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Publicada porAndres Paladines Modificado hace 3 años
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ACERO PARA LA CONSTRUCCION Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS MODULO Nº 8 GERARDO PAIYEE GOMEZ Arquitecto U. de Chile gpaiyee@gmail.com CRISTIAN ALVARADO C Arquitecto U. del Desarrollo calvarad@vtr.net
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Se denomina ACERO a toda aleación Hierro- Carbono forjable cuyo contenido de Carbono esta generalmente comprendido entre 0,1 y 1,76 %. Se denomina FUNDICIÓN a toda aleación Hierro-Carbono no Forjable y cuyo contenido en carbono es generalmente de 2,5 a 4 %. El hierro se encuentra en algunas rocas basálticas en pequeñas cantidades de hierro nativo. Aleado con un 3 a 8% de níquel, forma parte de muchos meteoritos. Sus minerales más importantes son los óxidos y carbonatos. El óxido férrico (Fe2O3), está muy difundido como hematites roja o hierro especular. También forma la magnetita o piedra imán (Fe3O4). Las piritas FeS2, muy abundantes, no son una mena de hierro. El acero se obtiene a partir del alto horno. En la alto horno la mena de hierro se calcina primeramente para eliminar el agua, descomponer los carbonatos y oxidar los sulfuros y la materia orgánica, si la hay. Como reductor se utiliza el carbón coke. Los minerales que contienen caliza o carbonato de magnesio se mezclan con un fundente ácido, como arena o arcilla, para formar una escoria fusible; y los que contienen arena o arcilla se mezclan con caliza. NOTA: una mena, es un mineral del que se puede extraer un elemento (un metal), que generalmente por contenerlo en cantidad suficiente, puede ser aprovechado.
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La reducción del óxido se efectúa en un alto horno, de forma casi cilíndrica, generalmente revestido de ladrillos refractarios. Cerca del fondo hay varios tubos, llamados toberas, por donde se introduce aire caliente a presión. La carga de mineral, coke y fundente se vierte por la parte superior. A medida que desciende el material, el óxido de hierro se reduce a óxido ferroso y luego a hierro metálico esponjoso en la parte superior del horno, por la acción de óxido de carbono. El metal fundido se llama fundición de primera fusión, contiene de 2,6 a 4,3 % de carbono, y con frecuencia otro tanto de silicio, con cantidades variables de azufre, manganeso y fósforo. Este material se vierte en cucharas o calderos de coladas y convertidos en acero, o bien se vacía en lingoteras y enfriada en agua. Cuando se funde de nuevo y se vuelve a solidificar, constituye el hierro colado o fundido de segunda fusión. Es muy duro, pero demasiado quebradizo.
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El hierro dulce se obtiene a partir de la fundición de primera fusión quitándole la mayor parte de sus impurezas. Esta operación se realiza en un horno de reverbero. El hierro dulce contiene aproximadamente un 0,2% de carbono. Si quedan indicios de fósforo, el producto es defectuoso o quebradizo en frío, a temperatura ambiente; y si hay azufre es quebradizo en caliente. Finalmente, el acero es hierro con una proporción de carbono intermedia entre las de la fundición y la del hierro forjado. Generalmente contiene manganeso y frecuentemente se añaden otros elementos, como silicio, níquel, cromo, wolframio, vanadio y molibdeno, con el objeto de obtener aceros con características especiales. Estos procesos se realizan por medio del procedimiento Bessemer y el Siemens-Martin. Tipos de aceros: Aceros dulces: tiene bajos contenidos de carbono (hasta 0,2%) y son completamente dúctiles. Aceros medios: contienen entre un 0,2 y 0,6% de carbono. Estos aceros se pueden forjar y soldar. Aceros con altos contenidos de carbono: Estos aceros contienen entre 0,75 y 1,50%. Aceros especiales: En la Tabla 2.4 se presentan algunas características de aceros especiales:
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ACEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN Enfierradura para Ladrillo Industrializado Enfierradura para Hormigón Armado Enfierradura para Ladrillo Fiscal o Chonchón
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Proceso Constructivo de Enfierradura para Hormigón Armado
