Camino de cargas

Toda carga necesita un camino hasta el suelo

Una estructura de LSF es una cadena de piezas livianas. Cada pieza recibe carga de alguna y la entrega a otra, y la cadena solo termina en la cimentación. El peso de la teja pasa por el listón, por la cercha, por la solera superior, por el montante, por la solera inferior y por el anclaje antes de llegar al hormigón. Si falta un eslabón o queda fuera de lugar, la carga no desaparece: busca otro camino, casi siempre por una pieza que no fue pensada para recibirla.

Hay dos familias de carga. La vertical, el peso de las cosas y la sobrecarga de uso, baja. La horizontal, que en una casa de una planta es el viento, entra de lado por el muro y por el techo, atraviesa la casa por otro conjunto de piezas y también termina en la cimentación, empujando, tirando o arrancando.

El ejemplo es la casa de una planta de los artículos de LSF, ahora con techo: 9 x 7 m, altura libre de 2,80 m, FRAMECAD F325iT, dos faldones al 30 %, alero de 600 mm y teja cerámica. El CalcSteel colocó 16 cerchas en línea, cada una encima de un montante de los dos muros de 9 m.

• 16: cerchas en línea, una cada 600 mm
• 0,31 kN/m: peso del techo en el cordón superior de cada cercha
• 89 kgf/m²: presión dinámica del viento en la casa del ejemplo
• 8: casos de viento: 4 direcciones, 2 presiones internas

Del techo a la cimentación, en una casa de verdad

La figura de abajo es la casa del ejemplo en el 3D del CalcSteel, después de dibujar el techo por el contorno. Los lados de 7 m quedaron sin marcar y subieron como hastiales; los de 9 m recibieron el alero. Al confirmar, la app respondió en una línea lo que hizo: "Techo TL1: 2 faldones, cumbrera a 1,06 m de la coronación. 16 cerchas en línea, montantes alineados en 2 muros."

Dos frases que dijo la app

"16 cerchas en línea" quiere decir que cada cercha cayó sobre un montante. "Montantes alineados en 2 muros" quiere decir que, para lograrlo, la app movió la retícula de los dos muros de alero debajo de cada apoyo. Las dos cosas son el tema de Cercha en línea con el montante.

La coronación

La coronación es la parte alta del muro, donde se apoya el techo: aquí, la solera superior a 2,80 m. La cumbrera queda 1,06 m por encima, lo que da la pendiente del 30 % (16,7°) en una luz de 7 m. Es en esta línea donde la carga del techo entra en el muro.

La cadena, eslabón por eslabón

Corta la casa por uno de los muros de alero, en un punto donde hay una cercha, y el camino de la carga vertical aparece completo. Son ocho eslabones, y la carga pasa por todos ellos en orden.

Cuatro normas, cada una en un tramo del camino

Ninguna norma brasileña dibuja el camino de cargas del LSF de punta a punta. Aparece repartido entre cuatro normas de la ABNT: la NBR 6120 dice cuánto pesa, la NBR 6123 cuánto viento hay, la NBR 14762 cómo resiste una pieza de acero conformado en frío y la NBR 16970-2, la del LSF, cómo se apoyan las piezas unas en otras. La tabla lista los ítems que usa esta página, citados por número.

Las cargas de partida, en la pestaña Cargas

El camino empieza en un número por metro cuadrado. En el CalcSteel vive en la pestaña Cargas del diálogo de la obra de LSF, la tercera, después de Envolvente y Estructura. Son tres bloques: el peso del muro, el del entrepiso y el del techo. La casa es de una planta, así que el entrepiso queda apagado y no entra en ninguna barra.

La teja viene del techo dibujado. La fila Telhas (tejas) no es un campo: la app lee el peso de la teja elegida en el techo TL1, cerámica, 46 kgf/m², y lo dice debajo del bloque. Cambiar la teja en el techo cambia la carga aquí.

Tres áreas distintas. La teja pesa sobre el área inclinada del faldón. El cielorraso y el aislamiento pesan sobre la planta, dentro del eje de los muros. La sobrecarga de cubierta se cuenta en la proyección horizontal, como pide la NBR 6120, 6.4. La app usa el área correcta para cada parte.

El peso de cada teja del catálogo brasileño

Catálogo del CalcSteel para Brasil, octubre de 2026. Los 46 kgf/m² de la cerámica son los 0,45 kN/m² que la Tabla 5 de la NBR 6120 da para esa teja. El peso de la teja va a cambiar la cuenta del viento (ver El viento): una teja pesada sujeta el techo, una liviana no.

