ANÁLISIS YANÁLISIS YDISEÑO DEDISEÑO DE

ESTRUCTURASESTRUCTURASDE ACERO EN DE ACERO EN

EDIFICIOSEDIFICIOS► PRESENTA:PRESENTA:

Arq. Milton Ricardo Andrade MSc.S.EArq. Milton Ricardo Andrade MSc.S.E

CONTENIDOCONTENIDO► PARTE I: GENERALIDADESPARTE I: GENERALIDADES

IntroducciónIntroducciónProceso de producción del aceroProceso de producción del aceroComposición química y propiedades físicasComposición química y propiedades físicasSecciones laminadas y armadas, tratamiento térmicoSecciones laminadas y armadas, tratamiento térmicoClasif icación y normas relevantesClasif icación y normas relevantesProtección ante corrosión e incendiosProtección ante corrosión e incendios

► PARTE II: ESTRUCTURASPARTE II: ESTRUCTURASIntroducciónIntroducciónClasif icación de miembros y sistemas estructuralesClasif icación de miembros y sistemas estructuralesEdificaciones a base de marcosEdificaciones a base de marcosComponentes del sistemaComponentes del sistemaFabricación y montaje en edif iciosFabricación y montaje en edif icios

► PARTE III: CARGAS Y FILOSOFÍA DELOS MÉTODOS DE PARTE III: CARGAS Y FILOSOFÍA DELOS MÉTODOS DE DISEÑODISEÑO

IntroducciónIntroducciónEspecif icaciones y códigos AISC-ASCEEspecif icaciones y códigos AISC-ASCENaturaleza de las cargasNaturaleza de las cargasFilosofía de los métodos ASD-LRFDFilosofía de los métodos ASD-LRFDProcesos de análisis y diseñoProcesos de análisis y diseño

► PARTE IV: ANALISIS ESTRUCTURAL Y CALCULO DE PARTE IV: ANALISIS ESTRUCTURAL Y CALCULO DE RESISTENCIASRESISTENCIAS

IntroducciónIntroducciónMarcos rígidos resistentes a momentoMarcos rígidos resistentes a momentoMarcos semi-rígidos y f lexiblesMarcos semi-rígidos y f lexiblesMarcos arriostrados y combinadosMarcos arriostrados y combinadosRequerimientos de sismoresistenciaRequerimientos de sismoresistencia

CONTENIDOCONTENIDO

CONTENIDOCONTENIDO► PARTE V: CONEXIONESPARTE V: CONEXIONES

IntroducciónIntroducciónComportamiento de conexiones (cortante, tensión y Comportamiento de conexiones (cortante, tensión y combinadas)combinadas)Diseño de conexiones empernadas Diseño de conexiones empernadas Conexiones soldadas, t ipos y procesos de soldaduraConexiones soldadas, t ipos y procesos de soldaduraDiseño y resistencia de soldadurasDiseño y resistencia de soldaduras

► PARTE VI: CONCLUSIONES Y PARTE VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES

► DURACIÓN 20 HORASDURACIÓN 20 HORAS

ANTECEDENTES DE LA ANTECEDENTES DE LA INDUSTRIA DEL ACEROINDUSTRIA DEL ACERO

► La industria del acero se remonta a mas de 150 La industria del acero se remonta a mas de 150 años, ya que es en 1855 cuando se establece la años, ya que es en 1855 cuando se establece la Asociación Americana del Hierro. En este año la Asociación Americana del Hierro. En este año la producción mundial fue de producción mundial fue de 7 mil lones de toneladas.7 mil lones de toneladas.

► A inicios del siglo XIX, la industria experimenta un A inicios del siglo XIX, la industria experimenta un crecimiento explosivo y se establece el crecimiento explosivo y se establece el Instituto Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) en 1908.Americano del Hierro y el Acero (AISI) en 1908.

► Para 1929, con el nacimiento del Para 1929, con el nacimiento del Instituto Americano Instituto Americano de Construcción en Acero AISCde Construcción en Acero AISC , la industria , la industria comienza a uti l izar terminología técnica y con comienza a uti l izar terminología técnica y con producción mundial promedio de producción mundial promedio de 250 mil lones de 250 mil lones de toneladas.toneladas.

► Para la década del 90 la producción mundial por año Para la década del 90 la producción mundial por año promedio fue de promedio fue de 750 mil lones de toneladas750 mil lones de toneladas ..

► Para inicios del nuevo milenio, la industria demanda Para inicios del nuevo milenio, la industria demanda una producción mundial por año cercana a las una producción mundial por año cercana a las 1000 1000 mil lones de toneladas.mil lones de toneladas.

CONCEPTO DE ACEROCONCEPTO DE ACERO

► Desde siempre han exist ido algunas confusiones Desde siempre han exist ido algunas confusiones en cuanto a la terminología entre el hierro y el en cuanto a la terminología entre el hierro y el acero, por la popularidad alcanzada del términoacero, por la popularidad alcanzada del término hierrohierro cuyo símbolo químico conocemos cuyo símbolo químico conocemos ( Fe ),( Fe ), por lo tanto l lamaremos hierro al producto que no por lo tanto l lamaremos hierro al producto que no t iene más compuesto que el de su propio t iene más compuesto que el de su propio nombre. Sin embargo, al hablar del acero y nombre. Sin embargo, al hablar del acero y analizar su composición química se determina analizar su composición química se determina que es un producto ferroso cuyo contenido de que es un producto ferroso cuyo contenido de carbono oscila entre 0.05% y 1.7 % , carbono oscila entre 0.05% y 1.7 % , definiéndose como: una aleación mineral definiéndose como: una aleación mineral metálica ymetálica y no metálica (hierro-carbono)no metálica (hierro-carbono) con otros con otros componentes que ayudan a diferir sus componentes que ayudan a diferir sus propiedades físico- químicas, de las cuales propiedades físico- químicas, de las cuales dependerá su comportamiento mecánico, jugando dependerá su comportamiento mecánico, jugando papel fundamental el papel fundamental el manganeso y sil iciomanganeso y sil icio en su en su resistencia y el resistencia y el fósforo y el azufrefósforo y el azufre en su en su porosidad. porosidad.

PROCESO DE PROCESO DE OBTENCIÓN DEL ACEROOBTENCIÓN DEL ACERO

Las dos grandes fuentes de Las dos grandes fuentes de obtención del acero se logra por obtención del acero se logra por dos procesos:dos procesos: LA METALURGIA Y LA METALURGIA Y LA SIDERURGIALA SIDERURGIA .. Ambas Ambas procedencias producen optimas procedencias producen optimas calidades, dependiendo de la calidades, dependiendo de la precisión y tecnología que se precisión y tecnología que se uti l iceuti l ice

MetalurgiaMetalurgia

► Al referirnos a la primera fuente de obtención, Al referirnos a la primera fuente de obtención, raramente estos minerales de óxido ferroso se raramente estos minerales de óxido ferroso se encuentran en estado puro en la naturaleza, por encuentran en estado puro en la naturaleza, por lo que hay que someterlos a una serie de lo que hay que someterlos a una serie de operaciones denominada: operaciones denominada: MetalurgiaMetalurgia , la cual , la cual consiste en separar los metales de las consiste en separar los metales de las impurezas u otros minerales no compatibles impurezas u otros minerales no compatibles que los acompañen.que los acompañen.

► El proceso metalúrgico consiste en los El proceso metalúrgico consiste en los siguientes pasos: siguientes pasos:

a) Exploración b) Extracción c) a) Exploración b) Extracción c) Trituración Trituración

d) Lixiviación e) Electrolisis f) d) Lixiviación e) Electrolisis f) FundiciónFundición

SiderurgiaSiderurgia

► En relación a la segunda fuente de obtención En relación a la segunda fuente de obtención del acero, se denomina del acero, se denomina siderurgiasiderurgia al proceso al proceso mediante el cual se obtienen productos con el mediante el cual se obtienen productos con el hierro y sus aleaciones, siendo el acero uno de hierro y sus aleaciones, siendo el acero uno de ellos.ellos.

► La La siderurgiasiderurgia también es considerada como una también es considerada como una continuación del proceso metalúrgico, ya que continuación del proceso metalúrgico, ya que una vez obtenido el oxido ferroso proveniente una vez obtenido el oxido ferroso proveniente de rocas, resalta también importancia el uso de de rocas, resalta también importancia el uso de los aceros reciclables, es decir las los aceros reciclables, es decir las ( chatarras ), en donde ambas materias primas ( chatarras ), en donde ambas materias primas ya sean separadas o combinadas inician el ya sean separadas o combinadas inician el proceso de producción del acero.proceso de producción del acero.

