CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN AL DISEÑO ESTRUCTURAL EN ACERO

1.1.- VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

El acero es el material estructural perfecto ya que nos permite construir puentes, edificios, torres y otras estructuras. La perfección de este material, posiblemente el más versátil de todos los materiales estructurales, se debe en gran medida a su gran resistencia, poco peso, facilidad de fabricación y otras propiedades. Algunas de las ventajas del acero son:

Alta resistencia

La resistencia del acero por unidad de peso implica que será relativamente bajo el peso de las estructuras; esto es muy importante en puentes con grandes claros, edificios altos y en estructuras con condiciones deficientes en la cimentación.

Uniformidad

Las propiedades del acero no cambian apreciablemente en el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

Elasticidad

El acero se acerca más en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los materiales. Los momentos de inercia de una estructura de acero pueden calcularse exactamente, mientras que los valores obtenidos en una estructura de concreto reforzado son relativamente imprecisos.

Durabilidad

Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado, éstas dudaran indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos, indican que bajo ciertas condiciones no se requiere ningún mantenimiento a base de pintura.

Ductilidad

La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza ductil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente en diversos puntos, evitando así fallas prematuras. Además, estas estructuras al sobrecargarlas producen grandes deflexiones que ofrecen evidencia visible de una falla inminente.

Tenacidad

Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad, por lo que pueden absorber grandes cantidades de energía. Un miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes deformaciones será aún capaz de resistir grandes fuerzas; esto implica que los miembros

de acero pueden someterse a grandes deformaciones durante su formación y montaje sin fracturarse, lo que permite doblarlos, martillarlos, cortarlos y taladrarlos sin daño aparente.

Ampliaciones de estructuras existentes

Las estructuras de acero se adaptan muy bien a posibles adiciones. Se pueden añadir nuevas crujías e incluso alas enteras a estructuras de acero ya existentes, como los puentes que con frecuencia pueden ampliarse.

Propiedades diversaso Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conexión como

soldadura, tornillos y remaches.o Posibilidad de prefabricar los miembroso Rapidez de montajeo Gran capacidad para laminarse en una gran cantidad de tamaños y formas.o Resistencia a la fatigao Reuso posible después de desmontar una estructurao Posibilidad de venderlo como “chatarra”, aunque no pueda utilizarse en su forma

existenteo El acero es el material reutilizable por excelencia

1.2.- DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

El uso del acero en las estructuras presenta las siguientes desventajas

Costo del mantenimiento

La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al aire y al agua, por lo que deben pintarse periódicamente. Aunque puede implementarse el uso de aceros intemperizados para ciertas aplicaciones, con lo que se elimina este costo.

Costo de la protección contra el fuego

Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios. Además, el acero es un excelente conductor de calor, por lo que los miembros de acero sin protección pueden transmitir suficiente calor de una sección o compartimiento incendiado de un edificio a secciones adyacentes e incendiarlas. Esto implica que las estructuras de acero deban protegerse con materiales que tienen características aislantes o acondicionar el edificio con sistemas antincendios.

Susceptibilidad al pandeo

Cuanto más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. El acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al usarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.

Fatiga

La resistencia del acero puede reducirse si se somete a un gran numero de inversiones del sentido del esfuerzo, o bien, a un gran numero de cambios de la magnitud del esfuerzo de tensión. Estos problemas de fatiga sólo se presentan en tensiones.

Fractura Fragil

Bajo ciertas condiciones, el acero puede perder su ductilidad y la falla frágil puede ocurrir en lugares de concentración de esfuerzos. Las cargas que producen fatiga y muy bajas temperaturas agravan la situación.

1.3.- PRIMEROS USOS DE HIERRO Y EL ACERO

Aunque el primer metal que usaron los seres humanos probablemente fue algún tipo de aleación de cobre, tal como el bronce, los avances más importantes en el desarrollo de los materiales han ocurrido en la fabricación y uso del hierro y del acero. Actualmente el hierro y el acero comprenden casi el 95% en peso de todos los metales producidos en el mundo.

El uso de hierro ha tenido una gran influencia en el avance de la civilización desde los tiempos más remotos y probablemente la seguirá teniendo en los siglos venideros. Según la teoría clásica sobre la primera producción de hierro en el mundo, hubo una vez un incendio forestal en el Monte Ida en la antigua Troya (actual Turquía) cerca del mar Egeo. El terreno supuestamente era muy rico en depósitos ferrosos y el calor del fuego produjo una forma primitiva de hierro a la que se le pudo dar diversas formar al golpearla. Sin embargo, muchos historiadores creen que el hombre aprendió a usar primero el hierro que cayó a la Tierra en forma de meteoritos, el cual con frecuencia está combinado con níquel, convirtiéndolo en un metal más duro. Este material fue forjado por los primeros hombres para fabricar armas y herramientas primitivas.

