Estructuras de Acero 110214224612 Phpapp01

8/17/2019 Estructuras de Acero 110214224612 Phpapp01

1/61

ESTRUCTURAS DE ACERO

PARA LOS EDIFICIOS


2/61

INTRODUCCIÓN

• Comienza en el s. XIX.• Revolucionó la industria de la construcción por que ofrece

una enorme cantidad de posibilidades para el diseño.• Una gran parte de la arquitectura aprovecha las ventaas

que ofrece el acero.


3/61

INTRODUCCIÓN

• !l acero ha ido meorando con el tiempo en sus propiedadesfisicas as" como en las t#cnicas constructivas o de diseño.


4/61

INTRODUCCIÓN

• !structura a base de cables $ postes


5/61

VENTAJAS DE LAS

ESTRUCTURAS DE ACERO• Los edificios cuya estructura es un entramado de acero se construyen

con gran rapidez ya que, por ejemplo, mientras se fabrican en taller loselementos de la estructura se pueden realizar los trabajos de

movimiento de tierras y cimentación. Tras ensamblar en obra loselementos de acero se puede construir inmediatamente la cubierta, demanera que los trabajos de acabados se pueden efectuar a cubierto.

• El montaje es independiente de las condiciones climáticas y porconsiguiente se pueden garantizar los plazos de ejecución y la entregafinal de las obras.

• Los entramados de acero se pueden reforzar a posteriori con granfacilidad, tal como pueden eigir determinadas obras de reforma, porejemplo, reforzar los pilares para montar puentes!gr"a o reforzar las

jácenas para suspender gu#as, instalaciones, etc.


6/61

VENTAJAS

• ! $i se producen asentamientosde la cimentación, losentramados de acero permitenelevar y alinear partes enterasde un edificio %construcciones amedia ladera&.

• ! La gran resistencia de losperfiles de acero permite que lasección de pilares jácenas seam#nima. Esto permite que laaltura entre plantas y lasuperficie de fac'ada sea másreducida %menor volumenconstruido&.

• ! La menor sección de los

pilares y la ausencia de paredesde carga reducen la superficieocupada por la estructura.

• ! Las estructuras de acero sonespecialmente rentables para

grandes claros.


7/61

VENTAJAS

• Los entramados de acero correctamente dimensionados permiten

realizar los trabajos de acabados sin problemas.

• Los edificios de varias plantas con estructura de acero son más

ligeros, lo que implica una cimentación más económica.

• (na estructura de acero se puede desmontar y volver a levantaren otro sitio.

• Los edificios con estructura de acero ofrecen una gran libertad

compositiva por la reducida sección estructural de sus elementos

portantes.


8/61

¿DESVENTAJAS?• Los inconvenientes de los

elementos de acero son el riesgode corrosión y la escasaresistencia en caso de incendio.

)mbos se pueden superarmediante un revestimientoresistente al fuego o unaimprimación. $in embargo, lasestructuras mitas de acero yconcreto ofrecen una mayor

protección contra incendios. En lasnaves industriales suele no sernecesario colocar un revestimientoresistente al fuego.

• $i no se eigen medidasespeciales de protección contraincendios, se aplica simplementeuna imprimación anticorrosiva a laestructura de acero, que necesitaun determinado mantenimiento enfunción de las solicitaciones decorrosión.


9/61

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL Y DETRABAJO DEL ACERO

• %ropiedades mec&nicas' (lta resistencia a la fle)ión $ a la compresión.• Coeficientes $ esfuerzo de trabao

• Resistencia del acero' 2531 kg/cm2

• *actor de reducción +seg,n reglamento-' 0.9

• ódulo de elasticidad +constante-' 2,000 000 Kg/cm2

• (cero com,nmente utilizado en nuestro pa"s' /!0I12(CI32(.0.4.. (567 +28595:;>> 36000 lbs/pulg2

• !sfuerzo m"nimo especificado de ruptura' 4078 a 5625 kg/cm2 >>>

58000 a 80000 lbs/pulg2


10/61

Diagrama de defrma!i"# de$ a!er

• 85% diseño pl&stico

0e diseñan= lasestructuras= con la

capacidad de

deformarse $despu#s regresar asu forma original.


