Ejemplo Resuelto: Edificio de Acero Ligero de Dos Plantas

1. Acerca de este artículo

Este artículo explica con capturas de pantalla cómo se modela y se resuelve de principio a fin una pequeña vivienda de dos plantas con el módulo de acero ligero (acero conformado en frío, LSF) de StatiCAD: ajustes del proyecto, muros de paneles, dinteles de puertas y ventanas, forjado de acero ligero (generación de franjas + viguetas de forjado), análisis, lectura de los avisos y mejora del diseño, resultados, informe de cálculo y planos. Los valores introducidos en cada paso son los valores reales del edificio de ejemplo; los resultados numéricos del artículo son los que el programa da en este ejemplo.

Para el trasfondo teórico de los módulos y el detalle de todas las opciones, consulte los siguientes artículos: Diseño de Paneles y Montantes de Acero Ligero, Diseño de Vigas y Columnas de Acero Ligero, Forjado de Acero Ligero: Viguetas de Forjado y Diafragma, Condiciones Normativas, Anclaje y Cimentación, Fundamentos Teóricos y Estudios de Validación.

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Edición: El tipo de edificio de acero ligero, el tipo de muro “Panel de acero ligero”, las pestañas de vigas y forjados de acero ligero y los informes de acero ligero solo aparecen en la edición StatiCAD Ultimate. Las capturas de pantalla se han tomado con StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0.

tip

Archivos de ejemplo: Puede descargar aquí (ZIP) los archivos de proyecto de las dos etapas del artículo: OrnekHafifCelik_ilk.sy4 (diseño inicial, Sección 9) y OrnekHafifCelik.sy4 (diseño mejorado, Secciones 10–13). Abra el archivo con Archivo › Abrir y siga los pasos en su propia pantalla.

2. Edificio de ejemplo

Vivienda aislada de dos plantas con planta de 10,00 × 6,00 m. El sistema estructural es íntegramente de acero ligero: muros de paneles con altura de planta de 2,80 m, viguetas de forjado C200 apoyadas sobre los paneles y dinteles de acero ligero sobre puertas y ventanas. La cimentación queda fuera del alcance de este ejemplo; se supone que la base de los muros está apoyada.

Tabla 1 – Información general

Concepto	Valor
Planta	10,00 × 6,00 m (x = 0…10 m, y = 0…6 m); muro portante interior en x = 5,00 m
Plantas	ZEMİN KAT (planta baja) y 1. KAT (planta primera), cada una de 2,80 m (altura del edificio 5,60 m)
Muros (paneles)	Espesor 15 cm; montante C100x50x15x1,2 (muro exterior), C100x50x15x1,5 (muro interior), separación 600 mm, 2 montantes de borde en el extremo del panel; OSB de 11 mm en ambas caras (vc = 10,2 kN/m); peso específico del muro 300 kg/m³
Huecos	En planta baja 2 puertas (1,00 m de entrada, 0,90 m interior) y 5 ventanas; en planta primera 1 puerta interior y 6 ventanas (ventanas de 1,50 m, antepecho de 90 cm)
Dinteles	Sobre cada hueco, viga de acero ligero CC C200x80x22x4, articulada en ambos extremos
Forjados	En cada planta dos losas de 5,00 × 6,00 m; forjado de acero ligero: viguetas de forjado CC C200x80x16x2 en dirección X, separación ≤ 390 mm (generada 375 mm), revestimiento OSB, dos filas de arriostramiento
Cargas	Espesor de losa 2 cm (equivalente a revestimiento + solera), carga muerta adicional 30 kg/m², sobrecarga 200 kg/m² (planta baja), 150 kg/m² (cubierta); en cubierta carga de nieve Sk = 0,75 kN/m²; viento q = 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m)
Sismo	TBDY 2018, DD-2, SS = 0,50, S1 = 0,14, ZC; I = 1, R = 3, D = 2 (HCBTİE Tabla 1.2, ductilidad limitada); Método de la Fuerza Lateral Equivalente, T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1)
Método de diseño	LRFD (HCBTİE 4.2; φc = 0,85, φb = 0,90)

Figura 1 – Planta baja: muros de paneles (amarillo), viguetas de forjado (azul), franjas (verde), puertas y ventanas (morado)

Figura 2 – Vista tridimensional del edificio de ejemplo

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Orientación de la planta: En la pantalla de planta de StatiCAD el eje y apunta hacia abajo: la fachada en y = 0 aparece en la parte superior de la pantalla y la fachada en y = 600 cm, en la inferior.

