Generalidades Estructuracion

2. Criterios de Estructuraci�n de Edificios Introducci�n Sistemas estructurales 3. Dise�o con perfiles de acero 4. Estructuraci�n Columnas Vigas o trabes Vigas Secundarias Sistemas de piso Conexiones Detalles estructurales t�picos Este cap�tulo entrega recomendaciones generales para estructurar edificios de acero, de modo de evitar comportamientos poco deseables en estas estructuras. El cap�tulo comienza con definiciones de los conceptos principales asociados a la estructuraci�n. A continuaci�n, se presentan los distintos sistemas estructurales disponibles en la actualidad, seguido de criterios generales que permiten obtener estructuras �sanas�. Las diferentes condiciones de regularidad estructural se presentan luego, junto con los problemas asociados a la falta de esta. Disposiciones de buena pr�ctica en la estructuraci�n de edificios en particular se discuten a continuaci�n.Este cap�tulo entrega recomendaciones generales para estructurar edificios de acero, de modo de evitar comportamientos poco deseables en estas estructuras. El cap�tulo comienza con definiciones de los conceptos principales asociados a la estructuraci�n. A continuaci�n, se presentan los distintos sistemas estructurales disponibles en la actualidad, seguido de criterios generales que permiten obtener estructuras �sanas�. Las diferentes condiciones de regularidad estructural se presentan luego, junto con los problemas asociados a la falta de esta. Disposiciones de buena pr�ctica en la estructuraci�n de edificios en particular se discuten a continuaci�n.

3. Resumen Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuraci�n eficiente en edificios de acero, especialmente en zonas de alto riesgo s�smico. El objetivo principal de este cap�tulo es entregar orientaciones para obtener edificios de acero que est�n estructurados en forma adecuada. El proceso de estructuraci�n involucra un proceso creativo que depende mucho de la experiencia del dise�ador. Por lo tanto, en este cap�tulo se entregan recomendaciones generales de buena pr�ctica, las que deben ser tomadas como una base para decidir a la hora de estructurar un edificio.El objetivo principal de este cap�tulo es entregar orientaciones para obtener edificios de acero que est�n estructurados en forma adecuada. El proceso de estructuraci�n involucra un proceso creativo que depende mucho de la experiencia del dise�ador. Por lo tanto, en este cap�tulo se entregan recomendaciones generales de buena pr�ctica, las que deben ser tomadas como una base para decidir a la hora de estructurar un edificio.

4. 1. Introducci�n Etapa inicial del dise�o estructural, mediante la cual se definen, con base en el proyecto arquitect�nico, las dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevaci�n (claros, alturas de entrepiso, etc.), y los tipos de perfiles utilizados en trabes y columnas para formar la estructura b�sica de la construcci�n La estructuraci�n puede describirse en pocas palabras como el proceso de definir la forma de la estructura de una edificaci�n, en t�rminos de dimensiones, tipos de miembros estructurales y sistema de soporte de cargas.La estructuraci�n puede describirse en pocas palabras como el proceso de definir la forma de la estructura de una edificaci�n, en t�rminos de dimensiones, tipos de miembros estructurales y sistema de soporte de cargas.

5. 1. Introducci�n Una edificaci�n debe cumplir exigencias de: ESTABILIDAD RESISTENCIA RIGIDEZ FUNCIONALIDAD ECONOM�A CONSTRUCTABILIDAD FORMA SIMBOLO MEDIO SOCIAL-ORGANIZATIVO Los criterios de dise�o definen las exigencias sobre la estructura. Estas exigencias pueden ser de diferente car�cter y deben ser compatibilizadas por el dise�o final. Algunos de los requisitos que deben cumplir las edificaciones incluyen: Estabilidad: la estructura debe ser estable bajo las condiciones de solicitaci�n m�xima esperada, de forma de evitar el colapso. Resistencia: La estructura debe ser capaz de resistir las solicitaciones a que estar� expuesta. Rigidez: La estructura debe mantenerse dentro de ciertos l�mites de deformaci�n, normalmente por condiciones de servicio. Funcionalidad: La estructura debe cumplir con la funci�n para la que fue dise�ada. Econom�a: La estructura debe ser construida con el m�nimo costo, sin descuidar la seguridad o funcionalidad. Constructabilidad: La estructura debe ser posible de construir con las t�cnicas existentes en el momento de su construcci�n. Forma: La forma puede definir el concepto arquitect�nico de la estructura. La estructura debe ser capaz de soportar la forma con el m�nimo de perturbaci�n posible. S�mbolo: Una edificaci�n puede tener un significado m�s all� de su utilidad. Es el caso, por ejemplo de los edificios que compiten por ser los m�s altos del mundo, para simbolizar la supremac�a de un pa�s o grupo determinado. Medio social-organizativo: La edificaci�n debe ser aceptada por la gente que va a utilizarla o moverse en su entorno.Los criterios de dise�o definen las exigencias sobre la estructura. Estas exigencias pueden ser de diferente car�cter y deben ser compatibilizadas por el dise�o final. Algunos de los requisitos que deben cumplir las edificaciones incluyen: Estabilidad: la estructura debe ser estable bajo las condiciones de solicitaci�n m�xima esperada, de forma de evitar el colapso. Resistencia: La estructura debe ser capaz de resistir las solicitaciones a que estar� expuesta. Rigidez: La estructura debe mantenerse dentro de ciertos l�mites de deformaci�n, normalmente por condiciones de servicio. Funcionalidad: La estructura debe cumplir con la funci�n para la que fue dise�ada. Econom�a: La estructura debe ser construida con el m�nimo costo, sin descuidar la seguridad o funcionalidad. Constructabilidad: La estructura debe ser posible de construir con las t�cnicas existentes en el momento de su construcci�n. Forma: La forma puede definir el concepto arquitect�nico de la estructura. La estructura debe ser capaz de soportar la forma con el m�nimo de perturbaci�n posible. S�mbolo: Una edificaci�n puede tener un significado m�s all� de su utilidad. Es el caso, por ejemplo de los edificios que compiten por ser los m�s altos del mundo, para simbolizar la supremac�a de un pa�s o grupo determinado. Medio social-organizativo: La edificaci�n debe ser aceptada por la gente que va a utilizarla o moverse en su entorno.

