PONTIFICIA UNIVERISADAD CATÓLICA DEL ECUADOR
CONSTRUCCIÓN EN ACERO
FACULTAD DE ARQUITETURA DISEÑO Y ARTES ARQ. MIROSLAVA GARZÓN JHOVANNA BASANTES BRYAN HERRERA
ÍNDICE 1. Caracterísitcas.........................................................................Pág. 1 2. Normativa 2.1. Diseño, fabricación y montaje de estructura............Pág. 3 2.2. Determinación de contenido de carbono................Pág. 6 3. Tipos de acero 3.1 Acero Corrugado...........................................................Pág. 7 3.2. Acero Galvanizado.......................................................Pág. 9 3.3. Acero Inoxidable..........................................................Pág. 11 3.4. Acero Laminado..........................................................Pág. 12 3.5. Acero Estructural..........................................................Pág. 13 4. Esfuerzos..................................................................................Pág. 14 5. Vigas y Perfiles 5.1. Vigas..............................................................................Pág. 16 5.2. Perfiles. ........................................................................,.Pág. 20 6. Soldaduras...........................................................................,..Pág. 22 7. Uniones y conexiones........................................................,...Pág. 24 8. Tipos de estructuras 8.1. Abovedadas.................................................................Pág. 25 8.2. Entornadas....................................................................Pág. 26 8.3. Trianguladas.................................................................Pág. 27 8.4. Colgadas......................................................................Pág. 28 8.5. Laminares......................................................................Pág. 29 9. NEC..........................................................................................Pág. 30 10. Referencias...........................................................................Pág. 35
1. C A R A C T E R Í S T I C A S Aunque las propiedades físicas y mecánicas del acero varían según su composición y tratamiento térmico, químico o mecánico, con los que pueden conseguirse acero para infinidad de aplicaciones, este material tiene algunas propiedades genéricas: -Densidad media: 7850 kg/m³. -Se puede contraer, dilatar o fundir, según la temperatura. -Su punto de fusión depende de la aleación y los porcentajes de elementos aleantes. Frecuentemente, de alrededor de 1.375 °C. -Punto de ebullición: alrededor de 3.000 °C. -Es un material muy tenaz, especialmente en aleaciones usadas para herramientas. -Es relativamente dúctil; sirve para hacer alambres. -Es maleable; se puede transformar en láminas tan delgadas como la hojalata, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor. -Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico. -Algunas composiciones mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.
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-La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. -Se puede soldar con facilidad. -Históricamente, la corrosión fue su desventaja, ya que el hierro se oxida. Pero los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. También existen aleaciones con resistencia a la corrosión como los aceros «corten» aptos para intemperie o los aceros inoxidables. -Posee una alta conductividad eléctrica. En las líneas aéreas de alta tensión se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero. -El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado. -El acero puede ser reciclado. Al final de su vida útil, todos los elementos construidos en acero como máquinas, estructuras, barcos, automóviles, trenes, etc., -Se pueden desguazar, separando los diferentes materiales componentes y originando unos desechos seleccionados llamados comúnmente chatarra.
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2. N O R M A T I V A 2.1.D I SE Ñ O, F A B R I C A C I Ó N Y M ON T A J E
DE ESTRUCTURA
Este Reglamento Técnico Ecuatoriano establece los requisitos que se deben cumplir el diseño, fabricación y montaje de los distintos tipos de estructuras elaboradas a partir de acero 1- Perno. Es un dispositivo mecánico de sujeción, con rosca externa y con cabeza, diseñado para ensamblar con una tuerca dos o más partes perforadas y es generalmente ajustado o aflojado por el giro de la tuerca. 2- Placa. Componente planar de acero con espesores mayores a 3 mm. 3- Productos de acero. Perfiles laminados en caliente, perfiles conformados en frío, pernos, arandelas, tuercas, y demás productos de acero no definidos como materia prima.
