acero estructural unidad i

7/27/2019 Acero Estructural Unidad I

http://slidepdf.com/reader/full/acero-estructural-unidad-i 1/52

UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA GRAN MARISCAL DEAYACUCHO

FACULTAD DE INGENIERÍA – SEDE BARCELONAESCUELA DE CIVIL

MATERIA: ESTRUCTURAS METÁLICAS

Tutor:Ing. Maria Gabriela Zabaleta

Alumnos:Castillo, Eduard C.I. 19.436.276Sánchez, Katherin C.I. 20.361.677Rojas, Jesús C.I. 22.996.701

BARCELONA, 27 DE FEBRERO DE 2013.



INTRODUCCION

El acero es una aleación que consiste principalmente de hierro (más del 98%).Contiene también pequeñas cantidades de carbono, vanadio, columbio, silicio,

manganeso, azufre, fósforo, aluminio y otros elementos. El carbono es el

elemento que tiene la mayor influencia en las propiedades del acero.

Las propiedades del acero pueden cambiarse en gran medida variando las

cantidades presentes en carbono y añadiendo otros elementos como silicio,

níquel, manganeso y cobre. Un acero que tenga cantidades considerables de

estos últimos elementos se denominará acero aleado.

Los aceros estructurales sirven para satisfacer los requisitos de seguridad

estructural y seguridad en caso de incendio, además de la protección del medio

ambiente, proporcionando procedimientos que permite demostrar si

cumplimiento con suficientes garantías técnicas.



1. EL ACERO ESTRUCTURAL

Es un material elaborado industrialmente, de alta resistencia, por lo cual es

comúnmente usado en el área de la construcción de estructuras industriales,

comerciales, puentes y muelles.

Las características más destacadas son su homogeneidad, isotropía y

ductilidad, permitiendo soportar grandes cargas y deformarse ampliamente sin

llegar a producirse una falla. Debido a esta resistencia, los elementos de acero

estructural utilizados en las construcciones, son de área mucho menor en

comparación con los elementos de otro material.

Se debe tomar en cuenta factores importantes como lo son, detalles de diseñoy construcción (los cuales favorecerían a la reducción o perdida de ductilidad),

conocimientos de propiedades, problemas de estabilidad, inelasticidad, con el

fin de seleccionar de manera eficaz y confiable, la combinación más económica

de aceros para una aplicación dada.

2. REFERENCIAS HISTÓRICAS

Edad de Piedra

Entre cenizas de una fogata sobre piedrasconteniendo mineral de hierro resurge la

aparición del metal en bruto. Se puede

mencionar que estas piedras pudieron provenir

de meteoritos por su alto contenido de níquel.

Edad de hierro (1000 A.C.)Sin referencia del primer pueblo que inicio la

obtención deliberada del hierro

490 A.C.

Usado con diversos fines ornamentales obélicos. Jugó un papel en la historia de la

humanidad marcando el progreso de la

civilización desde los tiempos más remotos

(citando la victoria de los griegos en la batalla de

maratón frente a los persas.

500 A.C. (Siegerman,

Alemania)

El proceso de obtención del hierro, era

sumamente precario. Los hornos de carbón



utilizados eran similares a los utilizados en la

elaboración del cobre. Se ubicaban en pozos de

fosas naturales del terreno o construyéndolos en

arcilla o piedra, donde el carbón de leña era el

combustible.

Edad Media (Siglo V-XV)

Los fuelles comenzaron a accionarse con agua.

El empleo de hornos era cada vez más alto,

mediante la ayuda de la energía hidráulica,

transformando profundamente la técnica de la

siderurgia, aprovechando las altas temperaturas

para una mejor fusión del hierro tanto estado

pastoso como líquido.

Siglo XIV (Alemania e

Italia)

Producción industrial del hierro fundido,

utilizándolo en la fabricación de balas de cañón.

Las sucesivas fusiones se lograban refundiendo

el hierro colado en lingotes o cascotes en

hornos de fuego bajo.

Siglo XVII - XVIII

Debido a la escasez de leña y las sucesivas

crisis económicas, se detuvo la producción de

este metal, usando el coque como combustible

alternativo en el alto horno. Produjo una radical

transformación de la siderurgia a fines del siglo

XVIII y principios del XIX.

La invención de la máquina de vapor dio el impulso definitivo, permitiendo el

uso de fuelles y maquinas laminadoras cada vez más avanzadas, con mayor

productividad.



3. DESARROLLO SIDERURGICO

(Edad Moderna/ 1492-

1789 )1742,

Gleiwitz-Alemania

•Fabricación de materiales

ferrosos.

•Se impulsó el avance

tecnológico permitiendo la

instalación de altos hornos.

• Incremento en la productividad

de hierro forjado y su fundición.

•Construcciones de cubiertas,

cúpulas y naves en edificiosindustriales y de varias plantas.

Primer puente de hierro en

Shropshire, Inglaterra.

Revolución

industrial, Siglo

XIX, Europa

•Avance masivo de la

producción de los materiales

ferrosos.

•Construcción de puentes,

pabellones, depósitos, entre

otros.

•Fabricación de perfiles estándary seriados de hierro.

•Construcción de grandes

edificios en tiempos más

breves.

Gran Pabellón del Jardín Botánico,

París, 1833.

1819

•Primeros perfiles de acero.



1848, París.

•Construcción de grandes

estaciones de ferrocarriles.

La Gare De l’Est, París

Gare Du Nord, París

1849

•Fabricación de perfiles doble T.

1851, Londres.

•Utilizó piezas prefabricadas en

gran escala, mejorando la

rapidez de ejecución.•Nueva transparencia y

luminosidad interna de techos y

paredes permitiendo conectar

visualmente el espacio interno

con el exterior.

Palacio de Cristal, Londres,1851.

1855,

Inglaterra.

Sir Henry

Bessemer

• Inicio de la producción de acero

a gran escala.

•Creación del convertidorBessemer, usado hasta

principios del siglo XX.

•El convertidor Bessemer

permite obtener acero colado,

más duro y consistente que

otros productos siderúrgicos.



1889, París.Gustavo Eiffel.

•Exposición de la torre Eiffel.

•Galería de Maquinas.

1920-1930

• Luego de la primera guerra

mundial, recomenzó la

construcción con nuevos

ímpetus con edificios como el

Empire State, Wall Tower, el

Chrysler y el Rockefeller Center

en Nueva York.

A estas construcciones se suman otras de gran relevancia y avances tales

como:

• Las acerías ofrecían perfiles doble T y canales de hasta 40 m altura

(1849)

• Le Bou Marché (París 1876).

• El mercado de Les Halles (1881).

• Perfiles doble T salen al mercado (1884)

• Construcción de la primera estructura con perfiles sencillos y doble T,

edificio Home Insurence (Chicago 1885)

• Exposiciones mundiales (Londres y París 1855-1889).

• Producción a gran escala del Home Insurence se inició en el año1896

• El acero se transformó en el primer material de construcción en E.E.U.U.

(1980) Dando lugar a construcciones de numerosos puente colgantes

como el de Brooklyn

• Comienzo de la época de oro de los rascacielos (1904-1912),

construyéndose los edificios Woolworth y el Times Square Nueva York.

4. PRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL ACERO:

a) PRODUCCIÓN:



La producción de acero y fundiciones de hierro en la actualidad, se basa en la

aplicación de dos procesos siderúrgicos diferentes, que son:

• El alto horno, con reducción en el convertidor al oxígeno.

• La reducción directa, con hornos eléctricos.

Ambos procesos son de colada continua. La diferencia básica entre ellos

consiste en que en el alto horno, el tratamiento se lleva a cabo utilizando coke

como combustible y agente reductor, mientras que en la reducción directa, los

minerales de hierro se llevan a estado líquido mediante el uso de la energía

eléctrica, la cual permite elevar la temperatura en el horno hasta alcanzar el

punto de fusión. De esta forma se reduce el mineral de hierro en una sola

operación al estado final de lingotes, productos semielaborados o piezas en

bruto.

El objeto del alto horno es la reducción del mineral de hierro, que no es mas

que separa todas las sustancias extrañas que acompañan al metal

especialmente del oxígeno. Esta operación es indispensable, pues los

minerales, tales como se encuentran en las minas, no podrían ser trabajados y

no tendrían directas aplicaciones.Tampoco los lingotes de arrabio o de primera fusión obtenidos en el alto horno,

podrían ser utilizados de inmediato en el taller, debido a la gran cantidad de

carbono que contiene y por su poca homogeneidad. Sin embargo es

indispensable que los minerales pasen previamente por el alto horno para

poderse transformar luego en hierro, en acero o fundición.

Funcionamiento del alto horno.

Es necesario liberar el oxígeno que acompaña a los minerales que contienen el

hierro, mediante un proceso llamado reducción. Para llevar a cabo esto es

necesario un elemento reductor que sea más afín con el oxígeno, y logre

separarlo del hierro, combinándose con aquél.

Existen diversas materias que pueden ser reductoras pero es indispensable

que se encuentre en abundantes cantidades y a bajo costo. El carbono es el



elemento químico que cumple con todos los requisitos siendo el constituyente

principal del carbón, por ello es el elemento reductor utilizado en siderurgia.

El carbono es mezclado, en su forma industrial de coque, con el mineral, y este

es combinado con el oxígeno, transformándose en monóxido de carbono (CO)y posteriormente en dióxido de carbono (CO2).

