Sistema Constructivo de acero liviano galvanizado llamado Metalcon®

Manual de Diseño Estructural Metalcon®, basado en las normas AISI.

22/11/2016

¿Qué es METALCON®?

Es un sistema constructivo integral que permite materializar de manera veloz, la estructura de una vivienda completa, o en forma parcial, totalmente en seco. En el cual los muros soportantes, vigas, columnas, envigados de pisos, techumbres, mansardas, cielos y tabiques, son soportados por una estructura de perfiles de acero galvanizado liviano de Cintac. Unas de las características principales del sistema constructivo Metalcon, es la velocidad en el armado de la estructura, esto se debe a que es unido entre sí, por tornillos auto perforantes, lo que facilita la unión de los elementos. Esta característica, hace de Metalcon, un sistema muy competitivo, eficaz y conveniente en el Mercado de la Construcción.

¿De que forma clasificamos los perfiles de la familia METALCON®?

Metalcon Estructural (espesores 0,85 - 1,0 y 1,6 mm)

Metalcon Tabique (espesores 0,5 mm)

Metalcon Cielo (espesores 0,5 mm)

¿De qué se compone la estructura de una vivienda en METALCON®?

Una estructura de vivienda en Metalcon se compone de los siguientes elementos:

Muros Estructurales Metalcon®: Es una estructura construida en base a perfiles Metalcon Estructural.
Los Muros Estructurales Metalcon® Son el soporte de la vivienda.

Esta estructura además nos permite agregar en su interior los elementos de aislación tanto de humedad como también térmica y acústica, obteniendo de esta forma un muro de muy buenas características estructurales y de ahorro energético. Su función principal es transmitir las cargas superiores hacia el piso y absorber las cargas laterales producto de los sismos y vientos, esta estructura se compone de montantes, canales, arriostramientos, estabilizadores, vigas, refuerzos y anclajes. Todos estos elementos adecuadamente vinculados entre sí, conforman nuestros Muros Estructurales Metalcon®.

Estructura de Entrepiso Metalcon®: Es una estructura construida en base a perfiles Metalcon Estructural.

La estructura de entrepiso Metalcon®, nos permite generar una superficie horizontal para poder habitar un 2° piso en Metalcon. Su función es soportar peso propio de la estructura más la sobrecarga de uso según la NCh 1537, además funciona en forma horizontal, por medio de las placas estructurales (efecto diafragma), absorbiendo las cargas dinámicas de viento y sismo traspasándolas a los muros. La estructura se compone de vigas de piso, vigas maestras, conectores y placas estructurales (OSB Estructural, Contrachapado Estructural), todos estos componentes adecuadamente vinculados entre sí conforman la Estructura de Piso Metalcon®.

Estructura de Techumbre Metalcon®: Esta estructura es construida en base a perfiles Metalcon Estructural.

La Estructura de techumbre es la encargada de recibir la cubierta de la vivienda junto con la aislación de humedad, térmica y acústica, para luego recibir la estructura de cielo. Esta estructura se compone de varios elementos tales como: Cerchas, Frontones, Aleros Costaneras de techo, Cruz de San Andrés, Estabilizadores, Refuerzos, todos estos elementos adecuadamente vinculados entre sí conforman nuestra Estructura de Techumbre Metalcon.

Tabiques Metalcon®: Esta estructura es construida en base a perfiles Metalcon Tabique.

La estructura de Tabiques es la encargada de realizar divisiones interiores no estructurales en una vivienda, además de aislar térmica y acústicamente un sector de otro. Los Tabiques Metalcon se componen de soleras, superior e inferior, montantes, aislación térmica y acústica, además de los revestimientos que comúnmente están compuestos por, planchas de yeso-cartón o fibrocemento, todos estos elementos adecuadamente vinculados entre sí conforman nuestro Tabique Metalcon.

Cielos Metalcon®: Esta estructura es construida en base a perfiles Metalcon Cielo.

La estructura de Cielo sirve para generar una estructura liviana, bajo la estructura de techumbre o entrepiso, la que ocuparemos para luego recibir el revestimiento de Cielo. El Cielo Metalcon esta compuesto por perfil Portante 40R, Perfil AT, Conector TI, aislación térmica y acústica, además de los revestimientos que comúnmente son planchas de yeso-cartón o fibrocemento, todos estos elementos adecuadamente vinculados entre sí conforman nuestro Cielo Metalcon.