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4- Tornillo. Es un dispositivo mecánico de sujeción con rosca externa y cabeza, que tiene la capacidad de ser insertado en agujeros de piezas a ensamblar, que puede roscarse en un elemento previamente roscado o conformar rosca a su ingreso en el elemento a sujetar. Debe ser ajustado o aflojado por el giro de su cabeza. 5- Tuerca. Es un bloque perforado que posee un roscado interior, destinado a usarse con pernos, con el propósito de ajustar o sostener dos o más piezas en posiciones relativas definidas.
Criterios de seguridad durante los procesos de construcción en acero. El constructor de estructuras de acero debe responsabilizarse de la prevención de accidentes de los trabajadores y terceros, en el ambiente de trabajo. Efectos de corrosión. Donde la corrosión pueda influir en la resistencia o funcionalidad de la estructura, sus componentes deben diseñarse y/o protegerse para resistir la corrosión.
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REQUISITOS 1-
Expresión de las dimensiones en los planos correspondientes. Las dimensiones deben expresarse en milímetros y no llevarán unidades. Los niveles se podrán indicar en metros y se debe haga. 2- Certificado de conformidad de la materia prima y productos de acero. Debe emitirse por un organ certificado de fabricante del acero solo si su 9001. 3- Requisitos y responsabilidades del personal de soldadura. El personal de soldadura, cuyas actividades estén relacionadas con el presente Reglamento Técnico Ecuatoriano deben cumplir con RTE INEN Soldadura de Estruc 4- Responsabilidades del Diseñador de estructuras de acero. El Diseñador de estructuras de acero es el profesional responsable de: a) Diseñar todos los miembros y conexiones de la es Reglamento b) Establecer el sistema de montaje. c) Firmar los planos estructurales.
5- Responsabilidades del fiscalizador de estructuras de acero. El Fiscalizador de estructuras de a) Asegurar que el constructor cumpla con l (planos estructurales, memorias de cálculo) y con las especificaciones indicadas en el presente Reglamento Técnico Ecuatoriano. b) Asegurar el cumplimiento de los requisitos de calidad de los materiales. c) Aprobar e sistema de montaje alternativo al establecido por el diseñador. 6- Planos arquitectónicos. Para los planos arquitectónicos deben utilizarse las especificaciones dibujo de arquitectura y
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AUTORIDAD DE FISCALIZACIÓN Y/O SUPERVISIÓN 1- Para el caso de puentes de acero, el Ministerio de Transporte y Obras Públicas es la autoridad competente para efectuar las labores de vigilancia y control del cumplimiento de los requisitos indicados en el presente Reglamento Técnico Ecuatoriano, de acuerdo con lo establecido en La Ley de Caminos y otras leyes vigentes. 2- Para el caso de estructuras de edificios, galpones, y estructuras similares, los municipios en sus jurisdicciones son las autoridades competentes para efectuar las labores de vigilancia y control de los requisitos establecidos en el presente Reglamento Técnico Ecuatoriano de acuerdo con lo establecido en La Ley Orgánica de Régimen Municipal y otras leyes vigentes.
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2.2. D E T E RM I N A C I Ó N
DE
CONTENIDO
DE
CARBONO
Objetivo:
Resumen:
Establecer el método gravimétrico para la determinación de carbono en aceros, después de la combustión de la muestra en corriente de oxígeno.
Se calienta la muestra hasta alcanzar la combustión (a temperaturas entre 1200 °C y 1350 °C) en una corriente de oxígeno puro y se convierte el carbono en dióxido de carbono.
Procedimiento:
Ensayo en blanco:
Después de haber verificado la hermeticidad a la presión del aparato y la eficiencia de la purificación del oxígeno y luego de haber alcanzado la temperatura requerida dentro del rango de 1200 °C a 1350 °C en la zona de combustión del horno (usar la temperatura más alta en caso de aceros de alta aleación) se deja pasar el oxígeno a través del aparato por 10 a 15 minutos a una velocidad de 300 a 500cm3/min, dependiendo del diámetro del tubo utilizado.