Procesos de producción Procesos de producción del acerodel acero

- La producción del acero, ya sea La producción del acero, ya sea partiendo de los minerales naturales o partiendo de los minerales naturales o de las chatarras, se realiza a través de de las chatarras, se realiza a través de varios procedimientos, f igurando entre varios procedimientos, f igurando entre los más usuales los siguientes:los más usuales los siguientes:

- a) a) Convertidores Bessemer y Thomas.Convertidores Bessemer y Thomas.- b)b) Convertidores Siemens Martín. Convertidores Siemens Martín.- c)c) Hornos de arco eléctrico o de Hornos de arco eléctrico o de

inducción.inducción.

Convertidores Convertidores Bessemer y ThomasBessemer y Thomas

El arrabio fundido se vierte en un convert idor, por El arrabio fundido se vierte en un convert idor, por cuyocuyo

fondo se inyecta una corriente de aire que quema lasfondo se inyecta una corriente de aire que quema lasimpurezas de la fundición; esta combustión impurezas de la fundición; esta combustión

desprende desprende el calor necesario para elevar la temperatura desde el calor necesario para elevar la temperatura desde 1,200 °C hasta 1,600 °C1,200 °C hasta 1,600 °C logrando la fusión del logrando la fusión del

acero.Enacero.Enel convert idor se logra una descarburación total y seel convert idor se logra una descarburación total y seagrega la cantidad de carbono de acuerdo al acero agrega la cantidad de carbono de acuerdo al acero

quequese desea; f inalmente se cuela y se deja solidif icar se desea; f inalmente se cuela y se deja solidif icar

enenlingotes o palanquil las que aún calientes pasan a serlingotes o palanquil las que aún calientes pasan a serlaminados.laminados.Con este proceso se obtienen únicamente acerosCon este proceso se obtienen únicamente acerosordinarios y al carbonoordinarios y al carbono ..

ConvertidoresConvertidoresSiemens MartinSiemens Martin

Se carga el arrabio junto con los acerosSe carga el arrabio junto con los aceros reciclables ( chatarras ) los cuales sonreciclables ( chatarras ) los cuales son mezclados para luego aportarle el mezclados para luego aportarle el

oxígenooxígeno necesario para la descarburación, necesario para la descarburación,

despuésdespuésSe le agrega la cantidad de Se le agrega la cantidad de carbonocarbonoadecuada para el acero deseado; una vezadecuada para el acero deseado; una vezalcanza la fusión se elimina la escoria y sealcanza la fusión se elimina la escoria y seprocede a la colada, obteniendo acerosprocede a la colada, obteniendo acerosordinarios, al carbono y especiales.ordinarios, al carbono y especiales.

Hornos de arco eléctrico o Hornos de arco eléctrico o de inducciónde inducción

Es el proceso de producción más uti l izado ya queEs el proceso de producción más uti l izado ya quees más controlable y exacto. Siempre y cuandoes más controlable y exacto. Siempre y cuandoexista mano de obra calif icada, este procedimientoexista mano de obra calif icada, este procedimientopermite obtener productos de alta calidad.permite obtener productos de alta calidad.Normalmente estos hornos son tr ifásicos, elNormalmente estos hornos son tr ifásicos, elcalentamiento se realiza por un calentamiento se realiza por un arco eléctr icoarco eléctr ico formado por electrodos de carbono y otrosformado por electrodos de carbono y otrosmateriales cargados en el horno estos t ienen quemateriales cargados en el horno estos t ienen quefundir a una temperatura entre fundir a una temperatura entre 1400 y 1500°C1400 y 1500°C

paraparaser moldeados con facil idad. Una vez fundida laser moldeados con facil idad. Una vez fundida lacarga se procede al afino, añadiéndole loscarga se procede al afino, añadiéndole loselementos de adición propios del acero deseado.elementos de adición propios del acero deseado.

Procesos de Procesos de producción del aceroproducción del acero

Proceso de producción Proceso de producción y afinadoy afinado

CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN GENERAL DEL ACERO.GENERAL DEL ACERO.

Los aceros se clasif ican según seLos aceros se clasif ican según seobtengan, ya sean:obtengan, ya sean:►En estado sólidoEn estado sólido►En estado líquido yEn estado líquido y►De acuerdo a su composición De acuerdo a su composición

química.química.

CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN GENERAL DEL ACERO.GENERAL DEL ACERO.

► En estado sólido pueden ser: En estado sólido pueden ser: soldados, soldados, batidos o forjadosbatidos o forjados y en estado líquido y en estado líquido pueden ser: pueden ser: homogéneos y de fusiónhomogéneos y de fusión

► Al grupo de los sólidos pertenecen los Al grupo de los sólidos pertenecen los l lamados: l lamados: DirectosDirectos ; y al grupo de los ; y al grupo de los líquidos los l lamados: líquidos los l lamados: Indirectos ó de Indirectos ó de AfinoAfino . .

► Según su composición química se Según su composición química se clasif ican en: clasif ican en: Aceros ordinarios, al Aceros ordinarios, al carbono y especialescarbono y especiales ; de estas ; de estas clasif icaciones se derivan una diversidad clasif icaciones se derivan una diversidad de calidades y propiedades.de calidades y propiedades.

PROCESO DE PROCESO DE FABRICACIÓNFABRICACIÓN

►Los 4 procesos de fabricación Los 4 procesos de fabricación del acero son los siguientes:del acero son los siguientes:

►Fusionabil idad.Fusionabil idad.►Colado continuo.Colado continuo.►Laminación en caliente y en frío Laminación en caliente y en frío ►Rolformación en caliente y en Rolformación en caliente y en

fríofrío

Fusionabil idadFusionabil idad

► Consiste en la combinación de sub-Consiste en la combinación de sub-productos productos metálicos o no metálicosmetálicos o no metálicos los los cuales son fundidos y mezclados de cuales son fundidos y mezclados de forma homogénea con el f in de obtener forma homogénea con el f in de obtener propiedades especif icas para usos propiedades especif icas para usos especiales. Una vez fundidos, es vertido especiales. Una vez fundidos, es vertido en moldes para que se solidif ique. Los en moldes para que se solidif ique. Los aceros producidos por medio de este aceros producidos por medio de este proceso, son de buena calidad y son proceso, son de buena calidad y son conocidos también como, conocidos también como, aceros al crisolaceros al crisol ; ; su única desventaja es su costo.su única desventaja es su costo.

Colado continuoColado continuo ► Consiste en colocar el Consiste en colocar el acero fundidoacero fundido , el , el

cual es vertido en moldes l lamados cual es vertido en moldes l lamados l ingoteras para que se solidif ique; al l ingoteras para que se solidif ique; al pasar del estado l iquido al sólido, pasar del estado l iquido al sólido, experimenta una disminución de volumen experimenta una disminución de volumen o contracción dando lugar a pequeñas o contracción dando lugar a pequeñas grietas o f isuras en la parte superior de grietas o f isuras en la parte superior de la l ingotera, las cuales pueden ser la l ingotera, las cuales pueden ser disminuidas colocando una capa disminuidas colocando una capa refractaria en la parte superior de la refractaria en la parte superior de la l ingotera.l ingotera.

LaminaciónLaminación

►Después de obtener el l ingote o Después de obtener el l ingote o palanquil la durante el proceso de palanquil la durante el proceso de producción, se procede a producción, se procede a laminarlolaminarlo . . Este consiste en dar forma a las Este consiste en dar forma a las piezas y reduciéndolas a secciones piezas y reduciéndolas a secciones más delgadas por medio de un más delgadas por medio de un estirado y compresión, el cual se estirado y compresión, el cual se realiza haciendo pasar las piezas realiza haciendo pasar las piezas entre rodil los ci líndricos, que giran a entre rodil los ci líndricos, que giran a igual velocidad y en sentido igual velocidad y en sentido contrariocontrario . .

PROCESOS DE PROCESOS DE LAMINACIÓNLAMINACIÓN

► Dentro del proceso de laminación Dentro del proceso de laminación existen dos tipos:existen dos tipos:

►Laminación en Laminación en calientecaliente ..►Laminación en Laminación en frío.frío.

Laminación en caliente.Laminación en caliente. ► En este tipo de laminación los rodil los se En este tipo de laminación los rodil los se

l laman llaman devastadoresdevastadores . La superficie es . La superficie es rugosa que comprimen fuertemente el rugosa que comprimen fuertemente el material calentado a temperatura deseada, material calentado a temperatura deseada, a f in de facil i tar el f lujo del material y a f in de facil i tar el f lujo del material y reducir las fuerzas de laminación. El reducir las fuerzas de laminación. El laminado en calientelaminado en caliente , casi siempre se usa , casi siempre se usa en el formado inicial o rompimiento de los en el formado inicial o rompimiento de los l ingotes vaciados ya que a temperaturas l ingotes vaciados ya que a temperaturas elevadas, la elevadas, la maleabil idadmaleabil idad es generalmente es generalmente altaalta permitiendo la deformación con relativa permitiendo la deformación con relativa facil idad. Este proceso se uti l iza en la facil idad. Este proceso se uti l iza en la fabricación de fabricación de barras y perfi les tipo I, H, barras y perfi les tipo I, H, WF, C, S.WF, C, S.

