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Arcelor Cellular Beams quality requirements for steel producers, Vigas UPNS and long productsTRANSCRIPT
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SECTIONS
ACB - Arcelor Cellular BeamsLa solucin inteligente para grandes luces
La fabricacin y comercializacin de los productos de ARCELOR Sections estn certificadas ISO 9001.
La totalidad de la produccin se realiza segn el procedimiento de horno elctrico respetuoso con elmedio ambiente y certificado ISO 14001, lo que garantiza una calidad constante de productos 100 %reciclables.
Los productos laminados en caliente de ARCELOR Sections llevan la marca CE en conformidad conla norma EN 10025-1: 2004.
ISO 9001
Edicin: 2006-1
www.constructalia.com
ITEAAsistencia tcnica de los perfiles de ARCELOR
en la Pennsula Ibrica
Pol. Ind. de Ordizia
Mallutz s/n
E-20240 Ordizia (Gipuzkoa)
Tel.: +34-943-88 74 76
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ARCELOR COMERCIAL PERFILES ESPANA S.L.Ctra. Toledo, Km. 9,200
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E-mail: sections.spain
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~
-
ACB - Arcelor Cellular BeamsLa solucin inteligente para grandes luces
> >
-
1. INTRODUCCIN 32. CAMPOS DE APLICACIN 42.1. CUBIERTAS 42.2. FORJADOS 42.3. APLICACIONES ESPECFICAS 52.3.1. REHABILITACIN 52.3.2. PILARES Y ELEMENTOS DE FACHADA 52.3.3. VIGAS PARA APARCAMIENTOS 52.3.4. VIGAS PARA ESTRUCTURAS OFFSHORE 53. CONCEPTO FABRICACIN 63.1. ELECCIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS 73.2. ELECCIN DEL PERFIL LONGITUDINAL 83.2.1. VIGAS ALVEOLARES CURVADAS O CON CONTRAFLECHA 83.2.2. VIGAS DE INERCIA VARIABLE 83.2.3. VIGAS ASIMTRICAS 93.2.4. ABERTURAS ALARGADAS 93.2.5. CIERRE DE ALVELOS 93.2.6. REFUERZO CIRCULAR 93.2.7. REFORZAMIENTO DEL MONTANTE 103.2.8. ABSORCIN DE CARGAS PUNTUALES 103.3. TRABAJOS DE SOLDADURA 103.4. TIPOS DE FABRICACIN 113.5. EMPALME DE VIGAS ACB 113.6. REALIZACIN DE LAS UNIONES 123.7. CURVADURA DE VIGAS ACB 124. TOLERANCIAS DE VIGAS ACB 135. VIGAS ALVEOLARES SIMTRICAS EN APLICACIONES DE CUBIERTAS
Y DE FORJADOS DE CHAPA COLABORANTE 155.1. ASISTENCIA EN EL DISEO 155.1.1. DETERMINACIN DEL CANTO DE LAS VIGAS ACB 155.1.2. DETERMINACIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS 165.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO 176. VIGAS ALVEOLARES ASIMTRICAS EN APLICACIONES DE
FORJADOS MIXTOS 206.1. ASISTENCIA EN EL DISEO 216.1.1. DETERMINACIN DEL CANTO DE LA VIGA MIXTA ACB 216.1.2. DETERMINACIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS 226.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO 237. ESTABILIDAD ANTE EL FUEGO Y SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO 248. VIGAS ACB : UNA SOLUCIN PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE 259. ASESORAMIENTO TCNICO AL SERVICIO DEL USUARIO 2610. PARTNERS 2811. BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO ACB 2912. BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO: EJEMPLOS DE APLICACIN 37
SUMARIOCAPTULOS
-
INTRODUCCIN 1.
Desde hace una dcada las vigas alveolares observan un
uso creciente tanto en el mbito de la construccin metlica
como en la exploracin de vas estructurales nuevas.
La utilizacin de vigas alveolares posibilita una expresinarquitectnica nueva. De hecho, aligeran las estructurasy aumentan las luces al objeto de garantizar la modularidad delos edificios. Esa flexibilidad va ligada a la funcionalidaddel paso de equipamientos tcnicos (conductos, mangas) a
travs de los alveolos. El aspecto areo de las vigas alveo-
lares, unido a su gran resistancia, no cesa de inspirar a los
arquitectos formas estructurales siempre nuevas.
Varios factores del progreso permiten, actualmente, el desa-
rrollo y la utilizacin de vigas alveolares:
FabricacinLa optimizacin de los mtodos de fabricacin (oxicorte,
curvado, etc.) permite adaptarse a las exigencias de los con-
tratistas al objeto de garantizar una entrega rpida de las
vigas alveolares.
NormalizacinLos Eurocdigos (Eurocdigo 3 para estructuras en acero y
Eurocdigo 4 para estructuras mixtas acero-hormign) apor-
tan elementos para el clculo de resistencias en situacin de
utilizacin normal, en situaciones accidentales de incendio y
en todo lo relativo a la utilizacin de acero de alto lmite
elstico S460.
Construccin mixtaEl conocimiento de la construccin mixta acero-hormign en
sus diferentes aspectos realizacin de las conexiones, uti-
lizacin de forjados de chapa colaborante, resistencia al
fuego, confort de usuarios y durabilidad- ha contribuido
mucho a la utilizacin de la solucin vigas alveolares ACB
en los forjados.
Instrumentos de clculoEl desarrollo y la puesta a disposicin de las oficinas de
ingeniera y de los arquitectos de un instrumento de clculo
y de concepcin (programa ACB) favorecen la utilizacin de
vigas alveolares. Los mtodos utilizados en dicho programa
se basan en la explotacin de los resultados de ensayos de
vigas a tamao real y de numerosos anlisis numricos.
3
Arcelor Cellular Beams
-
Viga ACB
de forjado
2.3. APLICACIONES ESPECFICAS
2.3.1. Rehabilitacin
Con el fin de conservar el patrimonio arquitectnico, para
consolidar y reutilizar o modernizar edificios antiguos se
utilizan estructuras ligeras y flexibles basadas en vigas
alveolares ACB
(Fig. 2).
Figura 2: Rehabilitacin con la ayuda de vigas alveolares
ACB
2.3.2. Pilares y elementos de fachada
Una aplicacin muy elegante es la representada por la com-
binacin de vigas-pilares ACB
(Fig. 3). Se obtiene su mxima
eficacia en aplicaciones de pequea carga axial.
Figura 3: Combinacin de viga-pilar ACB
2.3.3. Vigas para aparcamientos
Cuatro razones fundamentales llevan a recomendar el empleo
de vigas alveolares ACB
en la construccin de aparcamientos
cuando no se requiere justificacin alguna de resistencia al
fuego:
Las luces tradicionales (15 a 16 m) estn en la gama de
las luces tpicas
Se facilita la evacuacin del agua gracias a la utilizacion
de vigas ligeramente curvadas,
Los alveolos mejoran el aspecto interior de esas obras,
Los alveolos facilitan la evacuacin de humos permitiendo
una mejor circulacin entre compartimentos.
2.3.4. Vigas para estructuras offshore
En los casos en que dicha industria requiera:
Una estructura que una a la vez resistencia y peso ligero, o
La posibilidad de pasar canalizaciones,
las vigas alveolares aparecen claramente indicadas tenien-
do en cuenta sus caractersticas. En el caso de cargas espe-
cialmente elevadas se recomienda la utilizacin de aceros
HISTAR
.
2.2. CAMPOS DE APLICACIN
2.1. CUBIERTAS
La utilizacin de vigas ACB
como elementos de cubierta permi-
te salvar grandes luces, cercanas a los 40 metros.
Tanto en el caso en el que las vigas se utilicen como elemen-
tos independientes (vigas simplemente apoyadas) o de con-
tinuidad (dintel de prtico), la competitividad de la solucin
ACB
est confirmada tanto por la conservacin de las fun-
cionalidades de las vigas en celosa como por la reduccin
de las intervenciones in situ durante el montaje.
Figura 1: Viga ACB
de cubierta
Las vigas ACB
ofrecen a los arquitectos soluciones atracti-
vas y prcticas en trminos de acondicionamiento del espa-
cio mientras se huye del efecto pantalla. El dimetro de las
aberturas puede alcanzar el 80% de la altura total de la
viga con la posibilidad de dejar nicamente una distancia
mnima necesaria en la fabricacin- entre los alveolos.
Esta configuracin de las vigas ACB
permite acentuar la
transparencia y la fusin de las vigas en el espacio y la
obra, conceptos muy estimados por los arquitectos.