En este proceso de reducción el mineral se va empobreciendo en oxígeno

hasta transformarse en hierro esponjoso. Si el proceso se prolonga,

elevándose la temperatura, el hierro esponjoso se carbura y funde,

transformándose en arrabio.

Este proceso de obtención de hierro en forma de arrabio en estado líquido atemperaturas superiores a 1500º C se desarrolla en el horno alto.

Existen otros procesos industriales en los que la reducción se realiza a

temperaturas inferiores a 1500º C y el producto que se obtiene es el hierro

esponjoso o pre reducido.

Estos procesos reciben el nombre de reducción directa ya que puede utilizarse

como reductor el carbón o gases reductores, como el hidrógeno y el monóxido

de carbono, obtenidos a partir del gas natural.

Los procesos de reducción directa suponen un pequeño porcentaje del total,

por lo que el alto horno sigue siendo de gran importancia.

Horno eléctrico.

Acoplados a sistemas de Colada Continua. Los finos de mineral de hierro son

mezclados con cal hidratada y aglomerados por acciones del calor, dichoresultado son esferas pequeñas compactadas de tamaño controlado, las cuales

se denominan pellas . Estas son enviadas a los reactores de las unidades de

reducción directas donde la acción reductora del gas natural reformado hace

producir una reacción similar a la de los hornos eléctricos de la planta de

arrabio liberando los óxidos del mineral. Cumpliendo estos procesos se

obtendrá un producto de hierro con alto contenido de metalización (hierro

esponja). El hierro esponja actúa como carga a los hornos eléctricos de arcodonde se produce el acero líquido que se vacía en máquinas de colada



continua teniendo como fruto planchones o palanquillas sin necesidad de

utilizar lingoteras ni recalentamiento de lingotes para ser laminados o

moldeado. Mediante la colada por surtido podremos obtener también

semielaborados para la fabricación de tubos de acero sin costura.

b) CLASIFICACIÓN DEL ACERO SEGÚN SU

COMPOSICIÓN QUIMICA:

• Aceros sin alear.

• Aceros semialeados.

• Aceros aleados.

c) SEGÚN SUS PROPIEDADES MECÁNICAS:• Comunes u ordinarios.

• De alta resistencia.

• Especiales.

d) SEGÚN SU CONTENIDO DE ÓXIDO:

• Aceros efervescentes (débilmente desoxidados)

- Productos planos.

- Propiedades de conformado en frío muy favorables.

• Aceros semicalmados (parcialmente desoxidado)

- Perfiles estructurales.

- Barras

- Planchas

• Aceros calmados (desoxidados)

- Tubos sin costura

- Piezas forjadas

- Rieles

- Excelentes para soldadura y deformación en frío

- Perfiles de gran espesor fuertemente solicitados.

5. PRODUCTOS COMERCIALES DEL ACERO ESTRUCTURAL



Los lingotes de las coladas continuas, que favorecen la obtención de secciones

comerciales de acero, son tratados sometiéndose a través de rodillos que

comprimen el material dándole la forma y dimensiones requeridas. El laminado

en caliente permite mantener la ductilidad inicial del acero, la cual se pierde

cuando el tratamiento es el laminado en frío, lo cual se clasifican en:

• Planos.

- Láminas o planchas de diferentes espesores.

Gruesas

Medianas

Finas

• Productos no planos.- Perfiles

- Barras

• Tubulares

- De acero con costura

Se fabrican curvando las placas en la forma deseada y soldando

la unión posteriormente.

- De acero sin costura

Son el resultado de un trabajo en caliente posterior.



- De hierro centrifugado

Se fabrican con el trabajo en caliente apenas colado el metal.

6. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO

Están fuertemente influenciadas por el proceso de laminación, rata de

enfriamiento y posteriormente tratamiento térmico, temperatura de servicio,espesor a soldar, deformación en frío, naturaleza de las soluciones, entre otros,

por lo que es sumamente conveniente analizar la influencia de estos agentes

para establecer los criterios de elección de la calidad y tipo de material más

recomendable para una aplicación específica.



a) RESISTENCIA

Depende principalmente de la formación del diagrama tensión versus

deformación y de los puntos o tensiones de fluencia, Fy, y de las resistencias

últimas a la tracción, Fu. La forma inicial del diagrama de tensión versus

deformación es relevante en los casos donde el pandeo (local o total)

determina la resistencia del miembro estructural, sin embargo, para explicar el

comportamiento de miembros en flexión susceptibles de pandearse local o

lateralmente es necesario tener en cuenta el endurecimiento por deformación.

Los miembros estructurales, sean secciones laminadas en caliente o formadasen frío, presentan uno de los dos tipos de diagramas de tensión versus

deformación.



Estos representan el resultado de un ensayo normativo a tracción uniaxial.

Los aceros tipo (a):

• Fluencia definida.

Los aceros tipo (b):

• Fluencia gradual.

Para los primeros el punto de fluencia se define por el nivel para cual eldiagrama tensión versus deformación llega a ser horizontal. Para los últimos no

hay, en general, una zona horizontal y las especificaciones definen un punto o

resistencia de fluencia por una ordenada estipulada o un alargamiento total

estipulado.

La tensión de fluencia, Fy, determinada en un ensayo estático de tracción

uniaxial se acepta también como el valor correspondiente de comprensión

uniaxial sin embargo en el caso general de las tensiones en un punto de un



miembro de pared delgada, como lo son los perfiles metálicos en general, la

fluencia depende de algunas combinaciones particulares de ella. No hay hasta

el presente ningún método teórico para calcular la correlación que pueda haber

entre las tensiones componentes y la fluencia en un estado triaxial de

tensiones, con la fluencia en el ensayo de tracción uniaxial. Se han propuesto

dos ecuaciones empíricas para predecir el inicio de la fluencia en materiales

isotrópicos solicitados estáticamente. El criterio de Von Mises, y el criterio de

Tresca. Los resultados experimentales son intermedios entre los dos criterios,

pero se aproximan más al criterio de Von Mises.

La expresión analítica que traduce el criterio de Von Mises en un sistema

arbitrario es:

ݕܨ = ට (1/2[(ߪ௫ − ௬)ଶߪ + ൫ߪ௬ − ௭൯ଶߪ + ௭ߪ) − ௫)ଶߪ + 6( ௫௬ଶ + ௫௭ଶ + ௬௭ଶ)]

Cuando el estado triaxial de tensiones esta dado en el sistema de los planos

principales de la condición de la fluencia es:

ݕܨ = ඥ (1/2[(ߪଵ − ଶ)ଶߪ + ଶߪ) − ଷ)ଶߪ + ଷߪ) − [ଵ)ଶߪEn el estado plano de tensión definido en su plano XOY.

ݕܨ = ඥ ߪ௫ଶ + ௬ଶߪ − ௬ߪ௫ߪ + 3 ௫௬ଶ Ec. (a)

O, si el estado plano se define por sus tensiones principales.

ݕܨ = ඥ ߪଵଶ + ଶଶߪ − ଶߪଵߪ

En el estado caracterizado por corte puro, σx= σy = 0, la ec (a) se reduce a

ݕܨ = ට 3 ௫௬ଶ

Con lo cual se obtiene que la tensión de fluencia por corte es

௬ = /√ 3ݕܨ

El criterio de Tresca establece que la fluencia se presenta cuando

ݕܨ = ଵߪ|)ݔáܯ − ;|ଶߪ ଶߪ| − ;|ଷߪ ଷߪ| − (|ଵߪ



b) DUCTILIDAD

En el caso particular del material acero es un índice de la deformabilidad

inelástica, cuantificada por el % de alargamiento o de reducción del área.

ଵܮ − ଵܮ/ܮ

ଵܣ − ଵܣ/ܣ

Son valores que dependen fuertemente de la geometría de la muestra.

La capacidad de deformación permanente de un miembro estructural sin

pérdida apreciable de su capacidad resistente es un concepto general que

puede definirse tomando como base cualquier desplazamiento lineal, δ, oangular, θ. La relación θu / θy o δu / δy corresponde al llamado factor de ductilidad ,

donde el subíndice u indica la condición ultima y el subíndice y la condición de

fluencia.

En los siguientes párrafos se describe la variación de la resistencia y ductilidad

de miembros de acero a causa de distintos efectos.

c) SOLDABILIDAD

Algunos aspectos del diseño (selección de la calidad y espesor del material,

geometría y grado de restricción de las uniones) sobre los cuales el ingeniero

estructural tiene control, tienen un marcado efecto sobre la soldabilidad del

acero estructural. Por eso, adicionalmente al conocimiento de los fundamentos

de la soldadura y familiarizarse con las condiciones que influencian la

soldabilidad.

La soldabilidad se define como la facilidad con la cual se obtienen las

características de ejecución y funcionamiento de una unión bajo determinadas

condiciones de soldadura. En el caso del acero estructural, la soldabilidad está

relacionada con las aleaciones y contenido de Carbono, la historia de los

tratamientos térmicos y mecánicos del material, y de la respuesta del acero a

los posteriores tratamientos térmicos.



Una conveniente aproximación para determinar el grado de soldabilidad del

acero es la fórmula de equivalencia del Carbono (CE), la cual expresa la

influencia relativa de los elementos químicos respecto del Carbono en la

soldabilidad. En la siguiente tabla se incluyen las diversas fórmulas propuestas.

