zona I +P zona II)

Contraventeo = P zona x SELECCION DE ‘SL’ COSø Tabla SL-01

Reacción = P zona x (tan)øRevisión de capacidad de postes diseñados en punto 4; si serequiere: selección de postes adicionales considerando aéstos espaciados a un máximo de 30.5 cm a.c. y de acuerdoa su ubicación física.

A. Exteriores... Tablas PV-03 al 13.B. Interiores... Tabla PI-01.

6.3 Diseño de anclaje de la estructura a la cimentación.

A. P. zona próxima a losa cimentación = número Capacidad del ancla a emplear de anclas

B. Longitud del muro cortante en P.B. = espaciamientonúmero de anclas entre anclas a centros

7. DISEÑO DE UNIONES.

7.1 Vigas de techumbre conbastidores de carga a:Análisis de fuerzasactuando en la unión.

REQUERIMIENTO DE TORNILLERÍA

A. Sumar: Presión interna + succión y comparar reacción;tomar el valor mayor.B. Determinación del número de tornillos.

PARA FLANCO “A” de la unión ángulo ELE con viga.

valor mayor de comparativa (succión o reacción)

Tipo de tornillo seleccionado de tabla TOR-01 trabajando a cortante sobre el calibre más

delgado de lámina

PARA FLANCO “B” de la unión ángulo ELE con CANAL C.

valor mayor de comparativa (succión o reacción)

Capacidad de trabajo o traccióndel tornillo seleccionado de la tabla TOR-01

C. Vigas de entrepiso: de acuerdo a reacciones exclusivamente.

7.2 Unión de postes PV con canales C.

Valor mayor de comparativa (succión o reacción)

Capacidad de trabajo o cortantedel tornillo seleccionado de la Tabla TOR-01pág.62

7.3 Unión de bastidores de niveles superiores a vigasde entrepiso.

número demuros cortante

TECHUMBRE

P.A.

P.B.

ALTURAZONA

Hcubierta

H/2

L/2L/4L/3L/3

H/2H/2H/2

óó

I

II

III

L

P zona IP zona II

+

e

SUCCIÓN(kg)

(kg)

canal C

poste PV

viga PV

ángulo ELE

AB PRESIÓN

INTERNA

6.3 Diseño de anclajede la estructura a lacimentación

contraventeo

reacción

P zona

cargagravitacional

No. de tornillos =

No. de tornillos =

No. de tornillos =

66 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 70: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

R1R1R2

CV

Rv

Colocación y fijación de tornillos estructuralesautoróscantes de dintel sobre ventana.

Unión de bastidores estructurales PANEL REY*con tornillos autoróscantes.

Anclaje de bastidores de planta baja a losa decimentación con herramienta de percusiónaccionada por disparo de salva cal. 22.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

A. No. de tornillos = (zona I + zona II) Capacidad de trabajo a tracción del tornillo seleccionado en Tabla TOR-01

B. No. de tornillos = No. de tornillos

por vigaNo. de vigas en entrepiso

C. Espaciamiento de tornillos = Longitud total de la viga No. de tornillos

Revisar todas las fachadas con este criterio.

7.4 Unión de vigas de dinteles a postes soportantesde dinteles.

No. de tornillos = R 1 ó R 2Capacidad de trabajo a cortantedel tornillo TXP-12 (extraplano)en lámina más delgada de la Unión

7.5 Uniones en esquinas de contraventeos.

A. En ambos extremos del elemento “SL” PANEL REY* decontraventeo.

No. de tornillos = Carga de tensión en CVCapacidad de trabajo a cortantedel tornillo TXP-12 en Cal. 22(Tabla TOR-01)

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Page 71: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Detalle de solución de escalera.

Hotel Fiesta Inn Saltilloen proceso de construcción.

Hotel Fiesta Inn Saltilloterminado.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

68 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 72: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

PROCESO DE CONSTRUCCIÓN

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Page 73: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO POR VIENTOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

INTRODUCCIÓN

La finalidad de este capítulo es de presentar losprocedimientos necesarios para determinar las velocidadesde diseño por viento en la República Mexicana y las fuerzasmínimas por viento que deberán de emplearse para el SistemaPanel Rey.

Todo el análisis de viento que se muestra aquí es conrelación a la norma de diseño de la Comisión Federal deElectricidad.

1) TENDREMOS QUE SABER LA CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURASEGÚN SU IMPORTANCIA, EL SISTEMADE PANEL REY* ENTRA POR SUS CARACTERISTÍCAS AL:

GRUPO B:Estructuras para las que se recomienda un grado de

seguridad moderado. Se encuentran dentro de este grupoaquéllas que en caso de fallar, representan un riesgo depérdidas de vidas humanas y que coaccionarían dañosmateriales de magnitud intermedia. Éste es el caso de plantasindustriales, bodegas ordinarias, gasolineras (excluyendo losdepósitos exteriores de combustibles pertenencientes algrupo A), comercios, restaurantes, edificios de apartamentosu oficinas, hoteles, bardas cuya altura sea mayor de 2.5 metrosy todas las construcciones cuya falla por viento pueda poneren peligro a otras de esta clasificación o de la anterior. Seincluyen también salas de reunión o de espectáculos yestructuras de depósitos, urbanas o industriales, no incluidasen el Grupo A, así como todas aquellas construcciones queforman parte de plantas generadoras de energía y que, en elcaso de fallar, no paralizarían el funcionamiento de la planta.Asimismo, se consideran en este grupo las subestacioneseléctricas y las líneas y postes de transmisión de menorimportancia que las del grupo A.

CLASIFICACIÓN DE LASESTRUCTURAS SEGÚN SU RESPUESTAANTE LA ACCIÓN DEL VIENTO

TIPO 1Estructuras poco sensibles a las ráfagas y a los efectos

dinámicos del viento. Abarca todas aquellas en las que larelación de aspectos λ, (definida como el cociente y la menordimensión en planta), es menor a cinco y cuyo periodo naturalde vibración es menor o igual a un segundo. Pertenecen aeste tipo, por ejemplo, la mayoría de los edificios para habitaciónu oficinas, bodegas, naves industriales, teatros y auditorios,puentes cortos y viaductos. También incluye las construccionescerradas con sistemas de cubierta suficientemente rígidos,es decir, capaces de resistir las cargas debidas al viento sinque varíe esencialmente su geometría.

2. SE DEBERÁ DE DEFINIR LACATEGORÍA DEL TERRENO SEGÚN SURUGOSIDAD Y LA CLASE DEESTRUCTURA

Tanto en el procedimiento de análisis estático comoen el dinámico intervienen factores que dependen de lascondiciones topográficas y de exposición locales del sitio endonde se desplantará la construcción, así como del tamañode ésta. Por lo tanto, a fin de evaluar correctamente dichosfactores, es necesario establecer clasificaciones de carácterpráctico. En la tabla I.1 se consignan cuatro categorías deterrenos atendiendo al grado de rugosidad que se presentaalrededor de la zona de desplante. La tabla I.2 divide a lasestructuras y a los elementos que forman parte de ellas entres clases, de acuerdo con su tamaño.

70 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 74: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA I.1 CATEGORÍA DEL TERRENO SEGÚN SU RUGOSIDAD

1

2

3

4

CATEGORÍA DESCRIPCIÓN

Terreno abierto, prácticamente

plano y sin obstrucciones.

Terreno plano u ondulado con

pocas obstrucciones.

Terreno cubierto por numerosas

obstrucciones estrechamente

espaciadas.

Terreno con numerosas

obstrucciones largas, altas

y estrechamente espaciadas.

Franjas costeras planas, zonas de pantano,

campos aéreos, pastizales y tierras de cultivo sin

setos o bardas alrededor.

Superficies nevadas planas.

Campos de cultivo o granjas con pocas

obstrucciones tales como setos o bardas

alrededor, árboles y construcciones dispersas.

Áreas urbanas, suburbanas y de bosques, o

cualquier terreno con numerosas obstrucciones

estrechamente espaciadas.

El tamaño de las construcciones corresponde al

de las casas y viviendas.

Centro de grandes ciudades y complejos

industriales bien desarrollados.

La longitud mínima de este tipo de terreno

en la dirección del viento debe ser de

2000 m ó 10 veces la altura de la construcción

por diseñar, la que sea mayor.

Las obstrucciones tienen alturas de 1.5 a

10 m., en una longitud mínima de 1500m.

Las obstrucciones presentan alturas de 3 a 5 m.

La longitud mínima de este tipo de terreno en la

dirección del viento debe ser de 500m ó 10 veces

la altura de la construcción, la que sea mayor.

Por lo menos el 50% de los edificios tienen una

altura mayor a los 20 m. Las obstrucciones miden

de 10 a 30 m de altura La longitud mínima de

este tipo de terreno en la dirección del viento

debe ser la mayor entre 400 m y 10 veces la

altura de la construcción.

EJEMPLOS LIMITACIONES

TABLA I.2 CLASE DE ESTRUCTURA SEGÚN SU TAMAÑO

A

B

C

CATEGORÍA DESCRIPCIÓN

Todo elemento de recubrimiento de fachadas, de ventanerías y de techumbres y sus respectivos sujetadores. Todo elemento estructural

aislado , expuesto directamente a la acción del viento. Asimismo, todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal

o vertical , sea menor que 20 mts.

Todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal o vertical , varíe entre 20 y 50 mts.

Todas las construcciones cuya mayor dimensión, ya sea horizontal o vertical , sea mayor que 50 mts.

71MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 75: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

3.) COMO SIGUIENTE PASO SEDEBERÁ DE DEFINIR LA VELOCIDADREGIONAL, VR, PARA EL PERÍODO DERETORNO REQUERIDO, DE 50 AÑOS,VER PLANO DE ISOTACAS (anexo no.1)

4) SE DEBERÁ DE DEFINIR EL FACTORDE EXPOSICIÓN:

Fα = Fc Frz

El coeficiente Fα refleja la variación de la velocidaddel viento con respecto a la altura Z. Asimismo, considera eltamaño de la construcción o de los elementos de recubrimientoy las características de exposición.