Laminado en fríoLaminado en frío

► En este proceso los rodil los uti l izados En este proceso los rodil los uti l izados son denominados de son denominados de acabadoacabado de de superficie l isa y dura, considerado como superficie l isa y dura, considerado como una especie de proceso primario de una especie de proceso primario de deformación, se aplica solamente a deformación, se aplica solamente a metales de aleaciones muy maleables y metales de aleaciones muy maleables y con frecuencia se usa para obtener con frecuencia se usa para obtener dureza, resistencia, ducti l idad. y buen dureza, resistencia, ducti l idad. y buen acabadoacabado de la superficie en una de la superficie en una aleación previamente formada por aleación previamente formada por laminado en caliente. laminado en caliente.

RolformaciónRolformación ► Proceso por medio del cual se da forma a Proceso por medio del cual se da forma a

los perfi les de los perfi les de acero l igeroacero l igero , el cual , el cual consiste en pasar el material a través de consiste en pasar el material a través de rodos continuos ya sea en caliente o en rodos continuos ya sea en caliente o en frío.frío.

► De acuerdo a lo anterior, podemos deducir De acuerdo a lo anterior, podemos deducir que los aceros que los aceros estructurales pesadosestructurales pesados , , pueden ser fabricados a través de pueden ser fabricados a través de fusionabil idad, colado continuo y fusionabil idad, colado continuo y laminación en calientelaminación en caliente , mientras que los , mientras que los aceros l ivianos o l igerosaceros l ivianos o l igeros se obtienen por se obtienen por laminación en caliente y en fríolaminación en caliente y en frío , para luego , para luego ser fabricados por rolformadoras en ser fabricados por rolformadoras en caliente y en frío.caliente y en frío.

Control de calidadControl de calidad ► CONTROL DEL MATERIAL MINERAL Y ACEROS CONTROL DEL MATERIAL MINERAL Y ACEROS

RECICLABLES ( Chatarras )RECICLABLES ( Chatarras )

► Análisis y composición química del material Análisis y composición química del material mineral mineral

► Control visual de los aceros reciclables Control visual de los aceros reciclables (chatarras) y precalif icación de las mismas, (chatarras) y precalif icación de las mismas, tomando en cuenta los conceptos de densidad, tomando en cuenta los conceptos de densidad, volumen y composición química.volumen y composición química.

► Análisis químico y de procedencia de los aceros Análisis químico y de procedencia de los aceros reciclables ( chatarras ) sobre la cual exista reciclables ( chatarras ) sobre la cual exista duda.duda.

► Clasif icación siguiendo los pasos anteriores.Clasif icación siguiendo los pasos anteriores.► Dosif icación cuantitativa gravimétrica, ajustando Dosif icación cuantitativa gravimétrica, ajustando

la calidad de acuerdo con las especif icaciones la calidad de acuerdo con las especif icaciones del acero a producir.del acero a producir.

Control de Coladas.Control de Coladas.

► Tomar muestras cuando se supone que la Tomar muestras cuando se supone que la mezcla es homogénea, la cual es mezcla es homogénea, la cual es analizada en un analizada en un espectrómetroespectrómetro del del laboratorio para conocer los porcentajes laboratorio para conocer los porcentajes de de fósforo, azufre,fósforo, azufre, manganeso, sil icio y manganeso, sil icio y carbonocarbono logrando determinar con mayor logrando determinar con mayor aproximación su composición química. De aproximación su composición química. De acuerdo a los resultados se añaden acuerdo a los resultados se añaden ferro-aleacionesferro-aleaciones hasta lograr la hasta lograr la composición deseada. composición deseada.

► Un segundo Un segundo muestreomuestreo durante la durante la coladacolada , , ya sea al inicio o al f inal, para efectos de ya sea al inicio o al f inal, para efectos de comprobación.comprobación.

Control del sub- Control del sub- productoproducto

► El control de calidad de los El control de calidad de los sub- productossub- productos se realiza se realiza mediante ensayos mediante ensayos mecánicosmecánicos, y debe contemplar los , y debe contemplar los siguientes pasos:siguientes pasos:

► Tomar como mínimo Tomar como mínimo 2 barras2 barras al azar por colada. al azar por colada.► Para coladas mayores de Para coladas mayores de 50 toneladas50 toneladas, tomar una muestra , tomar una muestra

por cada por cada 10 tón10 tón. ó fracción.. ó fracción.► Cuando se laminan barras y perfiles de diferente sección de Cuando se laminan barras y perfiles de diferente sección de

una misma colada, se recomienda una misma colada, se recomienda tomar una muestra por tomar una muestra por cada medidacada medida..

► Todos las muestras anteriores se les realiza pruebas de Todos las muestras anteriores se les realiza pruebas de tensión, elongación y dobladotensión, elongación y doblado en la maquina universal en la maquina universal

► En al caso de que algunos de los ensayos no cumpla con En al caso de que algunos de los ensayos no cumpla con las especificaciones, deberán tomarse el doble de las las especificaciones, deberán tomarse el doble de las muestras ensayadas y con la falla de alguna de estas, será muestras ensayadas y con la falla de alguna de estas, será causal de rechazo.causal de rechazo.

PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACEROFÍSICAS DEL ACERO

► Fusibil idadFusibil idad : Dar forma a los metales en estado : Dar forma a los metales en estado líquido, usando moldes donde de solidif ican y enfrían.líquido, usando moldes donde de solidif ican y enfrían.

► Forjabil idadForjabil idad : Capacidad de dar formas en estado : Capacidad de dar formas en estado sólido en caliente, con marti l los, prensas y sólido en caliente, con marti l los, prensas y laminadores.laminadores.

► Maleabil idadMaleabil idad : Propiedad para modif icar su forma a : Propiedad para modif icar su forma a temperaturas normales, mediante la acción de temperaturas normales, mediante la acción de marti l lado y estirado.marti l lado y estirado.

► Ducti l idadDucti l idad : Cantidad de deformación plástica en : Cantidad de deformación plástica en dirección a su longitud, pudiendo expresarse en dirección a su longitud, pudiendo expresarse en función de alargamiento o reducción del área.función de alargamiento o reducción del área.

► TenacidadTenacidad : Resistencia a la rotura por tracción, o : Resistencia a la rotura por tracción, o medida de energía para hacer fallar un material.medida de energía para hacer fallar un material.

► ResistenciaResistencia : Capacidad de soportar esfuerzos y : Capacidad de soportar esfuerzos y deformaciones. deformaciones.

► ElasticidadElasticidad : Deformación que ocurre sólo durante la : Deformación que ocurre sólo durante la aplicación de esfuerzos, o sea que desaparece al aplicación de esfuerzos, o sea que desaparece al suprimirse éstossuprimirse éstos

► CedenciaCedencia : es el grado de deformación : es el grado de deformación elástica de un materialelástica de un material

► DurezaDureza : resistencia de un material a la : resistencia de un material a la penetración de su superficie.penetración de su superficie.

► Oxidabil idadOxidabil idad : es la acción que posee el : es la acción que posee el oxígeno que se encuentra en la atmósfera y oxígeno que se encuentra en la atmósfera y tiene la capacidad de recubrir con óxido o tiene la capacidad de recubrir con óxido o carbonado a los metales, excepto a los carbonado a los metales, excepto a los nobles.nobles.

► Soldabil idadSoldabil idad : es la propiedad de poder unirse : es la propiedad de poder unirse y formar un cuerpo único. y formar un cuerpo único.

PROPIEDADES PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACEROFÍSICAS DEL ACERO

CATEGORÍAS DE ACERO: CATEGORÍAS DE ACERO: Acero estructural pesado Acero estructural pesado Acero l iviano o l igeroAcero l iviano o l igero

La diferencia en los términos La diferencia en los términos pesado pesado y l ivianoy l iviano radica lógicamente en su radica lógicamente en su pesopeso , el cual es en la mayoría de los , el cual es en la mayoría de los casos directamente proporcional al casos directamente proporcional al grado de grado de espesorespesor ; son considerados ; son considerados pesados los mayores de ¼”pesados los mayores de ¼” de de pulgada y los menores de ése pulgada y los menores de ése espesor son espesor son l ivianoslivianos ; para ambas ; para ambas derivaciones existe una diversidad de derivaciones existe una diversidad de calidades para aplicaciones calidades para aplicaciones específicas.específicas.