1. • Sistema constructivo energitérmico y 100% asísmico
2. • Optimo aislamiento acústico
3. • Gran estabilidad dimensional de sus componentes
4. • Material Incombustible
5. • Material inerte. No es atacado por termitas ni otros organismos
6. • Construcción en seco, de manera rápida y limpia
7. • Permite la construcción modular y de fácil ampliación
8. • Solución final más competitiva en costo/beneficio

​METALCON ESTRUCTURAL

Muros, entrepisos y techumbres más rápidos de construir.
Está compuesto por una serie de perfiles de acero galvanizado de alta resistencia, unidos entre si por medio de tornillos autoperforantes. Con estos perfiles, se puede construir la estructura completa de casas y oficinas hasta tres niveles. Los elementos METALCON Estructural son de rápida y simple construcción, por ser livianos y muy fáciles de instalar.

Muros Estructurales Metalcon:

Utilidad: Los Muros Estructurales Metalcon® son el soporte estructural de la vivienda.
Esta estructura además nos permite agregar en su interior los elementos de aislación térmica y acústica como también de humedad, obteniendo de esta forma un muro de muy buenas características estructurales y de ahorro energético.
Componentes: Esta estructura está compuesta por montantes, soleras, vigas de coronación, refuerzos, arriostramientos, estabilizadores o bloqueadores de giro y anclajes.

Montantes:
Utilidad: Estos perfiles son los encargados de transmitir las cargas superiores hacia la fundación además de recibir los revestimientos y la aislación entre ellos.
Elemento: Los montantes o pie derechos, corresponden a un Perfil Estructural tipo "C" (canal atiesada) Los perfiles utilizados tienen un ancho de 60 ó 90 mm y en algunos casos 100 ó 150 mm.
Ensamble: Son instalados en forma vertical dentro de la canal o solera, dispuestos a 30, 40 o 60 cm según el diseño de la estructura y fijados a la canal por medio de tornillos auto perforantes (lenteja).

Canal o Solera:
Utilidad: Son las encargadas de recibir a los montantes en su interior, manteniéndolos en su posición original luego de ser instalados. De esta manera podemos obtener un muro continuo en Metalcon. Elementos: La canal o solera corresponde, a un Perfil Estructural tipo "U" (canal no atiesada) Los perfiles utilizados tienen un ancho de 62 ó 92 mm y en algunos casos 103 ó 153 mm.
Ensamble: Son instalados en forma horizontal como solera superior e inferior, también en vanos de puertas y ventanas, recibiendo a los montantes en su interior, fijados entre sí mediante tornillos auto perforantes (lenteja).

Arriostramientos:
Utilidad: Los arriostramientos son los encargados de absorber las cargas laterales, que actúan sobre los muros, producto de sismos y vientos. Se debe arriostrar utilizando un sistema de pletinas ó placas estructurales. Los muros siempre deben ser arriostrados, en el caso de no contar con un revestimiento estructural (OSB Estructural, Contrachapado Estructural), se debe aplicar un arriostramiento por medio de pletinas.

Arriostramiento y estabilización de Muros mediante Placas Estructurales:
Utilidad: Estas placas funcionan como arriostramiento en el muro, y absorben las cargas laterales generadas por sismos y vientos, además estabiliza en forma continua los pie derechos evitando el pandeo de estos, producto de la altura.
Elementos: Este arriostramiento consta de placas estructurales, tales como placas de OSB de 7/16" (11,1mm), o contrachapado estructural de 1/2" (12,7mm).
Ensamble: Las placas estructurales se disponen sobre la estructura de Metalcon, se fijan a los montantes y canales mediante tormillos auto perforantes (cabeza trompeta), con una distancia entre tornillos de 30cm en uniones interiores y 15cm los bordes de la placa.

Arriostramiento por medio de Pletinas:
Utilidad: Este sistema evita la deformación del muro, mediante de pletinas tensadas, absorbiendo las cargas laterales, producto de sismos y vientos.
Elementos: Este Arriostramiento se obtiene a partir de:
Pletinas Estructurales de ancho 70mm ó 100mm y de un espesor no menor a 0,85mm.
Pletina Gusset de 200x200x085mm.
Ángulo tensor perforado de 40x40x70x3mm con perno con tuerca y golilla.
Ensamble: Primero se deben instalar los Gusset en el muro, estos elementos se dispondrán en los extremos y se fijarán con tornillos auto perforantes (cabeza lenteja). Luego se instalan los tirantes, los que comúnmente son dispuestos en forma de V ó X, dependiendo del lugar en donde se realice el arriostramiento (bajo el vano de una ventana "V" en un muro continuo "X"). Una vez instalada la platina Gusset y los tirantes por ambas caras, se instalará el Ángulo Tensor, el que nos permitirá proporcionar la tensión necesaria al tirante para que pueda absorber de manera optima las cargas, evitando que se desforme la estructura. Los tirantes deben ser instalados con un ángulo de apertura entre 30° y 60° con respecto a la canal horizontal para que cumplan su función.