El acero se define como una combinación de hierro y pequeñas cantidades de carbono. El primer acero seguramente se obtuvo cuando los otros elementos necesarios para producirlo se encontraron presentes por accidente cuando se calentaba el hierro. El primer proceso para producir acero en grandes cantidades se le dio el nombre de Sir Henry Bessemer de Inglaterra, sin embargo el primero en realizar el mismo procedimiento siete años antes fue William Kelly de Eddyville, Kentuchy.

Kelly y Bessemer se percataron que un chorro de aire a través del hierro fundido quemaba la amyor parte de las impurezas en el metal. Desafortunadamente, el chorro de aire eliminaba algunos elementos provechosos como el carbono y el manganeso. Después se aprendió que esos elementos podían restituirse añadiendo hierro especular, que es una aleación de hierro, carbono y manganeso; también se aprendió que al agregar piedra caliza en el convertidor, podía removerse el fósforo y la mayor parte del azufre.

El desarrollo del proceso Bessemer y sus avances subsecuentes, así como el proceso de corazón abierto, permitió la fabricación de acero a precios competitivos, lo que estimuló el casi increíble desarrollo del acero estructural que ha tenido lugar en los últimos 100 años.

1.4.- PERFILES DE ACERO

Los primeros perfiles estructurales fueron ángulos de hierro laminados. Las vigas I de acero se laminaron en 1884 y la primera estructura reticular (el edificio de la Home Insurance Company de Chicago) fue montada ese mismo año. El crédito por inventar el rascacielos se le otorga generalmente al ingeniero William LeBaron Jenny, que ideó esta estructura. Para los muros exteriores de este edificio de 10 niveles, Jenny usó columnas de hierro colado recubiertas por ladrillos.

El primer edificio totalmente de acero fue el segundo edificio de la Rand-McNally terminado en 1890 en Chicago. El uso de elevadores para pasajeros operados mecánicamente utilizados en la torre Eiffel, junto con la idea de Jenny respecto a la estructuración articulada, permitió la construcción de miles de edificios altos en todo el mundo en los siguientes 100 años.

Durante los primeros años del uso del acero, las diversas laminadoras fabricaron sus propios perfiles. En 1896, la Association of American Steel Manufacturers (Asociación Americana de Fabricantes de Acero; llamado actualmente Instituto Americano del Hierro y el Acero, AISI) hizo los primeros esfuerzos para estandarizar los perfiles.

El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Los miembros estructurales más convenientes son aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas como los perfiles I, T Y [.

Por lo general los perfiles de acero se designan por la forma de sus secciones transversales. Sin embargo, las vigas estándar americanas (llamadas vigas S) y las vigas de patín ancho (llamadas viga W) tienen forma de I. Es importante mencionar que los espesores constantes o casi constantes de los patines de las vigas W facilitan las conexiones.

1.5.- PERFILES DE LÁMINA DELGADA DE ACERO DOBLADOS EN FRÍO

Además de los perfiles de acero laminados en caliente analizados previamente, existen algunos perfiles de acero rolados en frío. Estos se fabrican doblando laminas delgadas de acero de bajo carbono o baja aleación en prácticamente cualquier sección transversal deseada. Esos perfiles que pueden utilizarse para los miembros más ligeros suelen usarse en algunos tipos de tableros, techos, pisos y muros. El trabajo en frio reduce algo la ductilidad, pero también incrementa un poco la resistencia.

1.6.- RELACIONES ESFUERZO-DEFORMACIÓN DEL ACERO ESTRUCTURAL

Para entender el comportamiento de las estructuras metálicas es indispensable que el proyectista conozca las propiedades del acero. Los diagramas esfuerzo-deformación ofrecen parte de la información necesaria para entender cómo se comporta este material en una situación particular.

El mayor esfuerzo para el que todavía es válida la ley de Hooke o el punto más alto de la porción recta del diagrama esfuerzo-deformación se denomina “limite proporcional”. El mayor esfuerzo

que un material puede resistir sin deformarse permanentemente se llama límite elástico. Este valor rara vez se mide y para la mayoría de los materiales estructurales, incluido el acero, es sinónimo del límite proporcional, es por esto que se usa a veces el término límite proporcional elástico.