Fc es el factor que determina la influencia del tamaño de la construcción. Tabla I.3.

Frz es el factor que establece la variación de la velocidad del viento con la altura Z en funciónde la rugosidad del terreno de los alrededores.

Factor de rugosidad y altura, Frz.Frz se obtiene según las siguientes expresiones:

Frz = 1.56 [10/ δ] α si Z≤10

Frz = 1.56 [ Z / δ] α si 10 < Z < δ

Frz = 1.56 si Z ≥ δ

Donde: δ es la altura, medida a partir del nivel del

terreno de desplante, por encima de la cual la variación de la velocidad del viento no es importante y se puede suponer constante; aesta altura se le conoce como altura gradiente;δ y Z están dadas en metros, y

α el exponente que determina la forma de la variación de la velocidad del viento con la altura y es adimensional.

Los coeficientes δ y α están en función de la rugosidaddel terreno (tabla I.1). En la tabla I.4 se consignan los valoresque se aconsejan para estos coeficientes.

5)DETERMINAMOS LA VELOCIDAD DEDISEÑO (VD) LA CUAL ESTÁ DADA ENKm/h Y LA OBTENDREMOS DE LASIGUIENTE FÓRMULA:

VD = FT Fα VR

Donde:

FT es un factor que depende de la topografía delsitio, adimensional,

Fα factor que toma en cuenta el efecto combinadode las características de exposiciones locales,tamaño de la construcción y de la velocidadcon la altura, adimensional, inciso 4.

VR corresponde a la velocidad regional al sitio donde se construirá la estructura, Km/h.

FACTOR DE TOPOGRAFÍA, FT

Este factor toma en cuenta el efecto topográfico localdel sitio en donde se desplantará la estructura. Así, por ejemplo, si la construcción se localiza en las laderas ocimas de colinas o montañas de altura importante con respectoal nivel general del terreno de los alrededores, es muy probableque se generen aceleraciones del flujo del viento y porconsiguiente, deberá incrementarse la velocidad regional.

Fc

A

B

C

1.0

0.95

0.90

CLASE DE ESTRUCTURA

TABLA I.3. FACTOR DE TAMAÑO, Fc

TABLA I.4, VALORES DE α Y δ

1

2

3

4

245

315

390

455

CATEGORIA DETERRENO

δ(m)α

CLASE DE ESTRUCTURA

A

0.099

0.128

0.156

0.170

B

0.101

0.131

0.160

0.177

C

0.105

0.138

0.171

0.193

72 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 76: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA I.5 FACTOR DE TOPOGRAFÍA LOCAL, FT

PROTEGIDOS

NORMALES

EXPUESTOS

SITIOS TOPOGRAFÍA

Base de promontorios y faldas de serranías del lado de sotavento

Valles cerrados

Terreno prácticamente plano, campo abierto, ausencia de cambios topográficos importantes, como pendientes

menores que 5%.

Terrenos inclinados con pendientes entre 5 y 10%, valles abiertos y litorales planos.

Cimas de promontorios, colinas o montañas, terrenos con pendientes mayores que 10%, cañadas cerradas

y valles que formen un embudo o cañón , islas.

Fr

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

6) CÁLCULO DE LA CORRECCIÓN DEDENSIDAD G, Y OBTENCIÓN DE LA PRESIÓN DINÁMICA BASE, qz

qz = 0.0048 GVD2

DONDE:

G es el factor de corrección por temperatura ypor altura con respecto al nivel del mar, adimensional,

VD la velocidad de diseño, en Km/h, definida inciso 5

qz la presión dinámica de base a una altura Z sobre el nivel del terreno, en Km/m2.

El factor de 0.0048 corresponde a un medio de la densidaddel aire y el valor de G se obtiene de la expresión:

0.392 Ω

G =273 + τ

donde:

Ω es la presión barométrica, en mm de Hg, yτ la temperatura ambiental en ˚ C.

En la tabla I.7 se presenta la relación entre los valoresde la altitud, hm, en metros sobre el nivel del mar, msnm, yla presión barométrica, Ω.

8+hG =8+2h

7) FUERZAS SOBRECONSTRUCCIONES CERRADAS

Las fuerzas que se ejercen sobre los elementos deestructuras cerradas, muros y techos, serán las resultantesde las presiones actuantes sobre sus superficies exteriorese interiores y deberán de calcularse de acuerdo con la siguienteecuación:

Fe=PzAz

con : Pz = (Pe - Py) para construcciones cerradas,ó: Pz = Pn para el caso en que se aplique la

presión neta

en donde:Fe = es la fuerza del viento que actúa perpendicularmente

a la superficie de un elemento de la construcción, enkg,

Pz = la presión de diseño a la altura Z, en kg/m2

Pe = presión exterior, en kg/m2.Az = el área de la estructura, o parte de ella, en m2, a la

altura Z, sobre la que actúa la presión de diseño, Pz.Ella corresponderá:

TABLA I.7 RELACIÓN ENTRE ALTITUD Y LA PRESIÓNBAROMÉTRICA

ALTITUD ( msnm ) PRESIÓN BAROMÉTRICA(mm de Hg)

760

720

675

635

600

565

530

495

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

NOTA: Se puede interpolar para valores intermedios de la altitud, hm.

NOTA: En caso de no contar con τ se puede hacer una aproximación de G con lasiguiente fórmula, donde “h” es la altura del lugar sobre el nivel del mar (kmsnm)en km.

73MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 77: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

a) una parte de alguna de las superficies de laconstrucción; la presión de diseño que corresponde a unavelocidad y dirección del viento dada, se verá afectada por elcoeficiente de presión, Cp, el cual a su vez depende de laforma de la estructura,

b) a la superficie de la construcción o de un elementoestructural, proyectada sobre un plano normal al flujo delviento; la presión de diseño se verá afectada por el coeficientede arrastre, Ca, según la forma de la construcción o delelemento estructural,

c) a las superficies que se indique en los incisoscorrespondientes cuando se emplen coeficientes de fuerza,Cf, o coeficientes de presión neta, Cpn, para evaluar la fuerzatotal de diseño.

Las fuerzas y los momentos de volteo totales queactúan sobre una construcción deberán obtenerse sumando

los efectos de las presiones exteriores e interiores, o de laspresiones netas, que se presentan sobre sus superficies.

PRESIÓN EXTERIOR, Pe, sobre una de las superficies de unaconstrucción cerrada se calculará utilizando la siguienteecuación:

Pe = CpeKAKL qz

donde:

Pe = es la presión exterior, en kg/m2

Cpe = el coeficiente de presión exterior, adimensional,KA = el factor de reducción de presión por tamaño de área,

adimensional,KL = el factor de presión local, adimensional, yqz = la presión de base del viento, en kg/m2, calculada en

el punto 6.

NOTAS:

1. Se puede interpolar para obtener valores intermedios de d/b y γ.2. Esta tabla se aplica con ayuda de la figura I.8.

TABLA I.8. COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA MUROS EN BARLOVENTO Y SOTAVENTO DECONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULAR CERRADA

BARLOVENTO

SOTAVENTO

SUPERFICIE DIRECCIÓN DEL VIENTO θ

Normal o paralela a las generatrices 0.8

d/b INCLINACIÓN DEL TECHO γ Cpe

Cualquiera Cualquiera

Normal a las generatrices (θ = 0˚ )

-0.5

-0.3

-0.2

-0.3

-0.4

-0.5

-0.5

-0.3

-0.2

≤ 1

= 2

≥ 4

Cualquiera

≤ 1

= 2

≥ 4

<10 ˚

10 ˚≤ γ ≤ 15 ˚

= 20˚

≥ 25 ˚

Paralela a las generatrices (θ = 90 ˚) Cualquiera

de 0 a 1 H

de 1 H a 2 H

de 2 H a 3 H

> 3 H

Distancia horizontal a lo largo de un muro lateral medidaa partir de la arista común con el muro de barlovento.

-0.65

-0.5

-0.3

-0.2

TABLA I.9, COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA ZONAS DE MUROS LATERALESDE CONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULAR CERRADA.

Coeficiente de presión exteriorC pe

NOTAS:1. La tabla se aplica con ayuda de la figura I.9.2. La distancia horizontal se determina en función de la altura de la construcción, H, la cual a su vez se calcula según la fig. I.8.

74 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA I.10 COEFICIENTE DE PRESIÓN EXTERIOR, Cpe, PARA ZONAS DE TECHOS DE CONSTRUCCIONES CON PLANTARECTANGULAR CERRADA

NOTAS:1. Esta tabla se utiliza con ayuda de las figuras I.8 y I.9.2. Cuando se muestren dos valores, el techo deberá diseñarse para el más desfavorable, ya que debido a la turbulencia del viento, el techo puede estar sometido a presionespositivas o negativas. Asimismo deben de considerarse las diferentes combinaciones de presiones exteriores e interiores a fin de utilizar la condición más adversa en eldiseño.3. Si se requieren valores del coeficiente de presión correspondientes a valores intermedios de γ , y de la relación H/d, puede realizarse interpolación lineal, la cual se llevaráa cabo entre valores del mismo signo.

-0.3-0.5-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6

-0.5-0.5-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6

-0.7-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6-0.6

DIRECCIÓNDEL VIENTO

θ

ÁNGULO

γRELACIÓN

H/dDISTANCIA HORIZONTAL SOBRE EL

TECHO MEDIDA A PARTIR DE LA ARISTASUP. DEL MURO DE BARLOMENTO

Cpe

-0.7-0.5, 0.0-0.3, 0.2-0.2, 0.3-0.2, 0.30.0, 0.4

0.50.01 γ

-0.9-0.7

-0.4, 0.0-0.3, 0.2-0.2, 0.2-0.2, 0.30.0, 0.40.01 γ

-1.3-1.0-0.7

-0.5, 0.0-0.3, 0.2-0.2, 0.20.0, 0.30.01 γ

TODA EL

ÁREA DEL

TECHO

TODA EL

ÁREA DEL

TECHO

TODA EL

ÁREA DEL

TECHO

10°15°20°25°30°35°45°

≥60°

10°15°20°25°30°35°45°

≥60°

10°15°20°25°30°35°45°

≥60°

≤ 0.25

0.50

≥1.0

(θ = 0° )

NORMAL

A LAS

GENERATRICES

NOTA:Puede interpolarse para valores intermedios del área tributaria, A.