Estabilizadores Laterales o Bloqueadores de Giro:
Utilidad: Los estabilizadores laterales impiden el giro de los montantes al disminuir la longitud de pandeo producto de la altura del muro.
Elemento: Los estabilizadores o bloqueadores de giro se componen de dos elementos, el BG o bloqueador de giro, consiste en un trozo de canal de igual sección a la utilizada en el muro y el EL o estabilizador lateral que consiste en una pletina estructural de 50mm de ancho (mínimo).
Ensamble: El BG, se instala entre dos montantes en forma de cadeneta y se ubica en los extremos e intermedios del muro, distanciados a 3,0m como máximo. El EL consiste en una pletina estructural (0,85mm) de no menos de 50mm de ancho y es instalada horizontalmente por ambas caras y fijada a cada uno de los elementos verticales (montantes), finalmente se fija al BG mediante tornillos auto perforantes, de esta forma se evitará el giro de los montantes evitando la instalación de cadenetas entre cada uno de estos. De existir una chapa estructural como revestimiento no es necesario ocupar estabilizadores de este tipo.

CONECTORES METALCON

Vigas de Coronación o Refuerzos:

Utilidad: Las vigas de coronación o refuerzo, se instalan sobre los muros estructurales y cumplen con la función de recibir las cargas gravitacionales generadas por una estructura superior, ej: estructura de segundo piso, estructura de techumbre, etc. Estos elementos reciben el peso y lo distribuyen en el muro de manera uniforme.
Elemento: Las vigas de coronación o refuerzo, están compuestas por perfiles estructurales tipo C y U, en algunos casos de ángulos estructurales.
Ensamble: Para fabricar una viga compuesta en Metalcon, necesitamos determinar los elementos, espesores y la disposición a utilizar, de acuerdo al peso y la luz (distancia) que soportarán. Teniendo claro el diseño de la viga, se procede a unir los perfiles, obteniendo como resultado una viga compuesta por dos o más perfiles fijados entre si por tornillos (lenteja). Una vez armada la viga, se dispone sobre los muros y luego se une el muro y la viga por medio de tornillos autoperforantes (hexagonal) desde el interior del muro hacia la viga.

Vigas Compuestas

Angulo de Refuerzo en Vano de Ventana

ANCLAJE DE MUROS

Los anclajes en los muros estructurales Metalcon, son los elementos que permiten afianzar la estructura de muros a la fundación, para ello se utiliza principalmente dos tipos de anclajes AN1 y AN2.

Anclaje AN1: anclaje de tracción

Utilidad: El anclaje AN1, Sirve para transmitir los esfuerzos de tracción hacia la fundación.
Se instala principalmente en encuentros de muro, vanos de puertas, ventanas y en los extremos de un arriostramiento en base a pletinas.
Elemento: Se compone de un elemento de acero de 5 mm de espesor en forma de L.
Este elemento, cuenta con una perforación en su base y una serie de perforaciones de menor diámetro en el ala de mayor longitud. Lateralmente tiene un par de refuerzos del mismo espesor, lo que le permite mantener un ángulo de 90°.
Adicionalmente se considera un hilo de anclaje con tuerca en sus costados y golilla.
Todos estos elementos deben contar con una protección de Galvanizado.
Para fijar este anclaje se utiliza un adhesivo epóxico o químico.
Ensamble: Se realiza una perforación en la fundación, traspasando la canal o solera,
Esta perforación debe ser de un diámetro mayor al utilizado en el hilo de anclaje.
Se limpia la perforación para eliminar el material suelto dentro de ésta.
Se instala el hilo junto con un adhesivo epóxico dentro de la perforación.
Una vez fraguado el epoxico, se instala el elemento de anclaje AN1 sobre el hilo.
Luego se procede a instalar la tuerca con su respectiva golilla. Se debe dar el apriete necesario para dejar completamente fijado el AN1 a la fundación.
Finalmente se fija el anclaje al montante, utilizando tornillos auto perforantes (hexagonal), es por esto que el anclaje trae una serie de perforaciones de menor diámetro por donde pasarán los tornillos.
De esta forma, el muro quedará completamente fijado a la fundación.