En las especificaciones de diseño en acero se establecen los procedimientos aseguir para que la sección de los electrodos recomendados para aceros

específicos esté de acuerdo con las exigencias de las uniones y juntas.

d) TENSIONES RESIDUALES:

En General las secciones estructurales de acero se encuentran sometidas a

tensiones internas generadas durante el proceso de fabricación, principalmente

a causa del enfriamiento no uniforme de los mismos. Estas tensiones internasde tracción y compresión reciben el nombre de tensiones residuales y su



magnitud y distribución dependen de varios factores, siendo los más

importantes la geometría de la sección transversal, los procesos de laminación

o soldadura, condiciones de enfriamiento y posterior tratamiento térmico, y en

menor grado de la tensión de fluencia.

El efecto neto de las tensiones residuales es el de alterar el diagrama de

tensión versus deformación de los miembros reales con respecto al obtenido en

probetas del material, este hecho es de particular importancia en los miembros

solicitados por compresión axial,

Las tensiones residuales se reflejan por la aparición de una curva de transición

entre las rectas correspondientes a los intervalos elásticos e inelásticos,

respectivamente. Se observa entonces un descenso del límite de

proporcionalidad promedio y una reducción de la amplitud de la zona elástica.

No siempre la presencia de las tensiones residuales reduce la capacidad de la

sección.



e) EFECTO DEL TRABAJO EN FRIO:

S e ha demostrado ampliamente que cualquier trabajo en frio, tal como el

alargamiento, el plegado, etc. afecta las propiedades mecánicas del acero, de

tal manera que el acero en el miembro una vea formado. Generalmente el

trabajo en frio produce deformación-endurecimiento, esto es, se incrementa la

tensión de fluencia, F y, y en un menor grado la resistencia a tracción, Fu, pero

siempre disminuye la ductilidad evaluada sobre el alargamiento longitudinal.

Muestra el sentido del párrafo precedente. La curva A representa el diagrama

tensión versus deformación del material virgen. La curva B representa la

descarga en el intervalo de deformación por endurecimiento, la curva C

representa la recarga inmediata y la curca D el diagrama tensión versus

deformación cuando la recarga se efectúa después de varios días a

temperatura ambiente (o en un lapso menor de tiempo con una moderada

elevación de la temperatura), este último caso se conoce como fenómeno deañejamiento. En las curvas C y D la tensión de fluencia es mayor que la del

material virgen, pero la ductilidad tanto en el caso de endurecimiento como en

el de añejamiento se ha reducido considerablemente

f) EFECTO DE LA TEMPERATURA

El comportamiento del acero es muy sensible a los cambios externos con

respecto a la temperatura ambiente normal.



g) EFECTO DE LAS BAJAS TEMPERATURAS.

La capacidad de absorción de energía es un criterio importante de diseño,

particularmente en estructuras sujetas a cargas dinámicas y cargas de impacto

(puentes). A temperaturas normales el acero estructural posee una gran

capacidad de absorción de energía y falla dúctilmente, pero en cuanto

comienza a descender la temperatura su comportamiento se convierte de dúctil

a frágil a partir de una cierta temperatura llamada “temperatura de transición”.

Las curvas típicas de variación de ductilidad y de la energía de rotura.

Se obtienen de los ensayos de flexión por choque con probetas entalladas

(probetas Charpy). De la curva energía-temperatura, es evidente que existe

una temperatura de transición de la ductilidad, relacionada con la tendencia a la

iniciación de la fractura, y una temperatura de transición es el aspecto de la

fractura relacionada con la propagación de las grietas. En la zona de transiciónlas fracturas se inician difícilmente, pero una vez iniciadas se propagan

rápidamente con poca absorción de energía.

L a rotura frágil del acero ocurre por separación con poca o ninguna

deformación plástica. La superficie de este tipo de fractura tiene un aspecto

granular brillante. La rotura dúctil, que presenta un típico aspecto fibroso y

opaco, ocurre por corte y deslizamiento de la estructura cristalina, después de

una apreciable deformación plástica.



En la probabilidad de que se produzca una rotura frágil de un miembro o

elemento estructural influyen las siguientes circunstancias.

L a probabilidad de rotura frágil aumenta al descender la temperatura, crecer el

espesor del producto, y con la magnitud de la deformación en frio que hayasufrido el producto.

Los aceros efervescentes tienen una mayor susceptibilidad a la rotura frágil que

los semicalmados y estos más que los calmados.

La probabilidad de rotura frágil de un elemento estructural sometido a esfuerzo

dominantemente estáticos es menor que la del que esta solicitado por esfuerzo

alternados o procedentes de acciones dinámicas.

h) EFECTO DE LAS ALTAS TEMPERATURAS

Si bien el acero es un material incombustible, en cuanto la temperatura excede

los 93º C la curva tensión versus deformación comienza a ser no lineal. A

medida que se incrementa la temperatura sus propiedades resistentes se

reducen.



7. PROCESOS POSTERIORES PARA EL TRATAMIENTO DEL

ACERO:

Existen procesos para el tratamiento del acero que se le aplican a su vez al

mismo para obtener mejores resultados en cuanto a resistencia, ductilidad,

entre otros.

Entre los procesos más usuales tenemos:

• El tratamiento térmico de templado y de recocido:

- El templado consiste en calentar el metal a muy altas

temperaturas por encima de los 500°C, para luego en friarlo muy

rápidamente poniéndolo en contacto con líquidos o solidos que

estén a bajas temperaturas; esto aumentara su resistencia y

disminuirá su ductilidad.

- El recocido no es más que un recalentamiento del metal cuando

este está en estado sólido obtenido por el proceso de templado y

después se va enfriando paulatinamente, se aplica para recuperar

algunas de las características mecánicas alteradas por procesos

anteriores, por ejemplo este proceso le devuelve al metal laductilidad perdida por el proceso de templado y se obtendrá así

acero de gran resistencia y de ductilidad respetable.

8. GLOSARIO SIDERÚRGICO:

• Acción Inelástica: Deformación permanente en el material y que por lo

tanto no desaparece cuando cesa la causa que lo ha producido.

• Acción Mixta Parcial: Cuando la resistencia a flexión del miembro mixto

acero - concreto está controlada por la resistencia al cortante de los

conectores de corte.

• Acción Mixta Total: El perfil de acero y el concreto se mantienen

adheridos mediante suficientes conectores de corte de manera de actuar

como una sola unidad capaz de desarrollar la totalidad de la resistencia

a flexión del miembro mixto acero – concreto.



• Acero: Aleación hierro – carbono, con un contenido máximo de carbono

del dos por ciento (2%).

• Acero Resistente A La Corrosión Atmosférica: Un tipo de acero

estructural de alta resistencia y baja aleación que puede ser expuesto al

medio ambiente normal (no marino) y a la vista de peatones y ocupantes

sin ningún tipo de pintura protectora. Este acero desarrolla una pátina

protectora a una velocidad decreciente en el tiempo.

• Análisis Elástico: La determinación de las solicitaciones en los miembros

y sus conexiones suponiendo un comportamiento elástico lineal del

material.

• Análisis Plástico: La determinación de las solicitaciones en los miembros

y sus conexiones suponiendo un comportamiento rígido-plástico, por

ejemplo, que el equilibrio se satisface en toda la estructura y la cedencia

no es excedida en ninguna parte de la misma. Puede ser necesario

considerar los efectos de segundo orden.

• Ancho Efectivo: El ancho reducido de una sección ficticia que bajo

ciertas hipótesis de cálculo simplificadoras produce la misma respuesta

que la sección real sometida a un estado complejo de tensiones.

• Ángulo De Rotación Del Eslabón: Es el ángulo entre el eslabón y la viga

colectora, en régimen plástico, cuando la deriva total del entrepiso se ha

calculado con conforme a la Norma venezolana COVENIN - MINDUR

1756-98 Edificaciones Sismorresistentes.

• Aplastamiento Local Del Alma: La falla local de una plancha del alma en

la vecindad de una carga o reacción concentrada.

• Armaduras: Conjunto de barras, alambres u otros elementos delgados

que se colocan dentro del concreto para resistir tensionesconjuntamente con éste. No se use en lugar de celosía.

• Arriostramiento Diagonal: Miembros estructurales inclinados que

soportan primordialmente carga normal y que se emplean para permitirle

a un pórtico estructural que actúe como una celosía para resistir las

cargas horizontales.

• Arriostramiento Relativo: Arriostramiento que controla la deriva entre dos

niveles consecutivos o entre puntos a lo largo de columnas o vigas.



• Arriostramiento Nodal: Arriostramiento discreto o puntual que controla el

movimiento del punto arriostrado en una viga o columna.

• Aseguramiento De La Calidad: Conjunto de acciones planificadas y

sistemáticas necesarias para propiciar la confianza adecuada de que un

producto o servicio cumple con los requisitos de calidad establecido.

• Biela: Un tipo particular de miembros traccionado conectado con

pasador. El miembro será de espesor uniforme con extremos o cabezas

forjadas o cortadas a soplete con un ancho mayor que el del cuerpo. Las

bielas se dimensionarán de tal manera que la resistencia del cuerpo y

las cabezas extremas sean aproximadamente las mismas.

• Bifurcación. El fenómeno por el cual un miembro comprimido

perfectamente recto puede tomar una posición desviada o permanecer

en posición desviada, o una viga flexionada que puede o desviarse y

girar fuera de su plano o permanecer en su plano en una posición

flectada.

• Borde Del Filete: Punto de terminación del filete de soldadura o del filete

de una sección laminada.

