Estructuras metalicas.

Estructuras metálicas

TRABAJOS PRELIMINARES EN TALLER

Para poder conservar las características físicas y químicas del acero estructural e incrementar la velocidad de ensamblado de la estructura, es necesario llevar a cabo las siguientes actividades:

• Limpieza

• Enderezado

• Cortes

• Cepillado

• Pintado

Planos de taller

Los planos de taller detallan las piezas necesarias para la fabricación de los elementos que formaran parte de la estructura, dichos detalles son: cortes, detalles de fabricación, anotaciones (tipo de perfil, electrodos, tipos de soldadura).

Se deben especificar las soldaduras por medio de símbolos de manera clara. Esos símbolos se complementaran con notas en el plano. Se debe indicar claramente los remaches, tornillos o soldaduras que se colocaran en el taller y en la obra.

Se deben indicar los elementos que quedaran ahogados en la estructura de concreto si es el caso.

Los sujetadores se indican sobre los planos de diseño, de taller y de montaje por medio de notas y símbolos como se muestra en la figura.

Símbolos de pernos de taller y de campo

Los símbolos de soldadura y las claves de información requieren más especificación ya que su ubicación no es tan obvia como la de los tornillos, pernos, remaches, etc. Además están normados por la American Welding Society en la sección de "Symbols for Welding and Nondestructive Testing".

Enderezado

Se usa para corregir deformaciones en perfiles o chapas debidas al almacenaje, transporte, fabricación, deformación por calor, empalmes

Los elementos de la estructura que se vayan a utilizar deben enderezarse, salvo que los que requieran usar con cierta curvatura. Para que el material pueda conservar sus propiedades físicas y químicas, es preferible enderezar en frio mediante una prensa o máquina de rodillos.

TREN DE RODILLOS DE ENDEREZADO

Para perfiles fuertemente doblados y pandeados pueden ser enderezados también a través del calentamiento local con el soplete de soldadura. El material que se desee enderezar se pone rápidamente caliente al rojo, los puntos cercanos a la zona de calor se deben enfriar permanentemente con trapos de agua, de tal forma que el calor no se desplace,

El material calentado se aplasta, ya que no se puede dilatar hacia el lado. Con el enfriamiento se encoje en el aplastamiento - la torcedura desaparece.

Enderezamiento caliente de perfiles angulares fuertes con el soplete de soldadura

Cortes

Todo debe ser marcado en forma precisa para efectuar los cortes y taladrados. El trazo es la etapa preliminar al corte.

Los cortes pueden hacerse con cizalla, sierra o soplete; éstos se harán, de preferencia, a máquina.

Sistemas de corte para perfiles:

- Sierras circulares de disco abrasivo.

- Sierras circulares de disco metálico de alta velocidad o baja velocidad

Sierra circular con disco metálico de alta velocidad.

Sierra circular con disco metálico de baja velocidad

Sierra circular con disco metálico de baja velocidad y equipo automático de medida

Oxicorte: se aplica en todos los cortes con forma.

Sistemas de corte para chapas:

- Guillotina: para troceo de chapas pequeñas y finas (e < 15 mm).

- Oxicorte: es el método más usado, se realiza con soplete manual, carros portátiles, bancos de corte recto o en bancos de corte con forma.

Oxicorte. Soplete manual sobre carro portátil

Oxicorte. Banco de corte recto.

Oxicorte. Copiador magnético.

Con el uso del soplete se requiere un acabado correcto. Se admiten muescas o depresiones ocasionales de no más de 5mm de profundidad, pero todas las que tengan profundidades mayores deben eliminarse con esmeril o repararse con soldadura. Los cortes en ángulo deben hacerse con el mayor radio posible, nunca menor de 25mm, para proporcionar una transición continua y suave. Si se requiere un contorno específico, se indicará en los planos de fabricación.

Las preparaciones de los bordes de piezas en los que se vaya a depositar soldadura pueden efectuarse con soplete.

Los extremos de piezas que transmiten compresión por contacto directo tienen que prepararse adecuadamente por medio de cortes muy cuidadosos, cepillado u otros medios que proporcionen un acabado semejante.

Limpieza y Cepillado

Limpieza con solventes. Eliminar grasas, aceites y toda otra presencia de material soluble de la superficie de acero utilizando escobillas o trapos limpios embebidos en solventes, pulverización de solvente sobre la superficie, desengrase con vapor y solventes clorados, detergentes alcalinos, etc.