3. Inicio del programa y proyecto

Al abrir el programa aparece la pantalla de inicio (dock). Para un proyecto nuevo se utiliza Yeni (Nuevo), a la izquierda; para un ejemplo preparado, Aç (Abrir); el icono Ana Ekran (Pantalla principal) abre la pantalla de trabajo.

Figura 3 – Pantalla de inicio (dock)

A la izquierda de la pantalla principal está la vista de planta (de planta) y a la derecha, la vista 3D. En la barra de herramientas superior, PrjAyar abre los Ajustes generales del proyecto, KatAyar los Ajustes generales de plantas, Analiz la ventana de Análisis estático, Rapor la Selección de informes y Çizim la Selección de planos. Los botones Alt Kat / Üst Kat (planta inferior / superior) cambian la planta activa (abajo a la izquierda, “Active Story”).

Figura 4 – Pantalla de trabajo principal: planta baja y vista 3D

4. Ajustes generales del proyecto

Se abre con PrjAyar en la barra de herramientas superior. A continuación se indican las pestañas necesarias para un edificio de acero ligero.

4.1 Selección de normativa: tipo de edificio y opciones de acero ligero

1. Se selecciona Tipo de edificio: Acero ligero. Esta selección activa el uso de T = 0,2 s en el cálculo sísmico, las comprobaciones del proyecto de acero ligero (HCBTİE Tabla 1.2) y las pestañas de acero ligero.
2. Fuerzas sísmicas: TBDY 2018, Nivel de ductilidad: Limitado (R ≤ 3). Con ductilidad alta puede utilizarse R ≤ 4.
3. Método de diseño de elementos de acero ligero: LRFD. Límite de flecha del montante h/240 (revestimiento de placa de yeso/OSB), pandeo distorsional banda finita para C+ (por defecto).
4. Distribución de carga a los muros en edificios de madera y de acero ligero: Capacidad. La carga sísmica se reparte entre los paneles en proporción a sus capacidades (TBDY 10.2.6.1).
5. Las casillas “Tener en cuenta las excentricidades en la matriz de rigidez del sistema (offset3)” y “Tener en cuenta los valores Offset1 y Offset2 en la matriz de rigidez del sistema” se han dejado sin marcar en este ejemplo; si se dejan marcadas, el diseño de las vigas de acero ligero no cambia (véase la nota siguiente).

Figura 5 – Ajustes generales del proyecto › Selección de normativa (tipo de edificio Acero ligero, LRFD, distribución por capacidad, casillas de offset desactivadas)

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Casillas de offset y viguetas de forjado: Si una de las casillas de offset está marcada, el eje de la viga se modela por debajo del plano del forjado; junto con la restricción de diafragma rígido, en la vigueta aparece una fuerza axial (efecto compuesto) que no corresponde a una trayectoria de carga real. En este ejemplo, el MEF da esta fuerza en unos 29 kN por vigueta de forjado. El programa descuenta esta parte de la fuerza axial en el diseño de las vigas de acero ligero, como en las vigas de hormigón armado: con las casillas marcadas, la fuerza axial de diseño es 0,2 kN y P/P_d + M/M_d = 0,564; con las casillas desactivadas, 0 y 0,558. En las tablas de resultados de vigas del MEF sigue apareciendo la fuerza axial bruta. El estado de la casilla “Offset1 ve Offset2” (Offset1 y Offset2) se guarda con el proyecto; en los proyectos antiguos que no contienen este dato, la casilla aparece marcada.

4.2 TBDY2018: parámetros sísmicos

Se introducen los coeficientes de aceleración espectral del mapa DD-2 (S_S = 0,50, S₁ = 0,14), la clase de suelo local ZC, el coeficiente de importancia del edificio I = 1, los coeficientes de comportamiento del sistema estructural R(x) = R(y) = 3 y los factores de sobrerresistencia D(X) = D(Y) = 2. HCBTİE Tabla 1.2 exige D = 2 en edificios de acero ligero; con ductilidad limitada, R no puede superar 3.

Figura 6 – Ajustes generales del proyecto › TBDY2018

4.3 Fuerzas sísmicas

Se selecciona Carga sísmica equivalente (TBDY 10.2.6.1). Cuando el tipo de edificio es Acero ligero, el programa pone la opción de periodo en Método empírico; en edificios de acero ligero la aceleración espectral se calcula en todos los casos con T = 0,2 s, por lo que la elección del periodo no cambia el resultado.