TABLA I.11 FACTOR DE REDUCCIÓN, KA, PARA TECHOSY MUROS LATERALES

Área tributaria en m2

AFactor de reducción

KA

1.0

0.9

0.8

≤10

25

≥100

El factor de presión local, KL, se obtendrá de la tabla I.12 yafectará sólo a las presiones exteriores, las cuales a su vezse combinarán con las interiores. Sin embargo, se tomarácomo 1.0 si la combinación de presiones exteriores e interiores

resulta así más desfavorable.

La presión exterior, Pe, se verá afectada por el factorKL cuando se diseñen los siguientes elementos de unaconstrucción dada:

–recubrimiento de muros y techos–elementos que soportan los recubrimientos (tales

como largueros), y–dispositivos de sujeción de los recubrimientos.

Cuando se diseñe la estructura principal de laconstrucción o se trate de muros de sotavento, este factortambién será igual a la unidad.

BARLOVENTO SOTAVENTO

≤0.5

≥1.0

0 a 1H1H a 2H2H a 3H

> 3H

0 a H/2>H/2

-0.9-0.5-0.3-0.2

-1.3-0.7

Normal a las generatrices=0° y γ<10°

o paralela a las generatrices=90° y γ todos

θ

θ

75MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 79: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Cuando el área de un elemento de recubrimiento, ode un miembro de soporte de éste, exceda las áreas deafectación dadas en la tabla I.12, el factor de presión local,KL, será igual a 1.0 para el área restante de dicho elemento.

Al aplicar el factor de presión local, el límite negativodel producto KLCpe será de -2.0.

PRESIONES INTERIORES

La presión interior, Pi se calculará utilizando la siguienteexpresión:

Pi = Cpi qz

donde:Pi = es la presión exterior, en kg/m2

Cpi = el coeficiente de presión interior, adimensional, y

qz = la presión dinámica base, en kg/m2, (inciso 6).

Es importante remarcar que esta presión se consideraconstante sobre todas las superficies interiores de laconstrucción, y que para diseñar las estructuras y susrecubrimientos deberá de tomarse en cuenta que las presionesinteriores actúan simultáneamente con las descritasanteriormente, debiéndose seleccionar la combinación deellas que resulte más desfavorable.

TABLA I.12 FACTOR DE PRESIÓN LOCAL, KL, PARARECUBRIMIENTOS Y SUS SOPORTES.

NOTAS:1. Los casos 2, 3 y 4 son alternativas y no se aplican simultáneamente.2. Para techos de edificios bajos que se encuentren adyacentes a edificios altos, y para construcciones altas que tengan muros con bordes inclinados o con salientes,expuestos a condiciones de alta turbulencia, un factor de presión local con un valor de 3.0 no resulta conservador. Estas situaciones están fuera del alcance de este manualpor lo que deberá recurrirse a las recomendaciones de especialistas.3. Cuando se presenten presiones positivas (empujes) en zonas de techos, el valor de KL será igual a uno.4. El área de afectación debe compararse con la tributaria para definir en que áreas se aplican los valores de KL que aquí se indican.5. Cuando γ sea menor que diez grados, la zona de afectación del techo se definirá como si éste fuese horizontal, por lo que el factor de presión local no se aplicará en lazona de cumbrera.

Zona deafectación

Altura de laestructura

KLArea deafectación

Parte de laestructura

CasosPresiónexterna

Cualquiera

Cualquiera

Cualquiera

H<25 m.

H≥25 m.

H<25 m.

1.25

1.50

1.50

1.50

2.0

2.0

≤0.25 a2

≤ a2

≤ a2

≤0.25 a2

≤0.25 a2

≤0.25 a2

Muro deBarlovento

Techo

Techo

Muros Laterales

Muros Laterales

Muros Laterales

Cualquiera sobre el Murode Barlovento

El ancho de la zona será de 1.0 a, a todolo largo del borde del techo incluyendola cumbrera si es un techo a 2 aguas.

El ancho de la zona será de 1.0 a, alo largo de los bordes verticales delmuro de barlovento.

La zona afectada se localiza a una distanciamayor que 1.0 a, a partir del borde del muro debarlovento.

El ancho de la zona será de 0.5 a, a todolo largo del borde del techo incluyendo lacumbrera si es un techo a 2 aguas.

El ancho de la zona será de 0.5 a, a lolargo de los bordes verticales del murode barlovento.

1

2

3

(a)

Succión(-)

Empuje(+)

2.0

3.0

≤ a2

≤0.25 a2Muros Laterales

El ancho de la zona será de 1.0 a, a lo largode los bordes verticales del muro debarlovento.

El ancho de la zona será de 0.5 a, a lolargo de los bordes verticales del murode barlovento.

4

(b) Muros Laterales H≥25 m.

H≥25 m.

(a)

(b)

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

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Los distintos valores del coeficiente de presión, Cpi,se dan en las tablas I.13(a) y I.13(b); la primera de ellas seaplica para el caso en que las superficies permiten pequeñasfiltraciones al interior de la construcción –son permeables–,mientras que la segunda es aplicable cuando existen aberturasde tamaño considerable sobre las distintas superficies queforman la estructura. En estas tablas se emplean conceptosesenciales que se definen junto con ellas.

a) PERMEABILIDAD

Si en una estructura existen huecos o hendiduras quepermiten que el flujo de viento penetre a su interior, entoncesse presentan presiones interiores que pueden alcanzarmagnitudes importantes o actuar simultáneamente con lasexteriores provocando condiciones desfavorables, por lo quedeberán tomarse en cuenta. La permeabilidad de una superficiese define como el cociente entre el área de las hendiduras yhuecos, resultado de las tolerancias normales de laconstrucción, y el área total de esa superficie; dado que enla práctica es difícil evaluarla, en la tabla I.13 (a) se incluyendiferentes casos que, en forma cualitativa, toman en cuentala permeabilidad de las superficies expuestas.

b) ABERTURAS

Se consideran como tales las puertas y ventanasabiertas, ventilas para aire acondicionado y sistemas deventilación, aberturas en los recubrimientos, entre otras.

c) ABERTURAS DOMINANTES

Se presentan sobre una superficie donde la suma desus áreas excede la suma de las áreas de las aberturas decualquiera de las otras superficies; una abertura dominanteno necesariamente es grande.

En regiones propensas a ciclones, las ventanas deberánconsiderarse como aberturas, a menos que sean capaces deresistir el impacto de una pieza de madera de 4Kg y 100 mmx 50 mm de sección transversal, que golpee a una velocidadde 15 m/s. Este requisito puede ser diferente en el caso deestructuras especiales, en cuyo caso deberá justificarse elempleo de otros valores.

TABLA I.13(a) COEFICIENTE DE PRESIÓN INTERNA, Cpi, PARA CONSTRUCCIONES CON PLANTA RECTANGULARCERRADA Y MUROS PERMEABLES

1. Un muro permeable, los otros impermeables:

a) viento normal al muro permeable

b) viento normal a un muro impermeable

2. Dos o tres muros igualmente permeables, el (los) otro (s) impermeable (s)

a) viento normal a un muro permeable

b) viento normal a un muro impermeable

3. Todos los muros igualmente permeables

4. Construcciones selladas eficientemente y que tengan ventanas que no puedan abrirse

Estado de permeabilidad de la construcción.

0.6

-0.3

0.2

-0.3

-0.3 ó 0.00, según lo que produzca la

combinación de carga más desfavorable

-0.2 ó 0.00, según lo que produzca la

combinación de carga más desfavorable

C pi

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 81: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

NOTA:1. Dado que en las tablas I.9 y I.10 el Cpe varía según la zona de la superficie para calcular el Cpi deberá considerarse un valor promedio de acuerdo con los casos decada tabla. En función del tamaño y ubicación de las aberturas. Otra manera de seleccionar el coeficiente en esas tablas es localizar en la superficie en cuestión el centroidede las aberturas y tomar el valor correspondiente a esa posición.

TABLA I.13(B) COEFICIENTE DE PRESIÓN INTERIOR, Cpi, PARA CONSTRUCCIONES DE PLANTAS RECTANGULARCERRADA Y SUPERFICIES CON ABERTURAS

1. Aberturas dominantes:

a) En el muro de barlovento:

La relación entre el área abierta de este

muro y el área abierta total de los techos y los

otros muros (incluyendo permeabilidad),

sometidos a succión exterior, es igual a:

b) En el muro de sotavento

c) En un muro lateral

d) En el techo

2. Igual área de aberturas en dos o más muros.

Aberturas en la construcción

-0.3 ó 0.00

±0.1

0.3

0.5

0.6

0.8

-0.5

Valor de Cpe para muros laterales

tabla I.9 (1)

El valor de Cpe para techos

tabla I.10 (1)

C pi

0.5 ó menor

1.0

1.5

2.0

3.0

6.0 ó mayor

-0.3 ó 0.00, según lo que

produzca la combinación

de carga más desfavorable

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 82: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

γ

γ

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Figura I.8 Definición de parámetros de construcciones con planta cerrada.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 83: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

1H-0

.65

-0.5

-0.3

-0.2

Cpe

d-3H

3H2H

d

Dirección delviento

NOTA: La altura H sedetermina según la figura I.8.

Dirección delviento

d

d-3H

3H2H

1H

-0.6

5

-0.5-0

.3-0.2

Cpe

80 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Figura I.9 Definición de zonas en muros laterales para aplicar los coeficientes de presión exterior.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 84: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

a/2

a

a/2

a

a

a/2a/2

a

H

81MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Figura I 10. Factores de presión local KL, para recubrimientos y sus soportes.