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TIPOS DE ACEROS TIPOS DE ACEROS AUMENTO DEL % DE CARBÓN TABLA: % DE CARBONO ACEROS EXTRASUAVE 0,10 A 0,20 % ACEROS SUAVES 0,20 A 0,30 % ACEROS SEMISUAVES 0,30 A 0,40 % ACEROS SEMIDUROS 0,40 A 0,50 % ACEROS DUROS 0,50 A 0,60 % Aceros para la Construcción DISMINUYE SU ALARGAMIENTO Y RESISTENCIA AL CHOQUE CRECE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN Y LÍMITE ELASTICO
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Proceso Constructivo Enfierradura Losas y Muros de Hormigón Armado
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CARGA UNITARIA MÁXIMA A LA TRACCIÓN Es la máxima fuerza de tracción que puede soportar LÍMITE ELÁSTICO Es la máxima tensión que puede soportar el material sin que se produzcan deformaciones plásticas Es la máxima tensión que puede soportar el material sin que se produzcan deformaciones plásticas ALARGAMIENTO DE RUPTURA Es el alargamiento medido después de retirar la carga Es el alargamiento medido después de retirar la carga ENSAYO DE DOBLADO Comprueba la plasticidad del acero para prevenir ruptura durante su manipulación CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL ACERO
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Herramientas Para Cortar Barras De Acero
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Barra de Refuerzo Para Hormigón Armado Las barras de refuerzo para hormigón armado deben cumplir con los requisitos establecidos en la norma NCh 204 of 77: Barras laminadas en caliente para hormigón armado. Además de cumplirse con los requisitos establecidos para las propiedades mecánicas y alargamiento en la rotura, se deben cumplir con un ensayo de doblado y con los requisitos de forma y dimensiones de los resaltos y de masa de las barras. Según la NCh 204, los aceros para las barras para hormigón armado se identifican con la siguiente nomenclatura: A XX – YY H A XX – YY H A: acero al carbono XX: tensión de rotura a la tracción en kgf/mm2 YY: limite de fluencia en kgf/mm2 H: indica que se trata de acero para barras de refuerzo de hormigón armado.
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Se entiende por barra con resaltes aquella sección circular con nervios perpendiculares o inclinados con respecto a su eje. Su diámetro nominal se determina por la expresión: En que M es la masa de la barra en kg/m. Para refuerzo de hormigón se fabrican barras redondas clasificadas como se indica en la Tabla siguiente: Diámetro, mm Acero ordinario A 44-28 H Acero Alta Resistencia A 63-42 H 6Lisa--- 8 a 36 con resaltes. Clasificación de los aceros nacionales para hormigón armado.
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Las propiedades mecánicas de las barras de acero para refuerzo de hormigón, de acuerdo a lo señalado en la norma Nch 204 of 78, se presentan en la Tabla Propiedades de las barras de acero para hormigón. Propiedades de las barras de acero para hormigón. Propiedad A 44-28 H A 63-42 H Resistencia a tracción, Rm, MPa 440630 Tensión de fluencia, Mpa máxima-580 mínima280420 Alargamiento en la rotura, % 16
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k es un coeficiente que depende que depende del diámetro de la barra como se indica en la Tabla k es un coeficiente que depende que depende del diámetro de la barra como se indica en la Tabla Diámetro e, mm 68101216 182225283236 k32100012345 Factores de elongación del acero A 63-42 H en la rotura. Factores de elongación del acero A 63-42 H en la rotura.
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ESTRUCTURAS COVINTEC El panel Covintec consiste en una estructura tridimensional de alambre galvanizado calibre #14 (2,03 mm), electrosoldado en cada punto de contacto, compuesto por armaduras verticales denominadas escalerillas, de diseño único en el mercado y cuya característica principal es su forma de diagonales continuas en toda la altura del panel. Las armaduras están unidas a lo ancho del panel por alambres horizontales calibre #14 (2.03mm) electrosoldado en cada punto de contacto. Entre armaduras se incorpora un alma compuesta de prismas de poliestireno expandido de densidad mínima 10 kg/m3. La retícula de alambre está completamente separada en 9,5 mm. del poliestireno para permitir un correcto amarre del mortero aplicado a cada cara del panel después de su montaje. El panel Covintec, una vez estucado en obra, genera un muro sólido que presenta excelentes características mecánicas e insuperables propiedades de aislación termoacústica.
