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El tejado estructurado con cabios es un méto- do empleado en las construcciones del método de “fabricación en obra”, en que los elementos estruc- turales (perfiles U y C) son cortados y montados en el sitio de la obra.

Foto 5.1- Vigas de Celosía planas . (Fuente: http://www.aegis- metalfra-ming.con).

Figura 5.2 -Algunos tipos de vigas de celosía planas para Steel Framing.

Figura 5.3 - Cabios y vigas alineados con los montantes del panel estructural. a b c Panel de OSB Viga de cielo

Cabio o cordón superior de la cabriada Solera

superior del panel

Montante panel estructural

Se usa este tipo de cubierta cuando el vano entre los apoyos permite la aplicación de cabios y se desea utilizar una menor cantidad de acero de la que requieren las cabriadas. Sin embargo, aún en los proyectos de cubiertas más complejas y con vanos más grandes pueden utilizarse el sis- tema de cabios debidamente dimensionados y en algunos casos introducir perfiles dobles (Foto 5.2).

Una estructura típica de cabios consiste en usar dos cabios en posición opuesta cuyos extremos se apoyan en los paneles portantes, y formando la inclinación requerida se encuen- tran en una cumbrera en el tope del edificio (Figura 5.4). El peso del techo y otras cargas son transmitidos a través de los cabios a los paneles y, por consiguiente, a la fundación.

La cumbrera puede ser el borde superior de paneles estructurales continuos que funcio- nan como apoyo en el encuentro de los cabios, o como es más común, una viga compuesta por perfiles U y C (Foto 5.3), según el cálculo.

La conexión de los cabios con la cumbre- ra puede hacerse con (Figura 5.5) perfiles L de espesor igual o mayor que el de los cabios (Waite, 2000), o con piezas de soporte, como lo ilustra la Figura 5.4. (Consul Steel, 2002):

Hay casos en que es inevitable usar vigas de techo que atraviesan el vano, fijando los extremos opuestos de los cabios a fin de evitar que los paneles de apoyo se inclinen bajo el peso del tejado, como lo ilustra la Figura 5.6 (Waite,2000).

Cubiertas

Foto 5.2 - Tejado estructurado con cabios en un Laboratorio de la Universidade Federal de Ouro Preto - MG (Fuente: Archivo Célio Firmo)

Foto 5.3 - Cumbrera compuesta de perfiles U y como apoyo de los cabios (Fuente: Archivo del autor)

Figura 5.5 - Cumbrera de techo estructurada con cabios.

Figura 5.4 - Tejado típico estructurado con cabios.

Montante de Panel

Solera superior de panel Rigidizador de alma Cabio - Perfil C

Soporte

Perfil L

Cumbrera viga compuesta por perfiles U y C

Perfil L para fijación de

cabio a la cumbrera Perfil L

Cabio - Perfil C Cabio - Perfil C

Cumbrera: viga

La fijación de cabios y vigas en los pane- les se logra mediante rigidizadores de alma que trabajan en conjunto con los perfiles L debida- mente atornillados a las soleras superiores de los paneles.

En caso de necesidad también se usan puntales para transferir las cargas a los paneles portantes internos; van conectados a los cabios y a las vigas de techo (Figura 5.7) contribuyen- do a reducir el vano y las dimensiones de los cabios (Waite, 2000).

5.2.1. Estabilidad de la Cubierta Estructurada con Cabios y Vigas

Las cargas laterales de viento pueden provocar dislocaciones y deformaciones en la estructura del tejado, ya que actuando aislados Los techos de cuatro aguas o con inter- sección de varios planos inclinados exigen una mayor diversidad de elementos estructurales; pueden ser construidos a partir de cabriadas o cabios o una combinación de ambos. Para ello, se conforman piezas de fijación de perfiles gal- vanizados U y C y otras piezas especiales de acero galvanizado para darle forma a la inclina- ción del tejado y contribuir a la fijación de los elementos.

Esta solución de tejados puede montarse mediante los dos métodos descritos por Waite, 2000:

1. Viga cajón (colocando el perfil C dentro del perfil U) o compuesta (combinación de perfi- les U y C) según el proyecto estructural, donde los cabios complementarios que le darán la forma al tejado son cortados en el ángulo apropiado y conectados a la cumbre- ra por medio de perfiles L.

2. Dos perfiles U fijados por sus almas a una pieza que permita formar el ángulo apropia- do (Figura 5.8), sirviendo de solera a los cabios complementarios, que no requieren cortes en ángulos, ya que son atornillados en esas soleras.

Figura 5.6 - Efecto de “abertura” de las paredes debido al peso del techo.

Figura 5.7 - Cubierta estructurada con cabios y vigas.

Figura 5.8 - Cumbrera formado con dos perfiles U.

Panel estructural soporte del puntual Panel estructural Viga de cielo - Perfil C Cielorraso Arriostramiento - Perfil C Panel estructural Puntal - Perfil C Cabio - Perfil C Cumbrera

Pieza de acero para permitir la inclinación de los perfiles de cumbrera Cabio - Perfil C Cabio - Perfil C Perfil U _Cumbrera Luz de cabio con puntal

Luz de cabio sin puntal

Para evitar tales fenómenos y posibilitar que el sistema de cabios trabaje en conjunto, deben proporcionarse elementos rigidizadores (arriostramientos), que además de vincular los cabios entre si, sean capaces de aumentar la resistencia de la estructura del tejado.

Los elementos que posibilitan el arriostra- miento de una cubierta estructurada por cabios, conforme a los procedimientos descritos por Elhajj (2000) en el documento “Prescriptive Method for Residential Cold-Formed Steel Framing” son:

• Perfiles U o C o cintas de acero galvanizado fijados perpendicularmente a los cabios en su ala inferior o superior de acuerdo con la cubierta del techo (ver Figura 5.7);

• Perfiles U o C o cintas de acero galvanizado fijados en el ala superior de las vigas de techo (ver Figura 5.7);

• Bloqueadores y cintas de acero galvanizado posicionados en las vigas de techo siguien- do el mismo procedimiento descrito para las vigas de entrepiso;

• Placas estructurales, capaces de actuar como diafragmas de rigidizacion, fijadas en las alas superiores de los cabios.

Los techos inclinados en SF admiten diversos tipos de cubiertas o tejas. Para algu- nos tipos de tejas, tales como las cerámicas o “shingles” es necesario usar un substrato de apoyo, generalmente de OSB (Foto 5.4) prote- gido con una membrana de impermeabiliza- ción. En el caso de tejas cerámicas es necesa- rio colocar perfiles tipo listones paralelos a los cabios sobre el OSB a fin de posibilitar el escu- rrimiento del agua, y sólo entonces fijar sobre éstos los listones que permitirán colocar las tejas. Las tejas “shingles” pueden fijarse direc- tamente sobre el OSB sin necesidad de una estructura de apoyo como ocurre con las tejas cerámicas.

Las tejas de acero pueden funcionar tam- bién como diafragmas de rigidización, y en este caso, los elementos de arriostramiento de los cabios funcionan como correas cuando estan apoyados en sus alas superiores uniendo el sistema y sirviendo de base para la fijación de las tejas de acero. La modulación entre los cabios puede ser mayor (hasta de 1,20 m), ya que las tejas de acero permiten vanos mayores porque son más livianas, y resistentes.

5.3. Cubiertas Estructuradas con