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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero

Unidad de Aprendizaje N°2: Comportamiento de construcciones en acero y otros elementos prefabricados Aprendizajes Esperados 1. Identifica los elementos de una estructura metálica, de acuerdo a su función.

1.

OBJETIVOS.

El objetivo de esta actividad es: -

2.

Analizar las características de las estructuras metálicas, de acuerdo a sus componentes y funciones.

ANTECEDENTES GENERALES.

Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS. Ferroso viene de la palabra Ferrum que los romanos empleaban para el fierro o hierro. Por lo tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero. Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas. Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero EL ACERO 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. Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero. 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. CLASIFICACIÓN DEL ACERO Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que producen distintos efectos en el Acero: Los efectos de los elementos de aleación son:       

Mayor resistencia y dureza Mayor resistencia a los impactos Aumento de la resistencia al desgaste Aumento de la resistencia a la corrosión Mejoramiento de maquinabilidad Dureza al rojo (altas temperaturas) Aumento de la profundidad a la cual el acero puede ser endurecido (penetración de temple)

ACEROS AL CARBONO Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. ACEROS ALEADOS Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden sub clasificar en:

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Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

Para Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar Herramientas metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar. Especiales

Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTES Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

ACEROS INOXIDABLES Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS.  Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo (tabla 5.3) que varía con el tamaño y grado de la propia barra.  Dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material.  Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción.  Límite de fluencia, fy.- Es la tensión a partir de la cual el material pasa a sufrir deformaciones permanentes, es decir, hasta este valor de tensión, si interrumpimos el traccionamiento de la muestra, ella volverá a su tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se llama deformación elástica. El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida. En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia. En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica más abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200 Kg/cm2 Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura, entonces fy se identifica con claridad. Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plástica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación. Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no está definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la figura. Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador. La resistencia a la tensión se controla por un límite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia. Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el uso de estas conduce a una reducción Dirección de Construcción

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un límite practico sobre cuán fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado (mismo módulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2). Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de deformación permanente, esta se llama deformación elástica. El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida. En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al escalón de cedencia (figura 5.10 a). En los casos en que no aparece este escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones, como se explica más abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200 Kg/cm2. Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con claridad. Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plástica o no, dependiendo de las propiedades del acero y del procesos de fabricación. Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado de fluencia no está definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la figura. Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el diseñador. La resistencia a la tensión se controla por un límite sobre la resistencia en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la resistencia real en el punto de fluencia. Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado, es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado, dado que el uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un límite practico sobre cuán fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo de tensión aplicado (mismo módulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2). Si un Dirección de Construcción

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el doble de la de otro, puede aplicarse el doble de esfuerzo, pero se obtendrá el doble de elongación. Con cargas moderadas, el refuerzo de acero se estirará casi lo mismo que lo que puede estirarse el hormigón que lo rodea sin agrietarse severamente; si se aplica más carga, el acero puede soportar la carga con seguridad, pero el hormigón que lo cubre se agrietará. Esto no sólo da mal aspecto sino que, en general, permitirá la corrosión del refuerzo.

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero La industria de la construcción ha estandarizado ciertos elementos de acero con formas y propiedades conocidas para facilitar a calculistas, productores y constructores hablar un lenguaje común. Algunos de los más empleados se aprecian en la siguiente figura.

Los perfiles que aparecen con doble trazo pueden ser laminados en caliente o ensamblados. Los primeros se obtienen al calentar la materia prima, denominada palanquilla, y que consiste en grandes bloques de acero, hasta hacerla fluir para darle la forma correspondiente. Los segundos, es decir los perfiles ensamblados, se obtienen a partir de láminas que se sueldan entre sí. De esta última forma se han producido en el país los perfiles más pesados, dado que la producción de perfiles laminados en caliente se ha limitado principalmente a ángulos y a otros de bajo peso. ¿Qué diferencia existe en el comportamiento estructural entre los perfiles laminados en caliente y los ensamblados? La diferencia estriba en los esfuerzos residuales, resultantes del proceso de enfriamiento. En las zonas más internas de la sección el material tardará más en enfriarse. Cuando esto finalmente ocurra y por lo tanto tienda a contraerse, otras zonas de la sección previamente enfriadas y endurecidas se opondrán a esa contracción, generando así esfuerzos internos, denominados esfuerzos residuales. Este fenómeno afecta más a los perfiles ensamblados, por lo que en la NSR-98, se estipula un valor mayor de esfuerzos residuales para los perfiles ensamblados con soldadura que para los perfiles laminados. Los perfiles que aparecen en la figura, en un solo trazo grueso, son perfiles obtenidos a partir de lámina delgada, que se dobla en frío. Sus espesores están entre los 0,9 y los 3 mm. Los espesores menores se obtienen en procesos de laminado en frío, que consisten en reducir su espesor por medios mecánicos (se va pasando la lámina por entre grandes rodillos que le aplican gran presión) hasta obtener el deseado. La lámina