ACERO ESTRUCTURAL ACERO ESTRUCTURAL PESADOPESADO

►De acuerdo a la fabricación de De acuerdo a la fabricación de elementos estructurales ya sean vigas elementos estructurales ya sean vigas o columnas, esta categoría describe 2 o columnas, esta categoría describe 2 tipos de secciones:tipos de secciones:

► SECCIONES LAMINADASSECCIONES LAMINADAS► SECCIONES ARMADASSECCIONES ARMADAS► Para ambas secciones las Para ambas secciones las normasnormas y y

especif icacionesespecif icaciones son descritas en manuales son descritas en manuales y códigos de construcción por varios entes y códigos de construcción por varios entes que facultan las aplicaciones del que facultan las aplicaciones del acero acero estructuralestructural ..

NORMAS Y NORMAS Y ESPECIFICACIONES ESPECIFICACIONES

► La amplia industria del La amplia industria del aceroacero ha establecido a ha establecido a nivel mundial nivel mundial Códigos, Especif icaciones y Códigos, Especif icaciones y NormasNormas diversas que orientan su aplicabil idad. En diversas que orientan su aplicabil idad. En países como Estados Unidos, Japón, y algunas países como Estados Unidos, Japón, y algunas zonas de Europa, existen incluso zonas de Europa, existen incluso Especif icaciones y Códigos Especif icaciones y Códigos regionales y localesregionales y locales que reglamentan y recomiendan de manera que reglamentan y recomiendan de manera especif ica la uti l ización del acero de acuerdo al especif ica la uti l ización del acero de acuerdo al t ipo de t ipo de construcción y localización geográfica.construcción y localización geográfica.

► Algunas Normas: Algunas Normas: ASTM, ICAITI, JIS, NZ, NDF, ASTM, ICAITI, JIS, NZ, NDF, NCONCO

► Especif icaciones:Especif icaciones: AISC, AISI, AWS AISC, AISI, AWS► Algunos códigos:Algunos códigos: ASD, LRFD, UBC ASD, LRFD, UBC

ORGANISMOS QUE NORMAN LA ORGANISMOS QUE NORMAN LA CONSTRUCCIÓN CON ACERO CONSTRUCCIÓN CON ACERO

► AISCAISC (American Institute of Steel Construcctión - Inst ituto (American Institute of Steel Construcctión - Inst ituto Americano de Construcción en Acero )Americano de Construcción en Acero )

► AISIAISI (American Iron and Steel Inst i tute- Inst ituto Americano del (American Iron and Steel Inst i tute- Inst ituto Americano del Hierro y del Acero )Hierro y del Acero )

► ASTMASTM (American Society for Testing and Materials -Sociedad (American Society for Testing and Materials -Sociedad Americana de Prueba de Materiales)Americana de Prueba de Materiales)

► AWSAWS (American Welding Society- Sociedad Americana de Soldadura (American Welding Society- Sociedad Americana de Soldadura ))

► SDI SDI ( Steel Deck Institute – Instituto de Cubiertas de Acero )( Steel Deck Institute – Instituto de Cubiertas de Acero )► RSIRSI ( Reinforcing Steel Inst itute – Instituto de Acero de Refuerzo ) ( Reinforcing Steel Inst itute – Instituto de Acero de Refuerzo )► ANSIANSI ( American National Standards Institute – Instituto Americano ( American National Standards Institute – Instituto Americano

de Estándares Nacionales )de Estándares Nacionales )► LRFDLRFD ( Load and Resistance Factor Design – Factores de Diseño ( Load and Resistance Factor Design – Factores de Diseño

por Carga y Resistencia )por Carga y Resistencia )► ASDASD ( Allowable Stress Design – Diseño por Esfuerzos permisibles ) ( Allowable Stress Design – Diseño por Esfuerzos permisibles )► RSFMRSFM ( Residential Steel Framing Manual – Manual de Marcos o ( Residential Steel Framing Manual – Manual de Marcos o

Armaduras de Acero para Residencias )Armaduras de Acero para Residencias )► CSPSBB CSPSBB ( Code of Standard Practice for Steel Buildings and ( Code of Standard Practice for Steel Buildings and

Bridges – Códigos Estándares en el uso del acero para edif icios y Bridges – Códigos Estándares en el uso del acero para edif icios y puentes )puentes )

► AASHTOAASHTO ( American Associat ion of State Highway and ( American Associat ion of State Highway and Transportat ión Off icials – Asociación Americana Oficial de Transportat ión Off icials – Asociación Americana Oficial de Transportes y Carreteras Estatales ) Transportes y Carreteras Estatales )

AISC Instituto Americano AISC Instituto Americano de Construcción en acerode Construcción en acero

FORMAS Y MEDIDAS ESTANDAR FORMAS Y MEDIDAS ESTANDAR DE SECCIONES DE ACERO DE SECCIONES DE ACERO

LAMINADOLAMINADO

► Según sea su sección transversal, se Según sea su sección transversal, se denominan como perfi les laminados tipo: denominan como perfi les laminados tipo: II, , (w,(w, S, HP)S, HP) C, L, T, HSS, Placas y barras C, L, T, HSS, Placas y barras circulares.circulares.

PERFILES TIPOPERFILES TIPO I I

►Esta gama de perfi les describe las Esta gama de perfi les describe las clasif icaciones siguientes:clasif icaciones siguientes:

Perfi les de patín anchoPerfi les de patín ancho (W) (W)Perfi l estándar americanoPerfi l estándar americano (S) (S)Perfi l de pilote de puntaPerfi l de pilote de punta (HP) (HP)

PERFIL DE PATIN PERFIL DE PATIN ANCHO WANCHO W

► El perf i l El perf i l WW tiene dos elementos rectangulares t iene dos elementos rectangulares horizontales paralelos l lamados horizontales paralelos l lamados patinespatines , y uno , y uno vertical l lamado vertical l lamado almaalma conectados por f i letes ó conectados por f i letes ó radiosradios . . Tienen un Tienen un peralteperalte mayor o igual que el mayor o igual que el patínpatín , pero con un , pero con un espesor mayorespesor mayor que el que el almaalma . . Una designación nominal Una designación nominal W 14 x 145W 14 x 145 equivale a equivale a un peralte de 14¨ y un peso de 145 lbs/pié un peralte de 14¨ y un peso de 145 lbs/pié l ineal.l ineal.

► Los perfi les Los perfi les WW se encuentran en las siguientes se encuentran en las siguientes designaciones:designaciones:Desde Desde W4x9W4x9 hasta hasta W18x175W18x175 , con incrementos de , con incrementos de 2¨ de peralte y de 10 a 12 lbs/pié l ineal.2¨ de peralte y de 10 a 12 lbs/pié l ineal.A part ir del A part ir del W18x175W18x175 hasta hasta W36x798W36x798 , con , con incrementos de 3¨de peralte y de 15 a 25 lbs/pié incrementos de 3¨de peralte y de 15 a 25 lbs/pié l ineal.l ineal.Del Del W36x798W36x798 hasta hasta W44x335W44x335 , con incrementos de , con incrementos de 4¨de peralte y de 25 a 40 lbs/pié l ineal.4¨de peralte y de 25 a 40 lbs/pié l ineal.

Su aplicación: Su aplicación: vigas y columnasvigas y columnas

PERFIL DE PATIN PERFIL DE PATIN ANCHO WANCHO W

PERFIL ESTANDAR PERFIL ESTANDAR AMERICANO TIPOAMERICANO TIPO S S

► Conocida como viga Conocida como viga estándar Americanaestándar Americana , t iene , t iene patines mas angostos y alma mas gruesa que los patines mas angostos y alma mas gruesa que los W, la pendiente interna del patín es 16%. Una W, la pendiente interna del patín es 16%. Una designación designación S12x50S12x50 equivale a 12¨ de peralte y equivale a 12¨ de peralte y 50 lbs/pié l ineal. Por su poca disponibil idad en el 50 lbs/pié l ineal. Por su poca disponibil idad en el mercado, su uso se l imita a mercado, su uso se l imita a vigas secundariasvigas secundarias . Se . Se encuentran desde la encuentran desde la S3x5.7hasta S24x121, S3x5.7hasta S24x121, con con incrementos de incrementos de 2¨ 2¨ de peralte y de de peralte y de 5 a 105 a 10 lbs/pié lbs/pié l ineall ineal ..