11/61

PERFILES ESTRUCTURALES

• I%0= %4C= %4R

• >21U?8

• ?80(C!R8

• @ $ 4

• %!R*I?!0

C8%U!0480• (R(/UR(0

• C(9?!0

• (??(0


12/61

CRITERIOS PARA ESTRUCTURA

• criterio A' la estructura

debe ser económica $segura• criterio :' rigidez inherente

en cone)iones• criterio 6' menor peso B

menor costo• criterio


13/61

CAR%AS SOBRE ESTRUCTURA• uerta• iva Dpersonas= muebles=

art"culos $ maquinariaE• 2ieve• *uerzas din&micas Dcargas

móviles como autosEviento $ sismo

• Recipientes de

almacenamiento• *uerzas por cambio de

temperatura• *uerzas por empue de

tierra


14/61

PROCEDIMIENTO DE DISE&O

A. 5 0elección de la estructura:. 5 /eterminación de las

cargas sobre la estructura+personas autos= etc.-

6. 5 omentos $ fuerzas queintervienen


15/61

CONCIDERACIONES

Es recomenable !eneralguna "ea el procesoe #abr"cac"$n.

1. e%ac!"!u & !oleranc"a elas p"e'as (aumen!acos!os la e%ac!"!u)

2. r"g"e' e m"embros

granes (cas" "mpos"blela rec!"!u !o!al)

3. m*!oos paraenere'ao (enere'aoen #r+o, &a en obra)


16/61

DISE&O

• !0 I%8R4(24! /I0!F(R?80 /!4(??!0 /! ?(0!04RUC4UR(0!4>?IC(0


17/61

DISE&O

• ?( !04RUC4UR( %U!/!0!R I24!1R(/( !2 !?

C82C!%48 *8R(? /!?80 !/I*ICI80


18/61

PLANOS DE TALLER'

5 2,mero de parte omarca

5 Cantidad de piezas5 dimensiones

5 ?ocalización

5 4amaño de agueros5 /etalles de cortes

5 Cone)iones de taller


19/61

MONTAJE *urante la carga, descarga, transporte, almacenamiento y montaje de las piezas de acero, +stas no deben sufrir sobresolicitaciones,

alabeos o deformaciones. Especialmente cuando se manejan con cadenas, deberán protegerse adecuadamente.

El montaje de estructuras de acero 'ay que poner especial cuidado en obtener las formas indicadas en los planos. La correcta

posición de los elementos debe comprobarse con repetidas mediciones.

Tambi+n 'ay que asegurar suficientemente la estabilidad y resistencia de la estructura durante el montaje. Los apuntalamientos y

otros dispositivos auiliares de montaje no deberán quitarse 'asta asegurarse de que sean estáticamente innecesarios.$ólo se empezarán a roblonar y soldar las partes cuando el armazón se 'aya completado y las piezas est+n bien aseguradas y

ajustadas con pernos y mordazas.

El espacio entre la placa de apoyo y el cuerpo de obra macizo debe rellenarse con mortero de cemento.

ara comprobación, deben ser accesibles todos los roblones, pernos y cordones de soldadura. En uniones no accesibles en la

comprobación final, debe efectuarse una comprobación previa.

Las soldaduras en obra deben reducirse a las m#nimas indispensables.

ara la ejecución de juntas de vigas soldadas debe recapacitarse concienzudamente la secuencia de los cordones de soldadura.

Las soldaduras de cuello entre cordón y alma, efectuadas en taller, deben terminar algo separadas de la junta a soldar en obra.

?as grandes estructuras de acero soldado se empiezan a construir desde el centro para que las sucesivas piezas puedan adaptarse a lasconstrucciones de soldadura sin originar sobresolicitaciones.


20/61

MONTAJE a. 0eguridad de los empleados b. 0eguridad del material

c. !conom"a del montae $ transported. Rapid#z


21/61

PROCESO COM(N DE CONSTRUCCIÓN

1. c"men!ac"$n

2. columnas

3. con!raen!eo e

columnas (en !oa una

plan!a)

4. "'ar "gue!as & !rabes con

un"ones !emporales

5. se plomean las columnas

& se n"elan las "gue!as

6. se -ace la cone%"$ne#"n"!"a

7 se con!"nua en el s"gu"en!e

n"el con el m"smo

proceso.

G considerar esfuerzos $deformaciones de laestructura durante el

proceso de montaeG considerar que tal vez se

requieran equipos

especiales proceso de montae en varios pisos'

G generalmente en tramos dedos pisos


22/61

E)UIPOS G en edificios de 6H a 7Hmse usan gr,as montadas

en camionesG en edificios de m&s de

7Hm se utilizan pulas ogr,as especiales izadas anivel superior de cadamarco terminado

G en algunos casos se usan

obra falsa para montar laestructura• se utiliza el montae en

voladizo para algunos puentes ubicados en

acantilados


23/61

ESTRUCTURAS MIXTAS

• Las estructuras mitas son aquellas en las que están conectados estáticamente perfiles de acero

sometidos a tracciones, con elementos de 'ormigón sometidos a compresiones. La actuación

conjunta de ambos materiales se consigue con una unión r#gida en la junta de contacto. -omo

conectores se emplean bulones, pernos o ganc'os, con o sin cartelas.