Figura 7 – Ajustes generales del proyecto › Fuerzas sísmicas

4.4 Combinaciones de carga: viento y nieve

Se introducen la presión de viento q de 0,5 kN/m² (TS 498, 0–8 m) y la carga de nieve en cubierta Sk de 0,75 kN/m². q se utiliza en la verificación del viento fuera del plano de los montantes de los muros exteriores (1,2G + 1,0Q + 0,5S + 1,6W) y en la flecha del montante; la carga de nieve actúa sobre las losas marcadas con “Carga de nieve: Sí” (en este ejemplo, la cubierta).

Figura 8 – Ajustes generales del proyecto › Combinaciones de carga

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Caso de carga de viento: Con “Utilizar las combinaciones de carga de hormigón armado y mampostería” seleccionado, no hay viento entre los casos de carga. La verificación de los montantes a viento se realiza con independencia de ello; en el diseño de vigas y columnas de acero ligero, en cambio, no se forman combinaciones de viento y al final del análisis aparece una línea informativa (Sección 10.4).

4.5 Fuerzas en los elementos: transferencia de cargas y diafragma

Para la transferencia de cargas desde los forjados se selecciona el Método clásico y se deja sin marcar Incluir las losas en la rigidez del sistema; así cada vigueta de forjado recibe G y Q de su propio ancho de carga. En las cargas sísmicas se utiliza Diafragma totalmente rígido.

Figura 9 – Ajustes generales del proyecto › Fuerzas en los elementos

5. Definición de plantas

En la ventana KatAyar (Ajustes generales de plantas) se definen dos plantas: ZEMİN KAT y 1. KAT, cada una de 280 cm. La fila TEMEL es la planta de cimentación del programa; en este ejemplo no se ha dibujado ningún elemento de cimentación.

Figura 10 – Ajustes generales de plantas

6. Paneles de acero ligero (muros)

6.1 Dibujo de los muros

Los muros se dibujan con dos clics sobre la línea de eje, con el botón Duvar (Muro) de la barra izquierda (o con w en la línea de comandos); el espesor del muro es de 15 cm. En StatiCAD cada muro es un tramo de panel de altura completa: en los huecos de puertas y ventanas el muro termina (Sección 7). En la planta baja y en la primera hay 12 paneles en cada una (WZ01…WZ12, W101…W112).

Figura 11 – Clic derecho sobre un muro: "WZ02 Duvarı Özellik Değiştir" (Cambiar propiedades del muro WZ02)

Para modificar las propiedades, se hace clic derecho sobre el muro y se elige … Duvarı Özellik Değiştir; con varios muros seleccionados, Çoklu Özellik Değiştir (Cambiar propiedades múltiples) aplica los mismos valores a todos los muros seleccionados.

6.2 Ajustes generales: “Panel de acero ligero”

1. Se marca Tipo de elemento: Panel de acero ligero. Con esta selección aparecen las pestañas “Panel de acero ligero” y “Anclaje de acero ligero”.
2. Ancho del muro 15 cm, Delta izquierdo/derecho 7,5 cm (muro centrado sobre el eje).
3. Se introduce Altura de la viga de atado 20 cm. En un panel de acero ligero este valor es el canto del forjado: se toma la altura del montante h = 280 − 20 = 260 cm (en el informe, “Geometría: h = 260 cm”).
4. En las casillas de Posición del muro se marca el borde del edificio donde se encuentra el muro (para este muro, En el eje del borde inferior). La flexión por viento y la flecha del montante solo se calculan en los muros (exteriores) con eje de borde marcado; en el muro interior las casillas se dejan vacías.

Figura 12 – Propiedades del muro › Ajustes generales (Panel de acero ligero, En el eje del borde inferior)

6.3 Estática/Material: peso del muro

El peso propio del panel se calcula a partir del PEV (peso específico en volumen) de esta pestaña y del espesor del muro. En el ejemplo se ha tomado 300 kg/m³ × 0,15 m ≈ 45 kg/m² de superficie de muro (montantes, dos capas de OSB, aislamiento y placa de yeso interior). Los campos de resistencia de mampostería como fk y fvko no se utilizan en el cálculo de paneles de acero ligero.

Figura 13 – Propiedades del muro › Estática/Material (PEV = 300 kg/m³)

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Peso del muro por defecto: Los muros recién dibujados vienen con los valores por defecto de muro de mampostería (1300 kg/m³, 24 cm). Al seleccionar “Panel de acero ligero”, el espesor pasa a 15 cm y el PEV a 300 kg/m³; el Delta izquierdo/derecho (prolongaciones de extremo) se escala proporcionalmente al espesor (12 → 7,5 cm). Al abrir un muro de acero ligero guardado, se conservan los valores guardados. Si el espesor y el peso reales del panel son distintos, corrija estos valores; si se mantienen los valores de mampostería (1300 kg/m³ × 0,24 m ≈ 3 kN/m²), la masa sísmica y las cargas de los montantes se calculan varias veces mayores.