2.2. FORJADOS
Las construcciones modernas exigen cada vez ms el acon-
dicionamiento de instalaciones tcnicas (calefaccin, ventilacin,
aire acondicionado, etc.) en el interior del espacio disponible.
La utilizacin de vigas alveolares ACB
aporta, en la actualidad,
respuestas eficaces a las exigencias de los propietarios de
edificios. Esta solucin permite la creacin de grandes espacios
libres en distancias que pueden alcanzar hasta 18 metros y
posibilita el paso de conductos diversos a travs de los
alveolos.
El espesor total del forjado es de entre 25 y 40 cm inferior
al de las pesadas soluciones convencionales.
Para edificios corrientes de una altura impuesta del orden de
35 a 40 metros, una ganancia de slo 20 cm en el espesor
del forjado posibilita la obtencin de un piso adicional.
Para edificios con un nmero de pisos impuestos (de dos a
seis niveles de forjados), el beneficio resulta de una gestin
econmica de la realizacin de fachadas, pilares, estabilidad,
tabiques de separacin, as como de los pasos verticales.
54
> 2.1. CUBIERTAS > 2.2. FORJADOS> 2.3. APLICACIONES ESPECFICAS
> 2.3.1. REHABILITACIN > 2.3.2. PILARES Y ELEMENTOS DE FACHADA> 2.3.3. VIGAS PARA APARCAMIENTOS> 2.3.4. VIGAS PARA ESTRUCTURAS OFFSHORE
Crdit Lyonnais - Pars
Arquitecto: Jean-Jacques Ory
Fotgrafo: Kamel Khalfi
-
Fabricacin de vigas ACB
en los
talleres ASC de Luxemburgo
3.
Las vigas ACB
se fabrican en modernas instalaciones en la
fbrica de laminacin de grandes vigas que Arcelor posee
en Differdange (Luxemburgo). La proximidad entre instala-
ciones y fbrica reduce el transporte, aumenta la capacidad
de reaccin y contribuye a aumentar la competitividad en
costes de fabricacin.
El mtodo de fabricacin patentado de las vigas alveolares
ACB
se basa en la utilizacin exclusiva de vigas laminadas
en caliente.
Mediante oxicorte, se practica un doble corte en el alma.
Las dos Ts creadas son soldadas de nuevo tras realizar el
desplazamiento de una semi-onda, de lo que resulta el incre-
mento del canto de la viga (Fig. 4).
El producto estructural as obtenido presenta una relacin
inercia/peso mejorada
Los programas de corte se realizan por control numrico con
el fin de garantizar el ajuste perfecto de los alveolos (Fig. 5).
La fabricacin de las vigas en paralelo permite reducir los
costes de produccin.
En los esquemas queda claro que se limita la longitud de sol-
dadura. Los cordones se controlan visualmente o bajo pedi-
do, siguiendo las especificaciones concretas del diseador
de la obra o del cliente.
Figura 4: Esquema de fabricacin de una viga ACB
Figura 5: Mesa de oxicorte de vigas laminadas en caliente
3.1. ELECCIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE
ALVEOLOS
partir de un perfil de partida, existe una infinidad de com-
binaciones posibles en trminos de dimetros y distancias
entre los ejes de los alveolos (Fig. 6). Esa eleccin se orien-
ta teniendo en cuenta el siguiente principio:
Figura 6: Definicin de una viga ACB
El ajuste final de varios milmetros en la distancia entre ejes
permite que los extremos de las vigas se obtengan en la
zona de alma sin aberturas.
76
3. CONCEPTO FABRICACIN
> 3.1. ELECCIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS > 3.2. ELECCIN DEL PERFIL LONGITUDINAL> 3.2.1. VIGAS ALVEOLARES CURVADAS O CON CONTRAFLECHA> 3.2.2. VIGAS DE INERCIA VARIABLE > 3.2.3. VIGAS ASIMTRICAS> 3.2.4. ABERTURAS ALARGADAS> 3.2.5. CIERRE DE ALVEOLOS> 3.2.6. REFUERZO CIRCULAR
> 3.2.7. REFORZAMIENTO DEL MONTANTE > 3.2.8. ABSORCIN DE CARGAS PUNTUALES> 3.3. TRABAJOS DE SOLDADURA> 3.4. TIPOS DE FABRICACIN > 3.5. EMPALME DE VIGAS ACB
> 3.6. REALIZACIN DE LAS UNIONES> 3.7. CURVADURA DE VIGAS ACB
Etapa 1:Oxicorte
Etapa 3:Re-ensamblado/soldadura
Etapa 2:Separacin en Ts
a
o
= 1,0 a 1,3 h
S = 1,1 a 1,3 a
o
H
1
= 1,4 a 1,6 h
ao
h
Perfil de partida (canto h)
Tipo de diseo 1
S
H1
a
o
= 0,8 a 1,1 h
S = 1,2 a 1,7 a
o
H
2
= 1,3 a 1,4 h
h
Perfil de partida (canto h)
Tipo de diseo 2
S
H2
ao
Objetivos:Optimizacin de la relacin canto/peso
Aplicaciones:Cubierta
Pasarelas
Vigas de gran luz
Clases de acero ms utilizadas:S235, S355
Objetivos:Optimizacin de la relacin carga/peso
Aplicaciones:Forjados
Aparcamientos
Estructuras offshore
Pilares
Clases de acero ms utilizadas:S355, HISTAR
460 (S460)
-
Ejemplo de viga ACB
con alveolo cerrado
3.
3.2. ELECCIN DEL PERFIL LONGITUDINAL
3.2.1. Vigas alveolares curvadas o con contraflecha
A lo largo del proceso de fabricacin es sencillo perfilar las
dos Ts antes de la reconstruccin para obtener, sin excesivo
incremento de coste, una viga celular curvada o con contra-
flecha (Fig 7).
La contraflecha es lo suficientemente importante para evitar
todo riesgo de uso de la viga en sentido contrario.
Estas vigas resultan indicadas especialmente en la optimiza-
cin de las vigas para forjados. La forma dada se mantiene
muy estable, inluso despus de una eventual galvanizacin.
3.2.2. Vigas de inercia variable
Las vigas de inercia variable se fabrican inclinando el eje de
corte y dando la vuelta a una de las Ts (Fig. 8).
Las aplicaciones ms frecuentes de las vigas con estas for-
mas son las siguientes:
Mnsulas alargadas (tribuna de estadio, )
Vigas continuas (pasarelas, )
Dinteles de prticos
3.2.3. Vigas asimtricas
La vigas asimtricas se adaptan particularmente bien al fun-
cionamiento en modo mixto (en combinacin con la losa del
forjado) y se obtienen volviendo a ensamblar Ts provenien-
tes de perfiles o de calidades de acero diferentes. (Fig. 9)
Las vigas alveolares constituyen una aportacin fundamental
a la construccin de forjados mixtos.
Figura 9: Ejemplo de viga ACB
asimtrica
3.2.4. Aberturas alargadas
En ocasiones es necesario recortar el espacio entre 2 alveo-
los. En la medida de lo posible, ese corte debe realizarse
hacia la mitad de la viga (Fig. 10), en la zona de menor
esfuerzo cortante. Cuando dicha abertura alargada deba
situarse cerca de los apoyos, con frecuencia es necesario
rigidizar el borde.
Figura 10: Ejemplo de viga ACB
con abertura alargada
3.2.5. Cierre de alveolos
Debido a los lmites impuestos por los esfuerzos cortantes en
la zona de las uniones, o por razones de seguridad (en caso
de incendio) en ocasiones se hace necesaria la obturacin
completa de algunos alveolos (Fig. 11a). Para ello, se inser-
tan y sueldan discos de chapa a ambos lados. Los espeso-
res de la chapa y del cordn de soldadura se optimizan en
funcin de las tensiones locales.
Figura 11a: Ejemplo de viga ACB
con alveolos cerrados
3.2.6. Refuerzo circular
En caso de que por razones estticas sea necesario mante-
ner la abertura, un zuncho soldado a lo largo del contorno
de la abertura permite aumentar su rigidez (Fig. 11b).
Figura 11b: Ejemplo de viga ACB
con alveolo reforzado
Figura 7: Ejemplo de viga ACB
curvada
Figura 8: Ejemplo de una viga ACB
de inercia variable
98
3.
Centro comercial Cactus,
Esch-sur-Alzette, Luxemburgo
-
Alvolos parcialmente cerrados
permiten la unin
3.3.