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Campos de Aplicación Su extensa aplicación permite desde la realización de elementos tan básicos como son el "nicho" para un medidor de agua potable o para los cilindros de gas, hasta la confección de muros curvos, frontones de techumbres, bow- windows, losa de entrepisos o muros de fachada de las más variadas geometrías. Por sus características de mejor calidad técnica en construcción, tiempo, espacio y costos, el principal uso del panel estructural se ha definido para la construcción de casas de hasta dos pisos, incluida losa de entrepiso y tabiquería.
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Ventajas: Aislación acústica y térmica: En cuanto a la aislación acústica los paneles Covintec son capaces de igualar los niveles de resistencia acústica a los muros de albañilería, en cuanto a la aislación térmica, también tienen ventajas comparativamente con el resto de los sistemas estructurales, debido al aislapol denso que lleva en el interior. Facilidad de transporte: Gracias a su conformación las planchas Covintec son de fácil transporte pudiendo ser instaladas en cualquier parte del país.
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Ventajas: Rapidez: Fáciles de manejar y montar, con técnica de instalación simple, disminuye el tiempo de trabajo en terreno alrededor de un 50% aprox en relación a los sistemas tradicionales. Versatilidad: La tecnología constructiva que presentan las casas Covintec se utilizan tanto en muros exteriores como interiores, cubiertas planas o inclinadas, muros curvos, arcos, ventanas de medio punto, bow windows y cualquiera otra forma que sea difícil de ejecutar con materiales tradicionales. Resistencia: Una de las características principales es su capacidad estructural, gracias a su exclusivo sistema compuesto por elementos continuos, diagonales, las casas obtienen un buen desempeño frente a los diversos esfuerzos estructurales a la que son sometidos.
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Características Técnicas del los Paneles Panel Estructural A ncho: 1.22 mts. · Alto Standard: 2.44 mts. · Espesor (Separación entre mallas): 7.60 cms. · Alturas a pedido: 2.04 a 3.65 mts. · Espesor Poliestireno: 5.50 cms. · Densidad Poliestireno: 10.00 kg/m³ · Trama de Malla (Alto x Largo): 5 x 5 cms. · Cuantía de Acero: 3.15 kg/m² · Puntos de soldadura x m²: 1.680 · Peso sin Estuco: 3.7 kg/m² · Espesor Muro Terminado: 11 a 13 cms. Usos: Muros Estructurales, Losas, Estructuras Autosoportantes, Cortafuegos.
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Panel Master. Ancho : 1.22 mts. · Alto Standard: 2.44 mts. · Espesor (Separación entre mallas): 7.60 cms. · Alturas a pedido: 2.04 a 3.65 mts. · Espesor Poliestireno: 5.50 cms. · Densidad Poliestireno: 10.00 kg/m³ · Trama de malla (Alto x Largo): 5 x 10cms. · Cuantía de Acero: 2.12 kg/m² · Puntos de soldadura x m²: 880 · Peso sin Estuco: 2.67 kg/m² · Espesor Muro Terminado: 10 a 13 cms Usos: Muros para Estructuras Livianas, Tabiques en general, Cierros, Cortafuegos Panel Light · Ancho: 1.00 mts. · Alto Standard: 2.44 mts. · Espesor (Separación entre mallas): 4.60 cms. · Alturas a pedido: 2.04 a 3.65 mts. · Espesor Poliestireno: 3.00 cms. · Densidad Poliestireno: 10.00 kg/m³ · Trama de malla (Alto x Largo): 5 x 10 cms. · Cuantía de Acero: 2.05 kg/m² · Puntos de soldadura x m²: 880 · Peso sin Estuco: 2.35 kg/m² · Espesor Muro Terminado: 7 a 9 cms. Usos: Tabiquerías, Cierros, Nichos.