Anclaje Distribuido:

Utilidad: Este anclaje soporta las cargas horizontales generadas por sismo o el viento, evitando el desplazamiento del muro desde su eje.
Elemento: Está compuesto por un trozo de montante con una perforación en el centro, adicionalmente, un hilo de anclaje con tuerca y golilla, todos estos elementos deben contar con una protección de galvanizado.
Ensamble: Se realiza una perforación, traspasando la solera inferior y el hormigón.
Esta perforación se realiza cada 80cm (máximo) en el largo del muro.
La perforación debe tener un diámetro mayor al utilizado en el hilo de anclaje.
Se debe limpiar la perforación eliminando el material suelto dentro de ella.
Luego se instala el hilo junto con el adhesivo epóxico dentro de la perforación.
Una vez fraguado el epóxico, se inserta el trozo de montante previamente perforado sobre el hilo ya instalado.
Luego se instala la tuerca y golilla, proporcionando el apriete necesario para dejar completamente unido este anclaje a la fundación de tal forma de mantener el muro en su posición original, evitando el desplazamiento de éste.

​ESTRUCTURA DE ENTREPISOS METALCON

Entrepiso Metalcon:

Utilidad: La Estructura de entrepiso Metalcon® nos permite generar una superficie horizontal para poder habitar un 2° piso en Metalcon.
Su función es soportar el peso propio de la estructura y la sobrecarga de uso, según NCh 1537(S/C: min 200kg/m2). Esta estructura en conjunto con sus placas estructurales (OSB Estructural ó Contrachapado Estructural) funcionan en forma horizontal (efecto diafragma) absorbiendo las cargas dinámicas de viento y sismo, traspasándolas a los muros. Elemento: Se compone de vigas estructurales tipo C (canal atiesada) como viga de piso, y perfiles tipo C y U (compuestas) como vigas Maestras, además de sus conectores y placas estructurales.
Ensamble: El envigado de piso está compuesto por una viga de piso (VP). Esta viga consta de un perfil estructural tipo C (canal atiesada), y se instala cada 30, 40 ó 60cm, según la luz que soporte el envigado.
Estas vigas (VP) son unidas a las vigas maestras (VM) en sus extremos e intermedios con conectores pudiendo ser instaladas, sobre las vigas maestras y también de tope.
Esta unión es realizada por conectores tipo AL, al ir sobre las VM, o un ángulo <70x70x140x1,6, al ir de tope con las VM. Para estabilizar la parte superior de las VP, se instala una placa estructural de OSB (15mm mínimo) o Contrachapado estructural (18mm mínimo).
Para estabilizar la parte inferior de las vigas VP se debe instalar una pletina de ancho no menor a 50mm y de un espesor como mínimo de 0,85mm, también debe llevar un bloqueador de giro en sus extremos e intermedios, compuesto por un trozo de canal que bloqueará el giro de entre las dos vigas iniciales lo que servirá como guía para estabilizar las demás (máximo 3,0m), de esta forma se evitará cadenetear entre todas las vigas (VP). Sobre esta estructura se puede instalar una alfombra u otro sistema de piso, incluso se puede aplicar una loseta de hormigón liviano.

ESTRUCTURA DE TECHUMBRE METALCON

Estructura de Techumbre Metalcon®:

