Análisis de los elementos estructurales utilizados en el diseño de una edificación de dos pisos con un sistema estructural liviano (Steel Framing)
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Date
2022-09
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
The development of civil construction leads to industrialized and modern construction
systems. One of these is Steel Framing (SF), cold-formed galvanized steel profiles
enclosed by cement board, wood or gypsum board panels. In the Ecuadorian
environment there is concern about the safety of its structural components.
The seismic demand to which the country is subjected requires the construction sector
to innovate construction systems, especially for the residential building sector, in order
to carry out construction processes with less environmental impact and better seismic
resistant behavior that guarantees the safety of the occupants.
The materials used in the SF construction system lack reliability in the local market,
since they are in a discrete commercialization state due to their low demand and limited
consumer scope, which is mainly composed of professionals dedicated to real estate
projects.
In this study, the structural design of a 2-story residential building was carried out,
verifying the mechanical properties of SF by testing its main structural elements. The
samples were extracted from profiles available in the market and were analyzed
through mechanical tests in several laboratories in the country. During the tests, tensilexvi
behavior, metallography, hardness, chemical composition, electron microscopy and
coating thickness measurements were evaluated.
The results showed that the structural elements that make up the SF system meet the
mechanical requirements requested by the structural design standards and its
application is feasible in the proposed building, taking into account the good quality
of the material used in the manufacture of the profiles used in this construction system.
In addition to the results obtained numerically, it is important to emphasize the
advantages of the SF, in terms of weight of its elements (light structures), speed of
execution and good environmental practices in the construction process.
Description
El desarrollo de la construcción civil lleva a sistemas de construcción industrializados
y modernos. Uno de estos es el Steel Framing (SF), perfiles de acero conformados en
frío galvanizado con cerramiento de paneles de tableros de cemento, madera o placas
de yeso. En el entorno ecuatoriano existe preocupación acerca de la seguridad de sus
componentes estructurales.
La demanda sísmica a la que está sometido el país, exige al segmento de la
construcción innovar los sistemas constructivos, especialmente para el sector de las
edificaciones residenciales, con el fin de realizar procesos constructivos de menor
impacto ambiental y de mejor comportamiento sismo resistente que garantice la
seguridad de los ocupantes.
Los materiales utilizados en el sistema constructivo SF, carecen de confiabilidad en el
mercado local, al encontrarse en un estado de comercialización discreto debido a su
poca demanda y su limitado alcance de consumidores, que principalmente se compone
de profesionales dedicados a proyectos inmobiliarios.
En este estudio se realizó el diseño estructural de una edificación residencial de 2 pisos,
verificando las propiedades mecánicas del SF, realizando ensayos a sus principales
elementos estructurales. Las muestras fueron extraídas de perfiles que se encuentranxiv
en el mercado y fueron analizadas a través de ensayos mecánicos en diversos
laboratorios del país. Durante las pruebas, se evaluó el comportamiento a la tensión,
metalografía, dureza, composición química, microscopia electrónica y medición de
espesores de recubrimiento.
Los resultados presentaron que los elementos estructurales que componen el sistema
SF, cumplen con los requerimientos mecánicos solicitados por las normas de diseño
de estructuras y su aplicación es factible en la edificación que se propuso, tomando en
cuenta la buena calidad del material que se utiliza en la fabricación de los perfiles
utilizados en este sistema constructivo.
Además de los resultados obtenidos numéricamente, es importante recalcar las
ventajas que presenta el SF, en cuanto a peso de sus elementos (estructuras ligeras),
rapidez en ejecución y buenas prácticas ambientales en el proceso constructivo.
Keywords
ACERO LAMINADO, DISEÑO ESTRUCTURAL, DUREZA DE ACERO, METALOGRAFÍA, PROPIEDADES MECÁNICAS, SISMO RESISTENCIA, SISTEMA CONSTRUCTIVO, STEEL FRAMING, TENSIÓN DEL ACERO, ESPESOR GALVANIZADO