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Características Técnicas de los Accesorios Elemento de unión que se coloca en ambos lados al realizar una unión entre dos paneles. Elemento de unión que se coloca tanto internamente como externamente en un encuentro de paneles (esquina, vértices de Encuentros). Elemento de refuerzo que se coloca en vanos de puertas y ventanas Elementos para fijar mallas y escalerillas a los paneles Covintec
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Proceso Constructivo Metalcon
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Está compuesto por una serie de perfiles de acero galvanizado de alta resistencia, unidos entre sí por medio de tornillos autoperforantes. Con estos perfiles se puede construir la estructura completa de casas y oficinas hasta tres niveles. Los elementos de Metalcon Estructural son de rápida y simple construcción, por ser livianos y fáciles de instalar Matalcon Estructural Basado en tres formas básicas, U, C y Omega, los perfiles al ser fabricados con acero de calidad estructural, pueden soportar cargas y ser utilizados en la estructuración de muros soportantes, envigados de piso, cerchas o cualquier elemento estructural.
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Metalcon Estructural
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El sistema de tabiques Metalcon es un conjunto de perfiles que por resistencia, rapidez, calidad y economía, resulta ideal para construir todo tipo de muros de división interior. Los tabiques Metalcon son de acero galvanizado y se presentan en diferentes medidas y diseños, que varían según su aplicación. En el caso del perfil Montante Normal, se incluyen perforaciones especialmente diseñadas para canalizar instalaciones eléctricas y sanitarias en forma práctica y fácil. Tabiques Metalcon
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El sistema Metalcon Cielos, es una solución constructiva eficiente para armar entramados de cielos rasos, brindándole mayor facilidad de instalación, rapidez, versatilidad y ahorro, posee un sistema llamado nivela-fácil, que permite nivelar la estructura de los cielos rasos. Compuesto sólo por tres elementos: 2 perfiles y un conector preformado, todos estandarizados, permite construir un entramado para cielos rasos totalmente nivelados, más rápido que las soluciones actuales. Metalcon Cielos
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Trazado Listo el radier, se marcan todos los muros exteriores e interiores en el piso con un tizador, para luego ser enumerados. La canal o solera inferior va a seguir estas líneas. De esta manera el tabique queda siempre derecho, aunque los bordes del radier no estén regulares. Anclaje Esto se hace comúnmente a mano, ya que permite parar la faena en diferentes puntos. Hay 4 tipos de Anclajes que pueden ser usados: Pernos de Anclaje Amarre con una tira de Murogal tirante Anclaje de matal tipo Simpson Anclajes estructurales de esquinas y de arriostramientos, tipo Simpson o similar. Clavos y pernos de anclaje tipo Hilti
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Perno de Anclaje Amarre con Murogal Tirante Perno de Anclaje Amarre con Murogal Tirante Los pernos los determinará el proyecto de cálculo en su dimensión y ubicación, pero se recomienda como mínimo usar pernos de acero de 12mm. de diámetro, 250mm. de largo con gancho de 50 mm. Típicamente se instalan a un máximo de 30cm del inicio del muro estructural y a no mas 100 cm entre perno y perno. Este tipo de anclaje es adicional y en conjunto con los pernos de anclaje. Estos elementos de amarre se fabrican en terreno, y el gancho interior va “ enganchado “ en uno de los fierros del sobrecimiento en caso de ser armado
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Anclaje de Metal Tipo Simpson Clavos y Pernos Tipo HILTI En los muros estructurales, éstos se recomiendan solamente como suplemento a los anclajes anteriores. Como norma general instale un clavo tipo hilti de 1 1/2” con golilla incorporada directamente a la canal (solera inferior), en el centro entre montante y montante. Es una variedad de conector que cumple ampliamente con el calculo estructural. Es una pieza continua sin soldaduras y no requiere de elementos adicionales para su anclaje. su diseño permite la intalacion del conector en el borde de las losas y/o sobrecimientos. esta fabricado en acero galvanizado de 2.7 mm de espesor.
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Se utilizan preferentemente en las esquinas donde existe concentración de esfuerzo y/o para tomar las cargas transmitidas por las diagonales de arriostramiento. La figura muestra el conector tipo Simpson y un conector alternativo. Anclajes Estructurales
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Paneles de Muro Los muros o paneles estructurados en base a perfiles metalcon, se conforman por pies derechos equidistantes, cuyos espaciamientos en general, fluctuaran entre 400 y 600mm y por soleras superiores e inferiores. Dependiendo de la función que cumplan dentro de la edificación, estos serán clasificados como paneles estructurales o paneles no estructurales (tabiques). Paneles Estructurales Los paneles estructurales se pueden clasificar en don tipos: los gravitacionales, que son aquellos que soportan cargas de peso propio y sobre carga y los paneles de corte que además de soportar las cargas gravitacionales, deben proporcionar la estabilidad lateral a la edificación. Los paneles gravitacionales, en general son los dispuestos en el interior de la vivienda, mientras que los de corte corresponderán a los perimetrales.