• Calidad: Conjunto de propiedades o características de un producto o

servicio que le confiere su aptitud para satisfacer necesidades

expresadas o implícitas.

• Campo De Tracciones Diagonales: El comportamiento bajo fuerzas

cortantes de un panel de viga armada, en el cual se desarrollan

tensiones de tracción diagonal en el alma y fuerzas de compresión en

los rigidizadores transversales, de una manera análoga a lo que sucede

en una celosía del tipo Pratt.

• Capacidad De Rotación: Es el incremento de rotación angular que undado perfil es capaz de soportar antes de una falla local. La capacidad

de rotación se define como R = (θu/ θp) –1 donde θu es la rotación total

obtenida bajo el estado de solicitaciones mayoradas y θp es la rotación

idealizada correspondiente a la teoría elástica aplicada al caso de M =

Mp.

• Carga Crítica: La carga que produce el fenómeno de bifurcación,

calculada mediante un análisis teórico de estabilidad.



• Carga De Euler: La carga crítica de una columna perfectamente recta,

con extremos articulados y cargada en su eje baricéntrico.

• Carga De Pandeo: La carga para la cual un miembro comprimido

perfectamente recto adopta una posición deformada.

• Carga Límite De Estabilidad: Carga (teórica) máxima que en una

estructura, miembro o elemento estructural, puede soportar cuando se

incluyen efectos de inestabilidad de segundo orden.

• Carga Plástica Límite: La carga máxima que se alcanza cuando se ha

formado un número suficiente de zonas cedentes a fin de permitir que la

estructura se deforme plásticamente sin incremento de carga adicional.

Esta es la mayor carga que una estructura puede soportar, cuando se

supone plasticidad perfecta y cuando se desprecian factores tales como

la inestabilidad, efectos de segundo orden, endurecimiento por

deformación o fractura.

• Cartela: Plancha de nodo.

• Ciclo De Carga Completa: Un ciclo de rotación tomado entre fuerzas

cero, incluyendo un pico positivo y un pico negativo.

• Columna: Miembro estructural utilizado principalmente para soportar la

carga normal de compresión acompañada o no de momentos flectores, y

que tiene una altura de por lo menos tres (3) veces su menor dimensión

lateral.

• Columna Dependiente: Columna que solo soporta cargas

gravitacionales, y cuyas conexiones (conexiones flexibles) a un pórtico

no suministran resistencia a las cargas laterales.

• Columna En Bayoneta: Una columna en el cual el cambio de una

sección transversal a otra ocurre de manera abrupta en un punto dentrode la longitud de la columna.

• Compuestos: Secciones o miembros constituidos por dos o más

planchas y/o perfiles unidos entre sí de manera que trabajen en

conjunto. El caso particular de las vigas armadas tiene una definición y

un tratamiento especial.

• Concentración De Tensiones: Tensiones localizadas cuya intensidad es

mucho mayor que el promedio (aún en secciones de espesor constante



cargadas uniformemente) debido a cambios abruptos en la geometría o

cargas localizadas.

• Conectores De Corte: Planchas, espárragos soldados, pernos, y otros

perfiles de acero embutidos en el concreto y dispuestos

transversalmente a la dirección de la fuerza de corte para transmitir el

cortante producido en el concreto por aplastamiento local en la interfase

conector de corte – concreto.

• Conexión. Combinación de juntas para transmitir fuerzas entre dos o

más miembros.

• Conexión De Aplastamiento: Conexión en la cual las fuerzas cortantes

se transmiten por aplastamiento entre las planchas y los pernos,

induciendo corte en éstos. Las planchas pueden deslizar entre sí al ser

cargada la conexión.

• Conexión De Deslizamiento Crítico: Conexión empernada en la cual las

fuerzas cortantes se transmiten exclusivamente por la fuerza de fricción

desarrollada entre las planchas debido al apriete de los pernos. Las

planchas no deben deslizar entre sí al cargar la conexión.

• Conexión Flexible: Una conexión que permite una parte, pero no toda,

de la rotación que ocurriría en el extremo de una viga si estuviese

simplemente apoyada.

• Conexión Rígida: Conexión con rigidez suficiente para mantener los

ángulos entre los miembros interceptantes.

• Conexión Semirrígida: Conexión con rigidez insuficiente para mantener

los ángulos entre los miembros interceptantes.

• Control De Calidad: Comprende las técnicas y actividades operativas

que tienen por objeto tanto el seguimiento de un proceso, como laeliminación de las causas de desempeños no satisfactorios en todas las

fases del ciclo de la cantidad con el fin de obtener los mejores resultados

económicos.

• Cordón De Soldadura: Soldadura depositada en una o varias pasadas.

• Corrosión: Oxidación destructiva de un metal o aleación por el medio

que lo rodea.

•

Corrosión Atmosférica: Corrosión de un metal o aleación por agentesquímicos presentes en la atmósfera, generalmente al aire libre.



• Corrosión Galvánica: Corrosión del acero debido al contacto eléctrico

con otro metal de potencial eléctrico diferente y expuesto al mismo

medio.

• Corte Por Fricción. Fricción entre el componente embutido y el concreto

que transmite carga cortantes. El desplazamiento relativo en el plano de

corte se considera resistido por corte por fricción de los anclajes

localizados perpendicularmente al plano de corte.

• Criterio De Cedencia De Von Mises: Teoría que establece que la acción

inelástica en cualquier punto de un cuerpo bajo cualquier combinación

de tensiones comienza solo cuando se igualan la energía de

deformación de distorsión por unidad de volumen absorbida en ese

punto con la energía de deformación de distorsión por unidad de

volumen en cualquier punto de una barra simple traccionada hasta el

límite elástico bajo un estado uniaxial de tensiones.

• Curva De Resistencia De Columna: Una curva que expresa la relación

entre la resistencia a carga normal de la columna en función de su

relación de esbeltez.

• Curvatura. La rotación por unidad de longitud debida a flexión.

• Curvatura Simple: La deformada de un miembro flectado y la cual no

presenta un punto de inflexión interior.

• Deformación Plástica: La diferencia entre la deformación total y la

deformación elástica.

• Deformación Por Endurecimiento: En aquellos aceros estructurales que

tiene una relación tensión - deformación plana en la región plástica, el

valor de deformación correspondiente al inicio del endurecimiento por

deformación.• Desgarramiento Laminar: Separación que ocurre en el metal base

altamente restringido y causada por las tensiones existentes en todo el

espesor debidas a la retracción del metal de soldadura adyacente.

• Desplazamiento Lateral: El movimiento lateral de una estructura bajo la

acción de cargas laterales, cargas verticales asimétricas, o propiedades

asimétricas de la estructura.



• Desplazamiento Por Pandeo Lateral. El modo de pandeo de un pórtico

de múltiples entrepisos precipitada por el desplazamiento relativo de los

nodos que conducen a la falla por desplazamiento lateral del pórtico.

• Directriz: Lugar geométrico de los baricentros de las secciones

transversales de un miembro.

• Diseño Límite: Un método para el diseño de estructuras para múltiplos

de las condiciones de servicio previstas, referido a un límite elegido de

utilidad estructural. El límite de utilidad estructural puede ser un límite

plástico o elástico, de estabilidad, de fatiga o un límite de deformación.

• Diseño Plástico. Un método de diseño para pórticos y vigas de acero

continuas que define el límite de utilidad estructural como la carga

máxima resistente o de agotamiento. El término plástico proviene del

hecho de que la carga máxima se calcula considerando el

comportamiento del acero en su dominio plástico.

• Dispositivo De Ensayo: Comprende todos los dispositivos de soporte y

de carga del espécimen de ensayo, tales como los equipos para

introducir las cargas, las fijaciones y los soportes laterales.

• Doble Curvatura: Una condición de flexión en el cual los momentos en

los extremos del miembro provocan que la deformada del miembro

adopte la forma de S.

• Documentos Del Proyecto: Los planos, dibujos y detalles, memoria

descriptiva y especificaciones preparados por el ingeniero estructural.

• Eje Débil: El eje menor principal de una sección transversal.

• Eje Fuerte: El eje principal mayor de una sección transversal.

• Elasto-Perfectamente Plástico: Un material modelado mediante un

diagrama idealizado tensión - deformación que varía linealmente entre elpunto de tensión cero y el punto cedente del material, y luego, a partir

del punto cedente incrementa sus deformaciones sin incremento

posterior de las tensiones.

• Embutido: Un componente de acero vaciado en una estructura de

concreto y el cual es usado para transmitir las cargas externamente

aplicadas a la estructura por medio de aplastamiento, corte, adherencia,

fricción o cualquiera de sus combinaciones. El componente embutidopuede ser fabricado con planchas de acero estructural, perfiles, barras,



pernos, tubos, espárragos, barras de refuerzo para el concreto,

conectores de corte o cualquiera de sus combinaciones.

• Empalme: La conexión entre dos elementos estructurales unidos en sus

extremos para formar un solo y más largo elemento.

• Endurecimiento por deformación: Fenómeno que exhiben los aceros

dúctiles, y que consiste en que después de alcanzar una gran

deformación, justo después del punto cedente, exhiben la capacidad de

resistir cargas sustancialmente mayores que aquella que produjo la

cedencia inicial.

• Espárrago: Conector de corte constituido por una barra corta de acero

ensanchada en su extremo superior, que se suelda al ala superior de los

perfiles y queda embutida en el concreto.