6. 2. Sistemas estructurales Marcos r�gidos Marcos con contraventeos conc�ntricos Marcos con contraventeos exc�ntricos Marcos r�gidos con muros de cortante, o Combinaci�n de los sistemas anteriores La gran mayor�a de las estructuras de edificios caen dentro de uno de los tipos aqu� indicados. En las siguientes l�minas se presentan los tipos de sistemas estructurales m�s t�picos usados durante los �ltimos 100 a�os.La gran mayor�a de las estructuras de edificios caen dentro de uno de los tipos aqu� indicados. En las siguientes l�minas se presentan los tipos de sistemas estructurales m�s t�picos usados durante los �ltimos 100 a�os.

7. 2. Sistemas estructurales Inicialmente, las conexiones entre miembros estructurales se realizaban usando remaches. El m�todo de instalaci�n de estos conectores, sin embargo, produc�a una gran variabilidad de la resistencia de la conexi�n y generaba detalles sensibles a fractura.Inicialmente, las conexiones entre miembros estructurales se realizaban usando remaches. El m�todo de instalaci�n de estos conectores, sin embargo, produc�a una gran variabilidad de la resistencia de la conexi�n y generaba detalles sensibles a fractura.

8. 2. Sistemas estructurales El proceso de soldadura significo un gran avance en la tecnolog�a de la construcci�n en acero. Las vigas de armadura o alma abierta se utilizaban para permitir el paso de ductos de servicios. Si bien estas vigas son mas livianas, tienen una capacidad de carga menor que las vigas de alma llena y requieren que las columnas est�n menos espaciadas.El proceso de soldadura significo un gran avance en la tecnolog�a de la construcci�n en acero. Las vigas de armadura o alma abierta se utilizaban para permitir el paso de ductos de servicios. Si bien estas vigas son mas livianas, tienen una capacidad de carga menor que las vigas de alma llena y requieren que las columnas est�n menos espaciadas.

9. 2. Sistemas estructurales Esta fue la estructura t�pica hasta despu�s del terremoto de Northridge (1994). Las alas de las vigas se conectaban directamente a las alas de las columnas a trav�s de soldadura de penetraci�n completa, mientras que el alma se conectaba usando una placa de corte soldada a la columna y a la viga. Debido a una combinaci�n de factores de dise�o, construcci�n y detallamiento, este tipo de estructuras desarrollaban fracturas importantes incluso para sismos de mediana intensidad, lo que origino una renovaci�n del concepto de conexi�n soldada viga-columna. La losa de hormig�n armado fue reemplazada por una losa de hormig�n sobre una placa de acero corrugada, la que permitio mayor velocidad de construccion al ser autosoportante.Esta fue la estructura t�pica hasta despu�s del terremoto de Northridge (1994). Las alas de las vigas se conectaban directamente a las alas de las columnas a trav�s de soldadura de penetraci�n completa, mientras que el alma se conectaba usando una placa de corte soldada a la columna y a la viga. Debido a una combinaci�n de factores de dise�o, construcci�n y detallamiento, este tipo de estructuras desarrollaban fracturas importantes incluso para sismos de mediana intensidad, lo que origino una renovaci�n del concepto de conexi�n soldada viga-columna. La losa de hormig�n armado fue reemplazada por una losa de hormig�n sobre una placa de acero corrugada, la que permitio mayor velocidad de construccion al ser autosoportante.

10. 2. Sistemas estructurales Posterior al sismo de Northridge, se desarrollaron detalles soldados mas adecuados y se comenz� a privilegiar el uso de marcos contraventeados, los que sufren deformaciones m�s peque�as que los marcos r�gidos equivalentes. En edificios de mediana altura y altos, se recomienda el uso de contraventeos verticales para obtener estructuras m�s econ�micas (menos pesadas) y limitar los desplazamientos laterales.Posterior al sismo de Northridge, se desarrollaron detalles soldados mas adecuados y se comenz� a privilegiar el uso de marcos contraventeados, los que sufren deformaciones m�s peque�as que los marcos r�gidos equivalentes. En edificios de mediana altura y altos, se recomienda el uso de contraventeos verticales para obtener estructuras m�s econ�micas (menos pesadas) y limitar los desplazamientos laterales.