Utilidad: Esta estructura es encargada de recibir la cubierta de techo, la aislación de humedad, aislación térmica y acústica además la estructura de Cielo.
Elemento: Esta estructura está compuesta por Cerchas, Frontones, Aleros, Costaneras de techo, Cruz de San Andrés, Estabilizadores y Refuerzos.
Cerchas: Las cerchas son la base de la estructura de techumbre, están compuestas por perfiles tipo "C" (canal atiesada), estos perfiles son fijados espalda/espalda entre sí con tornillos auto perforantes (hexagonal), una vez confeccionadas estas cerchas, se instalan sobre los muros a una distancia como máximo @1,2m y son fijadas al muro por medio de un elemento de anclaje según la materialidad de la estructura de muros (C80x40x3 o anclaje AL). Frontones: Los frontones son conformados con el mismo concepto de los muros, es decir, son la continuación de estos, por lo tanto tienen las mismas características y se ajustan a la arquitectura de la techumbre, están compuestos básicamente por montantes, canales y refuerzos.
Aleros: Los aleros son la proyección de la techumbre y forman parte de ésta.
Estos se construyen de acuerdo a la arquitectura de la techumbre.
Costaneras de techo: Las costaneras de techo son las encargadas de recibir la cubierta de techo, además de la aislación de humedad. Normalmente se utiliza un perfil tipo Omega Estructural (38OMA085) y es instalado fijado através de sus alas a la cuerda superior de las cerchas (teja, continua) a una distancia comúnmente de 60cm, dependiendo del diseño estructural y también de la cubierta que se utilizará.
Cruz de San Andrés: Este elemento es el encargado de estabilizar las cerchas, es decir, mantener su verticalidad y posición original, comúnmente se utiliza un perfil Omega (38OMA085), instalado en forma de cruz entre estas cerchas. Es fijado directamente en los montantes o elementos verticales que forman parte de las cerchas. Estabilizadores: Los estabilizadores son los encargados de arriostrar la estructura de techumbre en forma horizontal. Puede realizarse con placas estructurales o simplemente con perfiles tipo "C" (canal atiezada).
Refuerzos: Estos elementos son los encargados de reforzar algunos puntos de la estructura en donde se reúne una mayor cantidad de esfuerzos. Uno de estos puntos es la cumbrera de una cercha. Para reforzar en este punto en particular, se instala una pletina rectangular entre los perfiles de la cumbrera, esto se realiza antes de unir las espaldas de los perfiles, luego de disponer este refuerzo se procede a instalar los tornillos (hexagonal).

METALCON TABIQUES

Utilidad: Esta estructura es construida en base a perfiles Metalcon Tabique. La estructura de Tabiques es la encargada de realizar las divisiones interiores no estructurales en una vivienda u oficina, además de aislar, térmica y acústicamente un sector de otro.

Elemento: Los Tabiques Metalcon se componen de soleras, superior e inferior, montantes, aislación térmica y acústica, además de los revestimientos que comúnmente están compuestos por planchas de yeso-cartón o fibrocemento.

Ensamble: Primero se instalan las canales o soleras superior e inferior, fijándolas al piso y cielo. Luego se instalan los montantes dispuestos a 40 ó 60 cm según revestimiento. que se instalará, en estos tabiques. Los montantes deben ir fijados por dos tornillos (lenteja) en la parte inferior por cada lado.
Los tabiques se deben dilatar (+/- 5 mm) en la parte superior, esto se debe a que estos elementos no funcionan como estructurales, es decir, no están diseñados para soportar cargas superiores, al dilatarlo las cargas producidas por la losa superior producto de la flecha u otro tipo de movimiento que provoque que ésta losa baje, no desformará el tabique (pandeo).
En los vanos y en extremos de muros se deben fijar todos los montantes a la canal o solera superior e inferior. Luego de instalar la estructura de tabiques, se procede a instalar la aislación y los revestimientos.
Con estos perfile se hacen tabiques hasta 3,00 m de altura, no se recomienda hacer empalmes de pie derecho.

METALCON CIELOS

Utilidad: La estructura de Cielo sirve para generar una estructura liviana bajo la estructura de techumbre o entrepiso. Esta estructura se utiliza para recibir el revestimiento de Cielo y además el aislante térmico y acústico.

Elemento: Está compuesto por, Perfil Portante 40R, Perfil AT, Conector TI además de aislación termo acústica y el revestimiento conformado comúnmente por planchas de yeso-cartón o fibrocemento.

Ensamble: 1) Primero se instala el perfil AT (canal perimetral), fijado a los muros perimetrales y muros interiores.
2) Luego se instalan los conectores TI, fijados bajo las cerchas a una distancia de 1,0m (máximo). En el caso de que sea necesario bajar el nivel de cielo, más de lo que permite el conector TI, se puede alargar mediante un trozo de perfil AT.
3) En forma horizontal y fijado a los conectores TI se instala un perfil AT, generando una superficie de apoyo inferior al nivel de la cercha.
4) Perpendicular a estos perfiles AT se instala el Portante40R a una distancia de 40 ó 60cm, dependiendo del tipo de revestimiento que se utilizará.
En sus extremos el Portante40R se instala dentro de la canal AT (solera perimetral) sú fijación dejando una dilatación de 5mm, entre estos dos elementos, de manera de que permita el funcionamiento asísmico de este sistema. En los costados, al encontrarse de manera paralela el portante y la canal AT, se deja una distancia entre ellos de 7cm. Una vez instalada la estructura se instala la aislación termo acústica para luego instalar las planchas de revestimiento en forma perpendicular a la instalación de los Portante40R. El revestimiento se fija solo en los Portante40R y se dilata el revestimiento en los bordes (+/- 5mm).

Esquema constructivo de Cielo Metalcon