3.4. TIPOS DE FABRICACIN
Las vigas ACB
pueden demandarse segn las variantes
mostradas en los ejemplos de la figura 14:
Figura 14: Posibilidades de suministro de vigas ACB
3.5. EMPALME DE VIGAS ACB
Desde la concepcin de la estructura deber ponerse un cui-
dado especial en el posicionamiento de los alveolos, con el
fin de evitar obturaciones intiles (Fig. 15).
Inicialmente la viga se optimiza desde el punto de vista
estructural.
La segunda fase sirve para adaptar la distancia entre
alveolos con el fin de tener zonas de alma llena en los
extremos de las vigas. La frmula para calcular la distancia
entre alveolos es la siguiente:
S = L + a
o
/ (n+1) [n = nmero de alveolos]
Figura 15: Optimizacin de la posicin de los alveolos
3.2.7. Reforzamiento del montante
El criterio de un funcionamiento correcto en el estado lmite
de servicio exige una rigidez a flexin en relacin con defor-
maciones y vibraciones, es decir, con las flechas. La optimi-
zacin de la estructura alveolar se realiza gracias al aumen-
to de la inercia acompaado de una disminucin del espe-
sor del alma, lo que facilita la utilizacin de perfiles IPE e
IPE A. Con frecuencia el ingeniero se enfrenta a situaciones
en las que no es posible lograr la optimizacin de una forma
eficaz debido al riesgo de pandeo de uno o dos montantes
cercanos a los apoyos entre los alveolos extremos. Las solu-
ciones previstas para estos casos son cuatro:
Cerrar los alveolos, lo que puede suponer un problema de
limitacin a la libertad de paso,
Reforzar las aberturas con zunchos manteniendo as la
libertad de paso,
Elegir un perfil ms resistente
Elegir una calidad de acero superior con el fin de disminuir
el nivel de tensiones con respecto de la tensin admisible.
Alternativamente, estudios experimentales han demostrado
la eficacia de un simple rigidizador soldado al montante cr-
tico (Fig. 12). Tambin se pueden utilizar dos trozos de zun-
chos.
Figura 12: Dispositivos que permiten evitar el pandeo del
montante
3.2.8. Absorcin de cargas puntuales
La aparicin de una plastificacin localizada junto a un
alveolo cualquiera (normalmente se trata de alveolos aislados
cercanos a cargas concentradas o junto a secciones sometidas
a solicitaciones mximas) puede evitarse con la aplicacin de
rigidizadores a ambos lados del alveolo (Fig.13).
Figura 13: Disposicin de rigidizadores para evitar la plas-
tificacin local
3.3. TRABAJOS DE SOLDADURA
Los trabajos de soldadura se ejecutan por soldadores cuali-
ficados, siguiendo lo dispuesto en la norma europea
EN 287-1, para los procesos MAG 135 y MAG 136. Para
vigas ACB
standard se utiliza la tcnica de soldadura a
tope. El espesor de los cordones de soldadura no necesita
generalmente de una soldadura de penetracin plena.
Una investigacin basada en ensayos reales ha permitido
validar el modelo utilizado en el programa ACB. Este mode-
lo permite calcular el cordn necesario para resistir las soli-
citaciones existentes.
1110
ao
Simple rigidizador Dos trozos de zunchos
Croquis del principio
ACB entregada en bruto con exceso de longitud
ACB entregada en bruto con exceso de longitudy alveolos tapados
ACB entregada con longitud definida
ACB entregada con longitud definida y medio alveolo tapado
ACB entregada con longitud definiday alveolos tapados
1/2 Disco Disco entero
S
S ao2
S ao2
ao
L
S ao2
S ao
2
-
Gasolinera Texaco,
Blgica
3.
3.6. REALIZACIN DE LAS UNIONES
Desde el diseo inicial es necesario definir adecuadamente
la distancia entre alveolos y las zonas de los extremos de la
viga con el fin de tener en cuenta la presencia y ejecucin
correcta de las uniones.
Para casos especiales o si hace necesaria el cierre de uno o
dos alveolos, lo ms fcil y econmico es prever nicamen-
te un cierre parcial (Fig.16).
Figura 16: Ejemplos de cierre parcial de alveolos para la
realizacin de uniones
3.7. CURVADURA DE VIGAS ACB
La curvadura de vigas ACB
puede llevarse a cabo sin pro-
blema alguno en el proceso de fabricacin de la viga.
El curvado puede ser necesario por los siguientes motivos:
Exigencias arquitectnicas de los elementos de cubrimiento
Compensacin de la flecha debido al peso propio de los
forjados.
Diversas formas de curvado o contraflechado pueden ser rea-
lizados bajo demanda. La contraflecha mnima es de 15 mm.
Tolerancias ACB
*
* Las dems tolerancias de las vigas son conformes a
EN 10034: 1993
1312
Limassol Sports Hall,
Chipre
Tabla: Radios mnimos realizables para vigas ACB
curvadas
Peso mximo del
perfil
kg/m
90
110
130
150
170
190
210
230
250
Radio mnimo
realizable
(m)
40
50
65
75
90
100
115
125
140
10.00
314
251
193
167
139
125
109
100
89
22.00
1 542
1 225
938
811
675
607
527
485
433
24.00
1 842
1 461
1 117
966
804
723
628
577
515
12.00
453
361
278
240
200
180
157
144
129
14.00
617
492
378
327
273
245
213
196
175
16.00
808
644
494
428
356
321
279
256
229
18.00
1 026
817
626
542
451
406
353
324
290
20.00
1 270
1 010
774
670
557
501
436
401
358
Ejemplos de contraflecha (mm) en funcin
de la longitud de la viga ACB (m)
TOLERANCIAS
DE VIGAS ACB
4.
Canto final ACB
: H
Pliegue en el alma: F
Desalineamiento de las Ts: T(entre el eje de la T superior
y el eje de la T inferior)
Distancia entre ejes: SDistancia del primer alveolo
al ltimo: B
H < 600
600 H < 800
H 800
H 600
H > 600
+ / - 0,01 S
+ / - 0,02 S
T 2 mm
+ 3 / - 5 mm
+ 4 / - 6 mm
+ 5 / - 7 mm
F 4 mm
F 0,01 H
B
S
ACB simtrica
T
ACB hbrido
T
F
H
-
4.
Cubierta de cristal sostenida
por una estructura ACB
1514
Dimetro: ao
Longitud: LDistancia del primer alveolo
al final de la viga: A
Desplazamiento de
montantes: V
Contraflecha: CF
+ 5 / - 2 mm
+ / - 2 mm
+ /- 0,02 S
V 0.03 % L
Ejemplo:
Si L = 10000 mm V 3 mm
+ / - 0,05 CF
min. 5 mmCF
VV
A SL
ao
VIGAS ALVEOLARES SIMTRICAS EN APLICACIONES DE
CUBIERTAS Y DE FORJADOS DE CHAPA COLABORANTE
5.
Las vigas alveolares ACB
empleadas en cubiertas y forjados
metlicos pueden ser de secciones doblemente simtricas;
en este caso el cordn superior y el inferior provendran del
mismo perfil de base (Fig. 17).
El arquitecto tiene una gran libertad en la eleccin del dimetro
y espaciamiento de alveolos. Esos dos valores permitirn
definir el perfil de base y deducir el canto final de la viga
ACB
.
Pero el proceso puede ser tambin el inverso: partiendo de
un canto final impuesto y unas caractersticas definidas para
los alveolos, el ingeniero puede obtener fcilmente el perfil
de base que permita satisfacer dicha configuracin.
Figura 17: Obtencin de una viga ACB
simtrica
5.1. ASISTENCIA EN EL DISEO
Como en el caso de los perfiles laminados, el diseo de un
proyecto que utilice vigas ACB
debe basarse en criterios y
lmites que permitan obtener un resultado ptimo de las posi-
bilidades que ofrecen estas vigas.
5.1.1. Determinacin del canto de las vigas ACB
El canto H de una viga ACB
se determina en funcin de
(Fig. 18) :
La longitud (L) y la distancia transversal entre vigas (B),
El valor de las cargas (utilizacin en cubierta o en forjados),
La utilizacin de las ACB
como vigas principales (situacin
A) o viguetas (situacin B),
Los criterios de deformacin (flechas admisibles en situa-
ciones habituales o para casos particulares).
Figura 18: Utilizacin de vigas ACB
en forjados
> 5.1. ASISTENCIA EN EL DISEO> 5.1.1. DETERMINACIN DEL CANTO DE LAS VIGAS ACB
> 5.1.2. DETERMINACIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS> 5.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO
h H
ACB
Perfil de base
S
ao Hh
Perfil de baseACB
B
B
B
L
Vigas principales(Situacin A)
B
L
Viga secundaria o vigueta(Situacin B)
-
Recinto Deportivo
Hunderup Skole, Dinamarca
5.5.