11. 2. Sistemas estructurales En la b�squeda de un mejor aprovechamiento de los materiales y de una mayor resistencia a las altas temperaturas, se desarrollaron columnas compuestas donde el perfil de acero estaba embebido en hormig�n, o bien el hormig�n rellenaba un perfil tubular. Las conexiones en este tipo de estructuraci�n representan la mayor complicaci�n a la hora de obtener comportamiento d�ctil del sistema estructural.En la b�squeda de un mejor aprovechamiento de los materiales y de una mayor resistencia a las altas temperaturas, se desarrollaron columnas compuestas donde el perfil de acero estaba embebido en hormig�n, o bien el hormig�n rellenaba un perfil tubular. Las conexiones en este tipo de estructuraci�n representan la mayor complicaci�n a la hora de obtener comportamiento d�ctil del sistema estructural.

12. 2. Sistemas estructurales As� como se busc� el uso de materiales compuestos, tambi�n se ha explorado la utilizaci�n de sistemas mixtos. En este ejemplo, el muro provee la mayor parte de la rigidez lateral del sistema en los primeros pisos, mientras que el marco r�gido hace lo suyo en los pisos superiores. De esta forma se obtiene estructuras con miembros mas livianos en los pisos inferiores. Adem�s, se aumenta la seguridad estructural ya que si falla el marco r�gido, todav�a esta el muro y viceversa.As� como se busc� el uso de materiales compuestos, tambi�n se ha explorado la utilizaci�n de sistemas mixtos. En este ejemplo, el muro provee la mayor parte de la rigidez lateral del sistema en los primeros pisos, mientras que el marco r�gido hace lo suyo en los pisos superiores. De esta forma se obtiene estructuras con miembros mas livianos en los pisos inferiores. Adem�s, se aumenta la seguridad estructural ya que si falla el marco r�gido, todav�a esta el muro y viceversa.

13. 2. Sistemas estructurales Otro tipo de sistema mixto es el que combina marcos contraventeados con muros de alba�iler�a.Otro tipo de sistema mixto es el que combina marcos contraventeados con muros de alba�iler�a.

14. 2. Sistemas estructurales Nuevos sistemas estructurales aparecieron tambi�n despu�s de Northridge. Entre ellos, los marcos con contraventeos exc�ntricos, donde el segmento corto de viga que queda entre el extremo del contraventeo y la columna o entre los dos contraventeos hace las veces de fusible, limitando el da�o de los otros miembros estructurales. Adem�s, el mecanismo de falla de este segmento es muy d�ctil, con lo que el desempe�o de la estructura mejora.Nuevos sistemas estructurales aparecieron tambi�n despu�s de Northridge. Entre ellos, los marcos con contraventeos exc�ntricos, donde el segmento corto de viga que queda entre el extremo del contraventeo y la columna o entre los dos contraventeos hace las veces de fusible, limitando el da�o de los otros miembros estructurales. Adem�s, el mecanismo de falla de este segmento es muy d�ctil, con lo que el desempe�o de la estructura mejora.

15. 2. Sistemas estructurales En las �ltimas d�cadas se ha producido un nuevo cambio de enfoque del dise�o. Este nuevo enfoque apunta a dise�ar estructuras que restrinjan el da�o a elementos de reemplazo simple y que cuenten con dispositivos que disminuyan la respuesta estructural ante solicitaciones s�smicas o de viento. Es as� como han surgido dispositivos activos y pasivos de aislaci�n s�smica, de disipaci�n adicional de energ�a y de modificaci�n de la respuesta en general.En las �ltimas d�cadas se ha producido un nuevo cambio de enfoque del dise�o. Este nuevo enfoque apunta a dise�ar estructuras que restrinjan el da�o a elementos de reemplazo simple y que cuenten con dispositivos que disminuyan la respuesta estructural ante solicitaciones s�smicas o de viento. Es as� como han surgido dispositivos activos y pasivos de aislaci�n s�smica, de disipaci�n adicional de energ�a y de modificaci�n de la respuesta en general.

16. 2. Sistemas estructurales En esta l�mina se entrega recomendaciones, considerando criterios universalmente aceptados, de los materiales m�s adecuados para construir de acuerdo a la altura del edificio. Se puede observar que el acero es una opci�n para cualquier altura.En esta l�mina se entrega recomendaciones, considerando criterios universalmente aceptados, de los materiales m�s adecuados para construir de acuerdo a la altura del edificio. Se puede observar que el acero es una opci�n para cualquier altura.