NOTAS:La dimensión “a” debe tomarse como la mínima de 0.2 d, 0.2 b y la altura H.Los valores de b, d y H se determinan según la figura I.8

simbología

caso 1

caso 2 (a)

1.25

1.5

K L

caso 2 (b)

caso 3 (a)

1.5

2.0

caso 3 (b)

caso 4

2.0

3.0

a

a

a/2

a

H

a/2

a

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

γ

Page 85: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Anexo N° 1 Velocidades regionales de la República Mexicana. (VR)

GR

UPO

DE

ESTR

UCT

UR

AS:B

PER

ÍOD

O M

EDIO

DE

RET

OR

NO

50

AÑO

S

ISO

TACA

SKm

/h

ALTU

RA

SOBR

E EL

TER

REN

O10

m.

CATE

GO

RÍA

DEL

TER

REN

O2

LAPS

O P

RO

MED

IO

3 s

eg.

82 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

-118

LATITUD-1

13-1

08-1

03-9

8-9

3-8

8

32 27 22 17 12-1

18-1

13-1

08-1

03-9

8-9

3-8

8

32 27 22 17 12

130130

130

130

140

150

140

140

140 150

150

150

150

140

150

140

150

150

140

140

140

140

160

160

160

160

160

160

180

180

180

180

180

180

180

180

180

180

200

200

200

200

200

220

220

220

220 220

220

220

200

200

220

220200

200

220

220

160

160

160

160

160

160

160

150

150

150

130

140

140

130

130

120

130

130

140

120

120

120

120

120

110

110

110

100

140

140

140

140

140

150150

150

160

150

160

160

160

180

150

130

130

160

160

180

180

180

130

130

120

110

110

130

140

150

150

150

160

160

160

160

160

180

180

150

150150

110

100

120

120

130130

130

140

140

140

140

140

140

140

140

140

130

140

140

130120

110

110

100

100

13013

0

120

120

120

120

130

130150

150

150

160

150160

150

140

150

150

150

120

LON

GIT

UD

140

140

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 86: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

TABLA III.1(a) VELOCIDADES REGIONALES DE LAS CIUDADES MAS IMPORTANTES

CIUDAD

Acapulco, Gro.

Aguascalientes, Ags.

Campeche, Camp.

Cd. Guzmán, Jal.

Cd. Juárez, Chih.

Cd. Obregón, Son.

Cd. Victoria, Tamps.

Coatzacoalcos, Ver.

Colima, Col.

Colotlán, Jal.

Comitán, Chis.

Cozumel, Q. Roo

*Cuernavaca, Mor.

Culiacán, Sin.

Chapingo, Edo. Méx.

Chetumal, Q. Roo

Chihuahua, Chih.

Chilpancingo, Gro.

Durango, Dgo.

Ensenada, B.C.

Guadalajara, Jal.

Guanajuato, Gto.

*Guaymas, Son.

Hermosillo, Son.

Jalapa, Ver.

La Paz, B.C.

Lagos de Moreno, Jal.

*León, Gto.

Manzanillo, Col.

Mazatlán, Sin.

NÚM.OBS

12002

1001

4003

14030

26020

28165

30027

6006

14032

7025

23005

17726

25014

15021

23006

8040

12033

10017

2025

14065

11024

26039

26040

30075

3026

14083

11025

6018

25062

V 10

VELOCIDADES (km/h)

V 50

V 100

V 200

V 2000

129

118

98

101

116

147

135

117

105

131

72

124

93

94

91

119

122

109

106

100

146

127

130

122

118

135

118

127

110

145

162

141

132

120

144

169

170

130

128

148

99

158

108

118

110

150

136

120

117

148

164

140

160

151

137

171

130

140

158

213

172

151

146

126

152

177

184

137

138

155

112

173

114

128

118

161

142

127

122

170

170

144

174

164

145

182

135

144

177

225

181

160

159

132

158

186

197

145

147

161

124

185

120

140

126

180

147

131

126

190

176

148

190

179

152

200

141

148

195

240

209

189

195

155

171

211

235

180

174

178

160

213

139

165

150

220

165

144

140

247

192

158

237

228

180

227

157

157

240

277

83MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Page 87: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA III.1(a) CONTINUACIÓN

CIUDAD

Mérida, Yuc.

*Mexicali, B.C.

México, D.F.

* Monclova, Coah.

Monterrey, N.L.

Morelia, Mich.

Nvo. Casas Gdes, Chih.

Oaxaca, Oax.

Orizaba, Ver.

Pachuca, Hgo.

*Parral de Hgo., Chih

Piedras Negras, Coah.

Progreso, Yuc.

Puebla, Pue.

Puerto Cortés, B.C.

*Puerto Vallarta, Jal.

Querétaro, Qro.

Río Verde, S.L.P.

Salina Cruz, Oax.

Saltillo, Coah.

S.C. de las Casas, Chis.

S. Luis Potosí, S.L.P.

S. la Marina, Tamps.

Tampico, Tamps.

Tamuín, S.L.P.

Tapachula, Chis.

Tepic, Nay.

Tlaxcala, Tlax.

Toluca, Edo. Méx.

Torreón, Coah.

NÚM.OBS

31019

9048

5019

19052

16080

8107

20078

30120

13022

5025

31023

21120

3046

14116

22013

24062

20100

5034

7144

24070

28092

28110

24140

7164

18039

29031

15126

5040

V 10

VELOCIDADES (km/h)

V 50

V 100

V 200

V 2000

122

100

98

123

123

79

117

104

126

117

121

137

103

93

129

108

103

84

109

111

75

126

130

129

121

90

84

87

81

136

156

149

115

145

143

92

134

114

153

128

141

155

163

106

155

146

118

111

126

124

92

141

167

160

138

111

102

102

93

168

174

170

120

151

151

97

141

120

163

133

149

161

181

112

164

159

124

122

135

133

100

147

185

177

145

121

108

108

97

180

186

190

129

159

158

102

148

122

172

137

157

168

198

117

172

171

131

130

146

142

105

153

204

193

155

132

115

113

102

193

214

240

150

184

182

114

169

140

198

148

181

188

240

132

196

203

147

156

182

165

126

169

252

238

172

167

134

131

115

229

84 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 88: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA III.1(a) CONTINUACIÓN

CIUDAD

Tulancingo, Hgo.

Tuxpan, Ver.

*Tuxtla Gutz., Chis

Valladolid, Yuc.

Veracruz, Ver.

*Villahermosa, Tab

Zacatecas, Zac.

NÚM.OBS

13041

30190

7165

31036

30192

27083

32031

V 10

VELOCIDADES (km/h)

V 50

V 100

V 200

V 2000

92

122

90

100

150

114

110

106

151

106

163

175

127

122

110

161

110

180

185

132

127

116

172

120

198

194

138

131

130

204

141

240

222

151

143

NOTA:

(*) En estas ciudades no existen o son escasos los registros de velocidades de viento, por lo que éstas se obtuvieron de los mapas de isotacas.

85MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 89: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA III.1(b) UBICACIÓN, ALTITUD Y TEMPERATURA MEDIA ANUAL DE LAS CIUDADES MÁS IMPORTANTES

CIUDAD

Acapulco, Gro.

Aguascalientes, Ags.

Campeche, Camp.

Cd. Guzmán, Jal.

Cd. Juárez, Chih.

Cd. Obregón, Son.

Cd. Victoria, Tamps.

Coatzacoalcos, Ver.

Colima, Col.

Colotlán, Jal.

Comitán, Chis.

Cozumel, Q. Roo

*Cuernavaca, Mor.

Culiacán, Sin.

Chapingo, Edo. Méx.

Chetumal, Q. Roo

Chihuahua, Chih.

Chilpancingo, Gro.

Durango, Dgo.

Ensenada, B.C.

Guadalajara, Jal.

Guanajuato, Gto.

*Guaymas, Son.

Hermosillo, Son.

Jalapa, Ver.

La Paz, B.C.

Lagos de Moreno, Jal.

*León, Gto.

Manzanillo, Col.

NÚM.OBS

12002

1001

4003

14030

26020

28165

30027

6006

14032

7025

23005

17726

25014

15021

23006

8040

12033

10017

2025

14065

11024

26039

26040

30075

3026

14083

11025

6018

LONG. LAT. ASNM(m)

TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)

99.93

102.30

90.55

103.47

106.48

109.92

98.77

94.42

103.72

103.27

92.13

86.95

99.23

104.40

98.85

88.30

106.08

99.50

104.67

116.53

103.38

101.253

110.90

110.97

96.92

110.30

101.92

101.07

104.28

16.83

21.88

19.83

19.70

31.73

27.48

23.77

18.15

19.23

22.12

16.25

20.52

18.90

24.82

19.50

18.50

28.63

17.55

24.03

31.85

20.67

21.02

27.92

29.07

19.52

24.17

21.35

21.12

19.05

28

1908

5

1507

1144

100

380

14

494

1589

1530

10

1560

84

2250

3

1423

1369

1889

13

1589

2050

44

237

1427

10

1942

1885

8

27.5

18.2

26.1

21.5

17.1

26.1

24.1

26.0

24.8

21.4

18.2

25.5

20.9

24.9

15.0

26.0

18.7

20.0

17.5

16.7

19.1

17.9

24.9

25.2

17.9

24.0

18.1

19.2

26.6

86 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 90: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA III.1(b) CONTINUACIÓN

CIUDAD

Mazatlán, Sin.

Mérida, Yuc.

Mexicali, B.C.

México, D.F.

Monclova, Coah.

Monterrey, N.L.

Morelia, Mich.

Nvo. Casas Gdes, Chih.

Oaxaca, Oax.

Orizaba, Ver.

Pachuca, Hgo.

Parral de Hgo., Chih

Piedras Negras, Coah.

Progreso, Yuc.

Puebla, Pue.

Puerto Cortés, B.C.

Puerto Vallarta, Jal.