• Espécimen De Ensayo: Parte de una estructura usada en ensayos de

laboratorio para intentar modelar el prototipo.

• Estado Límite De Resistencia: La condición límite que afecta la

seguridad de la estructura, y en la cual se alcanza la capacidad de

agotamiento resistente.

• Estado Límite De Servicio: Condición límite que afecta la capacidad de

la estructura de preservar su apariencia, mantenimiento, durabilidad,

confort de sus ocupantes o función de maquinarias bajo condiciones

normales de ocupación y uso.

• Estructura De Acero Embutida: Un pórtico de acero en el cual todos los

miembros individuales del pórtico están totalmente embutidos en el

concreto vaciado en obra.

• Estructura Temporal: Término general para cualquier construcción

provisional capaz de soportar cargas de construcción, y que una vezcumplida su función se suprime antes o después que se completa la

construcción para que no forme parte permanente del sistema

estructural.

• Factor De Amplificación: En un miembro comprimido normalmente

comprimido es un factor multiplicador de los valores de momento o de la

deformada en la longitud no arriostrada con el fin de obtener valores que

reflejen los generados por la excentricidad de la carga axial aplicada almiembro.



• Factor De Forma: La relación entre el momento plástico respecto al

momento cedente, o la relación entre el módulo plástico de la sección

respecto a su módulo de sección.

• Factor De Longitud Efectiva: La relación entre la longitud efectiva y la

longitud no arriostrada de un miembro medida entre los baricentros de

los miembros de arriostramiento.

• Fatiga: Fenómeno de fractura que resulta de la aplicación cíclica de

tensiones.

• Fatiga De Alto Ciclaje: Falla que resulta para más de 20 000

aplicaciones de tensiones cíclicas.

• Fatiga De Bajo Ciclaje: Fractura resultante de un recorrido relativamente

alto bajo un número pequeño de ciclos de carga.

• Filete: Transición curva y angosta entre dos superficies que se cortan

por lo general perpendicularmente.

• Flexión Desviada: Dícese cuando la flexión requiere expresarse con dos

coordenadas, en vez de una sola como en la flexión simple, usualmente

respecto a dos ejes principales ortogonales.

• Formado En Frío: Dícese de los miembros de acero formados sin la

aplicación de calor.

• Fórmula De Euler: Fórmula matemática que expresa el valor de la carga

de Euler en términos del módulo de elasticidad, el momento de inercia

de la sección transversal y la longitud de la columna.

• Fractura Frágil: Una rotura abrupta con poca o ninguna deformación

dúctil previa.

• Fuerza: Término genérico para significar fuerza normal, momento flector,

momento torsor y cortes.• Fundente: Material usado para proteger el arco eléctrico, proporcionar

elementos de aleación. Facilita la remoción de óxidos u otras

substancias indeseables, y proteger la soldadura durante su

enfriamiento.

• Fusión Incompleta: Pérdida de la unión entre el material de aporte

fundido y el metal base en el área prescrita.

•

Galvanización En Caliente: Recubrimiento del acero por inmersión en unbaño de zinc fundido.



• Garganta. En una soldadura de filete, la garganta teórica es la distancia

desde la raíz del cordón a la hipotenusa del mayor triángulo rectángulo

que puede inscribirse en la sección transversal de la soldadura.

• Híbrido: Viga de acero fabricada con alas cuya resistencia cedente

mínima especificada es mayor que la correspondiente al alma. Cuando

la tensión máxima en el ala es menor o igual a la tensión cedente del

alma, la sección se considera homogénea.

• Hipótesis De Solicitaciones: Combinaciones de las solicitaciones

previstas multiplicadas por sus factores de mayoración.

• Inclusiones: Material no metálico entrampado en el metal sólido.

• Inestabilidad: Condición que se alcanza al cargar un elemento, miembro

o estructura comprimida, en la cual deformaciones progresivas resultan

en una disminución de la capacidad de carga.

• Junta: Área donde se unen dos o más extremos, superficies o bordes, y

que incluye las planchas, angulares, pernos, remaches y soldaduras

empleados. Se clasifican en juntas soldadas y juntas empernadas.

• Junta De Deslizamiento Crítico: Junta empernada en la cual las fuerzas

cortantes se transmiten exclusivamente por la fuerza de fricción

desarrollada entre las planchas debido al apriete de los pernos.

• Límite Inferior De Carga: La carga calculada del diagrama de momentos

en equilibrio y en el cual los momentos son menores que Mp, el cual a

su vez es menor o igual a la verdadera carga de agotamiento.

• Límite Superior De Carga: La carga calculada a partir de un determinado

mecanismo supuesto, y la cual siempre será igual o mayor que la

verdadera carga de agotamiento.

• Longitud Efectiva: La longitud equivalente usada en las fórmulas decompresión para calcular la resistencia de una columna.

• Longitud Efectiva De Una Soldadura: Longitud de soldadura a lo largo de

la cual existe su sección transversal tal como ha sido dimensionada. En

soldaduras curvas se medirá a lo largo de la mediatriz de la garganta.

• Longitud No Arriostrada ( No Soportada): La distancia entre secciones

arriostradas consecutivas de un miembro, medida entre los baricentros

de los miembros de arriostramiento.



• Mecanismo: Un sistema articulado capaz de deformarse sin un

incremento finito de la carga. Se usa en el sentido particular de que la

vinculación puede incluir articulaciones reales y/o plásticas.

• Mecanismo Combinado: Un mecanismo determinado por procedimientos

de análisis plástico el cual combina vigas, panel y mecanismo de juntas.

• Medio De Unión: Término genérico para soldaduras, pernos, remaches u

otros dispositivos de unión.

• Meseta De Cedencia: La porción de la curva tensión - deformación en un

miembro uniaxialmente comprimido o traccionado en el cual las

tensiones permanecen esencialmente constante durante el período que

las deformaciones se incrementan sustancialmente.

• Metal Base: El metal a ser soldado o cortado.

• Metal De Aporte: Metal que se añade al efectuar una soldadura.

• Metal Soldado: Aquella parte del metal que se ha fundido durante el

proceso de soldadura. Está constituido por el metal base y de aporte en

diversas proporcione.

• Método De Las Tensiones Admisibles: Método para diseñar estructuras

basadas en cargas de servicio o de utilización previstas, tal que las

tensiones calculadas no excedan los valores límites previstos.

• Método De Los Mecanismos: Un método del análisis plástico en el cual

el equilibrio entre las fuerzas externas y las rótulas plásticas internas se

calcula sobre la base del mecanismo. La carga de falla determina

entonces un límite superior.

• Método Del Giro De La Tuerca: Procedimiento mediante el cual la

pretracción especificada para los pernos de alta resistencia se controla

mediante la rotación de la llave una determinada cantidad después quelas tuercas se han llevado a la condición de apriete ajustado.

• Miembro De Apoyo Lateral: Miembro diseñado para impedir el pandeo

lateral o el lateral torsional de los miembros principales de un pórtico.

• Miembro De Arriostramiento Lateral: Un miembro utilizado

individualmente o como componente de un sistema de arriostramiento

lateral para prevenir el pandeo de los miembros o elementos y/o resistir

las cargas laterales.



• Mixto: Miembros constituidos por perfiles metálicos y concreto reforzado

unidos estructuralmente de manera que trabajen en conjunto.

• Módulo Plástico: El módulo de resistencia a la flexión de una sección

que ha cedido completamente; es la suma de los momentos estáticos

respecto al eje neutro de las áreas.

• Módulo Tangente: Para cualquier nivel de tensiones, la pendiente de la

curva tensión - deformación de un material en el rango inelástico, tal

como se determina en el ensayo a compresión de pequeños

especímenes bajo condiciones controladas.

• Momento Cedente: En un miembro sometido a flexión, el momento para

el cual una fibra extrema primero alcanza la cedencia.

• Momento De Agotamiento: Momento resistente máximo de una sección

cuando se supone un comportamiento elastoplástico perfecto del

material, tal como es usual en acero, es igual al momento plástico.

• Momento De Inercia Efectiva: El momento de inercia de la sección

transversal de un miembro que permanece elástica mientras ocurre su

plastificación parcial, usualmente bajo la combinación de tensiones

residuales y tensiones aplicadas. También, el momento de inercia

basado en los anchos efectivos de los elementos que pandean

localmente. También, el momento de inercia usado en el diseño de

miembros de sección mixta con acción mixta parcial.

• Momento Plástico: El momento resistente de una sección que ha cedido

completamente.

• Nivel De Tensiones Cedentes: Es una resistencia cedente particular que

corresponde a la tensión promedio durante la cedencia en el dominio

plástico, definida como la tensión determinada en un ensayo en traccióncuando la deformada alcanza 0.005.

• Nodo: La zona completa de intersección de columnas y vigas,

incluyendo las planchas de continuidad y las planchas adosadas. El

nodo comprende las conexiones.

• Pandeo De Pórtico: La condición bajo la cual ocurre el fenómeno de

bifurcación en un pórtico.



• Pandeo Flexotorsional: Modo de pandeo en el que un miembro

comprimido puede flectarse y girar simultáneamente sin cambios en su

sección transversal.

• Pandeo Lateral (O Pandeo Lateral -Torsional): Pandeo de un miembro

que implica flecha lateral y torcimiento.

