{ESTRUCTURAS

METÁLICAS

CONSTRUCCIÓN III

Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, se utilizan por norma general en el sector industrial porque tienen excelentes características para la construcción , son muy funcionales y su costo de producción suele ser mas barato que otro tipo de estructuras .Normalmente cualquier proyecto de ingeniería , arquitectura , etc. Utiliza estructuras metálicas.

Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero.

Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra significativamente.

GENERALIDADE

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HISTORIA DE ESTRUCTURAS METALICAS El uso de hierro en la construcción se remonta a los

tiempos de la Antigua Grecia; se han encontrado algunos templos donde ya se utilizaban vigas de hierro forjado.

Pero, en verdad, comienza a usarse el hierro como elemento estructural en el siglo XVIII; en 1706 se fabrican en Inglaterra las columnas de fundición de hierro para la construcción de la Cámara de los Comunes en Londres

Exposición de París de 1889, el ingeniero Ch. Duter presenta su diseño la Galerie des Machine, un edificio que descubre las ventajas plásticas del metal con una estructura ligera y mínima que permite alcanzar grandes luces con una transparencia nunca lograda antes.

Comienza en el siglo XIX. Revoluciono la industria de la construcción porque ofrece una

enorme cantidad de posibilidades para el diseño. Aparece el perfil "doble T" en 1836, remplazando a la madera y

revoluciona la industria de la construcción creando las bases de la fabricación de piezas en serie.

Una gran parte de la arquitectura aprovecha las ventajas que ofrece el acero, pues este ha ido mejorando sus propiedades físicas así como técnicas constructivas de diseño.

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La Estructuras Metálicas son las que la mayor parte de los elementos o partes que la forman son de metal (más del 80%), normalmente acero.

Definición

Como las estructuras están formadas por un conjunto de partes, estas partes deben cumplir condiciones según normas.

Condiciones que debe cumplir las estructuras

metálicas Que sea Rígida: Que la estructura no se deforme al aplicar las fuerzas sobre ella.

Que sea Estable : Que no vuelque.

Que sea Resistente : Que al aplicarle las fuerzas, todos los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se verán sometidos sin romperse o deformarse.

Propiedades técnicas

ELASTICIDAD : es la propiedad de los cuerpos de recuperar su estado primitivo al cesar la fuerza.

DUCTIBILIDAD : capacidad de los cuerpos para alargarse en sentido longitudinal, convirtiéndose en alambres o hilos .

FORJABILIDAD: Propiedad cambiar de forma los metales en estado solido caliente

TENACIDAD : Es la resistencia a la rotura por tracción que tienen los cuerpos debido a la cohesión de sus moléculas.

SOLDABILIDAD: Consiste en la unión de 2 metales por presión y fusión hasta formar un trozo único.

FACILIDAD DE CORTE : Propiedad de separar el metal en pedazos por medio de herramienta cortante adecuada .

Ventajas de las estructuras de acero

Construcciones a realizar en tiempos reducidos de ejecución. Construcciones en zonas muy congestionadas como centros urbanos

o industriales en los que se prevean accesos y acopios dificultosos. Edificios con probabilidad de crecimiento y cambios de función o de

cargas. Construcciones donde existen grandes espacios libres, por ejemplo:

locales públicos, salones. El montaje es independiente de las condiciones climáticas y por

consiguiente se pueden garantizar los plazos de ejecución y la entrega final de las obras.

Los edificios de varias plantas con estructura de acero son más ligeros, lo que implica una cimentación más económica.

Los edificios con estructura de acero ofrecen una gran libertad compositiva por la reducida sección estructural de sus elementos portantes.

 

Ventajas Ambientales Material reciclable y respetuoso con el

medio ambiente No contaminan el entorno durante

todo su ciclo de vida útil o al final de este

Menor tasa de polución ambiental como resultado del transporte y durante la construcción

Corrosión: Debe recubrirse siempre con esmaltes anticorrosivos , exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable.

Calor , fuego: En incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente.

Pandeo elástico: debido a su alta relación resistencia/peso , el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero.

Fatiga : la resistencia del acero puede disminuir cuando se somete aun gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos(Alternancia y Variabilidad de tensiones).

Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción

Desventajas

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de hormigón, es decir, que deben estar diseñadas para resistir acciones verticales y horizontales.

Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso normal en estructuras metálicas, se hace necesario rigidizar la estructura a través de triangulaciones (llamadas cruces de San Andrés), o empleando pantallas adicionales de hormigón armado.

Las barras de las estructuras metálicas trabajan a diferentes esfuerzos de compresión y flexión.

CRUZ DE SAN ANDRES

Partes de una Estructura Metálica Estructura Metálica Principal: La estructura metálica

principal se compone de todos aquellos elementos que estabilizan y transfieren las cargas a los cimientos (que normalmente son de hormigón reforzado). La estructura metálica principal es la que asegura que no se vuelque, que sea resistente y que no se deforme. Normalmente está formada de los siguientes elementos:

VIGAS METALICAS: Las vigas metálicas son los elementos horizontales, son barras horizontales que trabajan a flexión. Dependiendo de las acciones a las que se les someta sus fibras inferiores están sometidas a tracción y las superiores a compresión. Existen varios tipos de vigas metálicas y cada una de ellas tiene un propósito ya que según su forma soportan mejor unos esfuerzos u otros como pueden ser:     

Viguetas: Son las vigas que se colocan muy cerca unas de otras para soportar el techo o el piso de un edificio por ejemplo; cuando vemos un edificio que está sin terminar, suelen ser las vigas que vemos.

Dinteles: Los dinteles son las vigas que se pueden ver sobre una abertura, por ejemplo, las que están sobre las puertas o ventanas. 

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PILARES METALICOS: Los pilares metálicos son los elementos verticales, todos los pilares reciben esfuerzos de tipo axil, es decir, a compresión. También se les llama montantes.

  Estructura Metálica Secundaria: Esta estructura

corresponde fundamentalmente a la fachada y a la cubierta, lo que llamamos también subestructura y se coloca sobre la estructura metálica principal, y ésta puede ser metálica o de hormigón.