Centro comercial Cactus,
Esch-sur-Alzette, Luxemburgo
Para el caso de proyectos habituales de cubiertas las vigas
pueden tener una esbeltez (relacin entre longitud/altura de
la viga) variable entre 20 y 40 segn las condiciones de
apoyo. Para el diseo de vigas empotradas de prticos o de
viguetas puede adoptarse un valor intermedio de 30 (Fig.19).
Figura 19: Canto de las vigas ACB
en funcin de la longitud
Para el caso de vigas utilizadas en forjados de edificios la
esbeltez vara entre 10 y 20. Para el caso de sobrecargas
de uso normales se puede utilizar, en fase inicial de diseo,
un valor intermedio igual a 15.
5.1.2. Determinacin del dimetro y de la distancia entre
alveolos
Normalmente la eleccin del dimetro y de la distancia
entre alveolos est guiada por exigencias arquitectnicas
(transparencia y caractersticas de la iluminacin a obtener)
y funcionales (paso de conducciones a travs de los alveolos).
Conviene respetar siempre los lmites geomtricos necesa-
rios para un comportamiento adecuado de la viga ACB
.
Esos lmites hacen referencia a:
El dimetro (Fig. 20) :
Con relacin a la viga ACB
acabada
Con relacin al perfil de base
Figura 20: Lmites geomtricos de los alveolos de vigas ACB
Los valores
min
y estn ligados a la fabricacin.
Distancia entre alveolos (Fig. 21) :
En la determinacin de la distancia entre alveolos es nece-
sario observar algunas reglas.
Se define una distancia mnima con el fin de garantizar un
reensamblado adecuado de las dos partes de la viga ACB
y de evitar la presencia de zonas de comportamiento local
debilitado en la viga.
Asimismo, la distancia mxima resulta de consideraciones
econmicas en la fabricacin de vigas con aberturas, y del
comportamiento mecnico de la viga, que se asemeja al de
las vigas con alveolos aislados.
Figura 21: Lmites geomtricos para la distancia entre alveolos
de vigas ACB
5.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO
La seccin ACB
a utilizar en el proyecto puede determinarse
a partir de las curvas de rendimientos (ver pginas 30 a 34
para aplicaciones de cubiertas y forjados con chapa colabo-
rante) teniendo en cuenta las siguientes relaciones:
Carga:
Figura 22: Variables a determinar previamente a la utilizacin
de las tablas
La carga de dimensionamiento (mayorada) q
dim
debe com-
pararse con la carga admisible q
u
. La carga q
dim
se calcula
fcilmente a partir de la frmula de ponderacin:
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B
donde:
B = distancia transversal entre vigas,
G = carga pe rmanente por metro cuadrado,
Q = sobrecarga de explotacin por metro cuadrado.
1716
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 10 20 30 40 50
Longitud L (m)
ACB de cubierta
ACB de forjado de chapa colaborante
Canto
H d
e la
vig
a A
CB
(
m)
ao H
ACB
1,25 a
o
H 1,75 ao
h
min
min
h-2 ao
2h - 4min
ao/2
Perfil de base
tf
r
L
qdim en kN/m
B
B
B
Vigas ACB a definir
L
Wmin ao /12Wmin 50mm
W
W
Wmax ao /1,25
H
ACB
ao
Hao
-
Talleres de la Administration des
Ponts et Chausses, Luxemburgo
5.
Mtodos:
El diseador dispone de tres procedimientos para llevar a
cabo el proyecto.
1) Determinacin de la seccin a partir de la carga qdim
qu
y de la luz L para las calidades de acero S355 o S460 y
para valores habituales de a
o
y S (dimetro y distancia entre
alveolos).
a
o
= 1,05 h; S = 1,25 a
o
o S = 1,5 a
o
.
Las curvas permiten obtener el perfil adecuado, en la inter-
seccin de dos lneas de identificacin de q
dim
y de L.
El valor H es el canto final del perfil ACB
.
2) Determinacin de qu
para un perfil ACB
dado en funcin
de L.
Tras localizar la curva (q
u
, L) del perfil ACB
en cuestin, se
determina la carga admisible q
u
. Posteriormente, basta con
comprobar que q
dim
qu
3) Determinacin de la longitud mxima L en funcin deq
dim
qu
para un perfil ACB
dado.
El mtodo ha sido facilitado para permitir la determinacin
rpida de la distancia mxima entre pilares.
Flecha admisible
Las curvas propuestas tienen en cuenta una limitacin de fle-
cha igual a L/250 bajo q
dim
/2 (Fig. 23).
Para un valor de la carga diferente del utilizado en la reali-
zacin de esas curvas, se puede aplicar el mtodo siguien-
te en la fase de predimensionamiento.
La condicin de flecha adoptada en el establecimiento de
las curvas de predimensionamiento supone la consideracin
de unas condiciones normales en las cubiertas (carga per-
manente equivalente a la sobrecarga de explotacin). Para
obtener una evaluacin rpida de la flecha tras la identifica-
cin de la seccin ACB
, se pueden aplicar las frmulas
siguientes:
Figura 23: Clculo de la flecha a mitad de luz para una viga
ACB
cargada uniformemente y de longitud L.
Qsls
Flecha
K
1
es un coeficiente que permite tener en cuenta la esbeltez
de la viga con alveolos (L/H). Su valor se obtiene a travs
del grfico de la figura 24a. Para valores de la esbeltez
superiores a 30 se obtiene un valor del coeficiente K
1
= 1,05.
K
2
es un coeficiente que tiene en cuenta la sensibilidad de
la viga al nmero de alveolos (L/S).
Su valor se obtiene en el grfico de la figura 24b.
A partir de un ndice L/S superior a 15 se obtiene un valor
constante K
2
= 1,05.
E = mdulo de elasticidad del acero = 210 kN/mm
2
I
y,ACB
= momento de inercia de la seccin ACB
en la mitad
de una seccin con alveolo alrededor del eje y-y
q
SLS
= carga en el estado lmite de servicio
(no ponderada)
Figura 24a: Determinacin del coeficiente K
1
Figura 24b: Determinacin del coeficiente K
2
Aviso importante: las curvas de predimensionamien-to tienen en cuenta el efecto favorable debido a lapresencia del radio de acuerdo alma-ala de la vigalaminada en caliente (Fig. 25).
Este radio de acuerdo proporciona un sobreespesor en el
empalme alma-ala que asegura un empotramiento del alma
por lo que se evitar el posible pandeo de los montantes. La
anchura del empotramiento del alma de las vigas ACB
puede alcanzar 5 a 6 veces el espesor mismo del alma.
Figura 25: Radio de acuerdo de vigas laminadas que ase-
guran un empotramiento de los montantes gracias a las alas
1918
5.
Lavandera central del Centro
Penitenciario de Luxemburgo
L
qSLS
Flecha
5q
SLS
L
4
384EI
y,ACB
ACB
=
*
K
1 *
K
2
Coef
icie
nte
K2
1
1,05
1,1
1,15
1,2
0 5 10 15 20 25 30
L/S
5 a 6 x tw
rtw
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Coef
icie
nte
K1
L/H
-
> 6.1. ASISTENCIA EN EL DISEO> 6.1.1. DETERMINACIN DEL CANTO DE LA VIGA MIXTA ACB
> 6.1.2. DETERMINACIN DEL DIMETRO Y DE LA DISTANCIA ENTRE ALVEOLOS > 6.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO Edificio administrativo de la Ciudad de
Luxemburgo, Rocade de Bonnevoie.
6.6. VIGAS ALVEOLARES ASIMTRICAS
EN APLICACIONES DE FORJADOS MIXTOS
La utilizacin de vigas ACB
asimtricas en forjados mixtos
(Fig. 26) permite al mismo tiempo maximizar la alturalibre bajo techo y las luces libres de pilares inter-medios. De esta manera, con esta solucin son posiblesluces de hasta 30 metros. Para los forjados de edificiosde oficinas las luces habituales con vigas ACB
son del orden
de 18 metros.
Estas vigas ofrecen capacidades mecnicas que permiten
optimizar el consumo de acero satisfaciendo, al mismotiempo, las exigencias de confort y durabilidad.
Figura 26: Vigas ACB
simtricas en la aplicacin forjados
Las vigas se distancian entre s unos 2,5 a 3 metros en el
caso de forjados de chapa colaborante y de 3 a 6 metros
en el caso de prelosas prefabricadas,segn las posibilida-
des de apuntalamiento. Los alveolos se distancian entre s
del orden de 1,25 a 1,5 veces el dimetro, que en los casos
corrientes alcanza un valor de 300 mm.