• La sección de una viga de acero puede ser más ligera si está conectada a la capa superior

de 'ormigón. Esto puede llegar a reducir 'asta el /0 el espesor total del forjado o, si semantiene la misma altura, emplear menos acero. 1tra ventaja de las vigas mitas es que se

pueden satisfacer con relativa facilidad los requisitos de protección ac"stica, contra incendios y

corrosión %revestimiento con 'ormigón&, as# como el almacenamiento de calor y el arriostramiento

con un material de construcción barato como es el 'ormigón.

• Los pilares mitos se construyen 'ormigonando perfiles laminados, rellenando con

'ormigón el n"cleo de un pilar compuesto de sección cerrada u 'ormigonando directamente el

interior de los perfiles tubulares.• Los pilares mitos, además de soportar cargas más grandes, poseen una buena resistencia

al fuego.

• Los pilares mitos de perfiles tubulares pueden dimensionarse de manera que se alcance

una determinada resistencia al fuego sin un revestimiento de protección en el eterior, de manera

que se puede dejar el acero visto. )unque estructuralmente no es necesario armar el 'ormigón

del n"cleo, por motivos de protección contra incendios se 'an de colocar armaduras para

descargar la sección de acero.


24/61

SISTEMAS

CONSTRUCTIVOS

%ara cubrir granclaro' dos tipos

de estructuras'

• Cascarones

•Reticulares


25/61

ESTRUCTURAS

%RAN CLARO


26/61

EDIFICIOS DE %RAN ALTURA

0e utilizan diversos tipos de sistemasestructurales dependiendo de la altura deledificio.


27/61


• A. arcos con vigaslibremente apo$adas

Dhasta 7 nivelesE

• :. marcos con cone)ionessemir"gidas $ a$uda de

alg,n muro de rellenoDhasta A; nivelesE


28/61


• 6. marcos con nudosr"gidos Dhasta


29/61

%RAN ALTURA

• ;. m&s de 7H pisos seutilizan sistemas de

contraventeo en marcostipo caón' Dfunciona comolas paredes de un tuboE

a5 columnas mu$ untas $vigas r"gidas

b5 contraventeo mu$ cerradoen la pared e)terior

c5 contraventeo de toda lafachada


30/61

FUNCIONA COMO LAS PAREDES DE UN TUBO


31/61


!2 4!8R(= ?(0 C(R1(0 /!I!248 8 0I08 0! /II/!2%R8%8RCI82(?!24! !248/( ?( !04RUC4UR( /!?( *(CJ(/(


32/61

FALLAS


33/61

TIPOS DE ESTRUCTURAS'

• A. ?ibremente apo$ada

• :. 0emir"gida

• 6. R"gida


34/61

CONEXIONES

Las coneiones sirven para enlazar los diferentes elementos de una estructuray para transmitir los esfuerzos.

• $e distingue entre uniones fijas y desmontables. Las soldaduras y losremac'es son uniones fijas, mientras que los tornillos, bulones articulados,

c'avetas y tensores se emplean para realizar uniones desmontables.2ientras las primeras se efect"an fundamentalmente en taller, las segundassirven, sobre todo, para unir piezas en obra.

• Los sistemas de unión tambi+n se diferencian por la manera detransmitir los esfuerzos y la distribución de tensiones. Los remac'es y lospernos originan una elevada concentración de tensiones en el vástago delelemento de unión y en el per#metro del agujero de las piezas a unir. En las

uniones con tornillos de alta resistencia la distribución de tensiones es másuniforme.

• (na distribución más 'omog+nea sólo se consigue en las soldaduraslineales. El empleo de ad'esivos par unir metales se reduce, 'asta a'ora, aconstrucciones ligeras. Este sistema de unión ofrece una transmisión deesfuerzos óptima al actuar en toda la superficie.


35/61

CONEXIONES

• 0oladuras

• Remaches• 4ornillos

• %asadores


36/61

CONEXIONES

• 28/80 /! CU9I!R4(0


37/61

CONEXIONES

• ?a singularidad del nudorespecto de las barras hallevado a desarrollar unaserie de patentes= mas omenos sofisticadasK pero elsalto cualitativo lo ha dadola unión moldeada= que a

modo de nudo abstracto=se integra naturalmente enel entramado.