• Pandeo Local: El pandeo de un elemento comprimido de un miembro

que puede provocar la falla prematura de todo el miembro. Las líneas de

unión entre los elementos permanecen rectas y el ángulo entre los

elementos no cambia.

• Pandeo Local Inelástico Del Alma: La falla local del alma de una viga en

la zona adyacente a una carga concentrada o reacción.

• Par De Fuerzas Concentradas: Dos fuerzas iguales y opuestas que

forman un par del mismo lado del miembro cargado.

• Pasador: Elemento de unión no roscado.

• Penetración Completa: Soldadura en la cual el metal soldado llena

completamente la ranura y se fusiona al metal base a través de todo su

espesor.

• Perfil. Designación genérica de los miembros de acero estructural. El

término viga utilizado incorrectamente por los fabricantes y distribuidores

de productos de acero es un error conceptual, por cuanto asigna a priori

su destino estructural. Esta puede ser una de las razones para que se

oiga a no profesionales confundir viga con columna.

• Plancha Cortada A Soplete: Una plancha cuyos bordes longitudinales

han sido obtenidos por oxicorte de una plancha de mayores

dimensiones.

• Planchas De Ajuste: Planchas o pletinas de ajuste.• Plancha De Apoyo Frontal: Rigidizador usualmente fijado a las vigas de

acero estructural que son embebutidas en columnas o muros de

concreto reforzado. Las planchas se localizan en la cara del miembro de

concreto para suministrar confinamiento y para transferir al concreto las

fuerzas de aplastamiento directo.

• Planchas De Continuidad: Rigidizadores transversales colocados entre

las alas de la columna, en los límites superior e inferior de la zona depanel.



• Plancha De Cubierta: Plancha que se conecta o suelda a los elementos

ya existentes de las alas de los miembros de acero para reforzarlos.

• Plancha De Enlace: Plancha rígidamente conectada a los componentes

paralelos de una sección compuesta y diseñada para transmitir cortante

entre ellos.

• Plancha De Nodo: Plancha metálica que se coloca en las conexiones de

las celosías para unir sus miembros También se le llaman cartelas.

• Plancha De Relleno: Pieza metálica que se coloca entre dos perfiles

para mantener su separación y conseguir el debido apriete cuando han

de ser unidos por pernos o remaches.

• Plancha De Respaldo: Pletina que se coloca en la raíz de una junta para

soportar el metal fundido mientras se solda.

• Plancha Laminada: Plancha cuyos bordes longitudinales han sido

conformados por rodillos durante el proceso de su laminación.

• Plastificación: El proceso de cedencia sucesivo de las fibras de la

sección transversal de un miembro a medida que el momento flector se

incrementa pórtico arriostrado.

• Pórtico Con Arriostramientos Concéntricos: Pórtico arriostrado en el cual

todos los miembros del sistema de arriostramiento están sometidos

fundamentalmente a fuerzas normales.

• Pórticos Con Arriostramientos En V: Pórticos con arriostramientos

concéntricos en el cual el par de arriostramientos diagonales dispuestos

por encima o por debajo una viga se conectan en un mismo punto dentro

de la luz libre de la viga. Cuando las diagonales intersectan a la viga

desde arriba, el arriostramiento se designa como de arriostramientos en

V invertidapórticos con arriostramientos en X. Pórticos con

arriostramientos concéntricos que se cruzan cerca de la mitad de la

longitud de los arriostramientos. También se llama pórticos con cruces

de San Andrés.

• Pórticos Con Arriostramientos En Y: Pórticos con arriostramientos

excéntricos en el cual el alma de la Y es la viga eslabón del sistema de

arriostramiento con diagonales excéntricas.



• Pórticos Con Arriostramientos Excéntricos: Pórticos arriostrados

mediante diagonales en el que por lo menos un extremo de cada

arriostramiento está conectado a la viga a una corta distancia de una

conexión viga - columna o de otra conexión viga - arriostramiento.

• Pórtico Espacial: Pórtico cuyo análisis y diseño se realiza en tres

dimensiones.

• Pórtico Inestable: Condición bajo la cual la deformada de un pórtico

incrementa su flecha lateral bajo un sistema de cargas aplicadas

monotónicamente hasta alcanzar un valor máximo denominado carga

del límite de estabilidad, después de la cual el pórtico continúa

deformándose sin que se incremente la carga.

• Pórtico No Arriostrado: Pórtico en el cual la resistencia a las cargas

laterales se suministra únicamente por medio de la resistencia a flexión

de los miembros del pórtico y sus conexiones.

• Pórtico Plano. Pórtico cuyo análisis y diseño se realiza en dos

dimensiones cuando el pórtico es de un solo vano, como los pórticos

transversales de los puentes de tuberías y algunos puentes de carretera

se les denomina bent para diferenciarlos de los pórticos que constituyen

el conjunto de pórticos en la dirección longitudinal.

• pórtico resistente a momento: Pórtico en el cual las fuerzas cortantes

sísmicas son resistidas por el corte y la flexión en sus miembros y

nodos.

• Pórtico Rígido: Estructura en el que las conexiones mantienen la

relación angular entre las vigas y las columna.

• Pórtico Soportado; Pórtico cuya resistencia a cargas laterales o su

estabilidad depende de los pórticos adyacentes, arriostrados o no

arriostrados. La transferencia de carga frecuentemente se hace

mediante la acción de diafragma de los sistemas de pisos o de techos o

mediante arriostramientos concéntricos en el plano del techo.

• Preparación De Borde: Contorno del borde de una pieza preparada

especialmente para ser soldada.

• Presilla. Plancha mediante la cual se unen los perfiles metálicos para

formar miembros compuestos.



• Procedimiento De Soldadura. Comprende los materiales, métodos

detallados y prácticas utilizadas en la soldadura de una unión particular.

• Probeta De Columna: Un espécimen corto de columna, lo

suficientemente largo para ser usado en la medición de las relaciones

tensión - deformación de la sección transversal completa, y

suficientemente corto como para evitar el pandeo como columna en los

rangos elásticos y plástico.

• Propiedades De La Sección: Conjunto de propiedades inherentes a la

geometría, composición y distribución de los materiales de una sección,.

tales como módulos de sección, tensor de inercia, módulos plásticos,

relaciones ancho/espesor, etc.

• Prototipo: Comprende los detalles de diseño y aspectos relevantes de la

construcción a ser usados en la edificación real, tales como propiedades

de los materiales, las dimensiones de los miembros, las conexiones, etc.

• Raíz Del Ala: Porción sobre el alma del radio de transición entre el ala y

la soldadura que la une al alma.

• Recorrido De Tensiones: Diferencia algebraica entre los valores

máximos y mínimo de las tensiones a que un miembro está sometido

bajo cargas cíclicas.

• Redistribución De Momentos: Proceso que resulta en una formación

sucesiva de rótulas plásticas hasta que se alcanza la carga máxima.

Como resultado de la formación de rótulas plásticas, las partes menos

tensionadas de la estructura pueden absorber un incremento de

momentos.

• Rejilla: Sistema de triangulación de elementos que se utiliza para unir los

componentes de un miembro compuesto.

• Relación De Aspecto. En cualquier configuración rectangular, el cociente

de la dimensión más larga entre la más corta.

• Relación De Esbeltez: La relación entre la longitud efectiva de una

columna respecto a su radio de giro, ambos referidos al mismo eje de

flexión.



• Relación Torque-Tensión: Término aplicado a la llave de impacto usada

para producir la pretracción especificada para los pernos de alta

resistencia.

• Remate: Continuación de una soldadura de filete alrededor de una

esquina de una pieza como una extensión del cordón principal.

• Resistencia Teórica: Resistencia calculada según las hipótesis y

parámetros normativos correspondientes al agotamiento resistente,

antes de aplicar ningún factor de reducción de resistencia.

• Resistencia Minorada: Resistencia nominal multiplicada por un factor de

minoración de la resistencia teórica.

• Resistencia A Corte Del Eslabón: El menor valor de la resistencia

minorada al corte desarrollada en la viga eslabón por momento o por

corte.

• Resistencia De Post-Pandeo: La carga que puede ser soportada por un

miembro o plancha luego que ha pandeado.

• Respaldo Para Soldar: Material ( sea metal base, metal soldado,

asbesto, carbono, fundente granular, gas, etc) que se coloca en la raíz

de una junta para soportar el metal fundido mientras se suelda..

• Revenido: Dícese del acero que ha sido sometido a un proceso

consistente en recalentar un acero normalizado o endurecido por

templado a una temperatura por debajo del dominio de transformación, y

luego enfriado a una velocidad deseada.

• Revestimientos: La cobertura exterior de los componentes estructurales

de una edificación.

• Rigidez: La resistencia a la deformación de un miembro o estructura

medida como la razón entre la fuerza aplicada divida por el

correspondiente desplazamiento.

• Rigidez Efectiva: La rigidez de un miembro calculada con los momentos

de inercia efectivos de su sección trasversal.

• Rigidizador: Elemento, usualmente una plancha o ángulo, que se fija a

un miembro para aumentar su rigidez y estabilidad o resistencia al

pandeo local.



• Rotación Inelástica: En pórticos con arriostramientos excéntricos, el

cambio permanente en el valor del ángulo medido en el punto de

intersección de la recta que conecta el eje baricéntrico de la viga o viga

eslabón en el punto de inflexión con el centroide de la conexión en la

cara de la columna.

• Sección Compacta. Es una sección transversal que desarrolla la

distribución plástica de las tensiones con una capacidad de rotación de

aproximadamente tres antes de experimentar pandeo local prematuro en

su dominio inelástico.