6.4 Pestaña Panel de acero ligero

• Están marcados Revestimiento en cara izquierda/superior y derecha/inferior; para OSB de 11 mm en ambas caras, v_c = 10,2 kN/m (TBDY Tabla 10.5; separación de tornillos 150 mm en el borde, 300 mm en el interior). Valor de diseño de la resistencia a cortante del panel: φ·V_n = 0,6 · v_c · L (para cada cara; se suman las dos caras con revestimiento igual).
• Perfil del montante C100x50x15x1,2 (muros exteriores) / C100x50x15x1,5 (muro interior), Separación de montantes 600 mm, Número de montantes de borde 2.
• Restricción al giro del revestimiento sobre el montante k_φ: OSB en las dos caras, EIw 0 (valor por defecto del tipo), separación de tornillos 300 mm. El programa utiliza el menor de los valores de las dos caras; en un montante con OSB aumenta la resistencia distorsional (en el ejemplo, k_φ = 233 N·mm/mm/rad).

Figura 14 – Propiedades del muro › Panel de acero ligero

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Elección del revestimiento: Si la resistencia a cortante del panel no basta, refuerce primero el revestimiento (OSB en ambas caras, contrachapado o chapa) y después aumente la longitud del panel. La placa de yeso por sí sola no puede soportar la carga sísmica (TBDY 10.2.7.2); la contribución de los paneles con placa de yeso a la resistencia sísmica de la planta se indica en el informe.

6.5 Pestaña Anclaje de acero ligero

Aquí se definen el anclaje a tracción (hold-down) de cada extremo del panel y el anclaje a cortante a lo largo de la base. Los valores son resistencias de diseño del método seleccionado (LRFD) (fabricante/ETA). En la planta baja, el anclaje a cortante se ha introducido como perno hacia el hormigón de la cimentación (M12, 8.8, separación 600 mm) y, en la planta primera, como tornillo hacia el forjado de la planta (5,5 mm, separación 150 mm).

Figura 15 – Anclaje de acero ligero – diseño inicial: dispositivo 35 kN, barra de anclaje/hormigón 40 kN

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Significado de los valores: Resistencia de diseño del dispositivo: valor φR_n del dispositivo hold-down; Barra de anclaje/hormigón/conexión a la planta: resistencia de la barra y del cono de hormigón que unen el dispositivo a la cimentación o a la planta inferior. Si se introduce Número de tornillos dispositivo-montante = 0, el programa calcula e informa el número de tornillos necesario. Pnvs: resistencia a cortante del vástago del tornillo (fabricante, característica).

7. Puertas, ventanas y dinteles

Los botones Kapı (Puerta) y Pencere (Ventana) de la barra izquierda abren las ventanas de herramientas: se introducen la distancia, el ancho y la altura (en la ventana, el antepecho); se hace clic en un extremo del muro (referencia) y después en un punto del mismo muro en la dirección del hueco. El programa divide el muro en los bordes del hueco; los muros a ambos lados del hueco son paneles distintos.

Figura 16 – Ventana de herramienta Dibujo de puerta (distancia 150 cm, ancho 90 cm, altura 200 cm)

Figura 17 – Indicación de la línea de estado en el modo puerta

En un edificio de acero ligero se necesita un dintel que soporte las viguetas de forjado y las franjas de borde situadas sobre el hueco. El dintel se dibuja sobre el hueco, de extremo a extremo del muro, como una viga de atado (viga); se selecciona Propiedades de la viga de atado › Tipo de elemento: Acero ligero y con el botón Seleccionar sección se asigna un perfil del catálogo Cold Formed (en este ejemplo, CC C200x80x22x4, articulado en ambos extremos).

Figura 18 – Selección de sección prefabricada › Cold Formed (propiedades de CC C200x80x16x2)

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Hueco sin dintel: Si las viguetas de forjado terminan en un hueco de ventana o de puerta y allí no hay dintel, ese extremo de la vigueta queda sin apoyo: la solución por elementos finitos emite el aviso “rijitlik matrisi tekil” (matriz de rigidez singular) y las viguetas resultan insuficientes, con momento y flecha excesivos. Coloque un dintel en cada hueco de los muros perpendiculares a las viguetas de forjado (en este ejemplo, las líneas x = 0, x = 5 m y x = 10 m).