Realizar el ensayo en blanco, calentando la navecilla a la temperatura de combustión y en presencia de la cantidad de fundente que será utilizada en el análisis. Combustión:
Abrir el tubo de combustión en el extremo de entrada de oxígeno y, usando un alambre rígido de níquel, colocar la navecilla con la muestra en la mitad de la zona caliente del tubo, cerrando rápidamente el tubo de combustión y, luego de un minuto, pasar a Resultados: través del mismo una corriente de oxígeno a En el informe de los resultados experimentales una velocidad de 300 a 500 cm3/min, deberá indicarse el resultado obtenido con dependiendo del diámetro del tubo utilizado. aproximación a milésimas. Debe indicarse, además, el método aplicado y cualquier condición no especificada por esta norma que pueda haber influido en el resultado.
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3. T I P O S
DE
3.1. A C E R O
ACERO CORRUGADO
El acero corrugado, varilla corrugada o tetracero es una clase de acero laminado diseñado especialmente para construir elementos estructurales de hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, y poseen una gran ductilidad, la cual permite que las barras se puedan cortar y doblar con mayor facilidad.
Malla de acero corrguado.
Diámetros de la varilla
Medidas de varillas.
Varilla corrugada
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3.2. A C E R O G A L V A N I Z A D O El acero es una aleación de hierro con carbono, y el acero galvanizado está procesado con un tratamiento final para recubrirlo con varias capas de zinc. Gracias a este proceso es un material mucho más resiste a las rayaduras, tiene un acabado más duradero y se protege de la oxidación. Esto hace que sea un material mucho más atractivo y resistente que el hierro o que el acero sin galvanizar y que sea el material preferido en la fabricación de muchos componentes industriales, entre ellos, las estanterías metálicas. Incluso es cada vez más frecuente encontrar mobiliario en el hogar fabricado con acero galvanizado, dotando a las estancias de un toque de lo más moderno y actual.
Placa colaborante.
Tubo de acero galvanizado.
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3.3. A C E R O
INOXIDABLE
El acero inoxidable es un acero de elevada resistencia a la corrosión, dado que el cromo u otros metales aleantes que contiene, poseen gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Sin embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno.
Placa colaborante.
Fuentes de acero inoxidable.
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3.4. A C E R O
LAMINADO
El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo. El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación.
Lámina de acero.
Proceso de acero laminado en caliente.
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3.5. A C E R O
ESTRUCTURAL
El acero estructural se produce básicamente para construcción de edificios (también llamado aceros de construcción ) y tiene una forma, composición química y resistencia concretas adaptadas a este propósito. Estos parámetros (y otros como la forma de almacenaje) están regulados por estándares particulares en la mayoría de los países industrializados. Al igual que otros tipos de acero, los componentes principales son hierro y carbono. Cuanto más carbono se añade a la aleación, mayores la resistencia y disminuye la ductilidad del producto acabado.
Estructura de acero
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4. E S F U E R Z O S COMPRESION Un esfuerzo a compresión es cuando las fuerzas tienden a aplastarlo o comprimir la viga, estas las encontramos en las que son instaladas de manera vertical, ya que ellas son las que reciben el peso y por ende sufren éste tipo de esfuerzo.
Asiento de acero donde tiene dos fuerzas y se ejerce compresión.
TRACCION Este esfuerzo surge cuando las fuerzas tienden a estirarlo o alargarlo, si a lo largo de la viga se provoca una flexión, ésta provoca la tensión de tracción y de igual manera la de compresión.
Cable de acero que ejerce tracción.
FLEXION El esfuerzo a flexión es cuando las fuerzas tienen a doblarlo, éste es uno de los más comunes que podemos encontrar en las vigas que son instaladas de manera horizontal para techos, ya que son las que reciben todo el peso de un segundo piso, etc.
Ensayo de vigas de acero.
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TORSION La torsión es la solicitación (reacción interna) que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. Dichas fuerzas son las que hacen que una pieza tienda a retorcerse sobre su eje central, dando lugar a tensiones cortantes.
Puente peatonal Vlaardingen.
CORTANTE: Es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de las vigas que son instalas en forma de prisma o inclinadas, normalmente como su nombre lo dice las fuerzas que son empleadas en la viga tienen a cortarlo.
Conector de corte.
