Introducción al diseño estructural en acero

1. Desventajas:

1.1. - Corrosión

1.2. - Costo de la protección contra fuego

1.3. - Susceptibilidad al pandeo

1.4. - Fatiga

1.5. - Fractura frágil

2. Unidades métricas

2.1. - Inglesas y métricas

3. Relaciones esfuerzo-deformación del acero estructural

3.1. - El límite elástico es el mayor esfuerzo que un material puede resistir sin deformarse permanentemente

3.1.1. - Sinónimo del límite proporcional

3.2. - Esfuerzo de fluencia: Incremento en la deformación

3.3. - Deformación elástica: Deformación que se presenta antes del esfuerzo de fluencia

3.4. - Deformación plástica: Deformación después del esfuerzo de fluencia sin incremento de esfuerzo

3.5. Endurecimiento por deformación: Esfuerzo adicional para producir deformación adicional

4. Uso de los aceros de alta resistencia

4.1. - Alta resistencia a la corrosión

4.2. - Ahorros en los costos de transporte, montaje y cimentaciones debido al menor peso

4.3. - Uso de vigas de menor peralte, que permite reducir el espesor de los pisos

4.4. - Protección contra el fuego

5. Medición de la tenacidad

5.1. - Capacidad para absorber incrementos repentinos en los esfuerzos de muesca (Charpy de muesca V)

5.2. -Más dúctil es el acero, mayor tenacidad

5.3. - Más baja la temperatura, mayor su fragilidad

6. Secciones jumbo

6.1. - Miembros a compresión

6.2. - Empalmadas con soldadura pueden usarse en casos de tensión axial o flexión

7. Suminstro de estructuras de acero

7.1. - Consiste en el laminado de los perfiles, fabricación de elementos para un trabajo en específico y montaje

7.2. - Se tienen pocos perfiles en bodega debido a los altos intereses y costos de almacenaje

8. EL trabajo del diseño estructural

8.1. - Distribuye y dimensiona las estructuras para soportar satisfactoriamente las cargas

8.2. - Funciones: trazo general de la estructura, estudio de las formas estructurales, condiciones de carga, análisis de esfuerzos, deflexiones, diseño de los elementos y preparación de planos de diseño

9. Responsabilidades del ingeniero estructurista

9.1. - Seguridad

9.2. - Costo

9.3. - Factibilidad

10. Diseño económico de miembros de acero

10.1. - Tener comunicación abierta entre proyectistas, fabricantes, montadores y otros que intervienen en un proyecto

10.2. - Seleccionar las dimensiones en que se fabrican los perfiles laminados

10.3. - Las vigas para los pisos de edificios son las de mayor peralte

10.4. - Los costos de montaje y fabricación de vigas son los mismos para miembros ligeros o pesados

10.5. - Los miembros de acero deben pintarse sólo si lo requiere la especificación

10.6. - Es conveniente utilizar la misma sección el mayor número de veces posible

10.7. - Escoger secciones que sean fáciles de montar

11. Fallas en estructuras

11.1. - Se deben seleccionar cuidadosamente las conexiones

11.2. - Otra falla ocurre cuando las vigas soportadas sobre muros tienen un apoyo o anclaje insuficiente

11.3. - Los asentamientos en las cimentaciones

11.4. - No se da una atención adecuada a las flexiones, fatiga de miembros, vibraciones y posibilidad de pandeo

12. Exactitud de los cálculos

12.1. - Los métodos de análisis se basan en hipótesis parcialmente cierta, a que las resistencias de los materiales varían apreciablemente y a que las cargas máximas sólo pueden determinarse en forma aproximada

13. Ventajas:

13.1. - Alta resistencia

13.2. - Uniformidad

13.3. - Elasticidad

13.4. - Durabilidad

13.5. - Ductilidad

13.6. - Tenacidad

13.7. - Ampliaciones de estructuras existentes

13.8. - Propiedades diversas

14. Primeros usos del hierro y el acero

14.1. - Una combinación entre hierro y carbono (menos del 1%) forman el acero

14.2. - Un chorro de aire a través del hierro fundido quemaba la mayor parte de las impurezas en el metal

14.3. - Aleación costosa por lo que principalmente se fabricaban cuchillos, tenedores, cucharas y herramientas de corte

14.4. - 1870 se producía en grandes cantidades, 1890 el acero principal metal estructural en Estados Unidos

14.5. - Los perfiles se pueden procesar más mediante el rolado frío

14.6. - El recocido conduce a un acero con menor dureza y fragilidad, pero mayor ductilidad

14.7. - Hierro dulce: contenido muy bajo de carbono

14.8. - Hierro colado: contenido muy alto de carbono

15. Perfiles de acero

15.1. - Puede laminarse en forma económica sin tener cambios en sus propiedades físicas

15.2. - Los perfiles I,T y C

15.3. - Las vigas S y W

16. Perfiles de lámina delgada de acero doblados en frío

16.1. - Se fabrican doblando láminas delgadas de baja aleación y cualquier sección transversal deseada

16.2. - Reduce ductilidad pero incrementa la resistencia

17. Aceros estructurales modernos

17.1. - Aceros al carbono

17.2. - Aceros de alta resistencia y baja aleación

17.3. - Aceros estructurales de alta resistencia, baja aleación y resistentes a la corrosión

18. Desgarramiento laminar

18.1. - Se puede eliminar o minimizar con detalles y procedimientos de soldadura apropiados

19. Manejo y embarque del acero estructural

19.1. - Los pesos y longitudes máximos son 90 toneladas y 120 pies

19.2. - Piezas de 8 pies de altura, 8 pies de ancho y 60 pies de largo pueden embarcarse en camiones sin dificultad

19.3. - Se pueden enviar por ferrocarril si las piezas no tienen más de 10 pies de alto, 8 pues de ancho, 60 pies de largo y pesar menos de 20 toneladas

19.4. - Las rutas deben estudiarse cuidadosamente

20. Las computadoras y el diseño del acero estructural

20.1. - Con el uso de las computadoras se pueden reducir considerablemente el tiempo para realizar los cálculos e incrementar su exactitud

20.2. - Por otro lado, reducen la intuición del ingeniero hacia las estructuras