Introduccion A Las Estructuras Metalicas.pptx

Estructuras Metálicas Introducción Las Estructuras Metálicas 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. Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste de mano de obra, coste de materiales, financiación, etc.

Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura, como cubrir grandes luces, cargas importantes, etc. Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra significativamente. La estructura característica es la de entramados con nudos articulados, con vigas simplemente apoyadas o continuas, con complementos singulares de celosía para arriostrar el conjunto.

El acero es el material estructural por excelencia para grandes alturas, puesto que resuelve con éxito los planteamientos estructurales de: soportar el peso con pilares de dimensiones reducidas, resistir el empuje ante el vuelco y evitar movimientos debidos a la acción del viento, auxiliado en ocasiones por algún núcleo de hormigón armado.

No está recomendado el uso de estructuras metálicas en los siguientes casos: • Edificaciones con grandes acciones dinámicas. • Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción. • Edificios donde existe gran preponderancia de la carga del fuego, por ejemplo almacenes, laboratorios, etc.

OBJETIVOS Objetivo General Conocer las características de los materiales de construcción de estructuras metálicas Objetivos Específicos Conocer los tipos de aceros que se utiliza para la construcción de las estructuras metálicas Conocer las ventajas y desventajas de construir una estructura metálica Analizar el método LRFD para el diseño de estructuras de acero

TIPOS DE ACEROS: •

Acero Laminado en Caliente:

Los fabricantes utilizan el laminado en caliente para lograr una superficie, espesor y propiedades mecánicas uniformes.

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Acero Laminado en Frío:

Está disponible en un menor número de formas y tamaños que los laminados de acero en caliente debido a que la durabilidad del acero se ve afectada cuando se manipula a temperatura ambiente.

ACEROS CON CARACTERÍSTICAS ESPECIALES: Aceros Normalizados: Tiene alta soldabilidad y alta resiliencia.

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Aceros de laminado termomecánico:

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Tiene alta soldabilidad y alta resiliencia.

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Aceros con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica (aceros autopatinables):

Son aceros aleados con cobre que impide la penetración de la corrosión.

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Aceros templados y revenidos:

Elevado límite elástico, resistencia muy alta contra abrasivo y adhesivo desgaste.

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Aceros con resistencia mejorada a la deformación en la dirección perpendicular a la superficie del producto: Mejora el comportamiento frente al desgarro laminar.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Acero estructural se conoce como el resultado de la aleación de hierro, carbono y pequeñas cantidades de otros elementos como silicio, fósforo, azufre y oxígeno, que le tributan características específicas.

Acero al carbono Se trata del tipo básico de acero que contiene menos del 3% de elementos que no son hierro ni carbono.

Acero de alto carbono El Acero al carbono que contiene mas de 0.5% de carbono.

Acero de bajo carbono Acero al carbono que contiene menos de 0.3% de carbono.

Acero de mediano carbono Acero al carbono que contiene entre 0.3 y 0.5% de carbono.

Acero de aleación Acero que contiene otro metal que fue añadido intencionalmente con el fin de mejorar ciertas propiedades del metal.

Acero inoxidable Tipo de acero que contiene mas del 15% de cromo y demuestra excelente resistencia a la corrosión.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO ESTRUCTURAL SEGÚN SU FORMA: •

PERFILES ESTRUCTURALES:

Perfil Tipo I

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Perfil Tipo H:

Perfil Tipo T:

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Perfil Tipo U:

Perfil Tipo L:

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Perfil Tipo Z:

Perfil Tipo C:

BARRAS: •

Barras de Acero Circulares:

• Barras de Acero Hexagonales:

Barras de Acero Cuadradas:

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PLANCHAS:

USOS (De acuerdo a la American Society of Testing Materials ASMT) •

Aceros generales (A-36)

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Aceros estructurales de carbono (A-529)

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-b.1 Bajo contenido de carbono (<0.15 %)

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-b.2 Dulce al carbono (0.15 – 0.29 %)

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-b.3 Medio al carbono (0.30 – 0.59 %)

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-b.4 Alto contenido de carbono (0.6 – 1.7 %)

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Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (Mo, V y Cr), (A-441 yA-572) aleación al 5 %.

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

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Acero templado y revenido (A-514).

A más resistencia de acero menor soldabilidad y más frágil, debido a su alto contenido de carbono.

Ventajas Alta resistencia: permite estructuras relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la construcción de puentes, edificios altos y estructuras cimentadas en suelos blandos.

Homogeneidad: las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales.

Elasticidad: el acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente

Precisión dimensional: los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección

Ductilidad: el acero permite soportar grandes deformaciones sin falla, alcanzando altos esfuerzos en tensión

Tenacidad: el acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica).