Querétaro, Qro.

Río Verde, S.L.P.

Salina Cruz, Oax.

Saltillo, Coah.

S.C. de las Casas, Chis.

S. Luis Potosí, S.L.P.

S. la Marina, Tamps.

Tampico, Tamps.

Tamuín, S.L.P.

Tapachula, Chis.

Tepic, Nay.

Tlaxcala, Tlax.

NÚM.OBS

25062

31019

9048

5019

19052

16080

8107

20078

30120

13022

5025

31023

21120

3046

14116

22013

24062

20100

5034

7144

24070

28092

28110

24140

7164

18039

29031

LONG. LAT. ASNM(m)

TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)

106.42

89.65

115.48

99.20

101.42

100.30

101.18

107.95

96.72

97.10

98.73

105.67

100.52

89.65

98.20

111.87

105.25

100.40

100.00

95.20

101.02

92.63

100.98

98.20

97.85

98.77

92.27

104.90

98.23

23.20

20.98

32.67

19.40

26.88

25.67

19.70

30.42

17.07

18.85

20.13

26.93

28.70

21.30

19.03

24.43

20.62

20.85

21.93

16.17

25.43

16.73

22.15

23.77

22.20

22.00

14.92

21.52

19.30

8

9

1

2240

591

538

1941

1550

1550

1284

2426

1661

220

8

2150

5

2

1842

987

6

1609

2276

1877

25

12

140

182

915

2252

24.1

25.9

22.2

23.4

21.6

22.1

17.6

17.6

20.6

19.0

14.2

17.7

21.6

25.4

17.3

21.4

26.2

18.7

20.9

26.0

17.7

14.8

17.9

24.1

24.3

24.7

26.0

26.2

16.2

87MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 91: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

TABLA III.1(b) CONTINUACIÓN

CIUDAD

Toluca, Edo. Méx.

Torreón, Coah.

Tulancingo, Hgo.

Tuxpan, Ver.

*Tuxtla Gutz., Chis

Valladolid, Yuc.

Veracruz, Ver.

*Villahermosa, Tab

Zacatecas, Zac.

NÚM.OBS

15126

5040

13041

30190

7165

31023

30192

32031

LONG. LAT. ASNM(m)

TEMP. MEDIA ANUAL (ºC)

99.67

103.45

98.37

97.40

93.12

89.65

96.13

92.92

102.57

19.28

25.53

20.10

20.95

16.75

21.30

19.20

17.98

22.78

2680

1013

2222

14

528

8

16

10

2612

12.7

20.5

14.9

24.2

24.7

26.0

25.2

26.8

13.5

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASManual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Viento. ComisiónFederal de Electricidad. Instituto de Investigaciones Eléctricas.

México. D.F., 1993

88 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 92: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

I. INTRODUCCIÓN

Comúnmente los edificios y las estructuras civiles seven sometidos a fuerzas laterales provocadas por accionesde viento y/o fenómenos sísmicos, aunque estos últimos demanera más eventual. Por su parte la acción sísmica ha sidoun factor hasta cierto punto impredecible dentro de laproyección estructural. Mucho se ha trabajado en materia deprevención sísmica de tal manera que el conocimiento de laactividad de una región específica, desde el punto de vistageológico, es actualmente una herramienta valiosa en laevaluación del riesgo sísmico. Tal conocimiento es útil alestimar magnitudes, localización y frecuencia de posibleseventos. De la misma forma, conocer los movimientoscaracterísticos de una falla tectónica puede contribuir a anticiparlas características de respuesta del suelo en las cercanías dela falla. Sin embargo, no logra eliminarse la incertidumbre dela ocurrencia sísmica para fines de diseño, bajo esta situaciónlos esfuerzos de los investigadores en los últimos años sehan encaminado al desarrollo de modelos lo suficientementereales para la predicción de la respuesta de las estructurasbajo excitación dinámica.

Es conocido que la energía de un sismo es disipadapor medio de diferentes mecanismos dentro de las estructuras,de esta manera los efectos de las cargas laterales sondistribuidos a los diferentes componentes estructurales. Unode los factores más importantes que afecta la respuesta delas estructuras en condiciones sísmicas de carga es la ductilidadde sus miembros componentes. Ciertamente las estructurassometidas a fenómenos sísmicos difícilmente conservan sucomportamiento en el rango elástico, por lo que es importantecontabilizar la capacidad que puedan desarrollar para disiparenergía con niveles altos de deformación. Si se define laductilidad como la relación entre la respuesta elástica máximay la inelástica máxima independientemente de la intensidadde la carga entonces las estructuras que tienen valores altosde ductilidad pueden sostener grandes deformaciones plásticasy por lo tanto ofrecen mayor resistencia sísmica. En estascondiciones las componentes estructurales se pueden diseñarcon niveles más bajos de capacidad resistente a las fuerzaslaterales.

2.- PROPÓSITO DEL MANUAL DEDISEÑO SÍSMICO.

El objetivo del presente manual es ofrecer al diseñadoro constructor una guía práctica que le facilite el análisis ydiseño sísmico de una estructura con el sistema estructuralPanel Rey.

3 - CONSIDERACIONES GENERALES.

Las cargas laterales provocadas por eventos sísmicosse consideran como aplicaciones puntuales en los entrepisos,de este modo tales cargas deberán ser resistidas por elementosde contraventeo dispuestos en los muros de carga del sistemaestructural. Por tal motivo el proyecto arquitectónico deberápermitir una estructuración eficiente para resistir las accionesproducidas por el sismo. De preferencia deberá cumplir conlos requisitos que se establezcan en las normas técnicascomplementarias de diseño sísmico del D.F.

El presente manual hace recomendaciones deestructuración que deberán tomarse en cuenta al realizar elproyecto arquitectónico.

4 - ANÁLISIS ESTRUCTURAL.

4.1 - INTRODUCCIÓN.El análisis sísmico de cualquier estructura se basa en

el equilibrio dinámico de los cuerpos estructurales como seilustra en la figura No 1. De acuerdo con el principio deD'Alemberg:

FI+FD+FS=F(t)en la que FI = fuerza de inercia

FD = fuerza de amortiguamientoFS = fuerza que resiste el resorte

entonces:ma+kv+cd F(t)

donde a = aceleración inercial de la masam = masa de la estructurav = velocidad de desplazamientok = rigidez de la estructurad = magnitud del desplazamientoc = constante de amortiguamiento de la estructura.

MANUAL DE DISEÑO SÍSMICOSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

89MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 93: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Cuando las estucturas se someten a una aceleracióndel terreno

F(t)=m(a+g)g = aceleración del terreno

entonces: ma+kv+cd= -mg

Las estructuras se caracterizan por ciertas propiedadesque definen su comportamiento bajo cargas laterales. Estaspropiedades involucran su masa y su rigidez. Como semencionó anteriormente, en las estructuras actúan mecanismosde disipación de energía cuando se presenta un evento sísmico.Estos mecanismos afectan el equilibrio dinámico de lasestructuras por medio de amortiguamiento, que puedeconsiderarse de varias formas. De este modo las fuerzas quese involucran en el equilibrio dinámico de una estructura sonlas fuerzas inerciales, derivadas directamente de la masa; larigidez del sistema, las fuerzas de amortiguamiento y lasfuerzas externas.

Cada uno de estos parámetros pueden serconsiderados de diferentes maneras y será decisión deldiseñador tomar el criterio que más le favorezca.

Por su parte Ia masa de las estructuras puede serconsiderada puntual en cada entrepiso (modelo de masasconcentradas). Por su parte la rigidez se evalúa en funciónde Ia geometría de las estructuras, de las propiedades de losmateriales y de las secciones de diseño. Con respecto alamortiguamiento, éste puede ser considerado como un factorempírico-experimental que afecta directamente losdesplazamientos.

En el diseño sismorresistente de una estructuranormalmente se consideran datos de movimientos sísmicospasados. Estos datos se obtienen de gráficas Aceleración vs.Tiempo que comúnmente se conocen con el nombre deacelerogramas.

Actualmente las herramientas computacionales hanpermitido el desarrollo de modelos y métodos analíticos parala evaluación de la respuesta de las estructuras bajo excitacionesdinámicas. La elección del tipo de análisis que deberá aplicarseen un caso específico dependerá de la estructura misma, desu uso e importancia, su definición geométrica y el criteriodel diseñador.

Sin duda, parte de los objetivos de los diseñadoreses contar con una metodología sencilla para resolver problemasprácticos.

Para el análisis de la mayoría de las estructuras PanelRey, el Manual de Diseño Sísmico de la Comisión Federal deElectricidad (CFE) ofrece una buena alternativa.

Figura No.1 Equilibrio dinámico

F

FD = cv Fs = Kv

F1= mv

vm

k

(t)

F(t)

(b)

(c)

V

m

c

K

(a)

Sistema de un grado de libertadsujeto a una fuerza horizontal

c

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

90 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 94: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

4.2 - MÉTODO ESTÁTICO EQUIVALENTE.Dadas las características de las estructuraciones Panel

Rey*, una buena opción para su análisis sísmico es el MétodoEstático Equivalente de acuerdo con el Manual de la ComisiónFederal de Electricidad.

4. 2 .1 .- COEFICENTE SÍSMICO.La CFE propone que la aceleración de excitación de

una estructura en un evento sísmico es un porcentaje de lagravedad, este porcentaje se define como Coeficiente Sísmico(C).

Así: a = (C) (g)F = (m) (a)F = (W / g)(C) (g)F = (W) (C)

De este modo, C es el factor que multiplicado por el peso dela estructura, determina la fuerza que el sismo produce en subase.

CW=Fdonde: C = coeficiente sísmico

W = peso de la estructuraF = fuerza horizontal

El coeficiente sísmico depende del tipo de suelo dondese localice la construcción.

4. 2. 2. - FACTOR DE DUCTILIDAD O FACTOR DECOMPORTAMIENTO SÍSMICO (Q).