El esfuerzo en el que se presenta un incremento brusco en el alargamiento o deformación sin un incremento en el esfuerzo, se denomina esfuerzo de fluencia, y corresponde al primer punto del diagrama esfuerzo-deformación en el cual la tangente a la curva es horizontal. Más allá del esfuerzo de fluencia hay un intervalo en el que ocurre un incremento considerable de la deformación sin incremento de esfuerzo llamado “deformación elástica”. La deformación que ocurre después del esfuerzo de fluencia sin incremento de esfuerzo se denomina “deformación plástica”.

La fluencia del acero es una característica muy útil, ya que significa que el acero tiene una reserva de deformación plástica que le permite resistir sobrecargas y golpes repentinos. Si no tuviese esta capacidad, el acero se fracturaría como un vidrio.

Después de la región plástica se tiene una zona llamada “endurecimiento por deformación” en la que se requieren esfuerzos adicionales para producir deformaciones mayores. Esta porción del diagrama no resulta muy importante ya que las deformaciones son muy grandes

Una propiedad muy importante de una estructura que no se ha esforzado más allá de su punto de fluencia, es que ésta recuperará su longitud original cuando se supriman las cargas. Si se esfuerza más allá de ese punto recuperará sólo parte de su longitud inicial.

El acero es una aleación compuesta principalmente de hierro (más de 98%), contiene también pequeñas cantidades de carbono, silicio, manganeso, azufre, fósforo y otros elementos. El carbono es el elemento que tiene la mayor influencia en las propiedades del acero. La dureza y la resistencia aumentan con el porcentaje de carbono, pero desafortunadamente el acero resultante es más frágil y su soldabilidad se ve afectada. Por otra parte, la adición de cromo, silicio y níquel dan como resultado aceros con mayores resistencias, pero éstos son más costosos y difíciles de fabricar.

1.7.- ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOS

Las propiedades del acero pueden cambiarse en gran medida variando las cantidades presentes de carbono y añadiendo otros elementos como silicio, níquel, manganeso y cobre. Un acero que tenga cantidades considerables de estos últimos elementos se denominara acero aleado.

La composición química del acero es de suma importancia en sus efectos sobre sus propiedades tales como la soldabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fractura, etc. La ASTM especifica los porcentajes exactos máximos de carbono, manganeso, silicio, etc., que se permiten en los aceros estructurales. Aunque las propiedades físicas y mecánicas de los perfiles de acero las determina principalmente su composición química, también influye en ellas, hasta cierto punto, el proceso de laminado, la historia de sus esfuerzos y el tratamiento térmico aplicado.

Los aceros estructurales se agrupan generalmente según varias clasificaciones principales de la ASTM. Los aceros de propósitos generales (A36), los aceros estructurales de carbono (A529), los aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (A572), los aceros estructurales de alta resistencia, baja aleación y resistentes a la corrosión atmosférica (A242 y A588) y la placa de acero templada y revenida (A514 y A852).

Aceros de carbono

Estos aceros tienen como principales elementos de resistencia al carbono y al manganeso en cantidades cuidadosamente dosificadas. Se dividen en cuatro categorías dependiendo del porcentaje de carbono:

o Acero de bajo contenido de carbono <0.15%o Acero dulce al carbono 0.15 a 0.29% (El acero estructural al carbono queda dentro de

esta categoría)o Acero medio al carbono 0.30 a 0.59%o Acero con alto contenido de carbono 0.60 a 1.70%

Aceros de alta resistencia y baja aleación

Existe un gran número de aceros de este tipo clasificados por la ASTM. Estos aceros obtienen sus altas resistencias y otras propiedades por la adición, aparte del carbono y manganeso, de uno o más agentes aleantes como el columbio, vanadio, cromo, silicio, cobre, níquel y otros. Se incluyen aceros con esfuerzos de fluencia comprendidos entre 40ksi y 70 ksi. Estos aceros generalmente tienen mucha mayor resistencia a la corrosión atmosférica que los aceros al carbono. El término baja aleación se usa para describir arbitrariamente aceros en los que el total de elementos aleantes no excede el 5% de la composición total.