17. 3. Dise�o con perfiles de acero Acceso a una gran variedad de perfiles laminados o soldados en el medio Alta capacidad de material para soportar cargas Ductilidad intr�nseca del acero Rapidez constructiva La estructuraci�n en acero provee varias ventajas, entre las cuales se puede destacar: Variedad de secciones estructurales: permite una mayor libertad en la selecci�n de miembros. Alta resistencia: permite utilizar elementos m�s livianos Ductilidad: provee una mayor capacidad de deformaci�n inel�stica Rapidez constructiva: debido a la variedad de secciones y la forma de conectar miembros estructurales, la construcci�n en acero es mayormente ensamblaje, por lo que avanza mucho m�s r�pido que la construcci�n en otros materiales.La estructuraci�n en acero provee varias ventajas, entre las cuales se puede destacar: Variedad de secciones estructurales: permite una mayor libertad en la selecci�n de miembros. Alta resistencia: permite utilizar elementos m�s livianos Ductilidad: provee una mayor capacidad de deformaci�n inel�stica Rapidez constructiva: debido a la variedad de secciones y la forma de conectar miembros estructurales, la construcci�n en acero es mayormente ensamblaje, por lo que avanza mucho m�s r�pido que la construcci�n en otros materiales.

18. 3. Dise�o con perfiles de acero Grandes espacios libres entre columnas Estructuras m�s ligeras comparadas con las estructuras de concreto. Facilidad en la remodelaci�n o ampliaci�n La alta resistencia del acero permite tener espacios libres mayores entre columnas. Esta misma alta resistencia permite obtener estructuras m�s livianas que una similar de concreto. El tipo de conectividad entre miembros de acero permite ampliar o remodelar con mayor facilidad que estructuras de concreto.La alta resistencia del acero permite tener espacios libres mayores entre columnas. Esta misma alta resistencia permite obtener estructuras m�s livianas que una similar de concreto. El tipo de conectividad entre miembros de acero permite ampliar o remodelar con mayor facilidad que estructuras de concreto.

19. 3. Dise�o con perfiles de acero Utilizar distancia entre elementos verticales est�ndar de acuerdo a la pr�ctica del pa�s. Aprovechar los espacios arquitect�nicos para los sistemas resistentes a fuerzas laterales Muros resistentes a los esfuerzos cortantes. Elementos en X � ?. P�rticos r�gidos que ofrecen espacios abiertos. Evitar el uso de secciones que no son de fabricaci�n com�n. Estas son algunas recomendaciones para maximizar las ventajas de estructurar en acero: Usar distancia entre columnas est�ndar: normalmente 9 metros es un valor �ptimo, sin embargo, debe adaptarse a la realidad de los diferentes pa�ses y proyectos. Ubicar muros de cortante y arriostramientos en lugares donde no interfieran con la arquitectura. Como alternativa, los marcos r�gidos ofrecen amplios espacios abiertos sin interferencia. Salvo que el tama�o del proyecto lo justifique, es mejor utilizar secciones disponibles en el mercado y evitar la fabricaci�n de secciones especiales.Estas son algunas recomendaciones para maximizar las ventajas de estructurar en acero: Usar distancia entre columnas est�ndar: normalmente 9 metros es un valor �ptimo, sin embargo, debe adaptarse a la realidad de los diferentes pa�ses y proyectos. Ubicar muros de cortante y arriostramientos en lugares donde no interfieran con la arquitectura. Como alternativa, los marcos r�gidos ofrecen amplios espacios abiertos sin interferencia. Salvo que el tama�o del proyecto lo justifique, es mejor utilizar secciones disponibles en el mercado y evitar la fabricaci�n de secciones especiales.

20. 3. Dise�o con perfiles de acero Dise�ar los elementos horizontales para acci�n compuesta haciendo uso del concreto para soportar las cargas sobrepuestas. Repetir, repetir, repetir haciendo uso de elementos id�nticos Beneficios Reduce el costo de fabricaci�n Reduce el n�mero de errores inherentes por mano de obra Cuando sea posible, aprovechar la secci�n compuesta formada por la viga de acero y la losa colaborante para resistir las sobrecargas de uso. Tratar de lograr un dise�o modular con repetici�n de tama�os de elementos. El costo del material adicional se recupera con creces con el menor costo de construcci�n y la minimizaci�n de la ocurrencia de errores en el montaje.Cuando sea posible, aprovechar la secci�n compuesta formada por la viga de acero y la losa colaborante para resistir las sobrecargas de uso. Tratar de lograr un dise�o modular con repetici�n de tama�os de elementos. El costo del material adicional se recupera con creces con el menor costo de construcci�n y la minimizaci�n de la ocurrencia de errores en el montaje.

21. 3. Dise�o con perfiles de acero Disminuir la complejidad del control de construcci�n: Reducir la soldadura en obra Aumentar el uso de conexiones atornilladas. No hay necesidad de andamios ni cimbras Simplificar los detalles de conexiones evitando al m�ximo las soldaduras en obra, las que generalmente no son de la calidad de las ejecutadas en maestranza. Esto adem�s simplifica el proceso de montaje e la estructura y disminuye la cantidad de andamiaje requerido.Simplificar los detalles de conexiones evitando al m�ximo las soldaduras en obra, las que generalmente no son de la calidad de las ejecutadas en maestranza. Esto adem�s simplifica el proceso de montaje e la estructura y disminuye la cantidad de andamiaje requerido.