De kilo por metro cuadrado a kilonewton por metro

La cercha es una barra, y la barra recibe carga por metro de longitud. El paso de una unidad a la otra es la franja: cada cercha sostiene el techo hasta la mitad de la distancia a sus vecinas. Con 16 cerchas a lo largo de 9 m de muro más 0,60 m de alero en cada hastial, la franja es de 10,20 m ÷ 16 = 0,64 m.

La cuenta que hizo la app

El coseno aparece porque la sobrecarga se da en la proyección horizontal y la barra está inclinada: el mismo total se reparte en una longitud mayor. El acero de la propia cercha no está aquí; entra por el peso propio de las barras, que el cálculo cuenta solo.

Cuenta a mano: cuánto llega a cada apoyo

Cordón superior con 4,10 m por faldón en horizontal (3,50 m hasta la cumbrera más 0,60 m de alero), o 8,56 m inclinados en los dos faldones. Cordón inferior con 7 m.

• 1,7 kN: peso por apoyo: (0,31 × 8,56 + 0,12 × 7) ÷ 2, sin el acero
• 0,65 kN: sobrecarga por apoyo: 0,15 × 8,56 ÷ 2

Valores característicos, sin coeficiente de ponderación, solo para dar el orden de magnitud. Quien combina y pondera es el motor.

En línea: cada cercha encima de un montante

La solera superior es un perfil U acostado, con el alma hacia arriba y 0,95 mm de espesor. Fue hecha para atar la cabeza de los montantes, no para salvar luces. Por eso la regla de oro del LSF es que la carga baje a plomo: la cercha se apoya exactamente encima de un montante, y la solera solo pasa la carga de una pieza a la otra por contacto. Es lo que se llama estructura en línea (in-line), o alineada.

En el CalcSteel, el techo nace en línea

El techo con estructura elige las posiciones de las cerchas a partir de los montantes de los muros de apoyo y, al colocarse, mueve la retícula de los muros del contorno debajo de cada cercha. Fue el "montantes alineados en 2 muros" de la casa. Todo esto entra en un único paso del Ctrl+Z. Si los muros cambian después, la app rehace las barras del techo. La cercha de hastial hace lo contrario: sus montantes son los que van encima de los montantes del muro.

Cuando la carga no cae en un montante

En el modelo del CalcSteel, la solera es una barra que va de montante a montante. Si una carga se apoya entre dos de ellos, aparece como flexión en ese tramo, y el motor verifica la solera como cualquier barra: compresión, flexión y cortante. Una cercha fuera de lugar no pasa desapercibida; hace que la solera no cumpla.

Sobre una ventana, la cercha se apoya en un montante corto, y el montante corto se apoya en el dintel. De la solera a la cimentación sigue ese desvío.

El montante lleva todo hacia abajo

Debajo de la solera superior, el camino es el montante. Recibe la reacción de la cercha por la cabeza, el peso del propio muro a lo largo de la altura y, como muestra El viento, el viento lateral. Trabaja comprimido, con la longitud de pandeo cortada a la mitad por la línea de arriostramiento de Anatomía de un muro, y entrega todo a la solera inferior.

Por qué cada muro tiene un número

La app multiplica los 35 kgf/m² por el área bruta del muro, con puerta y ventana incluidas, porque la carpintería pesa del mismo orden que el cerramiento que reemplaza. Después reparte ese total por la longitud de todas las piezas verticales de ese muro: montantes, jambas, montantes de apoyo y montantes cortos. Un muro con más piezas por metro lleva menos en cada una: 0,13, 0,15 y 0,19 kN/m en la casa.

Los apoyos en la base

Cada pie de montante recibe un apoyo en el cálculo. En los extremos del muro, restringe las tres direcciones, como el anclaje de esquina. En el medio, restringe la vertical y la dirección perpendicular al muro. Las rotaciones quedan libres: el pie es articulado.

En una casa de dos plantas, el muro de arriba pierde el apoyo vertical de la base y se apoya en la estructura de abajo, y la carga sigue bajando por las barras hasta la planta baja.

El dintel desvía, el anclaje sujeta

Alrededor de la ventana

La ventana corta los montantes del paso. La carga que bajaría por ellos llega a los montantes cortos de arriba, que la entregan al dintel. El dintel salva el vano y devuelve la carga de lado, a los montantes del marco: el montante de apoyo debajo de cada extremo y la jamba pegada a él. De ahí hacia abajo el camino vuelve a ser recto.