PERFIL TIPOPERFIL TIPO HP HP

► Los perf i les Los perf i les HPHP tiene patines paralelos y alma t iene patines paralelos y alma vertical con vertical con espesor y dimensionesespesor y dimensiones iguales, es iguales, es decir peralte y ancho similar. Una designación decir peralte y ancho similar. Una designación HP12x65HP12x65 indica un peralte de indica un peralte de 12¨ y 65 lbs/pié 12¨ y 65 lbs/pié l ineall ineal . Por la propiedad de tener . Por la propiedad de tener sección sección transversal con espesor uniformetransversal con espesor uniforme , proporcionan , proporcionan mejor mejor estabil idadestabil idad a ser usados como a ser usados como columnascolumnas y y pilotes. pilotes. Disponibil idad en el mercado desde Disponibil idad en el mercado desde HP8x36 hasta HP14x117 HP8x36 hasta HP14x117 con incrementos de 20 con incrementos de 20 lbs lbs/pié l ineal y 2” de peraltelbs lbs/pié l ineal y 2” de peralte

PERFIL TIPOPERFIL TIPO C C

► Es conocido también como perf i l en Es conocido también como perf i l en CanalCanal , t iene , t iene un alma y dos patines con pendiente un alma y dos patines con pendiente interna del interna del 16%.16%. La designación La designación C12x30C12x30 , indica un peralte , indica un peralte nominalnominal que corresponde al que corresponde al realreal de de 12¨12¨ y y 30 30 lbs/piélbs/pié . Se uti l izan como tensores, largueros y . Se uti l izan como tensores, largueros y cuerdas en secciones armadas.cuerdas en secciones armadas.

PERFILES TIPOPERFILES TIPO TT

► La La T estructuralT estructural posee un patín y alma vertical, posee un patín y alma vertical, resultando de seccionar un perf i l W en el punto resultando de seccionar un perf i l W en el punto medio del alma. Por ejemplo una designación medio del alma. Por ejemplo una designación WT6x25WT6x25 resulta de una sección resulta de una sección W12x50W12x50 . Con un . Con un peralte de 6¨ y 25 lbs/pié. Es usado en peralte de 6¨ y 25 lbs/pié. Es usado en cuerdascuerdas de armaduras y como elemento de de armaduras y como elemento de arriostramietoarriostramieto en marcos.en marcos.

PERFILESPERFILES L L

►Los perfi les Los perfi les LL se conocen como se conocen como angularesangulares , formado por 2 lados , formado por 2 lados l lamados llamados alasalas , estos pueden ser con , estos pueden ser con lados lados igualesiguales y y desiguales. desiguales. La La designación L6x4x1/2 indica un designación L6x4x1/2 indica un ángulo de 6¨x4¨x ½¨de espesor.ángulo de 6¨x4¨x ½¨de espesor.

PERFILESPERFILES HSS HSS

► Son conocidas como secciones Son conocidas como secciones estructurales estructurales huecashuecas , dependiendo del proceso de producción , dependiendo del proceso de producción los hay los hay con costura soldada y sin costura.con costura soldada y sin costura.

DISPONIBILIDAD DE DISPONIBILIDAD DE SECCIONES SECCIONES LAMINADASLAMINADAS

► El manual El manual LRFDLRFD del del AISCAISC describe y tabula describe y tabula propiedades para propiedades para 318318 perfi les perfi les II, , 6565 perf i les perf i les CC , , 126126 perfi les perfi les LL , y , y 302302 perfi les perfi les TT disponibles en el disponibles en el mercado actual. El perfi l mas pesado para mercado actual. El perfi l mas pesado para columna es columna es W14x808W14x808 , que a una altura de 4 mts. , que a una altura de 4 mts. puede soportar una carga axial de puede soportar una carga axial de 4,0004,000 tons. De tons. De igual manera el perf i l para viga mas pesado es igual manera el perf i l para viga mas pesado es W36x798W36x798 con resistencia a f lexión factorada de con resistencia a f lexión factorada de 18751875 ton/mt. en un claro de 4 mts. ton/mt. en un claro de 4 mts.

► Cuando los requerimientos de resistencia o Cuando los requerimientos de resistencia o r igidez no se pueden satisfacer con secciones rigidez no se pueden satisfacer con secciones laminadas disponibles, se puede uti l izar laminadas disponibles, se puede uti l izar secciones secciones armadas o compuestasarmadas o compuestas

SECCIONES ARMADAS O SECCIONES ARMADAS O COMPUETASCOMPUETAS

► Las secciones armadas o compuestas se fabrican Las secciones armadas o compuestas se fabrican modif icando las secciones laminadas, es decir modif icando las secciones laminadas, es decir agregando una placa l lamada agregando una placa l lamada cubreplacacubreplaca u otro u otro perfi l laminadoperfi l laminado , esto signif ica , esto signif ica reforzar reforzar un un miembro estructural ya sea miembro estructural ya sea viga o columna.viga o columna.

TRATAMIENTO TRATAMIENTO TERMICOTERMICO

► Las propiedades del acero son afectadas Las propiedades del acero son afectadas por dos condiciones: por dos condiciones: composición química composición química y tratamiento térmico.y tratamiento térmico.

► La composición química relaciona las La composición química relaciona las ferro-aleaciones,ferro-aleaciones, mientras que el mientras que el tratamiento térmico relaciona los tratamiento térmico relaciona los cambios cambios de temperaturade temperatura en estado sólido, el cual se en estado sólido, el cual se realiza por tres procesos:realiza por tres procesos:

► EnfriamientoEnfriamiento► TempladoTemplado► Destemplado o revenidoDestemplado o revenido

ENFRIAMIENTOENFRIAMIENTO

►Consiste en calentar las piezas a Consiste en calentar las piezas a una temperatura promedio de una temperatura promedio de 600 600 grados centígradosgrados centígrados y rápidamente y rápidamente enfriarlo con agua, aceite o plomo enfriarlo con agua, aceite o plomo fundido. Esto produce una estructura fundido. Esto produce una estructura interna granular mas fina en el interna granular mas fina en el acero, lo que hace acero, lo que hace incrementar su incrementar su dureza y resistenciadureza y resistencia pero mas pero mas susceptible a la susceptible a la fracturafractura , es decir , es decir mas frágilmas frágil . .

TEMPLADO Y TEMPLADO Y REVENIDOREVENIDO

► TEMPLADOTEMPLADO : Consiste en calentar una : Consiste en calentar una pieza a una temperatura promedio de pieza a una temperatura promedio de 400400 grados centígrados, enfriada al aire l ibre. grados centígrados, enfriada al aire l ibre. Esto produce un alivio a los Esto produce un alivio a los esfuerzos esfuerzos internosinternos volviéndose dúcti l y muy tenaz volviéndose dúcti l y muy tenaz sin causar gran reducción de resistencia y sin causar gran reducción de resistencia y dureza.dureza.

► REVENIDOREVENIDO : Se produce mediante el : Se produce mediante el calentamiento por arriba de los calentamiento por arriba de los 600600 grados, y enfriamiento lento mejorando la grados, y enfriamiento lento mejorando la ducti l idadducti l idad pero reduce los esfuerzos de pero reduce los esfuerzos de fluencia y la resistencia a f luencia y la resistencia a la tensión.la tensión.

CLASIFICACIÓN Y NORMAS CLASIFICACIÓN Y NORMAS ASTMASTM RELEVANTES RELEVANTES

► Clasif icación de los perfi les estructurales Clasif icación de los perfi les estructurales laminados de acuerdo a las normas laminados de acuerdo a las normas ASTMASTM y descritos en el manual del y descritos en el manual del AISC.AISC.

5 CLASIFICACIONES:5 CLASIFICACIONES:► ACEROS CON CARBONOACEROS CON CARBONO► ALTA RESISTENCIA Y BAJA ALEACIÓNALTA RESISTENCIA Y BAJA ALEACIÓN► RESISTENTES A LA CORROSIÓNRESISTENTES A LA CORROSIÓN► DE ALEACIÓN ENFRIADOS Y TEMPLADOSDE ALEACIÓN ENFRIADOS Y TEMPLADOS► DE ALEACIÓN ENFRIADOS Y REVENIDOSDE ALEACIÓN ENFRIADOS Y REVENIDOS ► Los requerimientos generales que garantizan a Los requerimientos generales que garantizan a

estas 5 clasif icaciones se describen en la norma estas 5 clasif icaciones se describen en la norma ASTM A6ASTM A6

ACEROS AL CARBONOACEROS AL CARBONO

►Los aceros estructurales con Los aceros estructurales con carbonocarbono se conocen también como se conocen también como aceros dulces, aceros dulces, que contienen de que contienen de 0.15% 0.15% a 0.29%a 0.29% de carbonode carbono , mostrando un , mostrando un marcado marcado punto de fluenciapunto de fluencia ..