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5. VIGAS Y PERFILES 5.1. VIGAS IPE Se usa en la fabricación de elementos estructurales como vigas, pilares, etc, sometidas predominantemente a flexión o compresión y con torsión despreciable. Su uso es frecuente en la construcción de grandes edificios y sistemas estructurales de gran envergadura, así como en la fabricación de estructuras metálicas para puentes, almacenes, edificaciones, barcos, etc.
Ficha técnica DIPAC.
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IPN El perfil de hierro estructural es empleado para las vigas IPN de perfil en I con espesor conocido como normal. Es fundamental en la construcción de todo tipo de edificaciones e infraestructuras. Se diferencia de otros perfiles en que las caras exteriores de las alas están en perpendicular al alma, que es como se denomina a la parte central y vertical del perfil.
Ficha técnica DIPAC.
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HEB El perfil HEB tiene forma de H y es de serie normal. Sus caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y, a su vez, son perpendiculares al alma, por lo que en este caso sus alas tienen un espesor constante. Su principal aplicación reside en la industria y la construcción civil de edificios (pórticos, cerchas, vigas, columnas)
Ficha técnica DIPAC.
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UPN Los perfiles de este tipo se denominan con las letras “UPN” seguidas de un número que va a representar la altura total nominal (h) en milímetros. Éste tipo de perfiles son usados como soportes y pilares aoldando los extremos de las alas. De este modo se forma un tubo con una sección prácticamente cuadrada. Además, su espacio interior puede ser utilizado para realizar conducciones
Ficha técnica DIPAC.
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5.2. Perfiles PERFIL H Es el tipo de perfil laminado caliente que es concebido en forma de H, presenta una forma regular y prismática. Se centra en la creación de pilares, cimbras metálicas y vigas. Mientras que su uso está enfocado en la edificación de estructuras grandes como edificios, puentes, almacenes, e inclusive barcos de gran tamaño
Perfil H.
Canal U.
CANAL U Acero realizado en caliente mediante láminas que efectúan que el producto final tenga la forma de una U. Sus usos engloban la fabricación de estructuras metálicas: canales, vigas, carrocería, viguetas, etc.
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ÁNGULOS ESTRUCTURALES L Tipo de perfil de acero que se hace de manera equidistante en la sección transversal para que se mantenga cierta armonía; se forma un ángulo recto y es utilizado para para techos industriales, almacenes, grandes luces, puertas, etc.
Ángulo estrctural en L
Perfil en T
PERFIL EN T Tipo de acero concebido en caliente, producto de la unión de láminas y es utilizado para las torres de transmisión y la carpintería metálica.
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6. S O L D A D U R A S El método de soldadura más antiguo es el que se logra en la fragua, golpeando dos metales entre sí hasta lograr su unión. Si bien con el paso del tiempo fueron apareciendo nuevas técnicas de soldadura, el principio es el mismo: unir fuertemente dos metales mediante la aleación de ellos entre sí o a través de un tercer metal utilizado como fundente. Soldadura por gas Esta técnica de soldadura se basa en la combustión de una sustancia llamada acetileno, capaz de generar una llama que llega a los 3.200ºC. En esta tipología también se incluyen algunas soldaduras que pueden trabajar a temperaturas bastantes más bajas. Este último es el caso de la llamada soldadura fuerte, que requiere de un soplete que use gas licuado de petróleo. La soldadura por gas es perfecta para la reparación de tuberías domésticas, por lo que se utiliza mucho en plomería. La principal ventaja que tiene este tipo de soldadura es su bajo costo. Por otra parte, su desventaja más clara es el gran intervalo de tiempo que requieren para secarse. Soldadura con arco eléctrico En estos tipos de soldadura se necesita una fuente de energía eléctrica, sin importar en principio si se trata de corriente alterna o continua (cambiarán algunas características, pero en esencia son la misma soldadura), que consiga derretir el metal y así unir las piezas con las que se quiere trabajar. Estas soldaduras se utilizan mucho en aceros: inoxidables, de baja aleación o al carbono. También ha sido usado en aleaciones de base níquel y en aplicaciones de superficie.
