Una de las grandes ventajas de utilizar perfiles de Steel framing/Metalcon es la posibilidad de construir las techumbres o cabriadas con acero galvanizado. Las estructuras permanecen perfectamente alineadas a lo largo del tiempo y son lo suficientemente livianas para que una persona o pocas las puedan levantar fácilmente, evitando costos y tiempo en montaje y traslados.
Las cargas a considerar para lograr un buen diseño estructural, son:
Cargas permanentes: son todas aquellas originadas por el peso propio de los elementos que componen la cubierta de techo. Se deben incluir los perfiles de la estructura, la placa de yeso del cielorraso, la aislación térmica, el diafragma de rigidizacion y substrato superior, el material de la cubierta exterior, y cualquier otro elemento que pudiera estar colocado sobre la cubierta.
Sobrecargas: son todas aquellas que están relacionadas al uso de la estructura considerada. En el caso de las cubiertas de techo, estas dependen de su pendiente y de si son o no accesibles.
Nieve: las cargas originadas por acumulación de nieve sobre la cubierta de techo están relacionadas a la ubicación geográfica de la construcción y a la pendiente de la misma.
Viento: las cargas originadas por la acción del viento están relacionadas con la ubicación de la construcción, el destino, las dimensiones, la rugosidad del terreno, la dirección del viento respecto de la superficie expuesta considerada, la pendiente, etc. La acción del viento, que se supone siempre sopla en dirección horizontal, tiene dos tipos de efectos según sea la pendiente del techo, a saber:
Presión: fuerza por unidad de superficie ejercida por el viento sobre una superficie perpendicular a la misma, y dirigida hacia ella. Este efecto se puede producir solamente a barlovento.
Succión: fuerza por unidad de superficie ejercida por el viento sobre una superficie perpendicular a la misma, y dirigida en sentido opuesto al de la presión. Este efecto puede producirse a barlovento y/o sotavento.
Superposición de Acciones : Para el calculo de los esfuerzos y la verificación de los elementos de la techumbre, se deben considerar según correspondan, las cargas mencionadas anteriormente y sus distintas combinaciones de manera de obtener los mayores esfuerzos en cada elemento.
Cerchas o Cabriadas.
La utilización de cerchas/cabriadas es una de las metodologías más rápida y sencilla para la materialización de las estructuras de una techumbre. Las cerchas están compuestas por un conjunto de elementos (perfiles galvanizados livianos) que al ser unidos entre si, permiten cubrir grandes luces libres entre apoyos, sin necesitar puntos de apoyo intermedios.
Los elementos de una cercha/cabriada que debemos de tener en cuenta son:
Cordón superior (CS): son los perfiles galvanizados que le dan la forma y la pendiente a la cubierta de techo exterior.
Cordón inferior (CI): es/son los perfiles que le dan la forma y la pendiente al cielorraso del espacio a cubrir.
Montantes (M): son aquellos perfiles verticales que vinculan a los cordones superiores con el/los cordones inferiores.
Diagonales (D): son aquellos perfiles inclinados que vinculan a los cordones superiores con el/los cordones inferiores.
Rigidizadores: son trozos de perfil que van colocados en los puntos de apoyo o reacciones de la cercha/cabriada, en donde se produce la transmisión de los esfuerzos, de manera de evitar la abolladura del alma de los perfiles del cordón superior e inferior, además proporciona un refuerzo adicional en esa área.
Tornillos: para unir a los perfiles que conforman una cerchas se utilizan los tornillos de cabeza hexagonal, punta phillips # 2, diametro # 10, y 5/8” o 3/4 “ de largo.
Estos tornillos se utilizan también para fijar el ala inferior del cordón inferior a la solera superior del panel. En caso de haber un dintel en algún tramo del panel de apoyo, o por apoyarse sobre una pared de mampostería u hormigón, se debe agregar una pieza en forma de “L” que permite fijarla al apoyo macizo. Las cerchas tienen que ir apoyadas directamente sobre un montante o pie derecho, de lo contrario hay que reforzar la canal superior con una viga compuesta o de cajón según sean los requerimientos del proyecto, la carga de la techumbre y lo especificado por el ingeniero calculista.
Las conexiones se pueden hacer de dos formas: Haciendo en terreno 2 escuadras de de perfiles de Steel Framing/Metalcom por cada conexión, en total 4 por cercha/cabriada, y atornillando cada una con 2 tornillos # 10 al cordón de la cercha y 2 tornillos # 10 a la canal superior del muro. Con un conector tipo prefabricado o Simpson. Las cerchas de perfiles de acero galvanizado liviano pueden cubrir luces libres entre apoyos de hasta 10 mts. fácilmente, dependiendo de la separación a que se disponga, la pendiente del techo, la zona en que se encuentre la estructura y el tipo de cubierta especificada. En general las cubiertas se separan en livianas y pesadas. Las cubiertas Pesadas, se considera; las tejas tipo arcilla u hormigón (Francesa, Chilena o de Chena). Las cubiertas livianas se consideran; la teja asfáltica, las cubiertas de zinc y acanalados cementicios.
Frontón.
El frontón es un elemento que tiene la forma de una cercha, es decir la misma pendiente, se apoya sobre tabiques en los extremos de la construcción y está conformado con canales y montantes siguiendo la misma línea del muro en el cual descansa, no cumple la misma función de una cercha/cabriada, su diseño permite que las cargas bajen hacia el tabique y a la vez se pueden instalar placas de revestimientos, cosa que no se puede hacer en una cercha.
Omegas.
Otro elemento importante a considerar en las techumbres es la utilización de omegas como costaneras. Este elemento se utiliza como soporte para acabados y placas de osb. Su instalación se realiza perpendicular a las cerchas, con distanciamientos entre 0,40m a 0,60m y se pueden encontrar en espesores de 0,5mm y 0,85mm. Por lo general la utilización de espesor de 0,5mm se considera cuando hay un tipo de cubierta liviana, como por ejemplo una de acero ondulada de 0,35mm o 0,40mm, en caso contrario, si se utiliza una placa de OSB para recibir la cubierta lo recomendable es utilizar un espesor de 0,85mm como perfil omega.
Los perfiles omegas sirven para realizar los amarres de las cruces de san Andrés entre cerchas.
Las cubiertas Pesadas, se consideran Las tejas de arcilla y de hormigón y las cubiertas livianas se consideran la teja asfáltica, las cubiertas de zinc y acanalados cementicios.