►El acero estructuralEl acero estructural con carbonocon carbono más más utilizado en la construcción de utilizado en la construcción de edificiosedificios y y puentespuentes ha sido el designado bajo la ha sido el designado bajo la norma norma ASTM A36.ASTM A36.

NORMA ASTM NORMA ASTM A36A36

►Esta especificación cubre Esta especificación cubre perfi les y perfi les y placasplacas de aceros con carbono de de aceros con carbono de calidad estructural para edificios, calidad estructural para edificios, puentes y otras estructuras puentes y otras estructuras generales. Tiene un esfuerzo de generales. Tiene un esfuerzo de fluencia de fluencia de 36 ksi.36 ksi. - 250 Mpa. y un - 250 Mpa. y un esfuerzo últ imo a tensión de esfuerzo últ imo a tensión de 58 a 80 58 a 80 ksi. ksi. -- 400 a 550 MPa . Es el único 400 a 550 MPa . Es el único acero disponible en placas mayores acero disponible en placas mayores 8¨8¨ de espesorde espesor . Para efectos de . Para efectos de diseñodiseño se considera un esfuerzo se considera un esfuerzo últ imo deúltimo de 58 ksi58 ksi ..

ALTA RESISTENCIA Y ALTA RESISTENCIA Y BAJA ALEACIÓNBAJA ALEACIÓN

► Se les conoce de baja aleación por las Se les conoce de baja aleación por las cantidades moderadas de otros elementos cantidades moderadas de otros elementos aparte del aparte del carbonocarbono ,, como elcomo el cromo, níquel, cromo, níquel, molibdeno y vanadio molibdeno y vanadio en porcentaje no en porcentaje no mayor almayor al 5%. 5%. Esta aleación mejora las Esta aleación mejora las propiedades mecánicas especialmente la propiedades mecánicas especialmente la resistencia y otros atributos de resistencia y otros atributos de fabricación y costofabricación y costo comparados con los comparados con los tratados térmicamente. Su rango de tratados térmicamente. Su rango de fluencia es de fluencia es de 40 a 70 ksi40 a 70 ksi . Los mas . Los mas uti l izados se designan bajo las normas uti l izados se designan bajo las normas ASTM A572 ASTM A572 yy ASTM A992 ASTM A992

ASTM A572 – A992ASTM A572 – A992

► A572A572 : contienen vanadio-columbio y : contienen vanadio-columbio y disponedispone

5 grados, identif icando su esfuerzo de 5 grados, identif icando su esfuerzo de fluencia f luencia

(42,50,55,60,y 65 ksi.) Se especifican para(42,50,55,60,y 65 ksi.) Se especifican paraedif iciosedif icios y otros sistemas exceptuando y otros sistemas exceptuando

puentespuentes ..A992A992 : Es una norma reciente que abarca : Es una norma reciente que abarca

solosololos perfi les W, con valor fy mínimo de 50 ksilos perfi les W, con valor fy mínimo de 50 ksiy un máximo de 65 ksi. Con buenas y un máximo de 65 ksi. Con buenas

propiedadespropiedadesde de ducti l idad y soldabil idad, ducti l idad y soldabil idad, es ampliamentees ampliamenteuti l izado en uti l izado en edif icios y puentesedif icios y puentes . .

RESISTENTES A LA RESISTENTES A LA CORROSIÓNCORROSIÓN

►Son aceros expuestos a la Son aceros expuestos a la intemperie sin recubrimiento, su intemperie sin recubrimiento, su resistencia a la corrosión es resistencia a la corrosión es 4 veces4 veces mas que el acero con carbono, sus mas que el acero con carbono, sus elementos de aleación son el elementos de aleación son el níquel níquel y cobrey cobre ..

►No es recomendable exponerlos a No es recomendable exponerlos a humos humos industriales y ambientes industriales y ambientes marinosmarinos , siendo necesario , siendo necesario recubrirlos (ZINC).recubrirlos (ZINC).

►El acero de intemperie preferido está El acero de intemperie preferido está especificado bajo la especificado bajo la ASTM A588ASTM A588

ASTM A588ASTM A588►Es un acero de baja aleación con Es un acero de baja aleación con

punto de fluencia mínimo de punto de fluencia mínimo de 50 ksi50 ksi . y . y esfuerzo máximo a tensión de esfuerzo máximo a tensión de 65 ksi65 ksi ..

► Se fabrica hasta espesores de Se fabrica hasta espesores de 4¨para estructuras 4¨para estructuras soldadas y soldadas y empernadasempernadas . Posee una capa de . Posee una capa de oxido denso y durooxido denso y duro de color de color púrpurapúrpura en su superficie como agente ante la en su superficie como agente ante la corrosión atmosféricacorrosión atmosférica ..

► Uti l izado como Util izado como estructura expuesta estructura expuesta en edificios y puentes de armadura.en edificios y puentes de armadura.

DE ALEACIÓN DE ALEACIÓN ENFRIADOS Y ENFRIADOS Y TEMPLADOSTEMPLADOS

► Poseen un Poseen un porcentaje de aleación mayorporcentaje de aleación mayor que los de alta resistencia y con un que los de alta resistencia y con un máximo del máximo del 20% de carbono.20% de carbono.

► El enfriamiento le El enfriamiento le produce dureza y reduce produce dureza y reduce la ducti l idad, la ducti l idad, resistencias elevadas con resistencias elevadas con rangos de fluencia de rangos de fluencia de 90 a 100 ksi.90 a 100 ksi.

► Disponibles únicamente en Disponibles únicamente en placas, placas, requiere requiere técnicas técnicas especiales para soldadura, es especiales para soldadura, es uti l izado en perfi les armados. uti l izado en perfi les armados. Designado Designado bajo labajo la especif icación especif icación ASTM A514 y A852.ASTM A514 y A852.

ASTM A514ASTM A514► ESTA NORMA DESCRIBE ESTA NORMA DESCRIBE PLACAS DE ACEROPLACAS DE ACERO DE BAJA DE BAJA

ALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA CALENTADOS Y ALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA CALENTADOS Y ENFRIADOS CONVENIENTEMENTE PARA SER ENFRIADOS CONVENIENTEMENTE PARA SER SOLDADOS, HASTA ESPESOR MÁXIMO DE 6¨.SOLDADOS, HASTA ESPESOR MÁXIMO DE 6¨.

► El esfuerzo de f luencia especif icado es de El esfuerzo de f luencia especif icado es de 90 a 90 a 100 ksi100 ksi , es ampliamente uti l izado en la , es ampliamente uti l izado en la construcción de torres de transmisión, tanques de construcción de torres de transmisión, tanques de almacenamiento y obras que requieran altas almacenamiento y obras que requieran altas resistencias de f luencia.resistencias de f luencia.

► Aunque es bastante apropiado como material Aunque es bastante apropiado como material estructural, no está disponible en perf i les estructural, no está disponible en perf i les laminados.laminados.

► Para no perder propiedades inducidas por el Para no perder propiedades inducidas por el calorcalor , , la soldadura estará de acuerdo al la soldadura estará de acuerdo al gradogrado de acero de acero uti l izado, y a su uti l izado, y a su aplicación.aplicación.

DE ALEACIÓN DE ALEACIÓN ENFRIADOS Y ENFRIADOS Y

REVENIDOS REVENIDOS ASTM A852ASTM A852► Esta especificación abarca aceros Esta especificación abarca aceros

estructurales de baja aleación calentado y estructurales de baja aleación calentado y revenido con una fluencia mínima de 70 revenido con una fluencia mínima de 70 ksi. (485 MPa ) hasta espesores de ksi. (485 MPa ) hasta espesores de 4”, son indicados en 4”, son indicados en placas para placas para conexiones remachadas y empernadasconexiones remachadas y empernadas , , pero su uso primario es para pero su uso primario es para conexiones conexiones soldadas en puentes y edificios donde el soldadas en puentes y edificios donde el ahorro en peso y la vida úti l son ahorro en peso y la vida úti l son importantesimportantes . Este acero resiste a muchas . Este acero resiste a muchas condicionantes ambientales. Las placas condicionantes ambientales. Las placas producidas bajo esta especif icación producidas bajo esta especif icación deberán tener pruebas de impacto a deberán tener pruebas de impacto a temperaturas no mayores de 4°C.temperaturas no mayores de 4°C.

DE ALEACIÓN DE ALEACIÓN CALENTADOS Y CALENTADOS Y

ENFRIADOS ENFRIADOS ASTM A709ASTM A709► Esta especif icación cubre aceros Esta especif icación cubre aceros

estructurales al carbono de baja aleación estructurales al carbono de baja aleación y alta resistencia en perfi les, placas y y alta resistencia en perfi les, placas y barras barras calentados y enfriadoscalentados y enfriados e indicados e indicados específicamente para ser usados en específicamente para ser usados en puentespuentes ..