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Generación de Paneles Estructurales Existen dos maneras de generar un muro estructural: 1- Muro de placa arriostrante conformado por un panel de estructura Metalcon arriostrado por una cara con una placa de corte. OSB e= 12.5mm. 2- Muro con diagonales de arriostramiento Conformado por un panel de estructura Metalcon arriostrado con pletinas Metalcon con diagonales en forma de “X” por ambas caras.
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Paneles Estructurales
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Construcción de Muros y Tabiques Encuentro Centro
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Paneles no Estructurales Estos tabiques se construyen con montantes y soleras de acero (TABIGAL), revestidos normalmente con planchas de yeso cartón. En el caso del perfil montante normal, se incluyen perforaciones especialmente diseñadas para canalizar instalaciones eléctricas y sanitarias en forma practica y fácil. El anclaje mínimo de los paneles no estructurales debe ser mediante un clavo hilti con golilla, distanciados a no mas de 600 mm y su fijación superior debe ser tal, de no inducirle cargas verticales, pero si asegurar su estabilidad lateral.
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Proceso Constructivo de Paneles no Estructurales
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Esquema Estructural Casa 2º Piso: Entrepiso Para casas de 2 pisos o mansardas, se construye un envigado formado con perfiles de acero estructural (VIGAL), cubiertos con planchas de O.S.B. o contra chapado de madera, sobre el cual se puede instalar alfombra o cualquier otra solución de piso, incluso hasta una loseta liviana. La estructura de piso o entrepiso se arma usando perfiles U y C, en espesores de 1,0 a 1,6 mm. según calculo, de mayor tamaño (mayor alma de perfil) que el usado en los muros.
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Entrepiso El espaciamiento entre vigas C es normalmente de 40 o 60 cm. Y se pueden cubrir luces de hasta 4 m. sin problemas. Sobre la estructura de entrepiso se instala una placa estructural de madera, OSB, o entablado de piso, en sentido perpendicular al anvigado, el cual lo arriostra horizontalmente. El ala inferior de las vigas debe ser estabilizado utilizando Metalcon tirante a todo el ancho del envigado según calculo, aproximadamente cada 1,5m.
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Entrepiso: Loseta Compuesta por un film de polietileno de e = 0.5 mm sobre el cual se coloca un malla acma para evitar la retracción del hormigón en el momento del frague.
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Cielo La estructura del cielo puede fijarse directamente a losas, estructuras de acero o suspenderse de ellas mediante perfiles montantes que absorban la altura del cielo terminado. La estructura del cielo puede fijarse directamente a losas, estructuras de acero o suspenderse de ellas mediante perfiles montantes que absorban la altura del cielo terminado. La estructura se conforma de montantes instalados de forma horizontal para la nivelacion del cielo, los cuales estan distanciados entre si por 90 a 100mm aproximadamente y nivelados con despuntes de montantes anclados a la cercha, envigado o losa cada 150mm.
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Cielo Bajo los montantes se colocan transversalmente portantes de cielo distanciados entre si a 40cm y ajustados al tamaño de la plancha de revestimiento. Estos portantes quedan anclados dentro del perfil “U” de cielo, el cual se coloca en el perímetro de este.
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Proceso Constructivo de Cielo
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Techumbre Una de las ventajas del sistema metalcon es la posibilidad de construir las cerchas con acera galvanizado, esto permite obtener un componente perfectamente derecho y liviano. Estructuradas en su totalidad mediante perfiles de acero (Tegal), para formar tanto las cerchas como las costaneras necesarias para soportar los techos. La distancia entre costaneras va a depender de la configuración de la cubierta. Esto lo determina el calculo de la estructura.