38/61

CONEXIONES SOLDADAS

• En la actualidad la soldadura es equivalenteal remac'ado si la unión sólo está sometida acargas estáticas y se emplea en laconstrucción de estructuras de acero debidoal reducido consumo de material y mano deobra. )demás, las uniones soldadas ofrecen

una imagen más satisfactoria en aquelloselementos que van a quedar vistos.

• La unión de elementos de materialid+ntico o parecido se realiza mediantecordones de soldadura. ara su ejecución secalientan los elementos a unir 'asta alcanzarla temperatura de fusión y del alambre deaportación se funde el material necesario

para rellenar el cordón.• $eg"n como se realice el

calentamiento se distingue entre3 soldadurasoiacetil+nicas y soldaduras por arco voltaico.En esta "ltima, la más utilizada, el alambre deaportación 'ace de electrodo.

• En la soldadura oiacetil+nica el calorse genera mediante una llama. En la

actualidad, este procedimiento prácticamentesólo se utiliza en trabajos de reparación.

• El m+todo más fracuente es lasoldadura por arco valtaico. or fusión delelectrodo de soldadura4 el cordón desoldadura se 'a de proteger del o#geno delaire.


39/61

TIPOS DE CORDONES DE

SOLDADURA

• La forma del cordón de soldadura y

su espesor depende de lascaracter#sticas de los elementos aunir y de los esfuerzos a transmitir.

• Las solicitaciones sobrecordón de soldadura pueden ser detracción, compresión y cortante. $edistingue entre soldaduras a tope y

soldaduras en ángulo. Estas "ltimasson las más fáciles de ejecutar y,por ello, son las más frecuentes. $inembargo, con las soldaduras a topese consigue una resistencia mayorque con las soldaduras en ángulo,debido a una distribución detensiones más favorables.


40/61

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS

SOLDADURAS

• Las soldaduras permiten un mayor grado de libertad en la construcción de estructuras de acero.

• La sección de los elementos portantes no se debilita y puede aprovec'arse al máimo si las

uniones se dise5an correctamente. La ejecución de muc'as uniones como, por ejemplo, en los

etremos de los pórticos y en los restantes nudos de la estructura, es más sencilla. $uele ser

suficiente colocar c'apas para rigidizar las uniones.

• Los refuerzos %incluso a posteriori & de elementos aislados son fáciles de realizar. )demás,

las secciones tubulares, especialmente adecuadas para los elementos sometidos a compresiones,

pueden unirse con facilidad.

• 6racias a estas simplificaciones constructivas se consiguen las siguientes ventajas3 menor

n"mero de elementos aislados, a'orro de material y reducción de peso.

• La manipulación y montaje de las estructuras de acero no producen ruidos especialmente

molestos y, por lo tanto, se pueden construir con independencia de los edificios que eistan en el

entorno. $in embargo, al realizar la soldadura aparecen con facilidad deformaciones o tensiones

adicionales que a menudo no se dominan. En las estructuras eistentes y sometidas a cargas, las

soldaduras sólo se pueden realizar previo apuntalamiento.

• Los trabajos de soldadura se deben realizar principalmente en taller. En caso de elementos

de cero demasiado grandes, las juntas entre las diferentes piezas se pueden atornillar %uniones a

realizar en obra&.


41/61

CONEXIONES REMACHADAS

• $e 'abla de 7remac'e resistente7 cuando se 'an detransmitir esfuerzos a trav+s de la unión, y de

7remac'e de apuntalamiento7 cuando sólo debemantener unidas las piezas entre s#. La ventaja delas uniones remac'adas consiste en que, respecto aresistencia, elasticidad y dilatación, se comportancasi igual que el material de los elementos unidos yen que se puede comprobar se estado en cualquiermomento.

GC(0I 28 0! U0(2 !2 ?( (C4U(?I/(/


42/61

CONE *IONES ATORNILLADAS

• Las uniones atornilladas se realizan

con tornillos y tuercas. Los tornillos

estás provistos de una cabeza enun etremo del vástago en el que se

'a recortado o enrollado una rosca,

en el vástago se puede enroscar la

tuerca. (na sección por eje del

tornillo muestra que la rosca del

vástago y de la tuerca están

encajadas entre s# a modo deengranaje, por lo que los tornillos, a

diferencia de los remac'es, pueden

soportar tracciones, además de

esfuerzos de cizallamiento y

compresión superficial sobre el

vástago.