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Soldadura MMAW Su nombre proviene de sus siglas en inglés (Metal Manual Arc Welding) y también puede llamarse soldadura metálica manual por arco. Los electrodos que se usan en estos tipos de soldadura son los de acero, pues vienen recubiertos de un material que, al fundirse por el calor del soldador, genera una especie de escudo de dióxido de carbono que no deja pasar el oxígeno y, por tanto, no se genera escoria. Cuando se funde el acero del núcleo del electrodo los metales quedan sellados. La técnica es muy fácil y los soldadores son accesibles, por lo que se pueden utilizar para tareas domésticas de bricolaje. Soldadura MIG Estos tipos de soldadura, conocidas como MIG (por el uso de gas de metal inerte), son muy similares a los MMAW. Sin embargo, consume una fórmula característica de gas que, aunque también evita la formación de escorias, se suministra de forma diferenciada. Los equipos soldadores suelen ser un poco más complejos y el proceso no debe llevarse a cabo al aire libre, ya que requiere la aplicación de un gas. También requieren de un equipamiento de seguridad más sofisticado que en las otras soldaduras. Suele utilizarse para cantidades de metal algo mayores que en los anteriores casos, así como para trabajos algo más complejos. Soldadura TIG Este es uno de los tipos de soldadura que más se utiliza para trabajos delicados, como por ejemplo la unión de metales finos. Esta técnica es llamada TIG porque utiliza gas inerte de tungsteno. Estas soldaduras son bastante complejas y lentas de llevar a cabo, por lo que están más enfocadas a profesionales que necesiten una gran precisión en el acabado.
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7. U N I O N E S
Y
CONEXIONES
La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.). CONEXIONES APERNADAS Las conexiones apernadas se le reconocen como ventajas el ser un método simple de conexión en obra, lo que las convierte en una solución de conexión más económica que la soldadura en obra. Sin embargo, entre las desventajas hay que señalar que requiere de perforación de las planchas y elementos a conectar.
TORNILLOS Los tornillos son conexiones rápidas utilizadas en estructuras de acero livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de bajo espesor (steel framing). Las fuerzas que transfieren este tipo de conexiones son comparativamente bajas, por lo que normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de tornillos (hay que tener presente que los tornillos deben ser utilizados preferentemente para unir chapas delgadas). Los tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no necesitan de perforación guía y se pueden utilizar para metales más pesados).
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8. T I P O S
DE
ESTRUCTURA
Incorporándonos al tema de edificación, con el paso de los años, arquitectos e ingenieros
adoptan nuevas maneras de construir edificios. Esa es la principal razón del por qué, a partir de una base tradicional, se fue experimentando hasta crear nuevos tipos de edificaciones que hoy son algo natural de nuestro paisaje.
8.1. E S T R U C T U R A S A B O V E D A D A S Son estructuras formadas por arcos, cúpulas y bóvedas que permiten cubrir espacios mayores, aumentar los huecos en las estructuras y equilibrar el peso de la construc ción. Su forma permite cubrir espacios mayores y dejar huecos para que respire la edi ficación. Los arcos y bóvedas están formados por piezas llamadas dovelas y estas se en cargan de resistir las fuerzas que reciben y transmiten.
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8.2. E S T R U C T U R A S E N T R A M A D A S Son estructuras constituidas por barras de madera, concreto o acero unidas de manera rĂgida formando un emparrillado. Los edificios son ejemplo de este tipo de estructura, y se compone principalmente por vigas, columnas y cimentaciĂłn. El suelo sobre el que se colocan las baldosas se conoce como forjado, el forjado transmite la carga a las viguetas y estas a las vigas. Estas a su vez la transmiten a los pilares que por Ăşltimo llevan el peso a los cimientos.
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8.3. E S T R U C T U R A S T R I A N G U L A R E S Son estructuras formadas por elementos lineales de poca secciรณn denominadas barras que crean superficies estructurales planas o tridimensionales mediante la repeticiรณn de formas triangulares. Se caracterizan por la posiciรณn de las barras formando triรกngulos. Una de las ventajas de este tipo de estructuras, es que resultan ser muy resistentes y ligeras a la vez. Este tipo de estructuras suelen utilizarse para la construcciรณn de puentes y torres industriales.