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Techumbre: Cerchas Habitables
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La aislación de muros y techumbres es vital en el sistema constructivo metalcon, ya que una adecuada especificación de estas, entregan un excelente desempeño térmico al sistema y, dependiendo del tipo de aislación, puede adicionalmente mejorar el confort acústico. El uso de cualquiera de las alternativas de aislación, lana de vidrio, poliestireno, entregan adicionalmente un ahorro de energía, al impedir pérdidas de calor, generando un menor gasto en calefacción y una mejor calidad de vida. La instalación de la aislación en el sistema Metalcon es fácil, ya que al no requerir cadenetas se pueden instalar las planchas o colchonetas de forma completa, necesitando realizar menos cortes y reduciendo las perdidas de material. Aislación
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Revestimientos Paneles no estructurales: Son revestidos normalmente, por ambas caras, con placas de yeso carton, Fibrocemento, Siding u otro material no estructural de terminación. Paneles estructurales: Paneles de madera, mallas para estuco, maderas tingladas o machihembradas, maderas aglomeradas. Paneles de madera, mallas para estuco, maderas tingladas o machihembradas, maderas aglomeradas. Revestimiento OSB Revestimiento Yeso Cartón
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Instalaciones En el sistema Metalcon, los montantes ya viene perforados para facilitar las instalaciones de la gasfitería y electricidad, por lo tanto solo se perfora normalmente en obra las canales (soleras) ya que estas no viene perforadas. Estas perforaciones no deben sobrepasar un tercio del alma para no debilitar el perfil. Para instalaciones de cobre, se debe aislar y proteger la cañería de galvanizado para evitar electrólisis y proteger el alambrado eléctrico de los roces físicos entre un metal cortante y el cable eléctrico. Esto se consigue usando cualquier material plástico (como cañería de luz o agua de PVC) o con un aislante de poliestireno o haciendo una separación con madera. Estas deben ir atornilladas a los perfiles para soportar movimientos y evitar ruidos. Bloque de Apoyo
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Fijaciones: Tornillos Auto Perforantes Los tornillos autoperforantes corresponden a la fijación estandar de Metalcon. En una sola operación éstos pueden perforar y fijar en forma segura todo tipo de materiales a la estructura de Metalcon y estructurar uniones entre perfiles. Para la elección del tornillo adecuado se deben conciderar varios aspectos: el tipo de cabeza, punta, longitud, broca y la resistencia de cada uno de ellos. Tipos de cabezas La cabeza de los tornillos autoperforantes sirve para transmitir el torque de perforación y apriete desde la herramienta al tornillo. Las cabezas mas usadas son: 1.- Cabeza de Trompeta 2.- Cabeza Plana o de Lenteja 3.- Cabeza Hexagonal
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Fijaciones Cabeza de Trompeta Se usa para fijar todo tipo de placas de yeso carton, madera y otros revestimientos blandos. Con este tipo de cabeza, se obtienen superficies planas sin resaltes que facilitan su terminación. Este tipo de cabeza se embute en el revestimiento y se debe usar puntas Phillips para su colocación. Fijaciones Cabeza Plana o de Lenteja Se usa para fijar revestimientos duros como fibrocemento a la estructura de Metalcon. Se usa además para unión de perfil con perfil que lleva revestimiento. Esto minimiza las deformaciones en el revestimiento sobre la unión. Se debe usar puntas Phillips para su colocación.
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Fijaciones Cabeza Hexagonal Se usan para uniones de perfil a perfil y para penetrar aceros. Esta cabeza traspasa muy bien el torque, asegurando mayos estabilidad durante la operación. Se debe utilizar puntas hexagonales magnéticas para su colocación. Tipos de Puntas La puntas de los tornillos antes mencionados son aguda o broca. La elección de la punta va en función del espesor total de acero a fijar. Se utiliza un tornillo de punta aguda para fijar aceros de hasta 0,85mm de espesor. Para espesores mayores se utiliza punta de broca.
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Espaciamiento Mínimo La distancia entre centros de autoperforantes no debe ser menor a tres diámetros. Distancia Mínima al Borde La distancia desde el centro de un autoperforante, al borde de cualquiera de los elementos fijados, no debe ser inferior a tres veces el diámetro nominal del autoperforante (3D). Si la unión esta sujeta a carga de corte en una sola dirección, la distancia mínima puede reducirse a 1,5 d en dirección perpendicular a la carga.
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