8. Forjado de acero ligero

8.1 Dibujo de la losa y propiedades generales

Cada planta se dibuja como dos losas rectangulares (0–5 m y 5–10 m). En Propiedades de la losa › pestaña General se introducen el espesor de 2 cm, la carga de revestimiento (carga muerta adicional) de 30 kg/m² y la sobrecarga de 200 kg/m² (planta baja) / 150 kg/m² (cubierta). En las losas de cubierta se marca Carga de nieve: Sí. El tipo de elemento es “Otras losas”.

Figura 19 – Propiedades de la losa › General

8.2 Pestaña “Acero Ligero”: generación de franjas y viguetas de forjado

1. Se marca la casilla Forjado de acero ligero.
2. Perfil de la vigueta de forjado: C200x80x16x2 (lista de perfiles predefinidos); Material vacío (S235).
3. Separación máxima entre viguetas: 390 mm. El programa divide los 6,00 m en partes iguales que no superen esta separación: 16 intervalos × 375 mm, 15 viguetas. La elección de 375 mm < 400 mm responde a la segunda vía de la condición de vibración de HCBTİE 7.5.
4. Dirección de las viguetas: paralela al eje X (viguetas con luz de 5,00 m entre los muros interior y exteriores).
5. Revestimiento: OSB; está marcado Hay al menos dos filas de arriostramiento entre viguetas.
6. Se marca Generar / renovar las franjas y las viguetas de forjado al aceptar y se pulsa Aceptar.

Figura 20 – Propiedades de la losa › Acero Ligero (una franja generada: en la familia 16 franjas, 15 viguetas de forjado)

Tras la generación, la losa se divide en 16 franjas y entre las franjas se colocan viguetas de forjado de tipo Acero Ligero (HZ…, H1…). Desde la pestaña de cualquier franja se puede modificar la definición y regenerar con “generar / renovar”; si se desmarca la casilla, vuelve la losa original.

8.3 Datos del diafragma de forjado

En el grupo Diafragma de forjado (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4), en la parte inferior de la pestaña, se introducen la resistencia unitaria a cortante del revestimiento v_n, el diámetro/separación de los tornillos que unen el forjado a la solera superior del panel de la planta inferior y la resistencia a cortante del vástago del tornillo. Si se dejan en 0, para v_n se utiliza el valor del panel de muro de la Tabla 10.5 de TBDY (OSB 10,2 kN/m) y para el tornillo, 4,8 mm / 300 mm. En el diseño inicial se ha partido de estos valores por defecto.

8.4 Viguetas de forjado generadas

Cada vigueta de forjado generada es una viga de atado de acero ligero articulada en M2 + M3 en ambos extremos. En Propiedades de la viga de atado aparecen asignados en la generación la sección y el material, los datos de la vigueta de forjado en la pestaña Acero Ligero y la restricción al giro del revestimiento (k_φ) en la pestaña Ahşap2 (Madera2).

Figura 21 – Propiedades de la viga de atado › General: Acero ligero, CC C200x80x16x2, S235

Figura 22 – Propiedades de la viga de atado › Acero Ligero: ala superior conectada al revestimiento, declaración de arriostramiento

Figura 23 – Propiedades de la viga de atado › Ahşap2: revestimiento OSB, separación entre elementos 375 mm

Figura 24 – Propiedades de la viga de atado › Articulación: M2 y M3 liberados en ambos extremos

9. Análisis: diseño inicial

El botón Analiz (Análisis) de la barra superior abre la ventana de Análisis estático; la solución se inicia con Analize Başla (Iniciar análisis) (en este ejemplo, unos 20–35 s). Al terminar el análisis, los errores y avisos se listan en la parte inferior; el botón Seç (Seleccionar) selecciona en la planta el elemento correspondiente.

Figura 25 – Análisis estático – lista de avisos del diseño inicial

El diseño inicial produjo 36 líneas. Las más importantes desde el punto de vista del acero ligero son:

Tabla 2 – Insuficiencias del diseño inicial

Aviso	Cantidad	Línea de ejemplo	Significado
Çekme ankrajı yetersiz (TBDY 10.4.1.1) (anclaje a tracción insuficiente)	13	WZ02: T = 46,05 kN, ratio 1,32, determinante: dispositivo	La fuerza de levantamiento en el extremo del panel (amplificada con D = 2) supera la resistencia de 35 kN (25 kN en la planta primera) del dispositivo hold-down.
Döşeme bağlantısı yetersiz (TBDY 10.5(b), 10.3.4) (conexión del forjado insuficiente)	17	WZ07: V = 33,36 kN > n·Ps = 9 × 2,54 = 22,86 kN (ratio 1,46; 4,8 mm / 300 mm)	El cortante con D en la sección superior del panel de la planta inferior supera la resistencia total de los tornillos que unen el forjado a la solera superior del panel.
Diyafram kaplama birim kesmesi yetersiz (TBDY 10.5(b)) (cortante unitario del revestimiento del diafragma insuficiente)	1	Forjado de 1. KAT, línea x = 500 cm: v = 8,55 kN/m > 6,12 kN/m (ratio 1,40)	La fuerza que el forjado de cubierta transmite a la línea del muro interior (F = 51,3 kN, B = 6,00 m) no puede ser soportada con el valor por defecto de OSB (vn = 10,2 kN/m).