Las estructuras tienen la capacidad de deformarseante la acción de fuerzas externas y recuperar su geometríaoriginal, siempre y cuando no sea superado su rango elástico.En el caso de un sismo, las deformaciones inducidas por elmovimiento del suelo sobrepasan, en la mayoría de los casos,el rango elástico de las estructuras. Su capacidad dedeformación antes de que ocurra el colapso se conoce comoductilidad. Esta propiedad de las estructuras permite reducirlas fuerzas sísmicas de diseño, ya que al deformarse en elrango plástico una gran cantidad de energía sísmica esdisipada. Esta reducción se obtiene empleando un factor decomportamiento sísmico (Q) que relaciona al coeficientesísmico.

Cs = C / Q

donde: Cs = Coeficiente de cortante basalC = Coeficiente sísmicoQ = Factor de ductilidad

así: Vb = Cs WVb = C W / QVb = Fuerza cortante basal que actúa en la base de la estructura

El factor de ductilidad de las estructuras depende delos materiales que se utilicen y su disposición. Para estructurascon características como las del sistema Panel Rey serecomienda utilizar:

Q = 2

En estructuras irregulares se recomienda multiplicareste factor por 0.8.

Es importante utilizar el factor de ductilidad Q, ya queresultaría antieconómico el diseñar estructuras que secomporten elásticamente ante la acción de un sismo.

4.2.3.- DETERMINACIÓN DE FUERZAS LATERALES YCORTANTES EN CONSTRUCCIONES DE VARIOS NIVELES.

De acuerdo con el modelo de masas concentradas dela figura No. 2 la fuerza en cualquier nivel se determina conla siguiente expresión:

Fi = Wi hi Cs ∑ Wi∑ Wi hi

La fuerza lateral Fi se considera que actúa al nivel delentrepiso (posición de la masa concentrada con respecto ala altura de la construcción).

En la ecuación (1):

Wi = peso del piso en el que actúa la fuerzahi = altura del piso en el que actúa la fuerza medida desde la base.

∑ Wi = (W1 + W2 + W3 + ... Wn)∑ Wi hi = (W1h1 + W2h2 + W3h3 + ... Wnhn)n = número de niveles

Se deberá verificar que:(F1 + F2 + F3 + ... Fn) = VbVb = Cs ∑ Wi

Si la fuerza en el último nivel de la estructura es Fi,entonces la fuerza en el nivel inmediato anterior será Fi+1.De esta manera

(Fn>Fn-1...>F3>F2>F1)

(Ec. 1)

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

91MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 95: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

5.- TIPO DE TERRENO Y ZONIFICACIÓN SÍSMICA

5.1.- TIPO DE TERRENOAl realizar el análisis sísmico de la estructura se deberá

ubicar el tipo de suelo en donde se localizará la construcción.El Reglamento de Construcciones para el Distrito Federalvigente, en su versión de 1993, distingue las siguientesdivisiones de zonas con sus características generales.

ZONA I. LOMAS.- Formadas por rocas o suelosgeneralmente firmes que fueron depositados fuera del ambientelacustre, pero en los que pueden existir, superficialmente ointercalados, depósitos arenosos en estado suelto o cohesivosrelativamente blandos. En esta zona, es frecuente la presenciade oquedades en rocas y de cavernas y túneles excavados ensuelos para explotar minas de arena.

ZONA II. TRANSICIÓN.- En la que los depósitos

profundos se encuentran a 20.00 m. de profundidad, o menos,y que está constituida predominantemente por estratosarenosos y limo-arenosos intercalados con capas de arcillalacustre; el espesor de éstas es variable entre decenas decentímetros y pocos metros.

ZONA III. LACUSTRE.- Integrada por potentesdepósitos de arcilla altamente compresible, separados porcapas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estascapas arenosas son de consistencia firme a muy dura y deespesores variables de centímetros a varios metros. Losdepósitos lacustres suelen estar cubiertos superficialmentepor suelos aluviales y rellenos artificiales; el espesor de esteconjunto puede ser superior a 50.00 mts.

F3

Modelo de masas concentradas Diagrama de cortante

F2

F1

W3

W2

W1

m3

m2

m1

h3

h2

h1

F3

F2

F1

VB

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Figura No. 2 Fuerzas laterales y cortantes en construcciones de varios niveles

92 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 96: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

El Reglamento de Construcción para el Distrito Federalestablece los siguientes valores para el coeficiente sísmico:

TIPO DE SUELOZONA I DE LOMASZONA II DE TRANSICIONZONA III DE LAGO

De igual modo el Manual de Diseño Sísmico de laComisión Federal de Electricidad (CFE) propone valores decoeficiente sísmico para las diferentes regiones de la RepúblicaMexicana.VER ANEXO No. 5 COEFICIENTES SÍSMICOS

En general será necesario realizar un estudio demecánica de suelos, para cada predio en que se ubique unaconstrucción dentro de la República Mexicana, para determinarla cimentación requerida en función del tipo de terreno.

El Reglamento de Construcciones para el DistritoFederal y algunos reglamentos estatales, como el del estadode Guerrero; incluyen mapas de zonificación de tipo de sueloa los que podemos recurrir para determinar la zona a la quepertenece el predio en estudio.

VER ANEXO No. 1 ZONIFICACION SÍSMICA para el DISTRITOFEDERALVER ANEXO No. 2 ZONIFICACION SÍSMICA para la BAHÍA DEACAPULCOVER ANEXO No. 3 ZONIFICACION SÍSMICA del PUERTO DEACAPULCO

5.2- Zonificación SísmicaEl Reglamento para los Estados de la República

elaborado por el Instituto de Ingeniería para la Secretaría deObras Públicas divide en 4 zonas sísmicas (A, B, C, D) segúnla probabilidad de ocurrencia de eventos especiales.

VER ANEXO No. 4 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DE MÉXICO

6.- CARGAS GRAVITACIONALES

Las cargas gravitacionales con las cuales se calculanlas acciones sísmicas laterales se dividen en muertas y vivas.Para el caso de las cargas vivas, cuando se trata de análisissísmico son cambiadas por cargas instantáneas de acuerdo con el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.

7.- RECOMENDACIONES DEESTRUCTURACIÓN DEL SISTEMAPANEL REY*

a).- Los largueros que forman el sistema de piso y lacubierta deberán coincidir con los postes que forman losmuros cargadores para así lograr una transmisión adecuadade la carga.

b).- Los postes deben tener continuidad en toda laaltura de la construcción, los vanos se resolverán con dinteles.

c).- Se evitarán las concentraciones de carga en losdinteles principalmente por concepto de vigas, en caso derequerirse las reacciones se tomarán con arreglos de postesen sección cajón, estos postes de requerirse en los nivelessuperiores deberán tener continuidad hasta la cimentación.

d).- El sentido de los largueros será tal que su apoyose realice sobre muros que tengan continuidad en todos losniveles.

e).- Tanto los postes, como los largueros, tendránque estar provistos como mínimo de un arriostramiento alcentro de la longitud del elemento o a cada 1.22 m., así seevitarán posibles fallas por pandeo lateral y por consiguientese obtendrá la resistencia completa a la compresión de loselementos.

f).- Las acciones producidas por el evento sísmico oalguna otra carga lateral serán resistidas con diagonales decontraventeo colocadas en los muros de carga; estas deberáncumplir las siguientes condiciones:

f.1.)- Las diagonales serán ortogonales y se colocaránen forma simétrica en planta para evitar torsiones porexcentricidad de rigidez. Ver figura No. 3.

f.2).- Es indispensable que las diagonales se instalenen bastidores muros, que tengan continuidad del nivel decimentación al nivel de azotea.

f.3).- De preferencia los contraventeos se instalaránen muros cuya relación de aspecto sea h / b <1.0(figura No. 4). El contraventeo es más eficiente y económicosi el muro es muy ancho.

f.4).- De preferencia cumplir con el mayor número derequisitos de regularidad establecidos en las normas técnicascomplementarias de diseño por sismo de la referencia No. 1de este manual.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

C0.160.320.40

93MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 97: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

8.- EJEMPLO PRÁCTICO

ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE UNACASA HABITACIÓN DE DOS NIVELESPara realizar el análisis y diseño sísmico de una casa

habitación de 2 niveles cuya distribución en planta apareceen las figuras No. 5 y 6, planta baja y planta altarespectivamente.

8.1.- PROCEDIMIENTO1.- Clasificación de la estructura.2.- Identificación del tipo de terreno y zona sísmica del lugar

donde se localizará la construcción.3.- Determinación del coeficiente sísmico a emplear.4.- Realizar análisis de cargas gravitacionales.5.- Calcular superficie de cada nivel.6.- Realizar análisis estático (determinación de fuerzas laterales y corte basal).7.- Determinar ubicación de contraventeos en muros.8.- Distribuir la fuerza (Fi) en cada sentido, en los muros contraventeados en su respectivo sentido.9.- Análisis de muros contraventeados, como armaduras en cantiliver.10.- Proponer elementos estructurales.11.- Cálculo del sistema de anclaje o fijación.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Figura No. 3 Planta de arreglo geométrico de contravientos

Y

x

Sismo

Sección en cajónformada con2 postes

EvitarIdealFySismo

FxSismo

FySismo

Figura No. 4 Relación de aspecto de muro de contraventeo

HH

b

b

Si b=0.5 H

H

b

H

0.5 H= = 2.0

No recomendable

Si b= 2 H

H

b

H

2 H= = 0.5

Recomendable

Fx

94 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 98: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

8.2- DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO.

8.2.1.- CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA.Una casa habitación según el Reglamento de

Construcciones para el Distrito Federal pertenece al grupo B.

8.2.2.- IDENTIFICACIÓN DE TIPO DE TERRENO Y ZONA SÍSMICA DEL LUGAR.Para nuestro ejemplo suponemos que la construcción

se ubicará en Coyoacán.Por lo tanto: SUELO TIPO II DE TRANSICION. El D.F. estádentro de la zona sísmica B.