• Sección Esbelta: La sección transversal de un miembro que por poseer

elementos esbeltos puede experimentar pandeo local en el rango

elástico.

• Sección No Compacta: Secciones cuyos elementos puede desarrollar

tensiones cedentes en compresión antes de que ocurra el pandeo local,

pero incapaces de resistir el pandeo local inelástico en los niveles de

deformación requeridos para una total distribución de las tensiones

plásticas.

• Sección Plástica. Secciones aptas para el diseño plástico. La sección

transversal es capaz de mantener la totalidad del momento plástico a

través de grandes rotaciones de manera que el mecanismo plástico

pueda desarrollarse.

• Sistema Vertical De Arriostramiento: Un sistema de muros estructurales,

pórticos arriostrados, o ambos extendidos a través de uno o más pisos

de la edificación.

• Socavación: Una entalladura que resulta de la fusión y remoción del

metal base en los bordes de la soldadura.

• Sofito Metálico: Lámina de acero estructural acanalada formada en frío,

especialmente diseñada para losas mixtas de acero - concreto o para

trabajar

• Soldadura: Coalescencia localizada de metales producida sea por

calentamiento a temperaturas apropiadas, con o sin aplicar presión o por

aplicación de presión solamente, y con o sin utilización de metal de

aporte.



• Soldadura Abocinada: Dícese de la soldadura de ranura que une algún

elemento curvo, debido al perfil similar a una bocina que adopta la

soldadura.

• Soldadura A Tope: Unión soldada entre dos piezas que están

aproximadamente en el mismo plano.

• Soldadura De Canal: Una soldadura efectuada en un agujero alargado

de una pieza de una junta solapada o te que la une a la parte de la

superficie de la otra pieza expuesta a través del agujero.

• Soldadura De Filete: Una soldadura de sección aproximadamente

triangular que une dos superficies aproximadamente ortogonales, en una

junta solapada, o en forma de T o esquina.

• Soldadura De Penetración Completa.: Soldadura de ranura que se

extiende completamente a través de la unión y esta fundida al metal

base en todo su espesor.

• Soldadura De Punteo: Soldadura hecha para mantener las partes a

soldar apropiadamente alineadas hasta que se efectúe el soldeo

definitivo.

• Soldadura De Tapón: Una soldadura circular efectuada a través de un

agujero en una pieza de una unión solapada o T.

• Solicitaciones Mayoradas: Es la demanda local de resistencia, la cual se

determina por las combinaciones de las solicitaciones previstas

multiplicadas por sus factores de mayoración

• Soporte Lateral. Miembro diseñado para inhibir el pandeo lateral

torsional o pandeo lateral de los miembros primarios de una estructura.

• Subensamblaje: El conjunto del espécimen de ensayo y los dispositivos

de ensayos pertinentes.

• Temperatura Entrepasadas: En una soldadura de cordones múltiples,la

temperatura del metal depositado al iniciar la siguiente pasada.

• temperatura de precalentamiento: Temperatura especificada que el

metal base tiene que alcanzar en las áreas destinadas a soldarse

inmediatamente antes de que se efectúe ésta operación.



• Templado. Dícese del acero que ha sido sometido a un proceso de

enfriamiento rápido desde una elevada temperatura superior a la de

transformación, por contacto con líquidos, gases o sólidos.

• Tenacidad A La Fractura: Medida de la capacidad para absorber energía

sin fractura. La resistencia a la fractura se determina generalmente

mediante cargas de impacto sobre especímenes que poseen una

entalladura de geometría normalizada.

• Tensión Admisible. Tal como se utiliza en el diseño por el método de las

tensiones admisibles, es la tensión máxima que se permite bajo cargas

de servicio o de utilización previstas.

• Tensión Cedente Esperada: Es la resistencia mínima especificada a la

cedencia multiplicada por el factor de modificación de la tensión cedente

mínima especificada Ry.

• Tensiones Primarias: Cualquier tensión normal o de corte desarrollada

por una carga impuesta en las cuales es necesario satisfacer las leyes

del equilibrio interno y externo de las fuerzas, momentos y torques. Las

tensiones primarias no son autolimitadas.

• Tensiones Residuales: Son las tensiones remanentes en una estructura

o miembro como consecuencia de tratamientos térmicos, mecánicos o

combinaciones de éstos.

• Teoría Plástica Simple: Véase diseño plástico.

• Torsión De Alabeo. La porción de la resistencia total a la torsión que es

suministrada por la resistencia al alabeo de la sección transversal.

• Torsión De Saint Venant. Es la porción de torsión inducida solamente

por las tensiones de corte en el miembro. También se le denomina

torsión uniforme.

• Viga – Columna: Un miembro que transmite cargas axiales además de

momentos flectores y fuerzas cortantes.

• Viga: Miembro estructural en el cual puede considerarse que las

tensiones internas en cualquier sección transversal dan como

resultantes una fuerza cortante y un momento flector.

• Viga Armada: Viga cuya sección está compuesta por dos planchas de

acero que forman sus alas, unidas a una plancha de una sola pieza que



constituye el alma, añadiéndose rigidizadores a uno o ambos lados del

alma donde se necesiten.

• viga acastillada, castillada o castelada. Viga de acero aligerada, de alma

expandida con aberturas, fabricada cortando almas laminadas en un

patrón zigzagueante parecido a las almenas de los castillos, para

después soldarlas y obtener una viga de mayor altura.

• Viga Colectora. En los pórticos con diagonales excéntricas, el segmento

de la viga externo a la viga eslabón o link.

• Viga De Celosía: Viga cuya alma está constituida por elementos

dispuestos en triangulación múltiple.

• Viga De Sección Reducida: Reducción de la sección transversal de una

viga en una longitud discreta para inducir en el miembro una zona de

inelasticidad capaz de disipar la energía sísmica.

• Viga Embutida En Concreto: Una viga de acero totalmente embutida en

concreto y vaciada con la losa.

• Viga En Cajón: Viga cuya sección está compuesta por dos planchas que

constituyen sus alas, unidas a otras dos planchas que forman sus almas,

rigidizándose internamente por medio de planchas llamadas diafragmas

donde se necesiten.

• Viga Eslabón O Eslabón: En los pórticos con arriostramientos

excéntricos es el segmento de viga que va de columna a columna,

localizado entre el extremo de un arriostramiento diagonal y una

columna o entre los extremos de dos arriostramientos diagonales del

pórtico arriostrado excéntricamente. zona de panel. Área de conexión

viga - columna limitadas por las alas de las vigas y la columna.

• Zona Plástica: La región de un miembro que ha cedido.

9. COMPORTAMIENTO DE MIEMBROS Y ESTRUCTURAS.

La gran finalidad del análisis y el cálculo estructural es la descripción o

predicción del comportamiento o respuesta que emitirá un material o un

elemento de una estructura ante la acción de un sistema cualquiera de

cargas y deformaciones externas. Estos cálculos al igual que en otras



ciencias se han logrado desarrollar mediante formulación de modelos

matemáticos cada vez más simplificados que logren dentro de cierta

precisión pasar del objeto o sistema material a idealizaciones de cálculo. El

comportamiento de la estructura viene dado así como en esta gráfica:

10. CLASIFICACIÓN DE LAS ACCIONES:

Las cargas que requieren una estructura por lo común se es complicado hallar

la manera de calcular su magnitud con absoluta precisión en la mayoría de sus

casos, por ejemplo: del propio peso de la estructura lo cual se debe presumir al

comienzo del diseño de una forma lo más aproximadamente posible para

después confirmar este peso al finalizar la construcción de la estructura.

Existen otros casos en donde las acciones se pueden determinar con gran

exactitud, como sucede con ciertas cargas permanentes cuyo peso y ubicación

se conocen de manera directa, se aconseja adoptar siempre con la mayor

exactitud los valores correctos de cargas y acciones dependiendo estos de las

características y el uso de la estructura, de tal manera que no se excedan en

su determinación.

Las acciones que actúan en los edificios se pueden clasificar en:

• Acciones permanentes

• Acciones variables

• Acciones extraordinarias

Excitación

Q(t)

Respuesta

q(t)

Características

del sistema

G(t)



Acciones permanentes: se le denomina acciones permanentes al peso total de

la estructura y el resto de componentes fijos del edificio, soportados en forma

invariable en el tiempo, tales como placas, losas de concreto armado,

sobrepisos, pisos, cielorrasos, las paredes de mampostería, etc.

Acciones variables: se puede decir que son el resto de las acciones que no

forman parte en las acciones definidas anterioirmente (permanentes), y estas

son:

• Las cargas variables gravitacionales que son aquellas cargas y acciones

debidas a la ocupación y uso de las diferentes áreas de una

construcción.

• Los empujes laterales de tierra, granos o fluidos es decir el agua

contenida en los suelos, o el nivel freático, esta acción actúa en los

muros de contención o los de sótano.

• Los efectos reológicos no son muy acentuados en el acero, pero logran

cargas considerables en el concreto armado.

• Las acciones térmicas los efectos que producen en el acero se pueden

clasificar en:

1. Variaciones moderadas de temperatura ambiental.

2. Temperaturas altas actuando en forma continua o aleatoria.

3. La acción directa del fuego, en el caso de incendios.

• Los asentamientos diferenciale, un suelo de fundación inestable o

compresible puede generar bajo la acción de cargas o actuantes

asentamientos diferenciales de las bases de una estructura, estos

pueden ser uniformes o no, según parámetros como el tipo de suelo y la

magnitud de las cargas.

