Sistema constructivo acero

Sistema constructivo acero

Índice

1. Concepto.........................................................................................................................

2. Clasificación................................................................................................

3. Perfiles................................................................................................................

4. Uniones y conexiones..........................................................................................

5. Tratamientos...........................................................................................................................

6. Ventajas.................................................................................................................................

7. Desventajas.................................................................................................................

8. Tablas de perfiles estructurales Acero.....................................................................................

9. Detalles constructivos.........................................................................................................

10. Bibliografia...............................................................................................................................

Introducción

En la actualidad, existe una gran cantidad y variedad de materiales disponibles en la industria de la construcción e ingeniería. Debido a esto, existen muchos tipos diferentes de estructuras. Sin embargo, los componentes principales en cualquier tipo de estructuras son el acero y concreto. En la mayoría de las estructuras, la construcción se lleva a cabo combinando todos estos elementos para lograr uno solo. Un ejemplo bastante claro de este fenómeno son los edificios donde las vigas de soporte de acero le dan soporte a las cubiertas o muros de concreto, con sus respectivas.

Las aplicaciones del acero en el campo estructural son significativas, y alrededor del 50% del consumo corresponde a obras que utilizan perfiles fabricados con planchas delgadas de acero, las que son plegadas en frío para dar origen a perfiles ángulos, tubos cuadrados, canales, costaneras, etc.

1.0 Concepto

Se define como estructura de acero a los elementos o conjuntos de elementos de acero que forman la parte resistente y sustentante de una construcción. Las obras consistirán en la ejecución de las estructuras de acero, y de las partes de acero correspondientes a las estructuras mixtas de acero y hormigón.

Las Estructuras de acero constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza.

El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados. El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos. La encargada en especificar los porcentajes exactos máximos de carbono, manganeso, silicio, etc.; que se permiten en los aceros estructurales es

A. S. T. M. (American Society for Testing and Materials). Los principales aceros estructurales empleados conforme la A. S. T. M. son:

• Aceros de propósitos generales A-36.

• Aceros estructurales de carbono A-529.

• Aceros de alta resistencia, baja aleación y resistentes a la corrosión atmosférica A-242 y A-588.

• La placa de acero templada y revenidas A-514 y A-852.

• Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación A-572.

2.0 Clasificación y uso del acero en las estructuras

Las estructuras de acero para edificios se clasifican de acuerdo con su tipo de construcción.

Estructuras de acero de claros grandes. En un gran porcentaje de construcciones actuales, se ha utilizado la combinación de concreto reforzado y acero estructural. Si se utilizaran columnas de concreto reforzado en edificios muy altos, tendrían que ser extremadamente gruesas en los pisos bajos y ocuparían demasiado espacio.

Estructuras combinadas de acero y concreto. En un gran porcentaje de construcciones actuales, se ha utilizado la combinación de concreto reforzado y acero estructural. Generalmente se usan columnas de acero embebidas y ligadas a concreto reforzado y se conocen como columnas compuestas.

Aceros de alta resistencia y baja aleación. Estos aceros obtienen sus altas resistencias y otras propiedades por la adición, aparte del carbono y el manganeso de uno o más agentes aleantes como el columbio, vanadio, cromo, cobre, níquel y otros. Estos aceros generalmente tienen mucha mayor resistencia a la corrosión atmosférica que los aceros al carbono. El término baja aleación se usa para describir aceros en los que el total de elementos aleantes no excede el 5% de la composición total.

Aceros de alta resistencia baja aleación y resistencia a la corrosión. Cuando los aceros se lean con pequeños porcentajes de cobre se vuelven más resistentes a la corrosión. Cuando se exponen a la atmósfera las superficies de esos aceros se oxidan y se les forma una película impermeable adherida conocida también como patina la que impide una mayor oxidación y se elimina así la necesidad de pintarlos.

Aceros templados y revenidos. Estos aceros tienen aleantes mayores que los usados en los aceros al carbón, y son tratados térmicamente (templados y revenidos) para darles dureza y resistencias con esfuerzos de fluencia comprendidos entre 5630 y 7740 kg/cm². El revenido consiste en un enfriamiento rápido de acero con agua o aceite cambiando la temperatura de por lo menos 900ºC a 150º o 204ºC. En el templado, el acero se recalienta por lo menos a 620ºC y después se deja enfriar como proceso final. Los aceros templados y revenidos no muestran puntos bien definidos de fluencia como lo hacen los aceros al carbono y los aceros de alta resistencia y baja aleación.

Aceros para tornillos y electrodos. Los tornillos ordinarios se obtienen con aceros suaves, cuyas cualidades de resistencia son sensiblemente iguales a las de los aceros empleados en la estructura, pero que debido a las operaciones de forja a que son sometidos, poseen un coeficiente de alargamiento superior. Los aceros para remaches y tornillos destinados a unas piezas de estructura realizadas con los aceros ordinarios del mercado A 37, o con aceros A 42, tienen una resistencia a la rotura de aproximadamente 3800 kg/cm2 y un alargamiento mínimo del 28 por ciento.

3.0 Perfiles

El acero es considerado uno de los materiales más versátiles teniendo en cuanta los aspectos de resistencia y ductilidad. Como resultado de ello se tienen estructuras compuestas de secciones relativamente esbeltas. Esta característica ha dado lugar a estandarizar la forma de las secciones para optimizar el uso del material de manera económica. A continuación se presentan algunas tipos de secciones o también llamadas perfiles, que se utilizan con más frecuencia para conformar los elementos de los edificios de acero.

Perfiles o secciones con mayor frecuencia de uso.

En México, los perfiles laminados no se disponen en extensa variedad como en otros países, en virtud de que las necesidades del mercado son diferentes a los de otros países en los que se proyectan edificios altos o rascacielos con mayor frecuencia.

Los criterios que determinan la elección de un perfil estructural son la magnitud de las cargas que ha de soportar y la mayor o menor facilidad con que se pueda unir al resto de una estructura.

La elección adecuada de los perfiles estructurales en cada caso particular representa el uso racional del acero que reditúa en la economía, rapidez y facilidad constructiva, limpieza y apariencia arquitectónica.

Los perfiles mexicanos se denominan de acuerdo con la designación del Instituto Mexicano de la Construcción en Acero, A.C. (IMCA) en: ángulos de lados iguales (LI), ángulos de lados desiguales (LD), perfil C estándar (CE), perfil I estándar (IE), perfil I rectangular (IR), perfil T rectangular (TR), perfil I soldado (IS), redondo sólido liso (OS), tubo circular (OC), tubo cuadrado o rectangular (OR), perfil C formado en frío (CF), perfil Z formado en frío (ZF).

Las normas de la Dirección General de Normas (DGN) determinan los requisitos químicos y mecánicos para aceros estructurales en forma de perfiles, placas y barras. En general se hace referencia al tipo de acero de acuerdo con la designación de la Norma Oficial Mexicana (NMX) correspondiente.

Ángulos LI y LD

Sección que consta de dos lados perpendiculares entre

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