En el cálculo, el dintel es articulado en los extremos y se apoya en el montante de apoyo, y el motor verifica el aplastamiento del alma en ese punto. La flecha del dintel tiene límite propio, L/500, más riguroso que el de la cercha, porque sostiene muro.

• 2,4 kN: cuenta a mano: lo que cada cercha que cae sobre la ventana J1 pone en el dintel, 1,7 de peso y 0,65 de sobrecarga, repartidos entre los dos lados del vano

El anclaje: donde el cálculo entrega el camino

La solera inferior se fija a la cimentación con anclajes. Sujetan el muro hacia abajo cuando el viento intenta arrancarlo, y de lado cuando intenta empujarlo. El cálculo del CalcSteel termina en los apoyos: las reacciones de cada pie de montante, por caso de carga, son lo que reciben el proyecto de cimentación y el de anclaje.

Presión de un lado, succión en los otros tres

En una casa liviana, el viento pesa tanto como el techo. No actúa solo en la cara que recibe el aire: la NBR 6123 llama sobrepresión al viento que empuja la superficie hacia adentro (2.6) y succión al que la tira hacia afuera (2.8). La cara de frente al viento, a barlovento, es empujada. La de atrás, a sotavento, las dos laterales y el techo inclinado al 30 % son succionados.

De la velocidad a la presión

La velocidad básica de la región, V0, se convierte en la velocidad característica por los factores del terreno, de la altura y del uso (4.2). De ella sale la presión dinámica q. Cada cara recibe q multiplicada por la diferencia entre el coeficiente exterior, cpe, y el interior, cpi (4.3.1). En la casa cerrada, la app considera cpi = 0 y cpi = −0,20; las cuatro direcciones con los dos cpi dan los ocho casos de viento, de V1+ a V4−.

Valores del caso V1+ leídos de la escena: 0,872 kN/m² por el cpe de cada cara.

Quien recibe el viento es el montante

De dónde viene cada flecha

La app arma un panel de viento por muro exterior, uno por faldón del techo y uno por hastial. El vano de la ventana no se recorta: cerrada, la carpintería toma la presión y la entrega al marco. La presión del panel se reparte entre las piezas verticales: montante, jamba, montante de apoyo, montante corto. La solera, el fleje, el fleje horizontal y el bloqueador no reciben viento. En el techo, quien lo recibe es la capa donde se apoya la teja.

Los casos aparecen en la escena en cuanto el muro o el techo cambian, sin necesidad de calcular. Son dibujo: no quedan guardados en la obra, y el cálculo los arma de nuevo a partir de la pestaña Acción del viento.

Cuenta a mano: un montante de la lateral

Franja de 0,60 m, a −0,70 kN/m²: el montante recibe 0,42 kN/m a lo largo de los 2,80 m, acostado como una viga entre la solera de abajo y la de arriba.

• 0,41 kN·m: momento a media altura, q·L²/8
• 0,59 kN: reacción en cada extremo, q·L/2

En el cálculo, el pie y la cabeza del montante están articulados en la dirección en que el viento lo flecta, así que el momento es el de la cuenta: máximo en el medio, cero en los extremos. La reacción de abajo va al anclaje. La de arriba va a la solera superior, y de ella al plano del cielorraso, y es esa reacción la que sigue el camino lateral.

El camino lateral: diafragma, fleje y base

La reacción de la parte alta de los montantes tiene que llegar al suelo por algún lado, y el camino es distinto del de la carga vertical. Entra en un plano horizontal rígido, el diafragma, que la lleva a los muros paralelos al viento. Esos muros trabajan en su propio plano, y lo que impide que se deformen en paralelogramo es el fleje en X o una cercha vertical. El fleje lleva la fuerza en diagonal hasta la base, donde el anclaje la sujeta.

El diafragma, dibujado o asumido

Con fleje horizontal dibujado en el nivel del cielorraso, o arriostramiento en el plano del techo, el diafragma está hecho de esas piezas. Sin ellas, el cálculo asume el plano como rígido, con barras ficticias que entran solo en la carga horizontal y no aparecen en las salidas, y lo dice en un aviso, una vez por nivel y una vez por faldón del techo.

