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Proyecto básico: Efecto diafragma en cubiertas
SS053a-ES-EU
Proyecto básico: Efecto diafragma en cubiertas
Este documento proporciona información sobre cuestiones importantes para tener en
cuenta cuando se utiliza el efecto diafragma en cubiertas. También se indican los pasos
principales a seguir durante para el diseño de una cubierta con efecto diafragma.
Índice
1.
Generalidades
2
2.
El uso de la acción del diafragma
2
3.
Diseño para aprobar la acción del diafragma
3
4.
Bibliografía
4
Página 1
Proyecto básico: Efecto diafragma en cubiertas
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1.
Generalidades
En muchos edificios se utilizan cubiertas metálicas. En gran cantidad de países países, el
diseño considerando el efecto diafragma de la cubierta es una práctica aceptada que permite
construir cubiertas sin arriostramiento. Sin embargo, por presiones de las aseguradoras,
algunos países no permiten el uso del efecto diafragma. Cuando no se desea incluir
arriostramiento en cubiertas planas por razones arquitectónicas y económicas, el diseño
considerando el efecto diafragma es una forma atractiva de evitarlo. Es posible obtener
ahorros importantes en el material y la mano de obra.
El diseño para el efecto diafragma requiere tener en cuenta el sistema estructural completo de
un edificio. Por lo tanto, es necesario que la responsabilidad sobre la estabilidad de la
estructura sea clara. Los proyectistas deben tener conocimientos suficientes sobre el diseño
completo de las chapas de cubiertas metálicas, y los constructores deben conocer bien el
comportamiento estructural de los diafragmas y las consecuencias de los defectos en la
construcción.
Figura 1.1
2.
Edificio industrial donde se utiliza diafragma de cubierta.
El uso del efecto diafragma
Los diafragmas de cubierta y fachada compuestos por chapas corrugadas tienen una
importante capacidad de apoyo de carga en su plano. El edificio así tiene una mayor rigidez,
que se puede utilizar como sistema de estabilización. El efecto diafragma se puede utilizar
para transferir cargas de viento y otras cargas horizontales (tales como grúas elevadas en
movimiento) hasta los extremos del hastial y los laterales, y también para transferir las cargas
desde el diafragma de la cubierta hasta la cimentación. Las correas, las vigas y los pilares de
tamaño moderado situados junto a la fachada pueden estar arriostrados lateralmente a través
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de una acción de diafragma. El cerramiento también se puede utilizar para resistir una parte de
las cargas verticales de nieve y cargas muertas en caso de cubiertas inclinadas, así como para
distribuir las cargas laterales de grúas elevadas en movimiento sobre varias estructuras.
Cuando se utiliza la acción del diafragma es importante tener en cuenta lo siguiente:
‰ Si la longitud del edificio es mayor que cinco veces su anchura, es posible que las flechas
sean tan grandes que la chapa no pueda mantener el contacto con la parte superior de los
pilares.
‰ El efecto diafragma no se puede utilizar para chapas sujetas a esfuerzos inducidos
debidos a la diferencia de temperatura entre la estructura y la chapa.
‰ Es posible utilizar pequeños orificios inferiores al 15% del área de la chapa sin ningún
cálculo adicional, si los orificios se sitúan dentro de una zona de borde con una anchura
de un cuarto de la longitud más pequeña.
‰ Es posible aceptar orificios mayores si se realizan cálculos adicionales (véase [1, 2, 3]).
‰ No se debe impedir una extensión futura del edificio o un cambio de uso mediante el
empleo de un diseño de diafragma.
‰ Es posible que se deba utilizar un arriostramiento temporal durante el montaje.
En muros externos, la acción del diafragma en la chapa se puede utilizar como sistema de
arriostramiento, como alternativa al arriostramiento para viento cruzado. Este sistema se
utiliza muy poco en la práctica, ya que el proyectista no puede estar seguro de si la chapa se
seguirá utilizando en el futuro como arriostramiento. Las puertas y aberturas de ventanas de
gran tamaño en la chapa también puede ser una razón por la que se evite la acción del
diafragma como sistema de arriostramiento en las paredes. Además, ya que el arriostramiento
temporal es necesario durante el montaje, el arriostramiento se puede mantener como un
arriostramiento permanente, y la acción del diafragma no es necesaria.
3.
Diseño para aprobar el efecto diafragma
El diseño para considerar el efecto diafragma sigue normalmente los pasos descritos a
continuación: una descripción más detallada se puede encontrar en [1, 2, 3, 4]. Muchos
fabricantes diseñan el diafragma de forma gratuita con el objetivo de vender sus productos.
‰ Determinar las cargas y las combinaciones de carga relevantes.
‰ Determinar el tipo de diafragma
‰ Calcular las fuerzas y momentos a cortante
‰ Determinar la resistencia de la chapa (según los datos del fabricante)
‰ Determinar la resistencia de las sujeciones (según los datos del fabricante)
‰ Diseñar la chapa para la acción transversal
‰ Determinar las acciones del diafragma a causa del viento
‰ Diseño de la chapa
‰ Diseño de las conexiones
‰ Considerar los efectos de la temperatura (si el edificio no está aislado)
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‰ Diseñar los soportes de apoyo de las correas (si se incluyen correas)
‰ Comprobar las flechas
4.
Bibliografía
1
Höglund, T., Stabilisation by stressed skin diaphragm action, SBI Publication 174,
Västervik, 2002.
2
European recommendations for the application of metal sheeting acting as a diaphragm,
ECCS Publication Nº 88, 1995.
3
Bryan, E. R., and Davies, J. M., Steel diaphragm roof decks, Granada, 1981
4
Davies, J. M., and Bryan, E. R., Manual of stressed skin diaphragm design, Granada,
1982
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Registro de Calidad
TÍTULO DEL RECURSO
Proyecto básico: Efecto diafragma en cubiertas
Referencias(s)
DOCUMENTO ORIGINAL
Nombre
Compañía
Fecha
Creado por
Emma Unosson
SBI
Contenido técnico revisado por
Anders Olsson
SBI
1. Reino Unido
G W Owens
SCI
23/05/06
2. Francia
A Bureau
CTICM
23/05/06
3. Suecia
B Upfeldt
SBI
23/05/06
4. Alemania
C Müller
RWTH
23/05/06
5. España
J Chica
Labein
23/05/06
G W Owens
SCI
25/04/07
J Chica, Labein
27/02/07
Contenido editorial revisado por
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