6.1. AYUDA AL DISEO
6.1.1. Determinacin del canto de la viga mixta ACB
Adems de los criterios definidos anteriormente para las
vigas de cubierta, es importante tener en cuenta la colabo-
racin acero-hormign al objeto de poner remedio a los
eventuales problemas que el hormign pudiera sufrir a lo
largo del hormigonado y durante la explotacin de la obra,
especialmente la retraccin y la fluencia.
Figura 27: Aplicacin mixta acero-hormign de vigas ACB
en forjados
El canto H de la viga ACB se define en funcin de:
Luz L
La luz L puede variar entre 8 y 30 metros segn se ve en la
figura. En el caso de vanos isostticos la losa de hormign
resulta comprimida en la totalidad de la viga, a diferencia
de las situaciones donde haya continuidad, en las que el
hormign se agrieta sobre los apoyos intermedios.
Separacin B
La separacin entre vigas depende de tres parmetros:
Utilizacin de forjados de chapa colaborante
B = 2,5 a 3 metros sin apuntalamiento
B = 3 a 5 metros con apuntalamiento
Utilizacin de prelosas de hormign pretensado
B = 2,7 a 7 metros con apuntalamiento
Canto total del forjado H
T
H
T
representa el canto total de la seccin mixta (altura H
de la viga ACB
ms el espesor de la losa)
A la hora de establecer la separacin entre las vigas ACB
conviene observar las siguientes relaciones:
L/H
T
> 20 : B = 2,5 a 3 metros
L/H
T
< 15 : B = 3 a 5 metros
2120
Viga alveolar B
B
B
LVigas ACB mixtas
-
6.
Edificio Administrativo de la Ciudad de Luxemburgo,
Rocade de Bonnevoie. Paczowski et Fritsch architectes s..r.l.
El confort de los usuarios
En este punto se trata de garantizar al forjado una frecuen-
cia fundamental propia superior a un valor mnimo del orden
de 3 a 4 Hz. Cuanto mayores sean el peso y las sobrecargas
de explotacin, mayor debe ser la inercia de la viga ACB
mixta. Para una distancia entre vigas ACB
de 2,5 a 3 metros
se puede adoptar un valor de la relacin L/H
T
= 20.
Figura 28: Canto H de la viga ACB
en funcin de la luz
6.1.2. Eleccin del dimetro y de la distancia entre alveolos
La eleccin del dimetro y de la distancia entre alveolos nor-
malmente est guiada por exigencias relativas al paso de
conductos. En los forjados para oficinas un dimetro del
orden de 250 a 350 mm permite hacer frente a la mayor
parte de las situaciones.
La distancia entre alveolos S es del orden de 1,5 veces el
dimetro a
o
.
Por lo que se refiere a los valores mximos y mnimos del di-
metro a
o
y de la distancia entre alveolos S en funcin del per-
fil de base, las reglas presentadas anterioriormente para vigas
ACB
en acero tambin son vlidas para vigas mixtas ACB
.
La posibilidad de utilizar secciones asimtricas constituye la
singularidad de las vigas mixtas ACB
(Fig. 29). En conse-
cuencia, es importante tener en cuenta las dimensiones del
perfil, en la parte superior de la viga, para definir las dimen-
siones de los alveolos.
Adems, con el fin de conservar un comportamiento mec-
nico ptimo, conviene limitar la relacin de asimetra a 4,5
(entendido como relacin entre el rea del ala inferior y el
rea del ala superior).
Figura 29: Viga ACB
mixta con perfil metlico asimtrico
6.2. PREDIMENSIONAMIENTO Y TABLAS DE RENDIMIENTO
Para utilizar adecuadamente las curvas de predimensiona-
miento (vase pginas 35-36 para aplicaciones de forjados
mixtos), hay que tener en cuenta las siguientes hiptesis:
CargaLa carga de dimensionamiento q
dim
ha de comparase con la
carga admisible q
u
.
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B
Figura 30: Variables a determinar para la utilizacin de las
tablas
donde:
B = distancia entre las vigas,
G = carga pe rmanente por metro cuadrado,
Q = sobrecarga de explotacin por metro cuadrado.
Materiales
Las curvas cubren la utilizacin del acero de clase S355 y
S460 y dos clases de hormign normal C25/30 y C30/37.
Losa y conexin
Para la elaboracin de estas tablas se ha considerado una
losa mixta de chapa colaborante. Se han tomado como refe-
rencia dos espesores de losa de12 y 14 cm (valor del espe-
sor total para una altura de nervadura de 60 mm). En la ela-
boracin de las tablas de rendimiento se ha considerado
tambin la hiptesis de conexin completa entre la losa y el
perfil ACB
. El tipo de conexin deber ser definido por el
usuario.
Dimetro y distancia
Las curvas cubren los valores habituales de dimetro a
o
y de
distancia S entre alveolos.
(a
o
= 1,05 h, S = 1,25 a
o
y S = 1,5 a
o
)
Mtodos
Se puede aplicar los mismos mtodos expuestos anterior-
mente. Debe tenerse en cuenta que la carga admisible q
u
ha sido definida con los parmetros:
B = 3 metros
G = G
1
+ G
2
G
1
representa el peso propio de la viga ACB
y el peso de
la losa de hormign normal de un espesor de 12 cm
(g
losa
= 2 kN/m
2
) o de 14 cm (g
losa
= 2,5 kN/m
2
)
(chapa colaborante con altura de nervadura de 6 cm ),
G
2
representa las cargas permanentes adicionales cuyo
valor es 0,75 kN/m
2
.
La carga de dimensionamiento q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B
debe compararse con la carga admisible q
u
.
Deber cumplirse que q
dim
qu
Fase de hormigonado
En la elaboracin de tablas de pre-dimensionamiento se ha
considerado la hiptesis de viga apuntalada y arriostrada
lateralmente.
Flecha admisible
Las curvas propuestas tienen en cuenta una limitacin de flecha
igual a L/350 bajo una sobrecarga de explotacin Q.
2322
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 5 10 15 20 25 30 35
Canto
H (
m)
de
la v
iga A
CB
Luz L (m)
Viga ACB mixtaDistancia B = 2,5 a 3 metros
Forjado mixto con
vigas alveolares
6.
B
B
B
Vigas ACB a definir
L
L
qdim en kN/m
-
7. ESTABILIDAD ANTE EL FUEGO Y SEGURIDAD EN CASO DE INCENDIO
La estabilidad ante el fuego exigida a las vigas alve-olares puede garantizarse mediante revestimientoproyectado o mediante pintura intumescente.
En los inmuebles de oficinas para los que la reglamentacin
exija una resistencia al fuego de una hora, la mejor solucin
consiste en garantizar la seguridad mediante la aplicacin
de un mortero si las vigas no son visibles. (Fig. 31).
Resulta habitual prever dimetros de alveolos superiores
entre 3 y 5 cm con respecto a los de los conductos que los
atraviesan, con el fin de no daar la proteccin arededor de
los alveolos al colocar las instalaciones tcnicas.
Asimismo, conviene prestar especial atencin al momento
de la colocacin de las mangas, conductos o falsos techos.
En algunos casos el producto puede ser proyectado sobre la
estructura en acero bruto no tratado contra la corrosin.
La superficie a proteger contra los incendios es prcticamen-
te idntica a la del perfil de base.
En ocasiones es necesario dar un sobreespesor de entre 2 y
3 cm de capa protectora alrededor de los alveolos, con el
fin de garantizar la proteccin del borde.
En el caso de elementos alveolares visibles es decir, pila-
res de fachada o vigas de cubierta la aplicacin deuna pintura intumescente garantiza la resistenciaal fuego y mantiene la esttica arquitectnica delelemento estructural.
La aplicacin de capas aislantes en vigas alveolares es idn-
tica al caso de las vigas de alma llena. Generalmente el
espesor a aplicar se determina con la ayuda de bacos de
los suministradores de productos de proteccin, en funcin
del factor de masividad dependiente del modo de fallo. Ese
espesor tambin puede calcularse por simulacin numrica.
El servicio de Asistencia Tcnica de Arcelor utiliza el
programa SAFIR adaptado especialmente al clculo devigas celulares.
Figura 31: Proteccin mediante aplicacin de mortero en
una viga ACB
La proteccin pasiva (revestimiento proyectado, pintura intu-
mescente) puede ser reducida, y, en ocasiones incluso evita-
da, si por medio de un estudio basado en el concepto de
fuego natural segn la EN1991-1-2 se demuestra que la
seguridad est garantizada.
