Estructuras Metlicas

Estructuras MetlicasInterpretacin de Procedimientos Constructivos.

Los tipos de estructuras metlicas pueden ser livianos y semipesados; atendiendo a su forma son rgidos, semirrgidos, de apoyos libre y pre esforzados. Dentro de esto intervienen las soldadas, remachadas, atornilladas y soldadas en taller. Es la tcnica y la experiencia quienes aconsejan cual es la ms eficiente, mejor condicin de estabilidad, diseo y costo.

Mara Fernanda Martnez Corts13/07/2015

Consideraciones GeneralesExisten ya especificaciones y normas editadas para tratar con detalle el vasto campo de las estructuras metlicas, estos enumeran las condiciones que lo rigen internacionalmente.Condiciones preliminares1. Con la idea general del cliente, de acuerdo a sus necesidades, el *estructurista plantea a sus ingeniero s encargados del clculo y diseo del problema la solucin ms conveniente. Desde un punto de vista econmico teniendo en cuenta las condiciones del terreno, sus vas de comunicacin, el clima de la regin y el destino de la obra (fbrica, taller, escuela, auditorio, etc.); esta idea puede llamarse primer anteproyecto.2. Primera eliminacin de inconvenientes y defectos de la idea original, estableciendo el tipo de diseo (techumbre de armaduras, de marcos rgidos, columnas de celosa, tubulares, etc.)3. Elaboracin del anteproyecto, puede ser por dos sistemas.a) De acuerdo con la determinacin de cargas, condiciones de trabajo, sistemas, etc., se analizan los esfuerzos, y con los datos de ellos se procede a determinar secciones de los elementos que formaran la estructura.Este sistema se emplea generalmente en caso de estructuras de edificios y talleres comunes, sistema estndar.b) Proponer o suponer secciones de los elementos, ya sea de fbrica o hechos en el lugar a base de secciones compuestas.Este procedimiento ahorra tiempo y da muy buenos resultados en estructuras especiales. 4. Elaboracin de los planos de detalle; estos servirn para la construccin, para cuantificar lo mejor posible los pesos en kilogramos de los diversos materiales a emplearse (viguetas, planos, placas, ngulos, tornillos, soldaduras), as como la mano de obra y costo aproximado.Al presentar al propietario un antepresupuesto, no siempre habr que hacer el diseo completo de la estructura solo se determina un precio aproximado.5. Revisin cuidadosa de los planos de detalle por otro ingeniero que no haya intervenido en el proyecto, este firmara como revisar.6. Fabricacin de los elementos con previa identificacin de los planos y la explicacin dada por el diseador.Aqu intervienen los llamados, cortadores, quienes hacen los cortes mediante equipos de oxigeno y acetileno, los agujeros de trabajo, agujeros para recibir los pernos, los cortes de las placas de conexin, de apoyo, etc.La mayora de los casos se construyen bancos de trabajo perfectamente nivelados y rgidos, estos sirven para controlar la calidad del trabajo, las dimensiones, niveles y deformaciones que originan el calor de los cortes.Las acotaciones en los planos son checadas al milmetro y su construccin es sumamente cuidadosa pues los errores pueden tener un costo de miles de pesos. Se acostumbra hacer pruebas a los soldadores y se envan las muestras a laboratorios de pruebas de resistencia, penetracin, porosidad, etc.7. Transporte o flete de la estructura al lugar de la obra, un flete defectuoso produce deformaciones y roturas muy graves.8. Montaje, segn sea el caso pueden elaborarse planos donde se especifica el orden en que deben colocarse las piezas, la posicin, etc.9. Revisin de la estructura ya montada y se procede a pintar con anticorrosivos.Diferentes Tipos de Estructuras Metlicas1. LIGERA: ngulos de 25 a 50 mm, fierro redondo liso o corrugado hasta 13 mm de dimetro; las trabes, columnas y largueros estn formados con estos materiales trabajados en tipo celosa. Se emplea para soportar cubiertas de lmina de asbesto o lamina galvanizada.2. MEDIANA: se fabrica con los materiales anteriormente mencionados, combinados con ngulos de mayor seccin para formar columnas y trabes de celosa. Puede fabricarse con perfiles tubulares; con viguetas y canales de secciones comerciales combinadas con trabes de celosa. Se emplea para soportar cubiertas de concreto, lamina de asbesto y galvanizada.3. PESADA: est formada por todos los perfiles laminados comerciales como ngulos, canales, viguetas, redondos, placas, etc. Se emplea para soportar cubiertas de grandes claros y fuertes cargas.SoldaduraLa soldadura es elemento primordial en la elaboracin de estructuras metlicas.Soldadura de ArcoLa soldadura estructural puede ser soldadura de gas o de arco. El procedimiento de arco elctrico es tan usado que es sinnimo de soldadura estructural. Este es un proceso muy simple, la corriente elctrica proporciona la soldadura caliente a travs de un arco elctrico. Una terminal generadora de corriente elctrica se conecta al metal base y la otra terminal se conecta al electrodo o varilla de soldadura. A travs de un electrodo fijador o maneral aislante. Dependiendo del tipo de electrodo y otros factores, la terminal positiva del generador puede sujetarse al metal base o al electrodo, produciendo respectivamente polaridad directa o inversa.El tipo de trabajo, la rapidez de soldadura requerida, la penetracin del metal soldado y las caractersticas fsicas de la soldadura, determinan la eleccin de: dimetro del electrodo, tipo de cubierta, voltaje y corriente.El electrodoPropiedades de la soldadura tales como, dureza, ductibilidad y resistencia a la corrosin cambian con la eleccin de la varilla de soldadura. De esta hay dos tipos:1. washed o electrodos ligeramente cubiertos, estos producen soldaduras quebradizas.2. Electrodos fuertemente cubiertos, que producen soldaduras dctiles y fuertes, resistentes a la corrosin, soldadura estructural de mejor calidad.