22. 4. Estructuraci�n Lograr un nivel de seguridad adecuado contra fallas estructurales causadas por sismos fuertes y Lograr un comportamiento estructural aceptable en condiciones normales de operaci�n durante su vida �til. Con toda la informaci�n que se ha entregado hasta este punto, es posible ahora entrar en los detalles de la estructuraci�n de edificios en acero. La estructuraci�n tiene dos objetivos principales: Lograr un nivel de confiabilidad estructural contra la falla de la estructura adecuado para proteger la vida de los ocupantes del edificio, en el caso de sismos severos. Lograr un comportamiento estructural que no interfiera con las condiciones de servicio del edificio para sismos frecuentes y condiciones normales de operaci�n.Con toda la informaci�n que se ha entregado hasta este punto, es posible ahora entrar en los detalles de la estructuraci�n de edificios en acero. La estructuraci�n tiene dos objetivos principales: Lograr un nivel de confiabilidad estructural contra la falla de la estructura adecuado para proteger la vida de los ocupantes del edificio, en el caso de sismos severos. Lograr un comportamiento estructural que no interfiera con las condiciones de servicio del edificio para sismos frecuentes y condiciones normales de operaci�n.

23. 4. Estructuraci�n Evitar p�rdidas de vidas humanas y lesiones a seres humanos durante la ocurrencia de un sismo fuerte. Impedir, durante un sismo fuerte, da�os severos en la estructura y en los elementos no estructurales (muros divisorios, pretiles, escaleras, plafones, etc.) Lograr que despu�s de un sismo fuerte, sigan funcionando las edificaciones estrat�gicas (hospitales, estaciones de bomberos, refugios, albergues, oficinas de gobierno, etc.) para atender el evento. Asociado con estos dos objetivos principales, la responsabilidad principal del dise�ador es: Evitar poner en riesgo a los ocupantes del edificio durante un sismo severo. Esto significa: Evitar da�os severos a elementos estructurales y no estructurales cuya falla pudiera afectar a las personas en el edificio. Dise�ar las instalaciones vitales para que inmediatamente despu�s de un sismo severo est�n en pleno funcionamiento para poder atender la emergencia.Asociado con estos dos objetivos principales, la responsabilidad principal del dise�ador es: Evitar poner en riesgo a los ocupantes del edificio durante un sismo severo. Esto significa: Evitar da�os severos a elementos estructurales y no estructurales cuya falla pudiera afectar a las personas en el edificio. Dise�ar las instalaciones vitales para que inmediatamente despu�s de un sismo severo est�n en pleno funcionamiento para poder atender la emergencia.

24. 4.1. Columnas A continuaci�n, entramos m�s en el detalle de estructuraci�n para cada miembro estructural. Empezaremos con la columnas. La separaci�n m�s conveniente entre columnas de edificios ordinarios var�a de 9 a 12 m. En este rango el acero resulta la soluci�n �ptima. Dentro de lo posible, se debe tratar de tomar ventaja de esto durante la estructuraci�n.A continuaci�n, entramos m�s en el detalle de estructuraci�n para cada miembro estructural. Empezaremos con la columnas. La separaci�n m�s conveniente entre columnas de edificios ordinarios var�a de 9 a 12 m. En este rango el acero resulta la soluci�n �ptima. Dentro de lo posible, se debe tratar de tomar ventaja de esto durante la estructuraci�n.

25. 4.1. Columnas Usar perfiles laminados tipo W o perfiles soldados preferentemente robustos (similar altura y ancho de ala, espesores de alma y ala comparables). Para elementos principalmente en compresi�n, evaluar uso de secciones compuestas. Es recomendable utilizar perfiles comerciales que est�n disponibles en el medio. Se privilegia el uso de perfiles W o I robustos debido a su buen desempe�o en flexo-compresi�n, que es el estado de carga m�s frecuente en columnas, as� como por su facilidad de fabricaci�n. Si la columna est� principalmente comprimida y tiene una longitud importante, la soluci�n con perfiles W o I puede resultar en miembros muy grandes y pesados donde el �rea no se aprovecha en forma eficiente. En estas condiciones, puede ser m�s econ�mico utilizar secciones compuestas formadas por perfiles unidos por placas o �ngulos intermitentes. Se debe evaluar, eso s�, el costo de fabricaci�n de estos elementos versus el costo del acero extra requerido por el perfil W.Es recomendable utilizar perfiles comerciales que est�n disponibles en el medio. Se privilegia el uso de perfiles W o I robustos debido a su buen desempe�o en flexo-compresi�n, que es el estado de carga m�s frecuente en columnas, as� como por su facilidad de fabricaci�n. Si la columna est� principalmente comprimida y tiene una longitud importante, la soluci�n con perfiles W o I puede resultar en miembros muy grandes y pesados donde el �rea no se aprovecha en forma eficiente. En estas condiciones, puede ser m�s econ�mico utilizar secciones compuestas formadas por perfiles unidos por placas o �ngulos intermitentes. Se debe evaluar, eso s�, el costo de fabricaci�n de estos elementos versus el costo del acero extra requerido por el perfil W.