Figura 32: Anlisis de la viga en condiciones de incendio
con el programa F.E. SAFIR.
La poltica medioambiental del grupo Arcelor se inscribe en
un objetivo de desarrollo sostenible que pretende establecera largo plazo un equilibrio entre el medio ambiente, el bie-
nestar y la economa.
Las plantas de produccin de productos largos de Arcelor
funcionan siguiendo los criterios del sistema de gestin
medioambiental definido por la norma ISO 14001. Todaslas fbricas de productos largos de Arcelor utilizan al 100%
chatarra reciclada como materia prima. Esta nueva tecnolo-
ga permite reducciones sustanciales de emisin y de consu-
mo de energa primaria.
La utilizacin de vigas ACB
permite:
Reducir la cantidad de materiales de construccin gracias
a la favorable relacin resistencia/peso, a la posibilidad
de utilizar vigas asimtricas y al empleo de aceros de alta
resistencia,
Limitar el nmero de transportes gracias al aligeramiento de
las estructuras y garantizar el mnimo de perjuicios,
Acelerar la cons truccin gracias a la prefabricacin,
Reducir los residuos y otros daos en obra utilizando montajes
secos,
Disear edificios susceptibles de ser desmontados y reutili-
zados con otros fines,
Aumentar la superficie utilizable,
Satisfacer las exigencias medioambientales a travs de
productos 100% reciclados y 90% reciclables.
Vigas ACB
con conectores soldados
2524
EL DESARROLLO SOSTENIBLE
8.
ACB
galvanizado
con alveolo tapado
Arcelor ha sido positivamente valorada por numerosas agencias de calificacin por su compromiso en favor del DesarrolloSostenible. Innovest ha incluido a Arcelor en su lista mundial de Las 100 empresas ms comprometidas con el desarrollo sos-tenible (Global100 Most Sustainable Corporations in the World). Arcelor esta presente en los ndices DowJones SustainabilityIndex World y FTSE4Good Europe. Arcelor ha sido tambin seleccionada por Vigeo, en France, para su inclusin en el ndiceAspi Eurozone y por Ethibel, en Blgica, para su inclusin en el Registro de Inversin (Registre d'Investissement) y en su IndiceEthibel Pioneer Sustainability Index World.
VIGAS ACB :
UNA SOLUCIN PARA
-
9. ASESORAMIENTO TCNICO AL SERVICIO DEL USUARIO
ARCELOR Commercial Sections proporciona a sus clientes
asesoramiento tcnico gratuito relativo al uso de sus produc-
tos y soluciones para el mundo de la construccin. Un equi-
po de ingenieros de construccin se encuentra a su disposi-
cin para cualquier tema relacionado con el uso de las
vigas. Dicha asistencia tcnica abarca el diseo delos elementos estructurales, los detalles de laconstruccin, la proteccin de las superficies, laproteccin contra el fuego y la soldadura. Previasolicitud, nuestros especialistas se desplazan hasta las
obras, en cualquier punto del mundo. Para garantizar el
mejor uso posible de los perfiles, proponemos a nuestros
clientes programas informticos especficos, as como distintos
informes tcnicos que pueden o bien solicitar a ARCELOR
Commercial Sections o bien obtener en la siguiente pgina
web:
www.arcelor.com/sections
Eurocodes made easy : www.access-steel.com
26
An habiendo extremado las precauciones a la hora de redactar el presente folleto, les advertimos que ARCELOR Commercial Sections no puede asumir responsabilidad
alguna en lo que respecta a cualquier informacin incorrecta que ste pudiera contener, ni sobre los daos que pudieran resultar de una mala interpretacin de sus contenidos.
Arcelor Cellular Beams
-
BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO ACB 11.10. PARTNERS
PARTNERS ACB
IDES Ingnierie Dveloppement Etudes Structures
22 impasse Jeanne Dieulafoy Bt E
F-85000 La Roche Sur Yon - Francia
www.ides.fr
MP Ingnieurs Conseil SA
Rue du Centre 16
CH-1023 Crissier - Suiza
www.mp-ingenieurs.ch
CAD World Trade Ltd
Head office : Iris tower, Office 402
Corner Makarios III Ave. & Agapenor Str.
P.O.Box 20637
CY-1661 Nicosia - Chipre
PARTNERS ARCELOR COMMERCIAL SECTIONS
ITEA
Asistencia tcnica de los perfiles de ARCELOR
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Building & Construction Support (BCS)
Direccin en Espaa
Arcelor
c/Albacete, 3-3
a
planta
E-28027 Madrid
Tel.: +34-91-596 93 94
www.constructalia.com
PARTNERS INDEPENDIENTES
APTA Asociacin Tcnica para la Promocion del Acero
www.apta.org.es
Universidad de Navarra
www.unav.es
LABEIN Tecnalia
www.labein.es
UAHE Union Almacenistas de Hierros de Espaa
www.uahe.es
ASCEM Asociacin para la Construccin de Estructuras
Metalics
www.ascem.org
OTROS PARTNERS INTERNACIONALES
ECCS - European Convention for Construction Steelwork
www.steelconstruct.com
Efectis (CTICM-TNO-SINTEF)
European fire safety experts
www.efectis.com
Eurometal - European Federation of Association of Steel,
Tube and Metal Merchants
www.eurometal.net
IISI International Iron and Steel Institute
www.worldsteel.org
IICBM
International Institute of Cellular Beam Manufacturers
www.iicbm.org
Los bacos de predimensionamiento han sido realizados
considerando los valores caractersticos definidos en los
captulos 5.2 a 6.2.
Nuestra pgina web ofrece un catlogo completode las configuraciones estudiadas:
www.arcelor.com/sections
SE HAN DEFINIDO TRES CATEGORAS DE BACOS:
BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO DE CUBIERTASCalidad del acero S355.
Para estos bacos la distancia ptima entre alveolos es
S = 1,25 a
o
.
Los perfiles consideradas son las IPE para sobrecargas dbiles,
las HEA para sobrecargas medias y las HEM para sobrecargas
importantes, as como para las situaciones en las que sea
necesario respetar una limitacin del canto final.
BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO PARA FORJADOS METLICOSCalidad del acero S355 y S460.
Para estos bacos la distancia ptima entre alveolos es
S = 1,5 a
o
.
Los perfiles consideradas son las IPE para sobrecargas dbiles,
las HEA para sobrecargas medias, las HEM para sobrecargas
importantes, as como para las situaciones en las que sea
necesario respetar una limitacin del canto final.
BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO PARA FORJADOS MIXTOSCalidad del acero S355 y S460.
Para estos bacos la distancia ptima entre alveolos es
S = 1,5 a
o
.