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero puede ser galvanizada, lo que le da gran resistencia a la corrosión, o no tener ningún tratamiento superficial ("lámina negra"), caso en el cual se requiere protegerla con pintura anticorrosiva. Las propiedades geométricas de los perfiles pueden obtenerse de las tablas que suministran los fabricantes. Los perfiles W o similares, los perfiles WT y las canales suelen denominarse con dos números; el primero indica su altura y el segundo su peso por unidad de longitud. Por ejemplo la designación del AISC (Manual de construcción en acero) W 10 X 45 indica que se trata de un perfil W de altura aproximada 10" y de peso 45 lb/pie. Las dimensiones de las diferentes partes de una sección WT se indican en la figura, junto con los símbolos que las designan.

GLOSARIO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALE EN ACERO  Aleta: nombre que se le da a las partes exteriores de los perfiles W, WT, C, Z, y a los lados de los ángulos.  Alma: parte de un perfil que une las aletas.  Alma llena: se refiere a los elementos estructurales que presentan una unión continua entre las diferentes partes de la sección transversal.  Atiesador: pletina que rigidiza una sección W para que no experimente pandeo local por el efecto de fuerzas puntuales provenientes de cargas aplicadas o de la aplicación de un par de fuerzas en las conexiones a momento.  Costanera: elemento estructural de una cubierta que da apoyo directamente a la teja. Puede estar constituida por barras (varillas y ángulos) en celosía, o por perfiles de alma llena como los W, C, o Z. Estos últimos son particularmente apropiados para tal efecto, sean de lámina delgada o laminados en caliente.

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero  Celosía: se refiere a las estructuras compuestas de barras esbeltas que delimitan espacios triangulares.  Cercha: conjunto de barras que conforman una estructura en celosía, cuyos cordones superior e inferior no son paralelos y cuyos apoyos son de primer o segundo género pero nunca de empotramiento.  Contraviento: elemento que da rigidez lateral a las cerchas para que estas no se desplacen por efecto de cargas horizontales. Por ser tan esbelto trabaja únicamente a tracción, lo que obliga a que se dispongan contravientos para impedir el movimiento en ambos sentidos.

Nudo de una estructura. Los rigidizadores de la columna delimitan la zona de panel. Se observan también las conexiones de pletina de extremo de las vigas. Fuente: Ing. Jorge Eduardo Salazar

TIPOS DE CONSTRUCCION

En la construcción de estructuras metálicas se pueden distinguir tres tipos de construcción con las hipótesis de diseño correspondientes:

a) Construcción tipo 1 Este tipo de construcción se llama comúnmente de marco rígido, en él se considera que las uniones de vigas a columnas tienen suficiente rigidez para mantener virtualmente inalterados los ángulos entre los elementos que se unen. Dirección de Construcción

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b) Construcción tipo 2 Se llama, también, de apoyo simple (sin rigidez, de extremos simplemente apoyados); en este tipo de construcción se considera, en lo que se refiere a cargas verticales, que los extremos de las vigas están unidos de tal forma que pueden girar libremente y que sus uniones se calculan para resistir solamente los esfuerzos de corte

c) Construcción tipo 3 Frecuentemente se le llama marco semirrígido (parcialmente empotrado), supone que las uniones de vigas a columnas poseen un grado de empotramiento cencido y confiable, de magnitud intermedia entre la rigidez absoluta del tipo 1 y la completa flexibilidad del tipo 2. (Pag.17 NCh 427. cR1977).

REQUISITOS DE APLICACIÓN DE CADA TIPO DE CONSTRUCCION

En aplicación de los tipos de construcción definidos, se debe considerar:

a) La construcción Tipo 1 se permite incondicionalmente por esta norma. Para su dimensionamiento se pueden emplear los siguientes métodos de diseño:

1. Diseño elástico, basado en una distribución de momentos según la teoría elástica sus elementos se dimensionaran de acuerdo a lo indicado en SECCION DOS. 2. Diseño plástico, basado en una distribución de momentos de acuerdo a la teoría plástica. Sus elementos se dimensionaran según lo indicado en SECCION TRES.

b) El Tipo 2 de construcción es permitido por la presente norma, siempre que cumpla con lo estipulado en los párrafos siguientes, en los casos en que sean aplicables. Dirección de Construcción

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En edificios en altura diseñados, en general, como construcciones tipo 2, los momentos producidos por las solicitaciones de viento o sismo podrán ser distribuidos entre uniones seleccionadas del marco siempre que:

1. Las uniones y los elementos unidos tengan la capacidad necesaria para resistir los momentos producidos por el viento o el sismo.