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Correspondencia de los avisos con la lista de control del proyecto: Los mismos resultados se listan también en la página “Proje Hata Kontrolleri” (Comprobaciones de errores del proyecto) del informe, como filas de TBDY 10.4.1.1 (anclaje) y TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4 (diafragma).

10. Mejora del diseño

10.1 Tornillos forjado–panel

En cada una de las cuatro familias de forjado (dos por planta), en Propiedades de la losa › Acero Ligero › grupo Diafragma de forjado, se introduce una separación de tornillos de 150 mm. El cambio realizado en una franja se propaga a todas las franjas de la familia al pulsar Aceptar. El número de tornillos se duplica (p. ej., WZ07: 9 → 18 tornillos, 22,86 → 45,72 kN).

10.2 Resistencia del revestimiento del diafragma de cubierta

En las losas de cubierta (1. KAT) se introduce una resistencia unitaria a cortante del revestimiento de v_n = 15 kN/m. Este valor es un valor de fabricante/ensayo supuesto para este ejemplo (p. ej., diafragma de OSB con tacos y separación de tornillos de borde reducida). La normativa no da un valor para el diafragma de forjado; en un proyecto real debe utilizarse un valor de ensayo (TBDY Anexo 10.C) o del fabricante.

Figura 26 – Pestaña Acero Ligero de la losa de cubierta – mejorada: v_n = 15 kN/m, separación de tornillos 150 mm

10.3 Anclajes a tracción

Se seleccionan todos los paneles y, con Çoklu Özellik Değiştir (Cambiar propiedades múltiples), en la pestaña Anclaje de acero ligero se introduce en la planta baja dispositivo 55 kN / barra de anclaje-hormigón 60 kN y en la planta primera 35 / 35 kN. El número necesario de tornillos dispositivo-montante se indica en el informe (p. ej., 17 tornillos para WZ01).

Figura 27 – Anclaje de acero ligero – mejorado: dispositivo 55 kN, barra de anclaje/hormigón 60 kN

10.4 Segundo análisis

Al repetir el análisis no queda ningún error; en la lista solo hay cuatro líneas informativas:

Figura 28 – Análisis estático – lista de avisos del diseño mejorado

Tabla 3 – Líneas informativas restantes

Línea	Explicación
Hafif çelik kiriş tasarımında rüzgâr birleşimleri yok (no hay combinaciones de viento en el diseño de vigas de acero ligero)	No hay viento definido en los casos de carga (Sección 4.4). Las viguetas de forjado y los dinteles se diseñaron con combinaciones verticales y sísmicas; se realizó la verificación de los montantes a viento.
FEM rijitliği kapasiteye orantılandı (f = 0,79 … 2,10) (rigidez del MEF proporcionada a la capacidad)	Según TBDY 10.2.6.1, la rigidez en el plano de cada panel se proporcionó a su resistencia a cortante; la rigidez total de la planta no cambia.
Kapasite payı tabanı (en büyük × 2,22, W109) (suelo de la cuota de capacidad (mayor × 2,22, W109))	En el MEF, el cortante sísmico de los 19 paneles con un cortante inferior a la cuota de capacidad se elevó a dicha cuota; las solicitaciones de panel, montante de borde y anclaje se calcularon con estos valores.
Panel 2 ≤ h/l ≤ 4 (WZ11, W111)	Paneles de 1,25 m junto a la puerta interior: la resistencia unitaria a cortante se redujo con 2l/h (HCBTİE Capítulo 6).

11. Resultados

11.1 Cargas sísmicas

Tabla 4 – Resumen de la carga sísmica equivalente (diseño mejorado)

Magnitud	Valor
SDS / SD1	0,65 / 0,21
Periodo	T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1); Tx = 0,11 s y Ty = 0,09 s calculados, solo informativos
Ra / SaR	2,62 / 0,248 g
Masa sísmica	28,76 t (G + 0,3Q)
Cortante basal VtE	70,0 kN (en ambas direcciones)
Fuerzas por planta	Nivel de planta baja 26,0 kN, nivel de cubierta 43,0 kN

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Irregularidad por torsión: En el registro del análisis puede verse la línea “Binada A1 burulma düzensizliği olduğundan deprem yüklemeleri artırılmış dış merkezlikle yeniden yapılıyor” (como en el edificio hay irregularidad por torsión A1, las cargas sísmicas se recalculan con excentricidad amplificada) (η_bi máximo 1,24). En este caso el programa amplifica por sí mismo la excentricidad adicional.