Las configuraciones de perfiles consideradas varan en funcin
de las cargas aplicadas
aoH
S
2928
-
020
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A BC D
I J
K
L
HG
FE
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 4: Seccin de Acero - Perfil de base IPE. S = 1,5 a
o
- Clase S355
A = IPE 220 (a0
=225, S=335, H=309)
B = IPE 240 (a0
=250, S=370, H=340)
C = IPE 270 (a0
=285, S=425, H=385)
D = IPE 300 (a0
=315, S=470, H=428)
E = IPE 330 (a0
=345, S=515, H=469)
F = IPE 360 (a0
=380, S=570, H=515)
G = IPE 400 (a0
=420, S=630, H=573)
H = IPE 450 (a0
=475, S=710, H=647)
I = IPE 500 (a0
=525, S=785, H=719)
J = IPE 550 (a0
=580, S=865, H=793)
K = IPE 600 (a0
=630, S=940, H=865)
L = IPE 750X147 (a
0
=790, S=1170, H=1090)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
AB
C
D
L M
NO
I
J K
EF HG
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 3: Seccin de Acero Perfil de base HEM. S = 1,25 a
o
- Clase S355
A = HEM 200 (a0
=190, S=240, H=303)
B = HEM 220 (a0
=220, S=280, H=337)
C = HEM 240 (a0
=250, S=310, H=383)
D = HEM 280 (a0
=320, S=400, H=457)
E = HEM 300 (a0
=340, S=430, H=496)
F = HEM 320 (a0
=375, S=470, H=532)
G = HEM 360 (a0
=415, S=520, H=587)
H = HEM 400 (a0
=455, S=570, H=644)
I = HEM 450 (a0
=500, S=630, H=711)
J = HEM 550 (a0
=600, S=750, H=854)
K = HEM 600 (a0
=650, S=810, H=927)
L = HEM 650 (a0
=700, S=880, H=998)
M= HEM 700 (a0
=750, S=940, H=1070)
N = HEM800 (a0
=855, S=1070, H=1219)
O = HEM900 (a0
=955, S=1190, H=1365)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
Luz (m)
A B
C
E F
K
IJ
H
D
G
baco 1: Seccin de Acero Perfil de base IPE. S = 1,25 a
o
- Clase S355
A = IPE 200 (a0
=210, S=260, H=294)
B = IPE 240 (a0
=250, S=310, H=353)
C = IPE 300 (a0
=315, S=390, H=445)
D = IPE 330 (a0
=345, S=430, H=489)
E = IPE 360 (a0
=380, S=480, H=535)
F = IPE 400 (a0
=420, S=530, H=594)
G = IPE 450 (a0
=475, S=590, H=672)
H = IPE 500 (a0
=525, S=660, H=745)
I = IPE 550 (a0
=580, S=730, H=822)
J = IPE 600 (a0
=630, S=790, H=896)
K = IPE 750X147 (a
0
=790, S=990, H=1127)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A B
C D
L
MN
O
J
GH
EF
I
K
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 2: Seccin de Acero - Perfil de base HEA. S = 1,25 a
o
- Clase S355
A = HEA 200 (a0
=180, S=230, H=268)
B = HEA 220 (a0
=220, S=280, H=307)
C = HEA 240 (a0
=240, S=300, H=338)
D = HEA 280 (a0
=285, S=360, H=399)
E = HEA 320 (a0
=325, S=410, H=459)
F = HEA 360 (a0
=370, S=460, H=521)
G = HEA 400 (a0
=410, S=510, H=581)
H = HEA 450 (a0
=460, S=580, H=654)
I = HEA 500 (a0
=515, S=640, H=732)
J = HEA 550 (a0
=565, S=710, H=805)
K = HEA 600 (a0
=620, S=780, H=881)
L = HEA 650 (a0
=670, S=840, H=956)
M= HEA 700 (a0
=725, S=910, H=1032)
N = HEA 800 (a0
=830, S=1040, H=1183)
O = HEA 900 (a0
=935, S=1170, H=1334)
TABLA DE RENDIMIENTOS PARA CUBIERTAS Y FORJADOS METLICOS
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
3130
-
3332
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A
B C D
FE
GH
I J
K L
M
N
O
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
AB
C
D
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 7: Seccin de Acero - Perfil de base IPE. S = 1,5 a
o
- Clase S460
A = IPE 500 (a0
=525, S=785, H=719)
B = IPE 550 (a0
=580, S=865, H=793)
C = IPE 600 (a0
=630, S=940, H=865)
D = IPE 750X147 (a
0
=790, S=1170, H=1090)
baco 8: Seccin de Acero - Perfil de base HEA. S = 1,5 a
o
Clase S460
A = HEA 260 (a0
=265, S=385, H=359)
B = HEA 280 (a0
=285, S=425, H=385)
C = HEA 300 (a0
=305, S=455, H=414)
D = HEA 320 (a0
=325, S=485, H=442)
E = HEA 340 (a0
=345, S=515, H=471)
F = HEA 360 (a0
=370, S=550,H=502)
G = HEA 400 (a0
=410, S=610, H=560)
H = HEA 450 (a0
=460, S=680, H=633)
I = HEA 500 (a0
=515, S=765, H=706)
J = HEA 550 (a0
=565, S=845, H=776)
K = HEA 600 (a0
=620, S=925, H=851)
L = HEA 650 (a0
=670, S=1000, H=922)
M= HEA 700 (a0
=725, S=1085 H=995)
N = HEA 800 (a0
=830, S= 1240, H=1142)
O = HEA 900 (a0
=935, S= 1395, H=1288)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A B
C DE
FG
H
M
N
O
L
IJ
K
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 5: Seccin de Acero Perfil de base HEA. S = 1,5 a
o
- Clase S355
A = HEA 200 (a0
=170, S=250, H=256)
B = HEA 240 (a0
=230, S=340, H=322)
C = HEA 280 (a0
=285, S=425, H=385)
D = HEA 300 (a0
=305, S=455, H=414)
E = HEA 340 (a0
=345, S=515, H=471)
F = HEA 360 (a0
=370, S=550, H=502)
G = HEA 400 (a0
=410, S=610, H=560)
H = HEA 450 (a0
=460, S=680, H=633)
I = HEA 500 (a0
=515, S=765, H=706)
J = HEA 550 (a0
=565, S=845, H=776)
K = HEA 600 (a0
=620, S=925, H=851)
L = HEA 650 (a0
=670, S=1000, H=922)
M= HEA 700 (a0
=725, S=1085, H=995)
N = HEA 800 (a0
=830, S=1240, H=1142)
O = HEA 900 (a0
=935, S=1395, H=1288)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A B
C D
E F
GH
I J
K L
MN
O
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 6: Seccin de Acero - Perfil de base HEM. S = 1,5 a
o
- Clase S355
A = HEM 260 (a0
=260, S=385, H=395)
B = HEM 280 (a0
=280, S=420, H=422)
C = HEM 300 (a0
=310, S=460, H=466)
D = HEM 320 (a0
=340, S=505, H=498)
E = HEM 340 (a0
=380, S=560, H=535)
F = HEM 360 (a0
=410, S=605, H=566)
G = HEM 400 (a0
=450, S=670, H=619)
H = HEM 450 (a0
=500, S=745, H=687)
I = HEM 500 (a0
=540, S=810, H=749)
J = HEM 550 (a0
=600, S=900, H=823)
K = HEM 600 (a0
=650, S=970, H=894)
L = HEM 650 (a0
=700, S=1050, H=962)
M= HEM 700 (a0
=750, S=1125, H=1031)
N = HEM 800(a0
=855, S=1280, H=1176)
O = HEM 900 (a0
=955, S=1430, H=1315)
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
-
3534
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A BC D
E F
G
H
I
JK L
M
N
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 11: Seccin mixta Acero-Hormign Perfil de base HEA & HEB. S = 1,5 a
o
- Clase S355.
Espesor losa = 12 cm. Hormign C25/30
A = HEA 260-HEB 260 (a
0
=230, S=345, H=345)
B = HEA 280-HEB 280 (a
0
=250, S=375, H=374)
C = HEA 300-HEB 300 (a
0
=270, S=405, H=403)
D = HEA 320-HEB 320(a
0
=290, S=435, H=431)
E = HEA 340-HEB 340 (a
0
=300, S=450, H=456)
F = HEA 360-HEB 360 (a
0
=320, S= 480, H=484)
G = HEA 400-HEB 400 (a
0
=360, S=540, H=542)
H = HEA 450-HEB 450 (a
0
=410, S=615, H=613)
I = HEA 500-HEB 500 (a
0
=460, S=690, H=685)
J = HEA 550-HEB 550 (a
0
=500, S=750, H=752)
K = HEA 600-HEB 600 (a
0
=550, S=825, H=824)
L = HEA 650-HEB 650(a
0
=600, S=900, H=896)
M= HEA 700-HEB 700 (a
0
=650, S=975, H=967)
N = HEA 800-HEB 800 (a
0
=740, S=1110, H=1106)
baco 9: Seccin de Acero - Perfil de base HEM. S = 1,5 a
o
- Clase S460
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A B
C D
EF
GH
IJ
K L
M
N
O
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
A = HEM 260 (a0
=260, S=385, H=395)
B = HEM 280 (a0
=280, S=420, H=422)
C = HEM 300 (a0
=310, S = 460, H=466)
D = HEM 320 (a0
=340, S=505, H=498)
E = HEM 340 (a0
=380, S=560, H=535)
F = HEM 360 (a0
=410, S=605, H=566)
G = HEM 400 (a0
=450, S=670, H=619)
H = HEM 450 (a0
=500, S=745, H=687)
I = HEM 500 (a0
=540, S=810, H=749)
J = HEM 550 (a0
=600, S=900, H=823)
K = HEM 600 (a0
=650, S=970, H=894)
L = HEM 650 (a0
=700, S=1050, H=962)
M= HEM 700 (a0
=750, S=1125, H=1031)
N = HEM 800 (a0
=855, S=1280, H=1176)
O = HEM 900 (a0
=955, S=1430, H=1315)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A BC
D
E
F
I GJ
H
K
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 10: Seccin mixta Acero-Hormign - Perfil de base IPE & HEA-B. S = 1,5 a
o
- Clase S355.