Limpieza a mano. Las superficies en que se vaya a depositar la soldadura se limpiarán cepillándolas vigorosamente, a mano, con cepillo de alambre, o con chorro de arena, para eliminar escamas de laminado, óxido, escoria de soldadura, basura, debiendo quedar tersas, uniformes y libres de rebabas, y no presentar desgarraduras, grietas u otros defectos que puedan disminuir la eficiencia de la junta soldada. Se permite que haya costras de laminado que resistan un cepillado vigoroso con cepillo de alambre. Siempre que sea posible, la preparación de bordes por medio de soplete oxiacetilénico se efectuará con sopletes guiados mecánicamente.

Aplicación de pintura

La aplicación de la pintura sirve para proteger a la estructura de acero por un corto periodo de tiempo hasta que se vaya a aplicar la pintura final. A menos que se especifique otra cosa, las piezas de acero que vayan a quedar cubiertas por acabados interiores del edificio no necesitan pintarse y las que vayan a quedar ahogadas en concreto no deben pintarse porque afectaría la adherencia al concreto.

Se debe dejar un espacio de 5 centímetros en la zona donde se requiera soldar para obtener soldaduras sanas o que no produzcan humos perjudiciales, así también no se aplicará pintura sobre las superficies en las conexiones de deslizamiento crítico.

Las superficies que sean inaccesibles después del armado de las piezas deben pintarse antes.

Todo el material restante recibirá en el taller una mano de pintura anticorrosiva, aplicada cuidadosa y uniformemente sobre superficies secas y limpias por medio de brocha, pistola de aire, rodillo o por inmersión.

Causas materiales y mecanismos de deterioro

Inspección y control

1. Aspectos a controlar en las estructuras metálicas

El control de las estructuras debe estar presente desde los primeros tanteos del diseño, pasando por la elección de los materiales y la previsión de los procesos de ejecución y montaje, hasta las pruebas de carga y las comprobaciones periódicas de las estructuras en cuanto a dilataciones, comportamiento ante acciones del viento, estado de los sistemas de protección contra la corrosión química o electroquímica, así como por otros agentes de deterioro.

Los problemas de las estructuras metálicas pueden presentarse por causas no fortuitas como pueden ser:

• efectos del calor y cambios de las condiciones ambientales

• oxidación excesiva y consiguiente corrosión

• criterios erróneos de diseño

• agentes químicos

• viento

• fuego

EFECTOS DEL CALOR SOBRE EL ACERO

Dilataciones

Los efectos del calor sobre las estructuras producen empujes que pueden dar lugar a problemas por desplazamientos o dificultad en el desplazamiento debido al aumento de sus dimensiones.

Acción del fuego

El acero, sometido a temperaturas altas, sufre variaciones en sus características mecánicas, que se reflejan en el diagrama de la figura adjunta:

En el diagrama vemos como las variaciones de resistencia a la rotura entre -20º y +100 ºC son prácticamente nulas. La resistencia a la rotura alcanza su valor máximo a la temperatura de 220 ºC y sólo es del orden de la mitad de los 550 ºC. También se puede apreciar que el límite elástico baja a un 50% del valor inicial cuando alcanza la temperatura de 480 ºC y que el módulo de elasticidad decrece también con la temperatura.

La resistencia al fuego de una construcción es directamente proporcional al grado de hiperestaticidad del sistema estructural, ya que el calor puede ayudar a crear rótulas pláticas y redistribuir las capacidades de carga.

Las inspecciones y controles de las estructuras podemos realizarlas en distintos lugares que nos condicionarán las tareas a realizar en cada uno de ellos:

-en obra -en laboratorio en oficina técnica

2. En obra

Es importante controlar la recepción de una estructura metálica en obra, por lo que resulta muchas veces conveniente efectuar visitas al taller que ha elaborado las estructuras comprobando la realización de ensayos de características mecánicas y químicas; si las soldaduras son satisfactorias, verificando si la preparación de los elementos a soldar es buena.

Si los datos anteriores no ofrecieran garantía suficiente se intensificará el control de calidad del acero mediante:

-Ensayo de tracción con el límite elástico, tensión de rotura, alargamiento de rotura, módulo de elasticidad, y registro diagrama de cargas deformación. -Ensayo de plegado simple -Determinación del valor de resiliencia (la capacidad del material de recobrar su forma original después de haber estado sometido a altas presiones).

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