2. Las vigas sean adecuadas para resistir la totalidad de las cargas verticales como vigas simplemente apoyadas. Las uniones tengan las suficientes capacidades de rotación no elástica para evitar las sobretensiones de los elementos de unión bajo la acción combinada de las cargas verticales junto con el viento o el sismo.1 (Pag.18 NCh 427. cR1977).

c) El Tipo 3 de construcción (marco semirrígido) está permitido solamente cuando tiene la seguridad que sus uniones son capaces de suministrar, como mínimo, una proporción

conocida

del

momento

de

empotramiento

perfecto.

El

dimensionamiento de los elementos principales unidos por estas conexiones, se realizara considerando un momento de empotramiento no mayor que este mínimo.

NOTAS 1. El diseño de todas las uniones deberá ser compatible con el tipo de construcción indicado en los planos de diseño. 2. Los Tipos 2 y 3 de construcción pueden requerir, en ciertas partes de la estructura metálica, algunas deformaciones no propiamente elásticas, pero si, auto limitadas.2 (Pag.18 NCh 427. cR1977).

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Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero para edificios. NCh 427 .cR1977.

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Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero para edificios. NCh 427 .cR1977.

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero Estructuras de acero Etapas en la producción de estructuras metálicas Plantas de estructuras o talleres de fabricación: en los talleres de fabricación, se usa como materia prima planchas y perfiles, para transformarlos en elementos terminados, que se envían a terreno (vigas, columnas, cerchas, etc.). La primera etapa corresponde a la preparación y prefabricación, donde se marca en cada pieza los cortes, dobleces y perforaciones. Le sigue el armado de piezas según los planos; primero en forma provisional con pernos y puntas de soldadura, posteriormente se inspecciona y se procede a soldar o remachar las uniones. Por último, en la etapa de terminaciones las piezas destinadas a terreno se limpian, pintan, pesan, embarcan (sobre camión generalmente) y se trasladan a obra para ser montadas. Montaje de estructuras (Allen, 1985): en que se utiliza diversos equipos de apoyo según las características de la obra. Las bases de las columnas se colocan sobre las fundaciones a una altura de 25 mm por sobre la del hormigón terminado, apoyadas sobre planchas de acero, y sujetas con pernos de anclaje. En una primera etapa de armado se hacen uniones provisionales con pernos de montaje o puntos de soldadura, se nivela, se aploma y se alinean los diversos elementos estructurales, según los planos y tolerancias exigidas. Con la estructura ya nivelada a plomo y escuadra, se procede a la operación del rematado, en que se completan las uniones de terreno, por medio de soldadura o pernos. En estructuras principales se usan pernos de alta resistencia, en las secundarias se usan pernos corrientes, mientras que los remaches se usan cada vez menos. Respecto a las soldaduras de terreno existe dificultad en su uso, pues usualmente se debe operar en altura y en posiciones incómodas. Así, la tendencia es hacia el uso de soldaduras en taller y de pernos de alta resistencia en terreno. Por último, después del remate, se rellena el espacio bajo las placas bases con mortero de nivelación para asegurar un buen contacto entre las superficies metálicas y el hormigón. También es posible construir en acero edificios de altura; a modo de ejemplo, se pueden seguir los siguientes pasos al montar una estructura alta haciendo uso de una grúa estática auto montante (Allen, 1985): A-B: los primeros pisos de la estructura se montan son una grúa poyada en tierra. Se alinean, aploman y se les instala un piso temporal. C: la grúa apoyada en tierra montada sobre la estructura a la grúa automontante. Esto se hace usualmente en el nivel más alto a que la grúa apoyada en tierra puede alcanzar. D-E: un piso superior de la estructura es levantado y aplomado usando la grúa automontante. F-G: el brazo de la grúa se desconecta del resto de la estructura para montar a la misma a pisos superiores. Luego se rearma la grúa en la nueva posición y se sigue levantando la estructura. Estas actividades se repiten hasta terminar el edificio. H: la estructura ha llegado al tope, una vez terminada, la grúa se desarma y se puede bajas en piezas de menor tamaño usando un montacargas o algún otro sistema similar. Dirección de Construcción