Espesor losa = 12 cm. Hormign C25/30
A = IPE 300-HEA 280 (a
0
=260, S=390, H=388)
B = IPE 330-HEA 300 (a
0
=280, S=420, H=422)
C = IPE 360-HEA 340 (a
0
=310, S=465, H=470)
D = IPE 400-HEA 400 (a
0
=350, S=525, H=537)
E = IPE 450-HEA 450 (a
0
=400, S=600, H=609)
F = IPE 500-HEA 550 (a
0
=480, S=720, H=719)
G = IPE 550-HEA 650 (a
0
=560, S=840, H=828)
H = IPE 600-HEA 800 (a
0
=640, S=960, H=963)
I = IPE 500-HEB 550 (a
0
=480, S=720, H=724)
J = IPE 550-HEB 650 (a
0
=560, S=840, H=833)
K = IPE 600-HEB 800 (a
0
=640, S=960, H=968)
TABLA DE RENDIMIENTOS PARA FORJADOS MIXTOS
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
-
BACOS DE PREDIMENSIONAMIENTO : EJEMPLOS DE APLICACIN 12.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A B
C D
EF
GH
I
L
JK
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
baco 13: Seccin mixta Acero-Hormign - Perfil de base HEA & HEB. S = 1,5 a
o
- Clase S460.
Espesor losa = 12 cm. Hormign C25/30
A = HEA 300-HEB 300 (a
0
=270, S=405, H=403)
B = HEA 320-HEB 320(a
0
=290, S=435, H=431)
C = HEA 340-HEB 340 (a
0
=300, S=450, H=456)
D = HEA 360-HEB 360 (a
0
=320, S=480, H=484)
E = HEA 400-HEB 400 (a
0
=360, S=540, H=542)
F = HEA 450-HEB 450 (a
0
=410, S=615, H=613)
G = HEA 500-HEB 500 (a
0
=460, S=690, H=685)
H = HEA 550-HEB 550 (a
0
=500, S=750, H=752)
I = HEA 600-HEB 600 (a
0
=550, S=825, H=824)
J = HEA 650-HEB 650(a
0
=600, S=900, H=896)
K = HEA 700-HEB 700 (a
0
=650, S=975, H=967)
L = HEA 800-HEB 800 (a
0
=740, S=1110, H=1106)
baco 12: Seccin mixta Acero-Hormign Perfil de base IPE & HEA-B. S = 1,5 a
o
- Clase S460.
Espesor losa = 12 cm. Hormign C25/30
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
B C
A
D
E
I G
J
K
H
F
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
A = IPE 300-HEA 280 (a
0
=260, S=390, H=388)
B = IPE 330-HEA 300 (a
0
=280, S=420, H=422)
C = IPE 360-HEA 340 (a
0
=310, S=465, H=470)
D = IPE 400-HEA 400 (a
0
=350, S=525, H=537)
E = IPE 450-HEA 450 (a
0
=400, S=600, H=609)
F = IPE 500-HEA 550 (a
0
=480, S=720, H=719)
G = IPE 550-HEA 650 (a
0
=560, S=840, H=828)
H = IPE 600-HEA 800 (a
0
=640, S=960, H=963)
I = IPE 500-HEB 550 (a
0
=480, S=720, H=724)
J = IPE 550-HEB 650 (a
0
=560, S=840, H=833)
K = IPE 600-HEB 800 (a
0
=640, S=960, H=968)
37
Dimensionamiento de viga alveolares ACB
para un forjado
mixto con una luz L = 16m y una distancia entre vigas B = 3 m.
Por razones arquitectnicas, la altura final total del forjado
(incluyendo la viga) est limitada a Ht = 700 mm.
Para una losa de 120 mm. de espesor esto permite una altu-
ra mxima del perfil ACB
de H = 580 mm.
Parmetros a considerar:
L = 16 m
B = 3 m
Espesor de la losa igual a 12 cm.
Calidad del hormign C25/30
Forjado de chapa colaborante de 60 mm de altura de ner-
vadura.
Cargas a considerar:
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B, siendo
G = G
1
+ G
2
G
1
= Peso de la losa y peso de la viga ACB
.
Para una losa de 12 cm de espesor sobre chapa colaborante,
g
losa
2 kN/m
2
El peso de la viga ACB
ha sido fijado en 1 kN/m igual a:
g
ACB
= 0,33 kN/m
2
.
G
2
= Carga permanente adicional = 0,75 kN/m
2
Q = Sobrecarga permanente de explotacin, valor elegido
para este ejemplo: 6 kN/m
2
G
1
= g
losa
+ g
ACB
= 2,33 kN/m
2
G
2
= 0,75 kN/m
2
Q = 6 kN/m
2
qdim = 39,5 kN/m
Utilizando los bacos de predimensionamiento enfuncin de la carga y longitud, se puede calcular elperfil necesario. En los casos en que se imponga uncanto mximo, la primera eleccin de baco esten la gama HEA & HEB con las dos clases de aceroS355 y S460.
3*3 m
16 m
Ver pgina siguiente: ejemplo 1.La eleccin se lleva a cabo sobre la curva G a base de un perfil HEA400/HEB400 con a
o
= 360mm y H = 542mm con
calidad S355. Haciendo la misma operacin con la clase de acero S460, se observa que el perfil necesario es idntico.
Esto se debe al hecho de que el criterio de dimensionamiento para este caso es la flecha y a que la inercia no cambia al
utilizar un acero de calidad ms elevada. Si la limitacin del canto final no es realmente estricta, se puede dimensionar
utilizando el baco con la configuracin IPE & HEA-B.
Ver pgina siguiente: ejemplo 2.El perfil necesario es un IPE450/HEA450 (curva E) con a
o
= 400mm y H = 609mm. Esta solucin es ms ligera que la
anterior. Una vez determinado el perfil, se recomienda introducir los valores en el programa de predimensionamiento
ACB
para afinar resultados y de efectuar los controles correspondientes en ELS y en ELU.
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
q
dim
= (1,35G + 1,5Q)B qu
36
-
020
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A BC
D
E
F
I GJ
H
K
qdim= 39,5 kN/m
L = 16 m
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
A = IPE 300-HEA 280 (a
0
=260, S=390, H=388)
B = IPE 330-HEA 300 (a
0
=280, S=420, H=422)
C = IPE 360-HEA 340 (a
0
=310, S=465, H=470)
D = IPE 400-HEA 400 (a
0
=350, S=525, H=537)
E = IPE 450-HEA 450 (a
0
=400, S=600, H=609)
F = IPE 500-HEA 550 (a
0
=480, S=720, H=719)
G = IPE 550-HEA 650 (a
0
=560, S=840, H=828)
H = IPE 600-HEA 800 (a
0
=640, S=960, H=963)
I = IPE 500-HEB 550 (a
0
=480, S=720, H=724)
J = IPE 550-HEB 650 (a
0
=560, S=840, H=833)
K = IPE 600-HEB 800 (a
0
=640, S=960, H=968)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
A BC D
E F
G
H
I
JK L
M
N
qdim= 39,5 kN/m
L = 16 m
Luz (m)
Carg
a d
e ro
tura
qu
(kN
/m)
A = HEA 260-HEB 260 (a
0
=230, S=345, H=345)
B = HEA 280-HEB 280 (a
0
=250, S=375, H=374)
C = HEA 300-HEB 300 (a
0
=270, S=405, H=403)
D = HEA 320-HEB 320(a
0
=290, S=435, H=431)
E = HEA 340-HEB 340 (a
0
=300, S=450, H=456)
F = HEA 360-HEB 360 (a
0
=320, S= 480, H=484)
G = HEA 400-HEB 400 (a
0
=360, S=540, H=542)
H = HEA 450-HEB 450 (a
0
=410, S=615, H=613)
I = HEA 500-HEB 500 (a
0
=460, S=690, H=685)
J = HEA 550-HEB 550 (a
0
=500, S=750, H=752)
K = HEA 600-HEB 600 (a
0
=550, S=825, H=824)
L = HEA 650-HEB 650(a
0
=600, S=900, H=896)
M = HEA 700-HEB 700 (a
0
=650, S=975, H=967)
N = HEA 800-HEB 800 (a
0
=740, S=1110, H=1106)
Seccin mixta Acero-
Hormign
Perfil de base: HEA & HEA-B
S = 1,5 a
0
- Clase S355
Espesor losa = 12 cmHormign C25/30
Seccin mixta Acero-
Hormign
Perfil de base: IPE & HEA-B
S = 1,5 a
0
- Clase S355
Espesor losa = 12 cmHormign C25/30
Ejemplo 2.
Ejemplo 1.
38
/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 2400 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /PDFX1aCheck true /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError false /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox false /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (Generic CMYK Profile) /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False
/Description >>> setdistillerparams> setpagedevice