26. 4.2. Vigas o trabes Usar perfiles laminados tipo W o perfiles soldados, con mayor �rea en las alas. Evitar siempre que sea posible empalmes entre vigas principales. Usar el mismo tipo de acero que en las columnas. Revisar deflexiones y vibraciones. Las vigas son los elementos horizontales de los sistemas de resistencia ante fuerzas laterales. Con respecto a las vigas, tambi�n se recomienda utilizar perfiles comerciales que est�n disponibles en el medio. En este caso, los perfiles utilizados deben maximizar la inercia y el momento pl�stico, lo que se logra concentrando el �rea de la secci�n en las alas. La mayor�a de las vigas son fabricadas en largos suficientes para cubrir distancias normales entre columnas. Se recomienda evitar empalmes debido al mayor costo de fabricaci�n que representan y la introducci�n de mecanismos de falla adicionales asociados a dicha conexi�n. La recomendaci�n de utilizar la misma calidad de acero en vigas y columnas intenta evitar posibles errores de construcci�n donde una secci�n de viga se utiliza como columna, propiciando la falla prematura de esta columna y la formaci�n de un piso d�bil. En marcos r�gidos es com�n que la viga quede dimensionada por requisitos de deformaci�n m�s que resistencia. Si el dise�o considera solo resistencia, es posible que la viga resultante sea muy esbelta, con los consiguientes problemas de deflexi�n excesiva y vibraciones.Las vigas son los elementos horizontales de los sistemas de resistencia ante fuerzas laterales. Con respecto a las vigas, tambi�n se recomienda utilizar perfiles comerciales que est�n disponibles en el medio. En este caso, los perfiles utilizados deben maximizar la inercia y el momento pl�stico, lo que se logra concentrando el �rea de la secci�n en las alas. La mayor�a de las vigas son fabricadas en largos suficientes para cubrir distancias normales entre columnas. Se recomienda evitar empalmes debido al mayor costo de fabricaci�n que representan y la introducci�n de mecanismos de falla adicionales asociados a dicha conexi�n. La recomendaci�n de utilizar la misma calidad de acero en vigas y columnas intenta evitar posibles errores de construcci�n donde una secci�n de viga se utiliza como columna, propiciando la falla prematura de esta columna y la formaci�n de un piso d�bil. En marcos r�gidos es com�n que la viga quede dimensionada por requisitos de deformaci�n m�s que resistencia. Si el dise�o considera solo resistencia, es posible que la viga resultante sea muy esbelta, con los consiguientes problemas de deflexi�n excesiva y vibraciones.

27. 4.2. Vigas o trabes Proporcionar menor resistencia que la columna a la que se une (columna fuerte-viga d�bil). Las normas s�smicas modernas privilegian una estructuraci�n que asegure un mecanismo de falla �viga d�bil-columna fuerte�, es decir, que en la intersecci�n de vigas y columnas se produzcan las articulaciones pl�sticas en los extremos de las vigas y no en las columnas. Este es un mecanismo global de falla que tiene una capacidad mucho mayor que el mecanismo local de falla de piso d�bil que resulta de aplicar un criterio de �viga fuerte-columna d�bil�.Las normas s�smicas modernas privilegian una estructuraci�n que asegure un mecanismo de falla �viga d�bil-columna fuerte�, es decir, que en la intersecci�n de vigas y columnas se produzcan las articulaciones pl�sticas en los extremos de las vigas y no en las columnas. Este es un mecanismo global de falla que tiene una capacidad mucho mayor que el mecanismo local de falla de piso d�bil que resulta de aplicar un criterio de �viga fuerte-columna d�bil�.

28. 4.2. Vigas o trabes En t�rminos del detallamiento de vigas, se recomienda privilegiar el dise�o basado en la flexi�n y reforzar los lugares donde hay acciones concentradas, como los puntos de apoyo y de aplicaci�n de carga, usando atiesadores del alma.En t�rminos del detallamiento de vigas, se recomienda privilegiar el dise�o basado en la flexi�n y reforzar los lugares donde hay acciones concentradas, como los puntos de apoyo y de aplicaci�n de carga, usando atiesadores del alma.

29. 4.2. Vigas o trabes Cuando estos atiesadores son requeridos, se recomienda ponerlos en ambos lados del alma de la viga para evitar distribuciones de esfuerzos asim�tricas que pueden causar una falla local prematura.Cuando estos atiesadores son requeridos, se recomienda ponerlos en ambos lados del alma de la viga para evitar distribuciones de esfuerzos asim�tricas que pueden causar una falla local prematura.

30. 4.3. Vigas secundarias En sistemas de piso compuestos, las vigas secundarias distribuyen la carga de las losas a las vigas principales. Adem�s, proporcionan soporte lateral a las vigas principales, evitando con ello el pandeo lateral de �stas.En sistemas de piso compuestos, las vigas secundarias distribuyen la carga de las losas a las vigas principales. Adem�s, proporcionan soporte lateral a las vigas principales, evitando con ello el pandeo lateral de �stas.