Aceros estructurales de alta resistencia, baja aleación y resistentes a la corrosión atmosférica

Cuando los aceros se alean con pequeños porcentajes de cobre, se vuelven más resistentes a la corrosión. Estos aceros al estar expuestos a la atmósfera se oxidan y forman una película adhesiva muy comprimida conocida como patina, la cual impide una mayor oxidación y se elimina así la necesidad de pintarlos. Las principales aplicaciones de este tipo de acero son en estructuras con miembros expuestos y difíciles de pintar como puentes, torres de transmisión, etc. Pero son inapropiados en lugares donde queden expuestos a brisas marinas, niebla, humos industriales corrosivos o bajo condiciones sumergidas.

Aceros templados y revenidos

Estos aceros tienen agentes aleantes en exceso y son tratados térmicamente para darles dureza y resistencia con fluencias comprendidas entre 70 ksi y 110 ksi. El revenido consiste en un enfriamiento rápido del acero con agua o aceite; en el templado el acero se recalienta y luego se deja enfriar. Los aceros templados y revenidos no muestran puntos bien definidos de fluencia. En vista de ello su resistencia a la fluencia se define en función del esfuerzo asociado a una deformación del 0.2%

1.8.- USOS DE LOS ACEROS DE ALTA RESISTENCIA

Existen grupos de acero de ultra alta resistencia que tienen fluencias de entre 160 ksi y 300 ksi. Sin embargo la ASTM no les ha asignado un número de clasificación.

Entre los factores adicionales que pueden conducir al uso de los aceros de alta resistencia se encuentran los siguientes:

o Alta resistencia a la corrosión.o Posibles ahorros en los costos de montaje, transporte y cimentaciones debido al menor

peso.o Uso de vigas de menor peralte, que permite reducir el espesor de los pisos.o Posibles ahorros en la proyección contra el fuego porque pueden usarse elementos más

pequeños.

1.9.- MEDICIÓN DE LA TENACIDAD

La tenacidad a la fractura del acero se usa como una medida general de su resistencia al impacto o de su capacidad para absorber incrementos repentinos en los esfuerzos de muesca. Entre más ductil es el acero, mayor es su tenacidad. Por otra parte, entre más baja es la temperatura, mayor es su fragilidad. Se disponen de varios procedimientos para estimar la tenacidad de muesca, pero la prueba Charpy de muesca V es la más ampliamente usada. A pesar de que esta prueba es algo inexacta, ayuda a identificar los aceros frágiles, ya que mide la energía requerida para fracturar una pequeña barra de sección transversal rectangular con una muesca especifica.

1.10.- SECCIONES JUMBO

Las secciones jumbo se desarrollaron originalmente para usarse como miembros a compresión, y como tales tienen un comportamiento satisfactorio. Sin embargo, han sido usados con frecuencia como miembros a tensión o flexión. En estas condiciones sus patines y almas han presentado serios problemas de agrietamiento cuando se ha utilizado soldadura o corte térmico. Estos agrietamientos tienen por resultados menores capacidades de carga y problemas relacionados con la fatiga. Las secciones jumbos empalmadas con soldaduras pueden usarse satisfactoriamente en casos de tensión axial o de flexión.

1.11.- DESGARRAMIENTO LAMINAR

Las probetas de acero usadas para pruebas y desarrollo de curvas esfuerzo-deformación unitaria usualmente tienen sus ejes longitudinales en la dirección en la que el acero fue laminado. Si las probetas se toman con sus ejes longitudinales transversalmente a la dirección del laminado del acero, el resultado será una menor ductilidad y tenacidad.

Si una junta está fuertemente restriginda, la contracción de las soldaduras en la dirección del espesor no puede distribuirse adecuadamente y el resultado puede ser un desgarramiento del acero llamado “desgarramiento laminar”, el cual puede presentarse como un agrietamiento por fatiga después de la aplicación de un numero de ciclos de carga. Este problema puede eliminarse o minimizarse de forma considerable con detalles y procedimientos de soldadura apropiados.

1.12.- SUMINISTRO DE ESTRUCTURAS DE ACERO

El suministro de estructuras de acero consiste en el laminado de los perfiles, la fabricación de los elementos para un trabajo especifico y el montaje de estos. Muy rara vez una compañía ejecuta esas tres funciones y la compañía promedio realiza sólo una o dos de ellas. Los fabricantes de estructuras normalmente tienen pocos perfiles en bodega debido a los altos intereses y costos de almacenaje. Cuando deben fabricar una estructura, ordenan los perfiles cortados a determinadas longitudes directamente a las laminadoras y a los distribuidores de estas.