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8.4. E S T R U C T U R A S
COLGANTES
Son aquellas estructuras que se basan en la utilizaciรณn de cables o tirantes unidos a soportes muy resistentes, funcionando como tracciรณn para aguantar el peso de otros elementos. Los tirantes estabilizan la estructura y son mayormente empleados para la construcciรณn de diferentes tipos de puentes.
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8.5. E S T R U C T U R A S L A M I N A R E S La estructura laminar suele ser delgada y curva. A pesar de dar la impresión de no ser un tipo de material resistente, cuando se conectan las láminas entre sí se forma una capa resistente que aguanta sin problemas cargas exteriores por medio de la compresión. Incluso la característica de ser delgadas evita tensiones de flexión y cortes en su anatomía. Por ello, este tipo de estructuras son empleadas para el armado de automóviles y aviones.
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9. NEC El Código Ecuatoriano de la Construcción En el contexto de las estructuras de acero, el proceso de diseño consistía en calcular las cargas gravitacionales y laterales en base al CEC y utilizar las especificaciones del American Institute of Steel Construction, AISC, para determinar la geometría de los miembros. Normativas de Diseño Desarrolladas en los Estados Unidos. Los distintos sectores de la industria en el Ecuador se han desarrollado principalmente adaptando especificaciones y normativas extranjeras, en particular, las estadounidenses. Con el inicio del “boom” petrolero en la década de los setentas y debido a la explotación realizada principalmente por empresas estadounidenses, el país empieza a adoptar la normatividad de entes profesionales como el American Petroleum Institute, API, American Welding Society, AWS, American Society of Testing and Materials, ASTM, entre otros. La adopción de estándares se expandió hacia otros sectores, incluyendo el de la construcción, en donde los documentos emitidos por el American Concrete Institute, ACI, American Society of Civil Engineers, ASCE, American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO, sirvieron de referencia para la construcción de la infraestructura del país. Responsabilidades La construcción con acero estructural está dividida en tres etapas: diseño, fabricación y montaje. Los profesionales responsables por el diseño de las estructuras de acero deberán tener como mínimo las siguientes credenciales profesionales: •Poseer un título de tercer nivel en ingeniería civil •Poseer un título de tercer nivel en ingeniería mecánica y un título de cuarto nivel en ingeniería estructural.
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Especificaciones técnicas y planos de diseño estructural
Criterio de columna fuerte-viga débil
Los planos de diseño estructural y especificaciones técnicas deberán presentar de manera general el trabajo a ejecutar e incluir aspectos estipulados en la Especificación AISC 360-10.Los planos de diseño estructural deberán indicar lo siguiente según el caso lo amerite:
El criterio de columna fuerte –viga débil tiene como objetivo fundamental contar con un sistema estructural en el cual las columnas son generalmente más fuertes que las vigas a fin de forzar el estado límite de fluencia por flexión en las vigas en los diferentes niveles de los PEM cuando éstos estén sujetos a las fuerzas resultantes producidas por el sismo de diseño. De esta manera, se logra un alto nivel de disipación de energía.
a. Identificación del Sistema Resistente a Carga Sísmica (SRCS). b. Identificación de los miembros y conexiones que son parte del SRCS. c. Configuración de las Conexiones (tipos de conexiones, tamaño de la soldadura, diámetro de pernos, configuración de los agujeros de acceso, localización de las placas de cortante, ubicación de los sitios de empalmes, barras de respaldo, platinas de respaldo lateral y de tope que deberán ser removidas, y cualquier otro tipo de detalle de las conexiones). d. (Especificaciones de los materiales de los miembros y de las conexiones (resistencia y tenacidad requerida CVN, material delos pernos). e. Localización de las soldaduras de demanda crítica (SDC). f. Localización y dimensiones de las zonas protegidas (ZP). g. Localización de los sitios en donde las placas gusset (conexiones de arriostramiento) deben ser detalladas para acomodar rotaciones inelásticas. h. Requerimientos de Soldadura según lo especificado en la Sección. i. Alguna condición especial de montaje u otras consideraciones que sean requeridas por el diseño tales como el uso de soportes temporales o contra flechas.