31. 4.3. Vigas secundarias Usar perfiles laminados tipo W o perfiles soldados, secciones armadas en canal, vigas armadas a base de �ngulos de lados iguales. Utilizar dise�o compuesto. El pat�n superior siempre est� sometido a compresi�n. Revisar deflexiones y vibraciones. Cuidar los empalmes entre vigas. Las secciones utilizadas com�nmente como vigas secundarias son perfiles laminados tipo W o soldados tipo I, secciones canal (usadas como largueros), secciones I armadas a partir de dos canales y vigas armadas. Las vigas secundarias act�an como vigas simplemente apoyadas, por lo tanto es recomendable aprovechar la capacidad adicional provista por la losa encima del ala superior que est� siempre comprimida, lo que permite usar secciones m�s peque�as. Sin embargo, se debe considerar los requisitos de deflexi�n y vibraci�n m�xima, los que limitan el tama�o m�s peque�o de viga que se puede utilizar. Las vigas secundarias son elementos que no tienen ning�n grado de redundancia, por lo tanto es importante dise�ar cuidadosamente las conexiones entre estos elementos y las vigas primarias, y, si es que existen, los empalmes entre vigas secundarias.Las secciones utilizadas com�nmente como vigas secundarias son perfiles laminados tipo W o soldados tipo I, secciones canal (usadas como largueros), secciones I armadas a partir de dos canales y vigas armadas. Las vigas secundarias act�an como vigas simplemente apoyadas, por lo tanto es recomendable aprovechar la capacidad adicional provista por la losa encima del ala superior que est� siempre comprimida, lo que permite usar secciones m�s peque�as. Sin embargo, se debe considerar los requisitos de deflexi�n y vibraci�n m�xima, los que limitan el tama�o m�s peque�o de viga que se puede utilizar. Las vigas secundarias son elementos que no tienen ning�n grado de redundancia, por lo tanto es importante dise�ar cuidadosamente las conexiones entre estos elementos y las vigas primarias, y, si es que existen, los empalmes entre vigas secundarias.

32. 4.3. Vigas secundarias Dependiendo de los requisitos constructivos, en ocasiones se utilizan vigas de alma perforada. Estos elementos permiten el paso de los ductos a trav�s del alma y son muy �tiles cuando existen limitaciones de altura. Es recomendable revisar si es necesario reforzar las aberturas debido a las condiciones de carga.Dependiendo de los requisitos constructivos, en ocasiones se utilizan vigas de alma perforada. Estos elementos permiten el paso de los ductos a trav�s del alma y son muy �tiles cuando existen limitaciones de altura. Es recomendable revisar si es necesario reforzar las aberturas debido a las condiciones de carga.

33. 4.3. Vigas secundarias Otro tipo de elementos que se utilizan como vigas secundarias son las vigas tipo joist o de alma enrejada. Su inconveniente es su baja capacidad de carga, lo que obliga a colocar un gran n�mero de joist con separaciones reducidas. Cuando se emplean perfiles tipo W, las separaciones convenientes var�an de 2.2 a 4 m y sus claros son similares a los de las vigas principales.Otro tipo de elementos que se utilizan como vigas secundarias son las vigas tipo joist o de alma enrejada. Su inconveniente es su baja capacidad de carga, lo que obliga a colocar un gran n�mero de joist con separaciones reducidas. Cuando se emplean perfiles tipo W, las separaciones convenientes var�an de 2.2 a 4 m y sus claros son similares a los de las vigas principales.

34. 4.3. Vigas secundarias En sistemas de piso de edificios convencionales, es recomendable repetir perfiles para reducir errores y costo de fabricaci�n. En este tipo de edificios, la carga de dise�o en niveles intermedios es la misma por lo que la repetici�n de perfiles de un piso a otro es un resultado natural.En sistemas de piso de edificios convencionales, es recomendable repetir perfiles para reducir errores y costo de fabricaci�n. En este tipo de edificios, la carga de dise�o en niveles intermedios es la misma por lo que la repetici�n de perfiles de un piso a otro es un resultado natural.

35. 4.4. Sistemas de piso La figura muestra los componentes principales de un sistema de piso. Los sistemas de piso consisten en l�minas de acero acanaladas calibre 22 o 24, malla electrosoldada, pernos conectores de cortante y capa de concreto. Se puede ver tambi�n la viga que soporta la losa y los conectores de cortante que se requieren para hacer actuar la viga y la losa como una sola secci�n compuesta. Donde sea posible, se recomienda usar dise�o compuesto. Conviene colocar conectores de cortante, aunque las vigas no se dise�en como secciones compuestas. Sin embargo, no se deben colocar en regiones de alta demanda de deformaci�n inel�stica, como los extremos de las vigas principales, donde pueden ser generadores de fracturas prematuras de los miembros estructurales. Se reitera la necesidad de revisar las deflexiones y vibraci�n del sistema de piso.La figura muestra los componentes principales de un sistema de piso. Los sistemas de piso consisten en l�minas de acero acanaladas calibre 22 o 24, malla electrosoldada, pernos conectores de cortante y capa de concreto. Se puede ver tambi�n la viga que soporta la losa y los conectores de cortante que se requieren para hacer actuar la viga y la losa como una sola secci�n compuesta. Donde sea posible, se recomienda usar dise�o compuesto. Conviene colocar conectores de cortante, aunque las vigas no se dise�en como secciones compuestas. Sin embargo, no se deben colocar en regiones de alta demanda de deformaci�n inel�stica, como los extremos de las vigas principales, donde pueden ser generadores de fracturas prematuras de los miembros estructurales. Se reitera la necesidad de revisar las deflexiones y vibraci�n del sistema de piso.