11.2 Paneles, montantes y anclajes

Tabla 5 – Paneles seleccionados (diseño mejorado; los ratios son solicitación/capacidad)

Panel	Perfil	h (cm)	Montante intermedio	Montante de borde	Cortante del panel	Levantamiento Td (kN)	Anclaje a tracción	Anclaje a cortante
WZ01 (2,15 m)	C100x50x15x1,2	260	0,30	0,53	0,51	44,2	0,80	0,58
WZ02 (3,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,34	0,62	0,40	46,1	0,84	0,55
WZ07 (2,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,41	0,52	0,57	39,8	0,72	0,77
WZ12 (4,15 m, interior)	C100x50x15x1,5	260	0,35	0,49	0,57	32,2	0,58	0,55
W107 (2,65 m)	C100x50x15x1,2	260	0,28	0,34	0,59	27,3	0,78	0,43
W111 (1,25 m, interior)	C100x50x15x1,5	260	0,10	0,28	0,81	28,2	0,81	0,45
W112 (4,15 m, interior)	C100x50x15x1,5	260	0,16	0,33	0,69	32,5	0,93	0,50

Los ratios de los montantes intermedios y de borde son el mayor entre la compresión axial y la combinación con viento en los muros exteriores (P/P_d + M/M_d). La solicitación del montante de borde incluye la fuerza de vuelco amplificada con D (TBDY 10.4.1.1(a)). Como no hay placa de yeso, la contribución del yeso según TBDY 10.2.7.2 es del 0 % en cada planta y dirección.

11.3 Viguetas de forjado y dinteles

Tabla 6 – Resultados de las vigas (más desfavorables)

Elemento	Sección	M / Md	Flecha	Otros
Vigueta de forjado, planta baja (HZ08)	CC C200x80x16x2	4,82 / 8,64 kNm = 0,56	0,88 cm ≤ L/300 = 1,67 cm	fn = 8,2 Hz; aplastamiento del alma 0,59
Vigueta de forjado, cubierta (H137)	CC C200x80x16x2	4,36 / 8,64 kNm = 0,50	0,73 cm	fn = 8,7 Hz
Dintel, planta baja (HZ07, 1,50 m)	CC C200x80x22x4	3,44 / 19,59 kNm = 0,18	0,03 cm	—
Dintel, planta primera (H107, 1,50 m)	CC C200x80x22x4	2,91 / 19,59 kNm = 0,15	0,02 cm	—

11.4 Diafragma de forjado

En cada nivel de forjado se establecen las líneas de muro y la fuerza de línea se obtiene según TBDY 4.5.6.4 (cortante en la sección superior de los paneles de la planta inferior − cortante en la sección inferior de los paneles de la planta superior, con D). En el diseño mejorado, el mayor ratio de revestimiento es 0,95 (cubierta, línea x = 500 cm, v = 8,55 kN/m ≤ 0,6 · 15 = 9,0 kN/m), el mayor ratio de conexión es 0,73; los ratios del colector y del cordón están por debajo de 0,14.

11.5 Modelo de elementos finitos

En el modelo de elementos finitos, los paneles figuran como elementos de barra de muro y las viguetas de forjado y los dinteles, como barras articuladas; la base de los muros está apoyada. El modelo puede mostrarse en el panel 3D con las Opciones de visualización del sistema de elementos finitos (barra derecha).

Figura 29 – Modelo de barras de elementos finitos (apoyos en verde)

Figura 30 – Pantalla principal tras el análisis del diseño mejorado

12. Informe de cálculo

1. Con el botón Rapor de la barra superior se abre la Selección de informes.
2. En el árbol se marca el grupo Informes de elementos de acero ligero y sus nodos secundarios: Hafif Çelik Panel Tasarım (TBDY2018) (Diseño de paneles de acero ligero), Hafif Çelik Dikme Tasarımı (EGM) (Diseño de montantes de acero ligero), Hafif Çelik Kiriş Tasarımı (EGM) (Diseño de vigas de acero ligero). El grupo viene sin marcar por defecto.
3. Con Tüm Seçili Raporları Oluştur (Generar todos los informes seleccionados) se prepara el informe y se abre la vista previa; desde allí se puede imprimir o guardar como PDF.