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Filosofía Implementada en la NEC-2015 para el Diseño de Estructuras de Acero En el desarrollo de la NEC-2015, capítulo NEC-SE-AC se ha considerado la filosofía de diseño en la que un edificio de acero, generalmente se lo divide en dos: la parte que resiste las cargas gravitacionales y la que resiste las cargas laterales, según se muestra en la Figura (a). En tal sentido, sólo ciertas partes de la estructura están diseñadas para resistir las cargas sísmicas, mientras que una buena parte de elementos están dimensionados para resistir sólo las cargas verticales. Por el contrario, diseñar todos los miembros y conexiones del edificio para que tengan propiedades sismorresistentes, es una filosofía antigua y demasiado conservadora, que encarece la construcción significativamente (como en el ejemplo mostrado en la Figura (b), donde todas las conexiones son de momento)
Determinación de Cargas Sísmicas En términos generales, un sismo es un evento que provoca fuerzas temporales en una estructura, cuando la superficie en que se encuentra cimentada entra en movimiento. Cuando ésta sufre este tipo de excitación, aparecen cargas dinámicas horizontales y verticales que pueden causar daños considerables al sistema estructural. La Figura muestra los efectos causados por un sismo en una estructura de un piso (de un solo grado de libertad) de manera esquemática. Durante un sismo, el suelo entra en movimiento con aceleraciones üg (t). La gráfica de üg (t) versus t se conoce como registro de movimiento telúrico, y sirve para caracterizar el sismo y sus efectos. Estas aceleraciones excitan la masa, m, de la estructura, que generalmente se encuentra concentrada al nivel de la losa. Esto es especialmente cierto en estructuras de acero, dado que el peso de las columnas es considerablemente menor que el peso del piso, compuesto por vigas y losas. Así mismo, hay un segundo tipo de carga asociado al movimiento de la estructura, que se debe al amortiguamiento inherente que tiene la misma.
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Según se muestra en los ejemplos anteriores, en estructuras de acero generalmente, solo una parte del edificio tiene la capacidad de disipar la carga sísmica. La razón es que aquellos componentes que conforman el sistema resistente a carga sísmica, SRCS, requieren durante su fabricación un control de calidad considerablemente mayor que aquellos que solo resisten la carga gravitacional. De igual manera, los requisitos de inspección de soldadura y de ejecución de las conexiones entre elementos del SRCS son muy exigentes, en comparación a los otros elementos.
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10. R E F E R E N C I A S Acero, A. (2012). Obtenido de http://www.arquitecturaenacero.org/uso-y-aplicaciones-delacero/soluciones-constructivas/uniones-y-conexiones Alacero. (2017). Alacero. Obtenido de https://www.alacero.org/es/page/elacero/caracteristicas-del-acero Anonimo. (julio de 2011). Federacion de Andalucia. Obtenido de https://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8567.pdf construmatica. (2015). Obtenido de https://www.construmatica.com/construpedia/Tipos_de_Acero Couoh, R. (mayo de 2019). Obtenido de https://blog.laminasyaceros.com/blog/esfuerzos-alos-que-est%C3%A1-sometido-una-viga Hernández, V. (septiembre de 2018). Laminas y Acero. Obtenido de https://blog.laminasyaceros.com/blog/que-necesitas-construir...-tipos-de-estructurasmet%C3%A1licas-seg%C3%BAn-su-uso INEN. (2009). DISEÑO, FABRICACIÓN Y MONTAJE DE ESTRUCTURAS DE. INEN. (s.f.). DISEÑO, FABRICACIÓN Y MONTAJE DE ESTRUCTURAS DE. Milanés, D. (enero de 2017). Zigurat. Obtenido de https://www.e-zigurat.com/blog/es/ejemplopractico-union-soldada-articulada-viga-columna-segun-aisc-hoja-calculo/ NEC. (2014). ESTRUCTURAS DE ACERO. Dirección de Comunicación Social, MIDUVI. 35