Facilidad de unión con otros miembros: en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles.

Rapidez de montaje: la velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales.

Disponibilidad de secciones y tamaños: se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas.

Costo de recuperación: las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero.

Reciclable: el acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina.

Permite ampliaciones fácilmente: permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla.

Se pueden prefabricar estructuras: permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud.

DESVENTAJAS Corrosión.-Propenso a esto en ambientes exteriores, se destruye el metal debido al oxígeno del ambiente.

Tratamiento a prueba de incendios.-Son de naturaleza incombustible, su fortaleza se reduce a temperaturas altas existiendo deformaciones.

Coste económico.-De la estructura y posterior mantenimiento.

Fatiga.-Las grandes variaciones de fuerza de tensión expone al acero a tensión excesiva, reduciendo su resistencia total. Fractura.-Fragilidad cuando pierde su ductilidad aumentando la posibilidad de deformación. Pandeo.-Entre más esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro.

Mano de obra especializada.-Para soldaduras y uniones en general.

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MÉTODO LRFD

Es un método que se utiliza para el diseño de estructuras de acero, este nos permite hacer de una manera más eficaz nuestros proyectos.

• En este tipo de método el tipo de material empleado es de vital importancia, también la exactitud de los cálculos. • Este método se basa en cargas muertas y cargas vivas.

dos tipos de cargas en

• El Método LRFD está basado en el criterio de estados límite, ya que estos definen la condición ante la cual un elemento bajo carga se ve afectado a tal grado que deja de ser seguro para los ocupantes.

LOS

ESTADOS

LÍMITES

ESTABLECIDOS

POR

LRFD

SON:

ESTADO LÍMITE DE FALLA: DEFINE EL ALCANCE DE RESISTENCIA DE UN ELEMENTO ESTRUCTURAL BAJO CARGAS EXTREMAS. A)PÉRDIDA DE EQUILIBRIO DE LA ESTRUCTURA B)PÉRDIDA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DEBIDO A ROTURA, INESTABILIDAD O FATIGA.

ESTADO LÍMITE DE SERVICIO: DEFINE EL ALCANCE DEL LÍMITE DE LA HABILIDAD DE UN ELEMENTO ESTRUCTURAL A DESARROLLAR LA FUNCIÓN PARA LA CUAL FUE DISEÑADO. C) DEFORMACIONES O FLECHAS QUE PUEDEN AFECTAR LA APARIENCIA O EL USO EFECTIVO DE LA ESTRUCTURA O CAUSAR DAÑO A LOS ACABADOS . D) VIBRACIONES QUE PUEDEN CAUSAR MOLESTIAS A LA GENTE

• LRFD • Las cargas de trabajo o servicio (Qi) se multiplican por ciertos factores de carga o seguridad (λi–siempre mayores que 1.0) • Las cargas factorizadas –usadas para el diseño de la estructura. • Las magnitudes de los factores de carga varían, dependiendo del tipo de combinación de las cargas. • La estructura se proporciona para que tenga una resistencia ultima de diseño suficiente para resistir las cargas factorizadas. • Esta resistencia (Rn) es la resistencia teórica o nominal basadas en propiedades del miembro estructural , multiplicada por un factor de resistencia (φ‐siempre menor que 1.0)

La expresión para el requisito de seguridad estructural es: Σλi Qi≤φRn

Factores de carga y las combinaciones U = 1.4 D U = 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr o S o R)

Cuando hay cargas de impacto U = 1.2D + 1.6(Lr o S o R) + (0.5 Lr o 0.8 W) U = 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr o S o R) U = 1.2D ±1.0E +0.5 L+0.2S Cuando hay la posibilidad de levantamiento por las fuerzas de viento y sismo, U = 0.9 D ±(1.3 W o 1.0 E) Donde U –la carga ultima D –cargas muertas (Dead load) L –cargas vivas (Live load) Lr –cargas vivas en techos (Roof Live load) S –cargas de nieve (Snow load) R –carga inicial de agua de lluvia o hielo (Rain water or ice load) W –fuerzas de viento (Wind load) E –Fuerzas de Sismo (Earthquake load)

LINKOGRAFÍA http://allstudies.com/acero-estructural.html

http://www.ehowenespanol.com/propiedades-mecanicas-del-acero-laminado-calienteinfo_327483/ http://www.ehowenespanol.com/diferencia-laminado-caliente-acero-decapadoinfo_211359/ http://laminadoenfriontic2.blogspot.com/ http://composicionarqdatos.files.wordpress.com/2008/09/apuntes-de-estructurasmetalicas.pdf