► Su resistencia de fluencia mínima es de 50 Su resistencia de fluencia mínima es de 50 ksi.ksi.

► Grado Grado 50W,70W y 100W,50W,70W y 100W, la letra la letra WW indica indica que son resistentes a la que son resistentes a la corrosióncorrosión para para usarse en estructuras expuestas.usarse en estructuras expuestas.

Especif icaciones Especif icaciones equivalentes ASTM – equivalentes ASTM –

AASHTOAASHTO►A finales de 1980, el Comité de acero A finales de 1980, el Comité de acero

estructural en puentes de la estructural en puentes de la AASHTOAASHTO, , prefirió adoptar equivalencias de la prefirió adoptar equivalencias de la ASTMASTM pero con designaciones pero con designaciones AASHTOAASHTO, y , y describir los requerimientos y describir los requerimientos y especificaciones estándar de acero especificaciones estándar de acero estructural en puentesestructural en puentes, consolidando así un , consolidando así un solo documento abarcando la lista de los 6 solo documento abarcando la lista de los 6 grados de acero estructural: grados de acero estructural: 36, 50, 50W, 36, 50, 50W, 70, 70W, 100 y 100W .70, 70W, 100 y 100W .

Especif icaciones equivalentes Especif icaciones equivalentes ASTMASTM – – AASHTOAASHTO

PERFILES Y PLACAS PERFILES Y PLACAS ► ASTMASTM AASHTOAASHTO ASTM ASTM

AASHTOAASHTO► A6/A6M A6/A6M M160/M160MM160/M160M A36/A36M A36/A36M

M183/M183MM183/M183M

► A514/A514MA514/A514M M244/M244M M244/M244M A572/A572M A572/A572M M223/M223MM223/M223M ► A709/A709M A709/A709M M270/M270MM270/M270M A852/A852MA852/A852M M313/M313MM313/M313M

PERNOS, TUERCAS Y ARANDELASPERNOS, TUERCAS Y ARANDELASA325/A325MA325/A325M M164/M164MM164/M164M A490/A490MA490/A490M M253/M253M M253/M253M A563/A563MA563/A563M M291/M291M M291/M291M F436/F436MF436/F436M M293/M293MM293/M293M

Designación A6MDesignación A6M M160M : M160M : Sistema métricoSistema métrico

DISPONIBILIDAD Y DISPONIBILIDAD Y MEDIDAS ESTANDARDMEDIDAS ESTANDARD

DISPONIBILIDAD Y DISPONIBILIDAD Y MEDIDAS ESTANDARDMEDIDAS ESTANDARD

TOLERANCIAS EN TOLERANCIAS EN DIMENSIONESDIMENSIONES

► PERFILESPERFILES : : La gran mayoría de perf i les La gran mayoría de perf i les estructurales son fabricados dentro de un rango estructurales son fabricados dentro de un rango de longitudes de de longitudes de 30 a 65 pies30 a 65 pies ( 9 a 20 mts. )( 9 a 20 mts. ) con con incrementos de incrementos de 5 pies5 pies ( 1.50 mts ); sin embargo ( 1.50 mts ); sin embargo algunos laminadores o fabricantes , producen algunos laminadores o fabricantes , producen miembros a la medida por pedidos.miembros a la medida por pedidos.

► De acuerdo al Código de Prácticas Generales De acuerdo al Código de Prácticas Generales de Construcción en Acero, los miembros de Construcción en Acero, los miembros ensamblados que forman parte de la estructura ensamblados que forman parte de la estructura se les permite una variación en longitud de se les permite una variación en longitud de 1/16”1/16” (1.5 mm ) para miembros menores o iguales a (1.5 mm ) para miembros menores o iguales a 30 30 pies ( 9 mts.)pies ( 9 mts.) y de y de 1/8”1/8” ( 3 mm) para miembros ( 3 mm) para miembros mayores de mayores de 30 hasta 6030 hasta 60 pies ( 20 mts ) pies ( 20 mts )

TOLERANCIAS EN TOLERANCIAS EN DIMENSIONESDIMENSIONES

► LAS PLACAS Y BARRAS LAS PLACAS Y BARRAS se clasif ican:se clasif ican:

► Barras:Barras: Anchos menores de Anchos menores de 6” 6” hastahasta 8”. 8”. Se especif ican anchos con incrementos de Se especif ican anchos con incrementos de ¼”¼” y y espesoresespesores y y diámetrosdiámetros con incrementos de con incrementos de 1/8”.1/8”.

► Placas:Placas: Anchos de Anchos de 8” a 48”8” a 48”Los espesores se pueden especif icar por pulgada Los espesores se pueden especif icar por pulgada ó por peso por pié cuadrado; los cuales se ó por peso por pié cuadrado; los cuales se incrementan de acuerdo a lo siguiente: incrementan de acuerdo a lo siguiente: Incrementos de Incrementos de 1/32”1/32” hasta espesores de hasta espesores de ½”½” ..Incrementos de Incrementos de 1/16”1/16” de de ½” hasta 1”.½” hasta 1”.Incrementos de Incrementos de 1/8”1/8” para espesores de para espesores de 1” hasta 1” hasta 3”.3”.Incrementos de Incrementos de ¼”¼” para espesores mayores de para espesores mayores de 3” 3” hasta 8¨hasta 8¨

EJEMPLO DE TABLAS CON EJEMPLO DE TABLAS CON DIMENSIONES Y PROPIEDADES DE DIMENSIONES Y PROPIEDADES DE

PERFILESPERFILES

EJEMPLO DE TABLAS CON EJEMPLO DE TABLAS CON DIMENSIONES Y PROPIEDADES DIMENSIONES Y PROPIEDADES

DE PERFILESDE PERFILES

EJEMPLO DE TABLAS CON EJEMPLO DE TABLAS CON DIMENSIONES Y DIMENSIONES Y

PROPIEDADES DE PERFILESPROPIEDADES DE PERFILES

PROTECCIÓN ANTE LA PROTECCIÓN ANTE LA CORROSIÓN E INCENDIOSCORROSIÓN E INCENDIOS

► Las estructuras de acero requieren del conocimiento y Las estructuras de acero requieren del conocimiento y criterios que determinen una protección adecuada para criterios que determinen una protección adecuada para mantener la mantener la vida útil del sistema estructuralvida útil del sistema estructural. Básicamente . Básicamente las dos condicionantes para la protección del sistema son:las dos condicionantes para la protección del sistema son:

► Condicionantes atmosféricas.Condicionantes atmosféricas.► Condicionantes accidentales ( incendios ).Condicionantes accidentales ( incendios ).► Para ambas condicionantes existen actualmente una gran Para ambas condicionantes existen actualmente una gran

cantidad de innovaciones tecnológicas utilizadas de cantidad de innovaciones tecnológicas utilizadas de acuerdo al criterio estructural y arquitectónico expresado acuerdo al criterio estructural y arquitectónico expresado por el proyectista, buscando costos efectivos que le por el proyectista, buscando costos efectivos que le permitan entre permitan entre 20 a 25 años de servicio inicial e integridad 20 a 25 años de servicio inicial e integridad estructural,estructural, para posteriormente dar para posteriormente dar mantenimientos mantenimientos subsecuentes.subsecuentes.

► Las dos condicionantes descritas anteriormente también Las dos condicionantes descritas anteriormente también tienen la particularidad de ser reglamentadas por tienen la particularidad de ser reglamentadas por códigos y códigos y especificacionesespecificaciones en función de la en función de la magnitud y naturalezamagnitud y naturaleza de de la construcción.la construcción.

CONDICIONANTES CONDICIONANTES ATMOSFÉRICAS.ATMOSFÉRICAS.

► Las especificaciones para tratamientos en la protección de Las especificaciones para tratamientos en la protección de estructuras de acero están basadas bajo rendimientos estructuras de acero están basadas bajo rendimientos estándar dictadas por los códigos del Instituto de estándar dictadas por los códigos del Instituto de Especificaciones para la Construcción (CSI), en su sección Especificaciones para la Construcción (CSI), en su sección de “ de “ Recubrimientos EspecialesRecubrimientos Especiales “ y el Manual de “ y el Manual de Estructuras de Acero Pintadas (SSPM). Ambas Estructuras de Acero Pintadas (SSPM). Ambas consideran los siguientes factores: consideran los siguientes factores: uso del edif iciouso del edif icio ( función o actividad ), ( función o actividad ), medio ambientemedio ambiente ( entorno ( entorno geográfico costero, desértico etc.), estructuras geográfico costero, desértico etc.), estructuras expuestas expuestas al exterioral exterior , , interior o ambas . interior o ambas .