• La presión del viento, el comportamiento de una estructura en respecto a

la acción del vientos es análogo al de un objeto estacionario inmerso en

agua que fluye. Y toda estructura representa un obstáculo que obstruye

su libre paso.



• La acción sísmica, un sismo o comúnmente llamado terremoto no es

más que un fenómeno de vibración del suelo generado por un impacto

en la corteza terrestre, el impacto se propaga en forma de ondas que

produce vibraciones en todo lo que apoya sobre el área circundante y

cada estructura responde a este movimiento según su rigidez, su masa,

su altura, y la distribución y orientación de sus elementos resistentes en

relación a la dirección de propagación de la excitación.

Acciones extraordinarias: son las cargas o acciones que no actúan

normalmente sobre una edificación mediante su vida útil no obstante aún se

pueden presentar en casos excepcionales.

11. CRITERIOS DE DISEÑO.

El diseño abarca las diversas actividades que desarrolla el proyectista para

determinar la forma, dimensiones y características detalladas de una

estructura, o sea de aquella parte de una construcción que tiene como función

absorber las solicitaciones que se presentan durante las distintas etapas de suexistencia.

La enseñanza y la práctica del diseño estructural se han enfocado

excesivamente al proyecto de edificios y construcciones urbanas. Sin embargo,

el desarrollo tecnológico de un país está supeditado a la posibilidad de

proyectar y realizar grandes obras de infraestructura y de tipo industrial, las

cuales deben proyectarse para condiciones de operación radicalmentedistintas de las de los edificios. Por ejemplo, un puente de gran claro que debe

diseñarse para soportar muchas repeticiones de cargas de gran magnitud; una

plataforma para explotación petrolera fuera de la costa que debe resistir el

embate de huracanes y una torre de transmisión de energía eléctrica en la cual

un proyecto tipo se repite miles de veces y amerita, además de análisis muy

refinados y del uso de métodos de optimación del diseño, comprobaciones

experimentales del comportamiento ante distintas combinaciones de acciones.



12. CRITERIOS DE DISEÑO POR TENSIONES ADMISIBLES

Bajo este criterio se diseña de tal forma que las tensiones calculadas por

efecto de las cargas de servicio no superen los valores máximos prescritos enlas especificaciones. En este caso los procedimientos de análisis y diseño son

elásticos.

Considerando todos los factores yi iguales para todos los tipos de carga

O llamado factor de seguridad, FS a la relación (ɸ /y)

Como estamos en el caso linealmente elástico, las tensiones son directamente

proporcionales a las cargas, con lo cual se puede expresar la desigualdad en

base a las tensiones

Y finalmente

Siendo

Fi= tensiones elásticas calculadas para cada caso de carga.

Fadmisibles= tensión máxima admisible igual a Fy/FS en donde Fy es la

tensión de fluencia y FS es un factor de seguridad para cada caso

contemplando en las especificaciones.

Consideran este método de diseño la especificación AISC 1978 en su parte 1,

la especificación AISI 1980, y la especificación AASHTO 1977, entre otras.



13. CRITERIO DE DISEÑO PLASTICO

En este criterio los procedimientos de análisis y diseño son los de la teoríaplástica o una combinación de análisis elástico con diseño plástico

El cociente (yi/ ɸ) se llama factor de carga, LF, que afecta a las cargas de

servicio

Este criterio de diseño lo utiliza la especificación AISC 1978 en su parte 2 y la

especificación AASHTO 1977.

14. EL PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

En el cálculo de estructuras de acero en posible distinguir dos etapas bien

definidas 225:

• Diseño general, que comprende la planificación estructural, el

dimensionamiento de los miembros y el diseño de las uniones más

importantes.

• Diseño de detalles, que comprende el cálculo de las uniones y la

preparación de los planos para el taller y/o e montador, en los cuales se

suministra la información requerida para que estos puedan desempeñar

su contenido sin necesidad de referirse a la memoria descriptiva del

proyecto.

Los planos denominados “Planos de diseño” pueden considerar como una

representación gráfica de las conclusiones de cálculo. Incluyen toda la

información necesaria para la preparación de los planos de taller.

El cálculo y preparación de los planos de detalle o “Planos de Taller” requieren

de un completo conocimiento del equipo y métodos de trabajos del taller en elcual se ejecutan las obras. La capacidad de las diversas maquinas, la forma de



las planchas de unión (cartelas) para aprovechar bien el material existente, los

costos relativos de diversas operaciones en un mismo taller.

Para la elaboración de los distintos planos mencionados, la práctica de la

construcción metálica ha desarrollado dos modalidades de trabajo. En una de

ellas, el ingeniero y el proyectista de detalles trabajan integradamente para

suministrarle el taller toda la información. En esta modalidad se ahorra la

preparación de planos de diseño intermedios a los talleres, ya que detalles se

ejecutan directamente a partir de la memoria de cálculos croquis preparados

por el ingeniero. El plano resultante contiene información pertinente tanto al

diseño como al detalle.

a) PLANO DE DISEÑO

Un plano de diseño debe contener las dimensiones principales de la estructura,

ya sea entre ejes o libre, de acuerdo con las necesidades de cada caso. Donde

se debe anexar las características generales de todos los miembros y

elementos estructurales, solicitaciones y descargas, diseño completo o forma

típica de las uniones más importantes de la estructura, notas explicativas

sobre especificaciones y normas de diseño, resistencia y calidad de los

materiales, tolerancias de fabricación, preparación de superficies, pintura y, en

fin, toda información que sea necesaria utilizar para llevar la obra a feliz

término.

El ingeniero debe suministrar los detalles al proyectista, de manera guía

general:

• Plano de planta: incluye los apoyos de columnas, lista de perfiles,

esquemas de carga sobre las fundaciones y notas generales.

• Plano de vigas Porta-grúas: ubicación, dimensiones y solicitaciones de

las vigas porta-grúas.

• Planos de arriostramiento: arrostramientos en planta y elevación,

ubicación de puertas y ventanas, tipo de muros y techumbre.



• Cortes principales: sección transversal de columna y cercha o pórtico

rígido, sección de muros laterales y frontales con detalles de herrería.

• Accesorios y miscelánea escaleras, plataformas, etc.

b) PLANO DE DETALLE

Una vez realizados los planos de diseño se procede a realizar los planos de

detalles. Estos tienen como objetivo proporcionar al taller las informaciones

necesarias para construir la estructura y su utilidad desaparece después de

ejecutada la obra. En estos, generalmente, se sigue una ordenación que

corresponde al orden de elaboración en el taller y a la secuencia de montaje en

el terreno y en su preparación se emplean símbolos y convenciones internas

de cada taller, el cual tiende a simplificar el trabajo.

El número de planos de detalles es considerablemente mayor que el de

diseño. Por lo general un plano de diseño puede generar entre 1 y 10 planos

de detalles, según la complejidad de estructura.

El primer paso de la preparación de un plano de detalle es la resolución del

sistema, o sea, la determinación de la longitud exacta, con aproximación de 1

mm, entre los diversos nodos o puntos de cruce de los ejes de los elementos

estructurales.

A continuación es necesario resolver los nodos, es decir, la disposición de los

diversos elementos que concurren a un punto, indicando la posición de

perforaciones, soldaduras, corte de piezas, etc.

Los dos párrafos precedentes recalcan la necesidad de acotar todas las

dimensiones para que los miembros y elementos puedan construirse sin

necesidad de tomar medidas a escala.

La secuencia a seguir en la preparación de planos de detalle para un edificio

industrial es la siguiente:

• Lista avanzada de materiales



- Pernos de anclaje: este plano debe prepararse con mucha

anticipación al resto, pues los pernos deben entregarse antes del

vaciado de las fundaciones. Esto requiere del cálculo preliminar

de las fundaciones y tipos de apoyos de las columnas.

- Columnas y placas de apoyo.

- Vigas porta-grúas.

- Armaduras de techo.

- Estructura de fachadas.

- Arriostramientos de techos y fachadas

- Correas y tirantes

- Escaleras, plataformas, barandas, escalones, vigas contravientos

y elementos accesorios.

- Cubiertas de techos y fachadas

- Herrería y acabados



CONCLUSION

• El objetivo principal de un diseñador de estructuras es lograr elementos

estructurales económicos, que cumplan con los requisitos de seguridad,

funcionalidad y estética. Para ello se requiere de un buen análisis y

diseño estructural; tareas que comprenden un gran número de cálculos y

operaciones numéricas. También hay que destacar que muchas

metodologías, desarrolladas en la actualidad para el diseño de

estructuras, utilizan soluciones interactivas que pueden ser desventajas

para los diseñadores.

• Pudiera pensarse en la introducción de aquellos casos en los que las

columnas de acero se encuentran sometidas a fuerzas de tensión en

lugar de fuerzas compresivas. También resultaría interesante incorporar

software de diseño de placas base, a un programa cuya función principal

sea a de diseñar columnas de acero. De este modo podría obtenerse un

software que sea capaz proporcionas las dimensiones tanto de la

columna como de su placa base.

• La Ingeniería Civil no es una ciencia aislada ya que, para complementar

y facilitar su estudio y aplicación, es indispensable echar mano de los

conocimientos utilizados en otras ramas.

acero estructural unidad i

Documents