Hay tres efectos deseables producidos por una cubierta propiamente fabricada:1. Las cubiertas se queman muy lentamente y se extienden bajo la varilla, dirigiendo y protegiendo la parte superior del arco.2. Las cubiertas fundidas despiden un gas inerte que envuelve la parte ms baja del arco y mantienen lejos el oxigeno atmosfrico, ya que este reacciona haciendo quebradiza la soldadura.3. La escoria depositada despus del encendido de la capa que envuelve la varilla se mantiene sobre la soldadura y la protege de la atmosfera, mientras se enfra.

Sistemas de la A.W.S para la numeracin de electrodos La letra E significa electrodo y se refiere a soldadura por arco. La letra R significa varilla y se refiere a la soldadura autgena. Para los electrodos de acero y los de acero de baja aleacin, las dos primeras cifras de un numero de cuatro cifras, o las tres primeras cifras de un numero de cinco cifras, designan la resistencia a la traccin:E-60xxSignifica una resistencia a la traccin de 60,000 libras por pulg. cuadrada (42.2 kg/mm2)

E-70xxSignifica una resistencia a la traccin de 70,000 libras por pulg. cuadrada (49.2 kg/mm2)

E-100xxSignifica una resistencia a la traccin de 100,000 libras por pulg. cuadrada (70.3 kg/mm2)

La antepenltima cifra indica la posicin para soldar:Exx1xSignifica en todas las posiciones

Exx2xSignifica posicin horizontal o plana

Exx3xSignifica posicin plana solamente

La ltima cifra no tiene significado si se le considera por si sola; pero las dos ltimas cifras consideradas en conjunto indican polaridadExx10Significa corriente continua, polo positivo

Exx11Significa corriente continua, polo positivo o corriente alterna

Exx12Significa corriente continua, polo negativo o corriente alterna

Exx14Significa corriente alterna o corriente continua

Exx15Significa corriente continua, polo positivo

Exx16Significa corriente alterna o continua, polo positivo

Exx20Significa corriente alterna o corriente continua

Exx24Significa corriente alterna o continua, ambos polos

Exx27Significa corriente alterna o continua, polo negativo

Cuando se trata de electrodos de acero inoxidable, tal como E-347-15:A. Las tres primeras cifras indican la clase de acero inoxidableB. Las dos ltimas cifras indican posicin y polaridad. Para los diferentes tipos de revestimiento, los electrodos tipo:E-6010 y E-6011Tienen un revestimiento con alto contenido de materia orgnica (celulosa)

E-6012 y E-6013Tienen un revestimiento con alto contenido de oxido de rutilo (titanio)

E-6015 y E-6016Tienen un revestimiento con bajo contenido de hidrogeno (cal y carbono de sodio o cal con oxido de rutilo)

E-6020 y E-6030Tienen un revestimiento con alto contenido mineral ( oxido de hierro y manganeso)

Distribucin de soldaduras estructuralesAdems de las estructuras sobre cabeza, las hay planas, horizontales y verticales.Soldaduras a TOPE y de FILETEUna soldadura a tope puede actuar en tensin o comprenso directas, nicamente.Una soldadura de filete estando situada al lado o arista del metal base, estar sufriendo esfuerzo cortante, as como tensin o compresin y usualmente, flexin.La soldadura a tope muestra mayor resistencia, aun as, las conexiones estructurales se construyen con soldadura de filete.Conexiones estructurales DIRECTASLas conexiones de perfiles estructurales son ms fciles de construirse mediante filetes, debido a que evitan la operacin de ensambladuras o biselado en las orillas de los miembros. Las conexiones directas se reservan generalmente para trabajos pequeos.Debido a que es la ms barata, las prcticas de campo sern ideadas para emplear ms a menudo este mtodo. Conexiones de viga que permiten ajustes en la longitudLa conexin de la viga al asiento es por medio de pernos de localizacin, pero el asiento esta estructuralmente soldado a la columna para resistir la reaccin extrema de la viga. Los agujeros de los pernos pueden ranurarse en un miembro para la fcil alineacin de las columnas y las vigas pueden ser unidas por medio de soldadura de campo a las mnsulas luego de ser alineadas.Empalmes de columnasLos requisitos para un empalme satisfactorio son un par de ngulos de conexin para alinear las columnas durante el montaje y suficiente soldadura para producir una conexin firme. Las soldaduras deben disearse para el 25% de la carga directa de la columna.En muchos empalmes no puede transmitirse la carga total por aplastamiento, en tales casos se utilizan placas horizontales de apoyo. Una columna que sufre flexin debe ser empalmada para resistir tanta tensin como compresin.Bases de columnasLa ms barata para la construccin ligera es una placa laminada soldada, atiesadas por medio de carteles.