43/61

CONEXIONES ATORNILLADAS

• En la construcción de estructuras de acero se emplean unionesatornilladas3

• 8.! -uando se 'an de absorber esfuerzos aiales de tracción, por ejemplo, entornillos de anclaje4

• 9.! -uando la longitud de apriete es demasiado grande para un remac'e4

• .! -uando se eige una determinada movilidad de la unión, por ejemplo,determinados enlaces de vigas4

• :.! En todas las uniones que se 'an de poder desmontar, sobre todo enconstrucciones auiliares, pabellones de eposiciones y construcciones en lasque se prev+n modificaciones4

• ;.! En los enlaces de materiales que no permiten realizar una unión remac'ada,por ejemplo, en la unión de piezas de acero con elementos de 'ierro de

fundición4•


44/61

UNIÓNES PRINCIPALES

• (nclae a cimentación.

• Unión de vigueta $

columna.• 2odo de armadura.

• !mpotre de vigueta enmuro de concreto o

mamposter"a.


45/61

UNIONES

• Cone)ión de columna $vigueta de acero=especificando lasseparaciones de los

tornillos= las placas $ los perfiles.


46/61

UNIONES

• Unión con placas $ remaches


47/61

UNIONES

• ?a unión del poste=en este eemplo essimilar a la soluciónde algunos anclaesde cimentación


48/61

LOSAS Y CERRAMIENTOS

• !ntrepisos

• Cubiertas• *achadas• Canceler"a• uros divisorios

G !emplos en planos


49/61

• Cerramientos $ cubiertas


50/61

MA)UINARIA Y E)UIPO

ESPECIAL• Remachadoras• %lantas el#ctricas• %lanta para soldar

• Cortadoras

• 1r,as

• arcadores

• 9odegas

• !tc.


51/61

SE%URIDAD CONTRA FUE%O

+ CORROCIÓN • 2ientras la 'umedad relativa del aire sea inferior al


52/61

SE%URIDAD CONTRA FUE%O +CORROCIÓN

G el grado de resistencia alfuego se mide en horas de

resistencia al fuegoees!"m"en!os con!ra

#uego

• concretos

• $eso• vermiculitaL• rociaduras de asbesto• pinturas especiales


53/61

SE%URIDAD CONTRA FUE%O +CORROCIÓN

on!ra la corros"$n

• aleaciones con cromoo cobre

• pintura de plomo=

cromato o aluminio• revestimientos con

cinc o asfalto


54/61

RE%LAMENTO

• %&g.


55/61

ECONOMIA EN

ESTRUCTURAS DE ACEROara e#"n"r los cos!os se ebe e !omar en cuen!a

• materia prima en laminadora• transporte' ?(I2(/8R( 5 4(??!R • %lanos de taller • plantillas• fabricación de taller • transporte' 4(??!R 5 89R(• montae• gastos indirectos• utilidad


56/61

ECONOMIA

ara e#"n"r la econom+a e una

es!ruc!ura se ebe cons"erar

• mantenimiento

• estructura

• montae• instalaciones

• fabricación


57/61

DETALLES Y

ESPECIFICACIONES

!specificaciones' para garantizar un

material apropiado=condicionesadecuadas= buenaresistencia $ calidadde mano de obra.

A. /e pro$ecto' requisitos para la estructura

:. /e material' generalmenteestas son determinadas por

la (04 $ (0(= !!UU.6. Códigos $ especificaciónde diseño'especificaciones de (I0CKde diseño las (O0= (I0I

(PI= adem&s de las normaslocales +R.C./.*.-


58/61

P$a#, -ara e$ di,e. e# a!er

• lanos aru"!ec!$n"cos• lanos e !aller

• planos e 'onas

• lanos e un"$n en

plan!a• lanos e e!alles

(un"ones & cone%"ones)

• lanos e cor!es por

#ac-aa• lanos e cub"er!as

• lanos para losacero

G er planos


59/61

PROYECTO'


60/61

FUENTES Y BIBLIO%RAF/A

anual para cons!rucc"$n en acero

!/4 (ltos hornos de #)ico 0.(.= #)ico

"seo e es!ruc!uras e acero

!dQin J. 1a$lord= Pr.!/4 c 1raQ5Jill= #)ico /.*. AN;M

"seo e es!ruc!uras e acero

9oris 9resler !/4. ?imusa= #)ico= AN6


61/61

FUENTES Y BIBLIO%RAF/A

eglamen!o e cons!rucc"$n para el ..

?uis (rnal 0imón

!/4 4rillas= #)ico= ANN

"s!emas e es!ruc!uras

Jeino !ngel

!/4 1ustavo 1ili 0.(. 9arcelona= ANNM

e"s!a :ec!$n"ca 9, cero ;

!/4 (4C !/ICI82!0= 9arcelona= ANNNL

Estructuras de Acero 110214224612 Phpapp01

Documents

Transcript of Estructuras de Acero 110214224612 Phpapp01