Figura 31 – Selección de informes: Informes de elementos de acero ligero y sus subinformes

Figura 32 – Ventana de vista previa del informe (117 páginas)

Páginas seleccionadas del informe de ejemplo:

Figura 33 – Parámetros del proyecto (análisis de edificio de acero ligero, TBDY 2018, ductilidad limitada)

Figura 34 – Cálculo de la carga sísmica equivalente (S_DS, R_a, V_tE)

Figura 35 – Diseño de paneles de acero ligero según TBDY 2018 (V_c = 0,6·v_c·l)

Figura 36 – Diseño de montantes del panel (MAE), anclaje y cortante del panel – WZ01

Figura 37 – Diseño de montantes del panel – muro interior WZ12

Figura 38 – Diseño de vigueta de forjado de acero ligero (MAE) – HZ09, HZ10

Figura 39 – Diseño de dintel – HZ01, HZ02

Figura 40 – Diafragma de forjado de acero ligero (TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)

tip

Páginas innecesarias: El nodo “Döşeme Hesapları” (Cálculos de losas) imprime también las tablas de losas de hormigón armado para las franjas de acero ligero; estas páginas carecen de sentido en un forjado de acero ligero, por lo que el nodo puede dejarse sin marcar.

13. Planos

El botón Çizim de la barra superior abre la ventana Selección de planos. Se eligen los tipos de lámina y las plantas que se dibujarán; Kat Planları Çiz (Dibujar planos de planta) genera los planos de planta y de encofrado, y Projeyi Açılımlarla Birlikte Çiz (Dibujar el proyecto con desarrollos) genera todas las láminas, incluidos los desarrollos, en el editor StatiCAD-CivilDraw.

Figura 41 – Selección de planos › Dibujo de hormigón armado (tipos de lámina y plantas)

Figura 42 – Selección de planos › Opciones del plano de muros

Figura 43 – StatiCAD-CivilDraw: portada, planos de muros por planta y planos de encofrado

Figura 44 – Plano de muros de la planta baja (paneles, huecos, ejes)

Figura 45 – Plano de encofrado de la planta baja (viguetas de forjado y franjas)

peligro

Alcance de los planos: El módulo de dibujo no genera láminas específicas de acero ligero (disposición de montantes, replanteo de viguetas de forjado, detalles de anclajes y conexiones); los planos de muros y de encofrado son planos generales de planta. En el plano de encofrado también pueden aparecer líneas de armadura de hormigón armado vinculadas a los ejes de cálculo de la losa; en un forjado de acero ligero no se aplican. La línea de material del título de la lámina (C25, etc.) es el material general del proyecto.

14. Aspectos a tener en cuenta y límites conocidos

Concepto	Explicación / qué hacer
Casillas de offset (Sección 4.1)	El diafragma rígido + el desfase del eje de la viga dan en el MEF una fuerza axial artificial a las viguetas de forjado; el programa descuenta esta parte en el diseño de vigas de acero ligero y no es necesario desactivar las casillas. En las tablas de resultados de vigas del MEF aparece la fuerza axial bruta. Esta misma corrección se aplica también a las vigas de acero pesado.
Peso del muro (Sección 6.3)	La selección “Panel de acero ligero” fija el espesor en 15 cm y el PEV en 300 kg/m³; si los valores reales del panel son distintos, corríjalos.
Caso de carga de viento (Sección 4.4)	La lista de combinaciones de TBDY no contiene viento; para las combinaciones de viento de las vigas y columnas de acero ligero se necesitan casos de carga definidos. La verificación del montante a viento se realiza aparte con q.
Dintel (Sección 7)	Coloque un dintel en cada hueco donde terminen las viguetas de forjado; de lo contrario, el extremo de la vigueta queda sin apoyo.
Diafragma vn (Sección 10.2)	No existe valor normativo; si se introduce 0, se utiliza por analogía el valor del panel de muro. Introduzca un valor de ensayo o del fabricante.
Cimentación	En este ejemplo no se ha dibujado la cimentación. En un edificio de acero ligero, las solicitaciones internas de la cimentación se amplifican con D (TBDY 10.4.1.2); para ello debe seleccionarse “Elementos finitos – Análisis conjunto de estructura y cimentación” en los Ajustes generales del proyecto.
Otros límites	Consulte la sección “Hipótesis y límites” del artículo Fundamentos Teóricos del Diseño de Acero Ligero.

Figura 46 – Informe › Proje Hata Kontrolleri (Comprobaciones de errores del proyecto; filas del diafragma TBDY 10.5 y M.4.5.6.4)