8.2.3.- COEFICIENTE SÍSMICO.De la sección 4 del presente manual para estructura

grupo B, suelo tipo II en región sísmica B.Coeficiente Sísmico C = 0.32

A

1

B C

2

3

4

2.00Sala

Cocina

Comedor

3.00

S

2.003.00

4.50

2.00

5.004.00

3.00

2.00

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Figura No. 5 Ejemplo práctico Planta Baja

A

1

B C

2

3

4

2.00

Estar

Rec.Baño

Rec. Princ.

3.00

B

2.00

2.00

3.50

2.00

5.004.00

2.00

3.00

Figura No. 6 Ejemplo práctico Planta Alta

Cotas : m.Sin escala.

95MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 99: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

AZOTEA DISEÑO TRADICIONAL DISEÑO POR SISMO

CONCRETO 5cm. ESPESOR

LÁMINA ACANALADA

IMPERMEABILIZANTE

PLAFÓN PANEL

ESTRUCTURA

TEJA DE BARRO O SIMILAR

SUMA CARGA MUERTA

CARGA VIVA

GRANIZO

SUMA CARGA VIVA

TOTAL

120 kg/m2

5 kg/m2

5 kg/m2

8.5 kg/m2

13.0 kg/m2

60.0 kg/m2

211.5 kg/m2

70.0 kg/m2

20.0 kg/m2

30.0 kg/m2

100 kg/m2

50 kg/m2

311.5 kg/m2

261.5 kg/m2

PEND. <5%

PEND. >5%

PEND. <5%

PEND. >5%

PEND. <5%

PEND. >5%

120 kg/m2

5 kg/m2

5 kg/m2

8.5 kg/m2

13.0 kg/m2

60.0 kg/m2

211.5 kg/m2

100.0 kg/m2

40.0 kg/m2

30.0 kg/m2

130.0 kg/m2

70.0 kg/m2

341.5 kg/m2

281.5 kg/m2

DISEÑO POR SISMO

AZOTEA 261.5 kg/m2

ENTREPISO 273.0 kg/m2

8.2.5.- CÁLCULO DE SUPERFICIE POR NIVELSup. Azotea = (10.00 m)(9.5 m) - (5.0 m)(2.0 m)Inclinada y volados

(de la figura No. 6)

Sup. Azotea = 85.0 m2

Inclinada y volados

Sup. Entrepiso = (8.5 m )(9.0 m) - (5.0 m)(2.0 m)(de la figura No. 5)

Sup. Entrepiso = 66.5 m2

8.2.6.- ANÁLISIS ESTÁTICO EQUIVALENTE (figura No. 7)

W2 = (Sup. Azotea)( Carga Azotea Diseño por Sismo)W1 = (Sup. Entrepiso)(Carga Entrepiso Diseño por Sismo)

W2 = (85.0 m2)(261.5 kg/m2) = 22,227.5 kgW1 = (66.5 m2)(273.0 kg/m2) = 18,154.5kg.

Fi = Wi hi C∑Wi ∑ Wi hi Q

C = 0.32 (SECC. 8.2.3.)Q = 2.0 (SECC. 4.2.2.)

ENTREPISO DISEÑO TRADICIONAL DISEÑO POR SÍSMO

CONCRETO 5 CM DE ESPESOR

LÁMINA ACANALADA

MUROS DIVISORIOS

ESTRUCTURA

LOSETA DE BARRO PRENSADO

SUMA CARGA MUERTA

CARGA VIVA

TOTAL

120 kg/m2

5 kg/m2

15 kg/m2

13 kg/m2

30 kg/m2

183 kg/m2

90 kg/m2

273 kg/m2

120 kg/m2

5 kg/m2

15 kg/m2

13 kg/m2

30 kg/m2

183 kg/m2

170 kg/m2

353 kg/m2

8.2.4.- ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITACIONALES.Para las cargas vivas de acuerdo con el Reglamento de Construcción para el Distrito Federal tenemos lo siguiente:

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Suponemos que el proyecto arquitectónico indica pendientes mayores del 5% en la cubierta .

96 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 100: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

F2 = (106,692) (0.32) (40,382.0) = 4,588 kg.(150,263) ( 2.0)

F1 = (43,571) (0.32) (40,382.0) = 1,873 kg.(150,263) (2.0)

Vb = C ∑Wi = 0.32 (40,382) = 6,461 kg. Q 2

AZOTEA

ENTREPISO

∑Wi=

22,227.5

18,154.5

40,382.0

4.8

2.4

106,692

43,571

150,263

4,588

1,873

4,588

6,461

NIVEL Wi (kg) hi (m) Wi hi (kg m) Fi (kg) Vi (kg)

∑Wi hi=

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

b (ancho de contraviento)2.0 m2.0 m2.0 m

8.2.7.- REVISIÓN DE FUERZAS SÍSMICAS EN DIRECCIONESORTOGONALES

En las figuras No. 5 y No. 6 (pág. 90) se observa lapropuesta de muros por contraventear, seguir lasrecomendaciones de la sección de este manual para resistirel efecto sísmico en 2 direcciones.

SENTIDO X

muro eje 2 entre B y Cmuro eje 4 entre B y C

SENTIDO Y

muro eje a entre 2 y 3muro eje b entre 2 y 3muro eje c entre 2 y 3

Recordemos que estos muros de preferencia debentener continuidad en toda la altura de la construcción.

F2 = 4588 kg

4588 kg

6461 kg

Diagrama de cortante

F1 = 1873 kg

m2

m1

F1

F2

W2

W1

h2=4.80m.

h1=2.40m.

Corte

b (ancho de contraviento)3.0 m3.0 m

97MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 101: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

8.2.8.- DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS Fi.

SENTIDO X.

Existirán 2 muros con diagonales en este sentido, por lo tanto:

F2X= 4,588 kg. = 2,294.0 kg. por muro2

F1X= 1,873 kg. = 936.5 kg. por muro2

SENTIDO Y.Existirán 3 muros con diagonales en este sentido por lo tanto:

F2Y = 4,588 kg. = 1,529.3 kg. por muro3

F1Y = 1,873 kg = 624.3 kg. por muro3

En nuestro ejemplo la distribución de la fuerza esdirecta ya que el ancho de los muros de contraventeo es elmismo para cada dirección, en caso que los muros de unmismo sentido tengan distintos anchos la fuerza se distribuiráde forma proporcional al ancho del muro.

8.2.9.- ANÁLISIS DE MUROS CONTRAVENTEADOSLa fuerza sísmica de cada nivel (Fi) que toma el muro

produce un momento y un cortante en la base. El momentoen la base es producto de las fuerzas en cada nivel por sudistancia a la base del terreno. Ver figura No. 8.

Así el momento en cada muro en el sentido X es de:

MX = F2 (azotea)(h2) + F1 (entrepiso)(h1) =2,294.0 X 4.8 + 936.5 X 2.4 = 13,259.0 kg-m

y en el sentido Y es de:

MY= 1,529.0 X 4.8 +624.33 X 2.4 = 8,837.0 kg-m

El Cortante en la base es la suma de todas las fuerzasde los diferentes niveles del muro.

Vb(X) = F2 + F1 = 2,294.0 + 936.5 = 3,230.50 kg. en sentido XVb (Y) = 1,529.0 + 624.33 = 2,153.3 kg.en sentido Y.La acción del momento en el muro es tomada o

contrarrestada por las dos columnas o postes extremos quelimitan el muro, los cuales reaccionan formando un par en

sentido contrario al momento.Este par lo forman una cargade compresión en uno de los postes y otra de tensión en elotro y se obtienen estas fuerzas del par dividiendo el momentoen el muro entre la distancia entre los postes extremos quelo limitan.

De esta manera:Tensión (T) = Compresión (P) = Momento (M) / Longitud deMuro (L)

T = P = M / L = 13,259.0 / 3.00 = 4,420.0 kg.en cada muro en sentido X.T = P = M / L = 8,837.0 / 2.00 = 4,418.0 kg.en cada muro en sentido Y

Con esta fuerza se deben diseñar las dos columnasextremas del muro contraventeado. El mecanismo de respuestade un contraventeo en diagonal bajo excitación dinámica enun sentido es por medio de acciones de tensión en una desus cuerdas mientras que en la otra ocurren comprensiones.Al ocurrir ésta en el sentido opuesto se invierte la naturalezade las fuerzas en las cuerdas. De igual modo responden lospostes extremos del muro contraventeado. Debido a que laexitación sísmica no ocurre en una dirección determinada lafuerza a considerar será siempre de compresión debido a quees la acción más desfavorable para un poste.

Con respecto a la respuesta de los contravientos, sólouna cuerda de la diagonal trabaja para tomar la carga lateraly es la que actúa a tensión, ya que la lámina que generalmentese usa para contraventear es muy esbelta y no tiene capacidadde tomar compresiones.

La tensión que toma la diagonal se obtienegeométricamente según su inclinación, por trigonometríasimple. Para la diagonal cuyo muro tiene una altura de 2.40m. y una longitud de 3.00 m. el ángulo que está formado conla base es de 38.65°, cuya tangente mide 2.40 / 3.00 = 0.8 ysu coseno es la longitud del muro entre la longitud de ladiagonal, o sea 3.00 / 3.84 = 0.78. Ver figura No. 9.

Para los muros en sentido Y el coseno vale2.00 / 3.124 = 0.64

Por lo que la tensión (D) que toma la diagonal es igualal cortante del muro en la base (Vb) dividiendo entre el cosenodel ángulo.DX = Vb (X) / COS A = 3,230.50 / 0.78 = 4,142.0 kg.DY = Vb (Y) / COS B = 2,153.33 / 0.64 = 3,364.0 kg.8.2.10.- ELEMENTOS ESCTRUCTURALES

Ver figura No. 10 (pág. 95)

98 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

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Figura No. 8 Modelo estructural de un muro contraventeado.

99MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 103: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

F1

F2

FPOSTE FPOSTE

h2=4.80m.

h1=2.40m.