1.13.- EL TRABAJO DEL DISEÑADOR ESTRUCTURAL

El diseñador estructural distribuye y dimensiona las estructuras y las partes de éstas para que soporten satisfactoriamente las cargas a que quedarán sometidas. Sus funciones son: el trazo general de la estructura, el estudio de las formas estructurales posibles, la consideración de las condiciones de carga, el análisis de esfuerzos, deflexiones, etc., el diseño de los elementos y la preparación de los planos. Con más exactitud, la palabra diseño se refiere al dimensionamiento de las partes de una estructura después de que se han calculado las fuerzas.

1.14.- RESPONSABILIDAD DEL INGENIERO ESTRUCTURISTA

El ingeniero estructurista debe aprender a distribuir y a proporcionar las partes de las estructuras de manera que puedan montarse prácticamente, que tengan resistencia suficiente y que sean económicas.

Seguridad

Una estructura no sólo debe soportar con seguridad las cargas impuestas, sino soportarlas en forma tal que las deflexiones y vibraciones resultantes no sean excesivas y alarmen a los ocupantes o causen grietas en ella.

Costo

El proyectista siempre debe tener en mente la posibilidad de abatir los costos de la construcción sin sacrificar resistencia. Para ello deben considerarse algunos aspectos de construcción que pueden ayudar a reducir los costos como: el uso de elementos y materiales que no requieran un mantenimiento excesivo a través de los años.

Factibilidad.

Otro objetivo es el diseño de estructuras que puedan fabricarse y montarse sin mayores problemas. Los proyectistas necesitan conocer lo relativo a los métodos de fabricación y deben adaptar sus diseños a las instalaciones disponibles. También deben aprender todo lo relativo al detallado y al montaje de las estructuras. Entre más sepan sobre los problemas, tolerancias y márgenes de taller y campo, mayor será la posibilidad de que sus diseños resulten razonables, prácticos y económicos. Por último, debe dimensionar las partes de la estructura de manera que éstas no interfieran con las partes mecánicas o arquitectónicas.

1.15.- DISEÑO ECONÓMICO DE MIEMBROS DE ACERO

El diseño de un miembro estructural de acero implica mucho más que el cálculo de las propiedades requeridas para resistir las cargas y la selección del perfil más ligero que tenga tales propiedades. Aunque a primera vista este procedimiento parece que presenta los diseños más económicos, deben considerarse otros factores, como los siguientes:

1. El proyectista necesita seleccionar las dimensiones en que se fabrican los perfiles laminados. Vigas, placas y barras de tamaños poco comunes serán difíciles de conseguir en periodos de mucha actividad constructiva y resultaran costosos en cualquier época. Un poco de estudio le permitirá al proyectista aprender a evitar tales perfiles.

2. En ciertos casos, puede ser un error suponer que el perfil más ligero es el más barato. Una estructura diseñada según el criterio de la “sección más ligera” consistirá en un gran numero de perfiles de formas y tamaños diferentes. Tratar de conectar y adaptar todos esos perfiles será bastante complicado y el costo del acero empleado probablemente será muy alto. Un procedimiento más razonable sería unificar el mayor número posible de perfiles en cuanto al tamaño y forma, aunque algunos sean de mayor tamaño.

3. Las vigas escogidas para los pisos de edificios son las de mayor peralte, ya que esas secciones para un mismo peso, tienen los mayores momentos de inercia y de resistencia. Conforme aumenta la altura de los edificios, resulta económico modificar este criterio.

4. Los costos de montaje y fabricación de vigas de acero estructural son aproximadamente los mismos para los miembros ligeros o pesados. Las vigas deben entonces espaciarse tanto como sea posible para reducir el numero de miembros que tengan que fabricarse y montarse.

5. Los miembros de acero estructural deben pintarse sólo si lo requiere la especificación aplicable. El acero no debe pintarse si va a estar en contacto con concreto. Además, los

diversos materiales resistentes al fuego usados para proteger a los miembros de acero, se adhieren mejor si las superficies no están pintadas.

6. Es muy conveniente utilizar la misma sección el mayor número de veces posibles, de tal manera se reducirán los costos de detallado, fabricación y montaje.

7. Para secciones grandes, particularmente las compuestas, el diseñador necesita tener información relativa a los problemas de transporte. Esta información incluye las máximas longitudes y alturas que pueden enviarse por camión o ferrocarril, los claros libres bajo puentes y líneas de transmisión que se encuentren en el camino a la obra, así como las cargas permisibles sobre los puentes que deban cruzarse. Es posible fabricar una armadura de acero para techo en una sola pieza, pero talvez no sea posible transportarla a la obra y montarla en una sola pieza.

