Materiales y Construcción
Steel joist (joist de acero): qué es, partes y tipos
Un joist de acero (steel joist) es una armadura ligera —cuerda superior, cuerda inferior y diagonales en triángulo— que trabaja como viga de techo o entrepiso. Cubre claros de hasta unos 44 m con series estándar y, por encima de 20 m, pesa mucho menos que una viga IPR equivalente. Es el sistema de techo de las naves de gran claro y los centros de distribución.
¿Qué es un joist y cómo funciona?
Un steel joist es una viga reticulada: una armadura hecha con ángulos o redondos de acero soldados en una geometría de triángulos. El triángulo es la única figura que no se deforma sin cambiar la longitud de sus lados; por eso, en lugar de trabajar a flexión como una viga maciza, la armadura convierte la flexión en fuerzas de tensión y compresión en cada barra. Así cubre grandes claros con mucho menos material, y menos peso.
En la práctica, un joist de 18 m de claro puede pesar 30–50% menos que una viga IPR que cubra la misma distancia con la misma carga. Ese ahorro baja la carga sobre columnas y cimentación, y muchas veces el costo total de la estructura. La comparación entre tipos de viga está en vigas de acero estructural.
Partes de un steel joist
- Cuerda superior: la barra de arriba; recibe los polines o la lámina y trabaja a compresión.
- Cuerda inferior: la barra de abajo; trabaja a tensión.
- Alma (diagonales y montantes): las barras en triángulo que unen las cuerdas y llevan el cortante a los apoyos.
- Asientos de apoyo: los extremos del joist, que descansan y se fijan sobre la viga principal, la trabe de armadura o el muro.
- Arriostramiento (bridging): las líneas de barras que unen un joist con el siguiente y evitan que la cuerda comprimida se pandee hacia un lado.
Tipos de steel joist según el Steel Joist Institute
La clasificación la establece el Steel Joist Institute (SJI) de Estados Unidos, referencia en México para estos elementos. Las tres series principales:
| Serie | Claro máximo aprox. | Peralte típico | Aplicación |
|---|---|---|---|
| K | ~18 m | 8″–30″ (200–760 mm) | Naves de manufactura estándar, bodegas medianas, cubiertas de bajo perfil |
| LH (long span) | ~29 m | 18″–48″ (460–1,220 mm) | Naves de gran claro, centros de distribución |
| DLH (deep long span) | ~44 m | 52″–72″ (1,320–1,830 mm) | Grandes cubiertas, hangares, naves de proceso |
Además de las series, se fabrican armaduras tipo joist a la medida con PTR o ángulo para claros o cargas especiales. Las cargas que soporta cada serie según el claro están en la ficha de vigas joist.
Cómo se lee la designación de un steel joist
La designación sigue un formato fijo. 18K7: 18 es el peralte nominal en pulgadas, K la serie y 7 el número de cuerda, que indica la sección de las cuerdas —a mayor número, más capacidad—. 24LH06 es un joist de claro largo de 24 pulgadas de peralte con cuerda número 6.
Joist vs. viga IPR: ¿cuándo conviene cada uno?
| Criterio | Joist | Viga IPR | Ventaja |
|---|---|---|---|
| Claros cortos (menos de 12 m) | Posible pero sobrado | Óptima, menor costo | IPR |
| Claros medios (12–20 m) | Competitivo, menos peso | Viable, sección mayor | Parecido o joist |
| Claros grandes (más de 20 m) | Óptimo, menos material | Secciones muy pesadas y caras | Joist |
| Instalaciones colgadas (tuberías, ductos, luminarias) | Muy fácil: se sujetan en el alma abierta | Pide ménsulas o perforaciones | Joist |
| Altura disponible | Pide más peralte | Perfil más bajo | IPR |
| Montaje | Más delicado de izar y arriostrar | Más rápido | IPR |
| Modificaciones en obra | Difícil: no se corta la celosía | Fácil con corte y soldadura | IPR |
Consideraciones de diseño en Sonora
- Altura libre real: el peralte del joist resta altura. Un LH de 48″ (1.22 m) sobre columnas de 10 m deja unos 8.7 m libres bajo la cuerda inferior
- Viento: aunque Sonora no tiene viento intenso constante, las tormentas de polvo traen ráfagas que el diseño debe considerar, sobre todo en naves muy abiertas; la succión en la cubierta puede invertir los esfuerzos de las cuerdas
- Pendiente de cubierta: el joist se fabrica con cuerdas paralelas (pendiente por relleno) o con geometría variable; conviene una pendiente mínima de 1:20 para el escurrimiento
- Instalaciones colgadas: verifica con el diseño las cargas máximas por punto de sujeción antes de trazar tuberías y ductos
- Pintura: aun con el clima seco, el joist recibe primario anticorrosivo en taller antes del montaje
El joist en el sistema de cubierta
Los joists son las vigas de la cubierta; sobre ellos van los polines C o Z que reciben la lámina galvanizada o el panel sándwich. La separación típica entre joists en naves es de 1.5 a 2.5 m, según la carga de la cubierta y el polín. Así está resuelto, por ejemplo, el Centro de Distribución VH en Hermosillo: estructura IR con joist y cubierta KR-18 con aislamiento.
Los joists se fabrican en México en series K y LH; SQ Tech trabaja con ESJ, fabricante de joist, en sus proyectos del noroeste. El plazo depende de la serie y el volumen, y se confirma en la cotización. Los contraventeos que rigidizan la cubierta se explican en tipos de contraventeo, y el resto de los perfiles, en qué es el acero estructural.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un joist?
Un joist (steel joist o viga joist) es una armadura ligera de acero: dos cuerdas, superior e inferior, unidas por diagonales en triángulo. Trabaja como viga de techo o de entrepiso y cubre claros grandes con mucho menos peso que una viga de alma llena.
¿Qué es el sistema joist?
Una cubierta o entrepiso resuelto con joists apoyados sobre vigas principales o trabes de armadura (joist girders), a una separación de 1.5 a 2.5 m, con polines o lámina encima y líneas de arriostramiento entre joists. Es el sistema habitual en naves de gran claro y centros de distribución.
¿Cuáles son las partes de un joist?
La cuerda superior (recibe la cubierta y trabaja a compresión), la cuerda inferior (trabaja a tensión), las diagonales y montantes del alma, los asientos de apoyo en los extremos y las líneas de arriostramiento (bridging) que unen un joist con el siguiente.
¿Qué tipos de joist hay?
Según el Steel Joist Institute: serie K, para claros de hasta unos 18 m; serie LH (long span), hasta unos 29 m; y serie DLH (deep long span), hasta unos 44 m. Además se fabrican armaduras tipo joist a la medida con PTR o ángulo.
¿Cuándo conviene un joist en lugar de una viga IPR?
Por encima de unos 20 m de claro, donde la IPR se vuelve muy pesada y el joist usa mucho menos material; también cuando se van a colgar tuberías, ductos o luminarias, que se sujetan fácil en el alma abierta. Por debajo de 12 m, la IPR suele ser más económica y rápida de montar.