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero Los métodos más comunes en la estructuración de un edificio alto en base a acero son: Proveer un área estable en el centro, la que generalmente contiene los ascensores, escaleras y otros, y es estructurada como una torre rígida. Para ello se pueden usar métodos tales como: tirantes diagonales, paneles rígidos o conexiones que producen una estructura hiperestática. Los pisos de la estructura actúan también como paneles rígidos y hacen de medio conector con los sectores externos. La unión del centro rígido y el exterior se puede asegurar aplicando momentos que proveen mayor rigidez a la estructura haciéndola hiperestática. Otro método es hacer el perímetro de la edificación rígido, usando para tales efectos elementos como los ya mencionados tirantes diagonales, paneles rígidos, etc. Elementos estructurales. Perfiles: se denominan como tales las barras rectas con una sección de forma especial que se pueden clasificar de acuerdo a diversos parámetros. Elementos verticales y horizontales: los pilares o columnas de acero pueden tener diversos perfiles. En todos ellos se debe cuidar que sus secciones sean simétricas y con más material cerca de sus caras para evitar el pandeo. La unión de los pilares a la fundación se hace por medio de una placa base de acero soldada al pilar; ésta reparte la carga en una superficie de hormigón. La placa se une a la fundación mediante pernos de anclaje. Las vigas de acero forman entramados horizontales en que las vigas principales se apoyan generalmente en los pilares y las secundarias descansan, a su vez, en las principales (en los costados de ellas y al mismo nivel). Se puede hacer diversas formas de vigas de acero usando perfiles. Otro uso común del acero es en conjunto con hormigón, tal es el caso de las losas colaborantes: conjunto formado por una losa de hormigón armado con vigas de acero como sustento. De este modo las placas horizontales se pueden hacer de mayor magnitud y con menos peso. Uniones La unión de perfiles y planchas de acero entre sí se pueden hacer con un sinnúmero de elementos, cuya selección depende de la solicitación a que será sometido. Los elementos se pueden clasificar de la siguiente manera: Conectores metálicos: Remaches: son una especie de clavos cortos y gruesos consistentes en un cuerpo cilíndrico con cabeza de asiento en un extremo y cuya punta se ensancha después de la colocación. Para su colocación se calienta hasta unos 1200ºC y una vez puesto se forma la cabeza mediante golpes. Son generalmente de acero y su uso actualmente está restringido a equipos sometidos a fuerte vibración. Trabaja por roce y por aplastamiento de las planchas. Dirección de Construcción

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Pernos corrientes: consiste en un cuerpo cilíndrico formado en parte por un hilo, más una cabeza hexagonal o cuadrada y una tuerca de apriete. Por norma, el hilo no se debe introducir en la plancha a unir, entonces se coloca una golilla plana bajo la tuerca. S usan de preferencia para algunos elementos secundarios.

Pernos de alta resistencia (PAR): son fabricados en aceros de alta tensión de rotura y sometidos a una pre-tensión de tracción que les induce mayor fuerza de compresión en las planchas a unir. Esta compresión permite que la transmisión de esfuerzos entre planchas se realice mediante el roce de ellas. Su uso se ve limitado por la posibilidad de vibraciones en la estructura, ya que si se suelta la tuerca, se pierde la tensión de apriete, básica en su acción. En resumen, los PAR presentan una mayor resistencia frente a solicitaciones estáticas y dinámicas.

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Fuente ALACERO: MÓDULO DE UNIONES APERNADAS Y SOLDADAS, departamento de Ingeniería Macro Steel Project, ver anexos abajo, al final del artículo

Fuente: Material Educativo AISC: STRUCTURE OF THE EVERYDAY; Structural Steel Connections; D. Thaddeus

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AREA CONSTRUCCIÓN Asignatura: Sistemas Constructivos Avanzados Código: PCCA01/G02/Estructuras de Acero Soldadura: mediante diversas fuentes de calor (eléctrica, química, mecánica, óptica) se unen piezas calentándolas hasta un estado plástico o fluido. Generalmente, en estructuras de acero se usa soldaduras por fusión, de tipo eléctrica (de arco eléctrico, con electrodos revestidos o por arco bajo gas -MIG/MAG, TIG o por plasma-), de tipo por gas, por has electrónico o láser (usadas en menor medida) (Riffo, 1995).

http://blog.prefire.es/2014/03/

3.

DESARROLLO

Desarrollar un trabajo de investigación acerca de los sistemas de protección contra la corrosión y el fuego, en estructuras de acero.

4.

INSUMOS Materiales. Papel Bond

5.

Unidad. resma

Cantidad. 0,25

# Alumnos. 20

EQUIPAMIENTO

Equipos.

CANTIDAD

N° MAX ALUMNOS

Data Show. Computador

1 1

20 20

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http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/10/propiedades-del-acero.html http://webdelprofesor.ula.ve/nucleotrujillo/americab/08-conexionesApernadas/8-1.html Apuntes n° 12 sobre Construcción, Portal de Obras. FRANCISCO JAVIER CRISAFULLI, DISEÑO SISMORRESISTENTE DE CONSTRUCCIONES DE ACERO CARLOS ALBERTO BERMÚDEZ MEJÍA, CURSO BÁSICO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Luis Andrade de Mattos Días. Estructuras de Acero. www.alacero.org

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