8. Deben escogerse secciones que sean fáciles de montar y mantener.9. Los edificios tienen con frecuencia un gran numero de tuberías, conductos, etc., por lo que

deben escogerse elementos estructurales que sean compatibles con los requisitos de forma y tamaño impuestos por tales instalaciones.

10. Los miembros de una estructura de acero, a veces están expuestos al publico, sobre todo en el caso de los puentes de acero y auditorios. La apariencia puede ser el principal factor al tener que escoger el tipo de estructura, como en el caso de los puentes. Los miembros expuestos pueden ser muy estéticos cuando se disponen de manera sencilla y talvez cunado se escogen elementos con líneas curvas. Sin embargo, ciertos arreglos pueden ser sumamente desagradables a la vista. Sin duda, algunas estructuras bellas en apariencia, tienen un costo mayor.

1.16.- FALLAS EN ESTRUCTURAS

Es importante saber a qué debe dársele mayor atención y dónde se requiere asesoría exterior. El colapso de las estructuras se debe usualmente a una falta de atención a los detalles de las conexiones, deflexiones, problemas de montaje y asentamientos en la cimentación. Las estructuras de acero rara vez fallan debido a defectos del material, más bien lo hacen por su uso impropio.

Una falla frecuente se debe a que después de diseñar cuidadosamente los miembros de una estructura, se seleccionan en forma arbitraria conexiones que pueden no ser de suficiente tamaño. Talvez el error que más se comete es que se desprecian algunas fuerzas que actúan en las conexiones. Otra falla puede ocurrir cuando las vigas soportadas sobre muros tienen un apoyo o anclaje insuficiente.

Los asentamientos en las cimentaciones causan un gran numero de fallas estructurales, probablemente más que cualquier otro factor. La mayoría de los asentamientos en cimentaciones no conducen a desplomes de la estructura, pero con frecuencia ocasionan grietas de aspecto desagradable y depreciasión del sistema estrucutral.

1.17.- MANEJO Y EMBARQUE DEL ACERO ESTRUCTURAL

Las siguientes reglas generales se aplican a las dimensiones y pesos de piezas de acero estructural que pueden ser fabricadas en un taller, embarcadas a la obra y montadas.

1. Los pesos y longitudes máximos que pueden manejarse en el taller y en un sitio de construcción son aproximadamente 90 toneladas y 120 pie, respectivamente.

2. Piezas de 8 pie de altura, 8 pie de ancho y 60 pie de largo pueden ser embarcadas sobre camiones sin dificultad (siempre que los pesos en los ejes no excedan los valores permisibles indicados por las autoridades de las rutas designadas).

3. Hay pocos problemas en el envío por ferrocarril si las piezas no tienen más de 10 pie de alto, 8 pie de acho y 60 pie de largo y si no pesan más de 20 toneladas.

4. Las rutas deben ser cuidadosamente estudiadas y los transportistas consultados al respecto a los pesos y tamaños que excedan los valores indicados en los puntos anteriores.

1.18.- EXACTITUD DE LOS CÁLCULOS

Un punto muy importante es que el diseño estructural no es una ciencia exacta y que no tiene sentido tener resultados con ocho cifras significativas. Algunas de las razones se deben a que los métodos de análisis se basan en suposiciones parcialmente ciertas, a que las resistencias de los materiales varían apreciablemente y a que las cargas máximas sólo pueden determinarse en forma aproximada.

1.19.- INFLUENCIA DE LAS COMPUTADORAS EN EL DISEÑO DEL ACERO ESTRUCTURAL

La disponibilidad de las computadoras personales ha cambiado drásticamente la manera en que se analizan y diseñan las estructuras de acero. Muchos cálculos están implicados en el diseño del acero estructural y muchos de esos cálculos consumen mucho tiempo. Con una computadora, el ingeniero estructural puede reducir considerablemente el tiempo requerido para esos cálculos y emplear supuestamente el tiempo ahorrado para considerar otras alternativas de diseño.

Aunque las computadoras incrementan la productividad en el diseño, tienen sin duda a reducir la intuición del ingeniero hacia las estructuras. Esto puede ser un problema para los ingenieros jóvenes con poca experiencia previa al diseño, ya que pueden obtener grandes errores.

1.20.- DISEÑO CON AYUDA DE COMPUTADORA EN ESTE TEXTO

El programa llamado INSTEP, fue preparado por el Dr. James K. Nelson, opera con microcomputadoras IBM y compatibles que tengan un disco duro y sistema operativo MS-DOS