36. 4.5. Conexiones Uno de los aspectos m�s importantes en el dise�o de un edificio de acero es el criterio adoptado en la soluci�n de las uniones entre los diversos miembros estructurales. Tipos: Simple R�gida Semi-r�gida Las conexiones son muy importantes en estructuras de acero. Normalmente, la falla de una conexi�n significa el colapso de un elemento estructural lo que puede llevar incluso al colapso de parte o toda la estructura. Por lo tanto, el detallamiento y la concepci�n de las conexiones merece una atenci�n especial. Podemos clasificar las conexiones en tres tipos: Simples: transmiten solo cortante R�gidas: Transmiten cortante y momento. La capacidad es mayor que el mayor momento que se desarrolle en la conexi�n y la rigidez es muy alta, de modo que la rotaci�n del extremo de la viga es similar a la del nudo. Semi-r�gidas: similares a las r�gidas, pero con una capacidad menor, de forma que las deformaciones inel�sticas se concentren en la conexi�n. Deben poseer una ductilidad significativa.Las conexiones son muy importantes en estructuras de acero. Normalmente, la falla de una conexi�n significa el colapso de un elemento estructural lo que puede llevar incluso al colapso de parte o toda la estructura. Por lo tanto, el detallamiento y la concepci�n de las conexiones merece una atenci�n especial. Podemos clasificar las conexiones en tres tipos: Simples: transmiten solo cortante R�gidas: Transmiten cortante y momento. La capacidad es mayor que el mayor momento que se desarrolle en la conexi�n y la rigidez es muy alta, de modo que la rotaci�n del extremo de la viga es similar a la del nudo. Semi-r�gidas: similares a las r�gidas, pero con una capacidad menor, de forma que las deformaciones inel�sticas se concentren en la conexi�n. Deben poseer una ductilidad significativa.

37. 4.5. Conexiones EVITAR LA FALLA DE LA CONEXION. Dise�ar considerando modos de falla y eligiendo cual ser� el modo de falla dominante. Usar detalles de conexi�n sencillos. Evitar soldadura en obra. Existen algunas recomendaciones generales que se pueden seguir al dise�ar conexiones: La recomendaci�n principal en el caso de las conexiones es evitar a toda costa la falla de la conexi�n. En el caso de conexiones r�gidas y simples, se debe proveer suficiente capacidad para que la falla se produzca en el miembro estructural y no en la conexi�n. En el caso de las conexiones semi-r�gidas, se debe proveer suficiente capacidad de deformaci�n a la conexi�n para prevenir la falla. Incluso si la conexi�n est� dise�ada para tener mayor capacidad que la requerida, es importante identificar todos los posibles modos de falla y propiciar aquellos modos que tienen m�s ductilidad. De este modo, si se produce una sobredemanda la conexi�n no fallar�. En lo posible, se recomienda utilizar detalles de conexi�n sencillos desde el punto de vista de la construcci�n y del camino que sigan los esfuerzos a trav�s de �sta. As� se minimizan los problemas asociados a la materializaci�n de una conexi�n muy complicada en terreno. Se recomienda aumentar el empleo de soldadura en taller y reducirla en obra. Las conexiones atornilladas presentan mejores ventajas cuando se emplean en obra.Existen algunas recomendaciones generales que se pueden seguir al dise�ar conexiones: La recomendaci�n principal en el caso de las conexiones es evitar a toda costa la falla de la conexi�n. En el caso de conexiones r�gidas y simples, se debe proveer suficiente capacidad para que la falla se produzca en el miembro estructural y no en la conexi�n. En el caso de las conexiones semi-r�gidas, se debe proveer suficiente capacidad de deformaci�n a la conexi�n para prevenir la falla. Incluso si la conexi�n est� dise�ada para tener mayor capacidad que la requerida, es importante identificar todos los posibles modos de falla y propiciar aquellos modos que tienen m�s ductilidad. De este modo, si se produce una sobredemanda la conexi�n no fallar�. En lo posible, se recomienda utilizar detalles de conexi�n sencillos desde el punto de vista de la construcci�n y del camino que sigan los esfuerzos a trav�s de �sta. As� se minimizan los problemas asociados a la materializaci�n de una conexi�n muy complicada en terreno. Se recomienda aumentar el empleo de soldadura en taller y reducirla en obra. Las conexiones atornilladas presentan mejores ventajas cuando se emplean en obra.

38. 4.5. Conexiones La figura muestra esquem�ticamente distintos tipos de conexiones utilizadas para unir vigas y arriostramientos a columnas W. La forma abierta de las secciones tipo W, utilizadas como columnas, facilita las conexiones con las vigas, ya que se tiene acceso para depositar la soldadura, e instalar los pernos y los elementos de uni�n por varios lados.La figura muestra esquem�ticamente distintos tipos de conexiones utilizadas para unir vigas y arriostramientos a columnas W. La forma abierta de las secciones tipo W, utilizadas como columnas, facilita las conexiones con las vigas, ya que se tiene acceso para depositar la soldadura, e instalar los pernos y los elementos de uni�n por varios lados.