FBX = 3230.5 kg

3.00 m

Figura No. 10 Respuesta estructural del modelo propuesto.

(2) 1250SL22

8.2.10.1.- DISEÑO DIAGONAL.

DX = 4,142.0 kg. TENSIÓNDY = 3,364.0 kg TENSIÓN

El esfuerzo de fluencia del material es:

FY = 2,812.0 kg / cm2.

De acuerdo con el código de diseño de esfuerzospermisibles (ASD´86) el esfuerzo permisible es 0.6 veces Fypara cargas normales y este valor se puede incrementar en1/3 para cargas accidentales de viento y/o sismo.

Fs = 0.6 (2,812 kg / cm2)1.333= 2,249.6 kg / cm2

El área transversal de la diagonal requerida es iguala la tensión entre el esfuerzo permisible:

As = D / Fs

As (X) = 4,142.00 kg = 1.84 cm2

2,249.6 kg / cm2

As (Y) = 3,364.00 kg. = 1.49 cm2

2,249.6 kg / cm2

Proponemos: una sección doble de 1250 SL22 que tienen As = 2 (.948)= 1.896 en cada dirección.

100 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

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MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

8.2.10.2- DISEÑO DE POSTES ADICIONALES PARACONTRAVENTEO

Para el diseño del poste que se toma el valor de lacarga y se puede directamente utilizar la tabla Pl-1seleccionando en función de la carga, dimensiones de loselementos que el proyecto permita, altura, número de elementosnecesarios.

De manera técnica informativa se explica elrazonamiento a seguir para obtener el dimensionamiento delos postes adicionales necesarios.

1er. Nivel. P = RAy = 4,420 kg2do. Nivel P = (F2x)(tan A)= (2,294)(.8) =1,835 kg.Si utilizamos (3) 920 PV 20.

Por su capacidad de carga estamos suponiendo elutilizar tres postes viga para formar una pequeña columna acada lado del muro contraventeado, soportando la carga arribadescrita.

Para revisar si estos tres postes vigas resisten,consultamos la tabla para cargas axiales permisibles Pl-1.

Debido a que la carga de 4,420 kg. es una cargaproducida por sismo podemos incrementar la capacidadpermisible de los perfiles de la tabla Pl-1 en 1/3.

Para un poste viga 920 PV20 sin sujeción lateralveremos que resiste 540 kg. para una altura de 2.44m.

Revisando tres postes.(3)(540)(1.333)= 2,159.46 kg

2,159.46 kg < 4,420 kg.: No pasaSi tomamos el valor del 920 PV20 con sujeción lateral

a 1/2 veremos que resiste 1,280 kg.

Revisando tres postes.(3)(1,280)(1.333)= 5,118.46 kg

5,118.46 kg > 4,420 kg.

Por lo tanto colocar (3) 920 PV20 con sujeción laterala 1/2 en los extremos del muro de contraventeo.

8.2.11.- SISTEMA DE ANCLAJE Y FIJACIÓNSe debe considerar la inversión de la dirección de las

fuerzas sísmicas por lo tanto existirán tensiones ocompresiones en ambos apoyos. Ver figura No. 11.

Si utilizamos espárragos de acero al carbón, colocadoscon el sistema Epcon de Ramset o similar (epóxico) y concretoen la cimentación con resistencia f´c = 200 kg/cm2

Diámetro del anclaje

1/2”

5/8”

3/4”

7/8”

6”

7 1/2”

8”

8”

Empotramiento

9/16”

3/4”

7/8”

1”

Diámetro del agujero

1332

2236

2742

3913

Corte (kg)

2164

3615

4805

5507

Tracción (kg)

Las cargas admisibles se aumentaron en un 33% para cargas de viento y sismo.

Si diseñamos para el sentido en X que es el más crítico tenemos:La tensión de la cimentación es igual a RAX.

Si empleamos el de 7/8'' de diámetro:

No. de espárragos por Tensión = 4,420 kg = 0.80 =1 Espárrago5,507 kg/espárrago

El cortante es igual a Vb(x)

No. de esparragos por Cortante = 3,230.5 kg = 0.83 =1 Espárrago Rige diseño por Cortante3,913 kg/espárrago

Por lo tanto colocaremos un espárrago de 7/8” de diámetro y 8” de empotramiento en la cimentación, en cada extremo delcontraventeo.

101MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 105: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Nombre

TENSION TIE

HOLDOWN

HOLDOWN

S/HTT14

S/HD8

S/HD10

Modelo

12

10

10

Calibre

6.35

6.35

6.35

W

Dimensiones (cms.)

38.10

35.20

40.90

H

2.70

3.80

3.80

CL

Diámetro de

Esparragos

5/8”

7/8”

7/8”

Carga

Permisible

2265 kg.

3587 kg.

4484 kg.

H

CL

W

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

ACCIONES DE DISEÑO PARACONEXIÓN EN NODO

Si empleamos tornillos con cabeza extra plana TXP-12 para unir lámina calibre 20, la carga permisible alcortante = 124 kg. (para los tornillos THX-34 hexagonales, la carga permisible al corte es de 105 kg.)

De acuerdo con la tabla TOR-01 de la referencia No. 3 de este manual. Ver figura No. 12 (pág. 98)

No. de Tornillos = Fposte = 4,420 kg = 21.1 Tornillos / cara105 kg./tornillo (2 postes) (2) 105

proponemos:22 Tornillos THX-34 en el holdown y los postes.

No. de Tornillos = Fdiagonal = 4,142 kg. = 17 Tornillos / cara124 kg (2 lados) 124 kg./tornillo (2 caras)

proponemos17 Tornillos TXP-12 en cada cara.

Para resistir las fuerzas en la dirección de Y se propone aplicar el mismo número de tornillos en cada conexión, asícomo los elementos estructurales resultantes para las fuerzas en la dirección de X.

1.- El diseñador podrá especificar el tipo de espárrago, longitud y embebido.

2.- Las cargas permisibles han sido incrementadas en un 33% para cargas de viento y sismo.

“TENSION TIE” Y “HOLDOWNS”

102 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 106: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

Canal inferior de bastidor

Tornillo THX-34

Poste PV

Sujeción lateral según diseño

Holdown S/HD10

Anclaje de bastidor con taqueteexpansor o espárrago con epóxico

Losa de cimentaciónconcreto f’c= 200 kg/cm2 min.

VBX =3,230.5 kg.

Figura No. 11 Anclaje y fijación.

Figura No. 12 Conexiones en nodo de contraventeo.

4,420 kg.

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Postes PV según diseño

22 tornillos THX-34

17 tornillos TXP-12 en cada diagonal

Placas cal.20

Espárrago 7/8”long. 10” penetración a cimentación8” (según diseño)

VbX VbY (por nodo)

7 tornillos TXP-12 en cada cara

17 tornillos TXP-12 en cada cara

103MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 107: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

CALZ

. TLA

LPANAV

. R

EFORM

A

A PACHUCA

LA VILLA

AV. RIOCONSULADO

AV. PARQUEVIA

AV. RIOCHURUBUSCO

CERRO DE LAESTRELLA

PERIFERICOSUR

CD.UNIVERSITARIA

AV. M. AVILACAMACHO

ZONA I

ZONA II

ZONA III

ZONA IV

AV. U

NIVE

RSID

ADAV. CONSTITUYENTES

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Anexo N° 1 Zonificación sísmica para el D.F.

ANEXOS

Nota importante:Las fronteras entre las zonas I a IV indicadas en esteplano sólo tienen valor indicativo.La zona en la que se localiza un predio dado, serádeterminada a partir de las investigaciones que serealicen en el subsuelo.

104 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 108: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

TERRENO NO CLASIFICADO

A MÉXICO

A MÉXICO TERRENO NO CLASIFICADO

BAHÍA DE ACAPULCO

OCÉANO PACÍFICO

I

II

III

TIPO DE TERRENO

METROS

0 1000

I

II

III

TIPO DE TERRENO

A MEXICO

A PUERTO MARQUEZ

BAHÍA DE ACAPULCO

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Anexo N° 2 Zonificación sísmica para la bahía de Acapulco.

Anexo N° 3 Zonificación sísmica para el puerto de Acapulco.

105MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 109: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

34.0

0

32.0

0

30.0

0

28.0

0

26.0

0

24.0

0

22.0

0

20.0

0

18.0

0

16.0

0

14.0

0 -118

.00

-114

.00

-110

.00

-106

.00

-102

.00

-98.

00-9

4.00

-90.

00-8

6.00

LONGITUD

D C

BA

B

D

A

C

C

LATI

TUD

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Anexo N° 4 Zonificación sísmica de México.

106 MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 110: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

107

Zona Sísmica

A

B

C

D

0.08

0.16

0.20

0.14

0.30

0.36

0.36

0.64

0.64

0.50

0.86

0.86

C

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Tipo de Suelo

MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURALSISTEMA CONSTRUCTIVO PANEL REY

Anexo No. 5

TIPO I Terreno Firme (Roca)

TIPO II Terreno Intermedio

TIPO III Terreno Blando

* Estructuras del Grupo B: Naves Industriales, locales comerciales, estructuras comunes destinadas a vivienda u oficinas,salas de espectáculos, hoteles, depósitos y bodegas ordinarias.

Si no se realizan exploraciones del subsuelo hasta la profundidad de terreno firme, el terreno de cimentación en cuestión sedebe clasificar como del tipo III.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS1.- Leyes y Códigos de México. Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal. Editorial Porrúa, S.A.

México, Marzo 2003.

2.- American Institute of Steel Construction. Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Member.2005 Edition.

3.- Panel Rey, S.A. Manual de Diseño Estructural. Monterrey, Nvo. León. 2005.

4.- Manual en CD de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Sismo. Comisión Federal de Electricidad.Instituto de Investigaciones Eléctricas. México, D.F., 2000.

Coeficientes Sísmicos para Estructuras del Grupo “B”

107MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL / www.panelrey.com / 01 800 PANEL REY

Page 111: Manual de Diseno Estructural Panel Rey

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