► Estos tres factores determinan el grado de vulnerabilidad a Estos tres factores determinan el grado de vulnerabilidad a que estará expuesto el acero estructural, especialmente a que estará expuesto el acero estructural, especialmente a efectos de efectos de oxidaciónoxidación ,, los cuales surgen de la los cuales surgen de la combinación de combinación de oxigeno y hierrooxigeno y hierro ; siendo este ultimo el ; siendo este ultimo el elemento primario del acero y que forma elemento primario del acero y que forma óxidos o óxidos o corrosióncorrosión ..

TRATAMIENTOS ANTE LA TRATAMIENTOS ANTE LA CORROSIÓN DEL ACEROCORROSIÓN DEL ACERO

►La tecnología ha desarrollado una La tecnología ha desarrollado una diversidad de tratamientos antioxidantes par diversidad de tratamientos antioxidantes par el acero, siendo la el acero, siendo la pintura y el pintura y el galvanizadogalvanizado los métodos mas utilizados. los métodos mas utilizados. Usualmente en su orden de efectividad y Usualmente en su orden de efectividad y costo se mencionan: costo se mencionan: tratamientos con tratamientos con pintura viníl ica, acríl ica o epóxica, y pintura viníl ica, acríl ica o epóxica, y capas protectoras de zinccapas protectoras de zinc ..

TRATAMIENTOS TRATAMIENTOS CON PINTURA CON PINTURA

VINÍLICAVINÍLICA► La función de la pintura es interponer capas La función de la pintura es interponer capas

neutras entre la superficie del acero y el medio neutras entre la superficie del acero y el medio corrosivo. Sus componentes primarios son: corrosivo. Sus componentes primarios son: adhesivos, pigmentos y solventes.adhesivos, pigmentos y solventes.

► Posee una alta resistencia a Posee una alta resistencia a químicos y químicos y ambientes normales de humedadambientes normales de humedad , es aplicada , es aplicada con una con una base previabase previa a la estructura con el objeto a la estructura con el objeto de exhibir un acabado de color puro. Su costo es de exhibir un acabado de color puro. Su costo es variable dependiendo de las características de variable dependiendo de las características de rendimiento, aplicable a rendimiento, aplicable a estructuras estructuras arquitectónicas de acero expuestasarquitectónicas de acero expuestas y el que y el que usualmente aplica la usualmente aplica la industria automotriz.industria automotriz.

TRATAMIENTOS CON TRATAMIENTOS CON PINTURA ACRILICA O PINTURA ACRILICA O

EPÓXCIAEPÓXCIA

►Los compuestos Los compuestos epóxicosepóxicos se encuentran se encuentran disponibles en tres tipos: disponibles en tres tipos: pigmentos, pigmentos, lacas resinas abrasivas y lacas resinas abrasivas y anticorrosivosanticorrosivos . El tratamiento epóxico es . El tratamiento epóxico es el más usado para proteger estructuras de el más usado para proteger estructuras de acero expuestas a entornos acero expuestas a entornos húmedos húmedos severosseveros con o sin contenido de solventes con o sin contenido de solventes químicos.químicos.

►Los mas usados incluyen metales como Los mas usados incluyen metales como zinc, aluminio, cromo, t i tanio y plomo.zinc, aluminio, cromo, t i tanio y plomo.

TRATAMIENTO TRATAMIENTO GALVANIZADOGALVANIZADO

► El El zinczinc ha sido el tratamiento más exitoso para ha sido el tratamiento más exitoso para proteger el acero de la oxidación el cual se proteger el acero de la oxidación el cual se dispone en dos categorías; la primera dispone en dos categorías; la primera corresponde al corresponde al zinc inorgánicozinc inorgánico compuesto por compuesto por polvo metálico de zinc mezclado con soluciones polvo metálico de zinc mezclado con soluciones reactivas como silicatos de sodio y litio. La reactivas como silicatos de sodio y litio. La segunda categoría es segunda categoría es el el zinc orgánicozinc orgánico basado basado en compuestos de carbono, incluyendo vehículos en compuestos de carbono, incluyendo vehículos catalizados como cloros y resinas. catalizados como cloros y resinas.

► Para ambas categorías su proceso de aplicación Para ambas categorías su proceso de aplicación recomendable es por recomendable es por inmersióninmersión comúnmente comúnmente conocido como conocido como galvanizacióngalvanización ..

TRATAMIENTO TRATAMIENTO GALVANIZADOGALVANIZADO

►Los grados de galvanización disponibles Los grados de galvanización disponibles son son G40, G60 y G90G40, G60 y G90 . y su espesor . y su espesor dependen de la rugosidad de la superficie a dependen de la rugosidad de la superficie a tratar, tipo de acero, temperatura del zinc tratar, tipo de acero, temperatura del zinc fundido y tiempo de inmersión. fundido y tiempo de inmersión. ( baño de ( baño de zinc)zinc)

►El zinc al reaccionar con el acero forma una El zinc al reaccionar con el acero forma una capa dura de aleacióncapa dura de aleación resistente a cloruros, resistente a cloruros, sales y ambientes severos de corrosión sales y ambientes severos de corrosión como como costeros y marinos.costeros y marinos.

CONDICIONANTE CONDICIONANTE ACCIDENTAL ACCIDENTAL ( INCENDIOS)( INCENDIOS)

►La condicionante accidental de mayor La condicionante accidental de mayor consideración para proteger estructuras de consideración para proteger estructuras de acero es contra acero es contra incendios,incendios, la cual esta la cual esta basada en especificaciones estándar de la basada en especificaciones estándar de la ASTM E-119ASTM E-119, la cual describe la aprobación , la cual describe la aprobación de materiales a prueba de fuego, que dictan de materiales a prueba de fuego, que dictan los Códigos referidos al diseño de los Códigos referidos al diseño de métodos racionales de protección de métodos racionales de protección de estructuras metálicas contra estructuras metálicas contra incendiosincendios. .

CONDICIONANTE CONDICIONANTE ACCIDENTAL ACCIDENTAL ( INCENDIOS)( INCENDIOS)

►Los códigos también dictan factores Los códigos también dictan factores generales que determinan los niveles de generales que determinan los niveles de protección racional contra el fuego, estos protección racional contra el fuego, estos factores son: factores son: seguridad humana, protección seguridad humana, protección de la estructura y suprimir o mitigar el de la estructura y suprimir o mitigar el fuegofuego;; los cuales tienen que cumplir con los cuales tienen que cumplir con especificaciones de acuerdo al especificaciones de acuerdo al numero de numero de horashoras que la estructura pueda soportar el que la estructura pueda soportar el fuego dentro de limites de temperaturas fuego dentro de limites de temperaturas admisibles establecidas mediante la admisibles establecidas mediante la magnitud y naturaleza de la construcción.magnitud y naturaleza de la construcción.

Sistemas de protección contra Sistemas de protección contra incendios.incendios.

► Independientemente cual sea el factor a Independientemente cual sea el factor a considerar para proteger la integridad de una considerar para proteger la integridad de una estructura los dos sistemas racionales más estructura los dos sistemas racionales más utilizados son: utilizados son: sistema de esparcidores sistema de esparcidores o de irr igación y la aplicación de capas o de irr igación y la aplicación de capas o membranas de f ibras cementanteso membranas de f ibras cementantes ( ( Fireproofing )Fireproofing )

CONDICIONANTE CONDICIONANTE ACCIDENTAL ( INCENDIOS)ACCIDENTAL ( INCENDIOS)

CONDICIONANTE CONDICIONANTE ACCIDENTALACCIDENTAL(INCENDIOS)(INCENDIOS)

► Esparcidores:Esparcidores: Consiste en el diseño de un Consiste en el diseño de un sistema hidráulico con rociadores que permiten la sistema hidráulico con rociadores que permiten la irr igación del agua en todas las áreas del irr igación del agua en todas las áreas del edif icio. Este sistema es activado a base de edif icio. Este sistema es activado a base de censores que miden el grado de temperatura censores que miden el grado de temperatura admisible de cada espacio.admisible de cada espacio.

► Fibras cementantesFibras cementantes : Son f ibras con otros : Son f ibras con otros adit ivos que con la adición del agua forman un adit ivos que con la adición del agua forman un componente único con excelentes propiedades de componente único con excelentes propiedades de resistencia al fuego. Este compuesto es aplicado resistencia al fuego. Este compuesto es aplicado rociándolo directamente sobre la superficie de rociándolo directamente sobre la superficie de elementos estructurales, los cuales t ienen que elementos estructurales, los cuales t ienen que estar l impios para lograr una adherencia estar l impios para lograr una adherencia adecuada. adecuada.