El muro que arriostra

El fleje trabaja solo traccionado, por eso va en X: con el viento de un lado, una diagonal tira; del otro, la otra. La placa sola no cuenta como arriostramiento en el CalcSteel. Sin fleje ni cercha en una dirección, el cálculo sale con error para esa dirección, porque la fuerza no tiene por dónde bajar.

Cuando el viento le gana al peso

La succión del techo tira hacia arriba, y el peso tira hacia abajo. Mientras gane el peso, la cercha sigue apoyada y el anclaje sigue comprimido. Cuando gana el viento, el camino se invierte: la cercha intenta salir de la solera, el muro intenta salir de la cimentación, y quienes sujetan todo son los tornillos de la cercha en la solera y el anclaje, ahora traccionado.

Cuenta a mano, por m² de planta

Peso de la cerámica, ya en planta, más cielorraso y aislamiento: cerca de 0,67 kN/m². Succión del techo en el caso V1+: 0,35 kN/m² hacia arriba. El peso gana con holgura.

Cambia a teja metálica, 4,4 kgf/m², y el peso baja a cerca de 0,24. Ahora gana la succión, y la diferencia va entera a la unión de la cercha y al anclaje.

Valores característicos, sin el acero de la cercha. En las combinaciones de la norma, el viento además se mayora y el peso que ayuda no, lo que empeora la cuenta de la teja liviana.

Los avisos del camino horizontal, como los escribe la app

Estos textos aparecen en la lista de avisos después de calcular. Entre corchetes, lo que la app completa con los números de la obra.

1. Diafragma asumido. "Light steel framing: en la cota [nivel] m no hay fleje horizontal dibujado. El cálculo asumió el piso (o el cielorraso) como diafragma rígido, con [n] barra(s) ficticia(s) que no aparecen en las salidas. Verifique que la placa y las uniones lo garanticen."
2. Diafragma del techo asumido. La misma idea en el plano de cada faldón: sin arriostramiento de cubierta dibujado, el plano del techo pasa a ser diafragma rígido, con barras ficticias que llevan el viento del hastial a los muros.
3. Sin arriostramiento, clasificado como error. "Light steel framing: ningún fleje en X ni cercha vertical arriostra la dirección [X o Z]. La placa sola no cuenta como arriostramiento: dibuje el fleje o la cercha en los muros de esa dirección."

Y lo que queda con el proyectista

El motor del LSF lleva la carga del techo por las barras de la estructura, sigue el camino de cargas planta por planta, aplica el viento de la NBR 6123 en los muros, en los faldones y en los hastiales y usa las hipótesis de apoyo de esta página. El cabio arriostra el cordón superior, y la cercha suelta, la colocada fuera del techo, tiene la longitud de pandeo según los arriostramientos que existen y recibe viento. El CalcSteel versiona el cálculo, y el resultado de una obra antigua no cambia solo.

A lo largo del camino, lo que verifica el motor

Lo que queda con el proyectista

1. El anclaje y la cimentación. El cálculo termina en los apoyos. Entrega las reacciones de cada pie de montante, por caso, y el dimensionamiento de los anclajes y de la cimentación es proyecto propio, como pide la NBR 16970-2 en 4.8 a) y f). En el arrancamiento por viento, es aquí donde se cierra la cadena.
2. Los tornillos de las uniones. La cantidad de tornillos de cada encuentro, la cercha en la solera con 2 tornillos hexagonales 4,8x19 por ala, por ejemplo, viene de la regla de fijación del mercado: es constructiva, y la app la cuenta y la lista. La resistencia del tornillo al corte y al arrancamiento es el ítem 10.5 de la NBR 14762 y no entra en la verificación.
3. El diafragma asumido. Cuando no hay fleje horizontal ni arriostramiento de cubierta dibujados, el cálculo asume el plano rígido y avisa. Garantizar que la placa del cielorraso o del piso, y sus uniones, de verdad cumplen ese papel es decisión del proyecto, y es exactamente lo que el aviso pide verificar.

El camino, en una línea

Teja → listón → cordón superior → apoyo en la solera, encima de un montante → montante → solera inferior → anclaje → cimentación. Sobre la ventana, montante corto → dintel → montante de apoyo y jamba. De lado, cara del muro → montante → diafragma → muro paralelo al viento → fleje en X → anclaje.

El ejemplo hasta aquí

• 16: cerchas en línea
• 0,64 m: franja de cada cercha
• 2,4 kN: por apoyo, peso y sobrecarga
• 0,59 kN: viento en la parte alta de un montante