Análisis y diseño de estructuras de acero en edificios andrade

ANÁLISIS YANÁLISIS Y
DISEÑO DEDISEÑO DE
ESTRUCTURASESTRUCTURAS
DE ACERO ENDE ACERO EN
EDIFICIOSEDIFICIOS
► PRESENTA:PRESENTA:
Arq. Milton Ricardo Andrade MSc.S.EArq. Milton Ricardo Andrade MSc.S.E

CONTENIDOCONTENIDO
► PARTE I: GENERALIDADESPARTE I: GENERALIDADES
IntroducciónIntroducción
Proceso de producción del aceroProceso de producción del acero
Composición química y propiedades físicasComposición química y propiedades físicas
Secciones laminadas y armadas, tratamiento térmicoSecciones laminadas y armadas, tratamiento térmico
Clasificación y normas relevantesClasificación y normas relevantes
Protección ante corrosión e incendiosProtección ante corrosión e incendios
► PARTE II: ESTRUCTURASPARTE II: ESTRUCTURAS
Clasificación de miembros y sistemas estructuralesClasificación de miembros y sistemas estructurales
Edificaciones a base de marcosEdificaciones a base de marcos
Componentes del sistemaComponentes del sistema
Fabricación y montaje en edificiosFabricación y montaje en edificios

► PARTE III: CARGAS Y FILOSOFÍA DELOS MÉTODOS DEPARTE III: CARGAS Y FILOSOFÍA DELOS MÉTODOS DE
DISEÑODISEÑO
Especificaciones y códigos AISC-ASCEEspecificaciones y códigos AISC-ASCE
Naturaleza de las cargasNaturaleza de las cargas
Filosofía de los métodos ASD-LRFDFilosofía de los métodos ASD-LRFD
Procesos de análisis y diseñoProcesos de análisis y diseño
► PARTE IV: ANALISIS ESTRUCTURAL Y CALCULO DEPARTE IV: ANALISIS ESTRUCTURAL Y CALCULO DE
RESISTENCIASRESISTENCIAS
Marcos rígidos resistentes a momentoMarcos rígidos resistentes a momento
Marcos semi-rígidos y flexiblesMarcos semi-rígidos y flexibles
Marcos arriostrados y combinadosMarcos arriostrados y combinados
Requerimientos de sismoresistenciaRequerimientos de sismoresistencia
CONTENIDOCONTENIDO

CONTENIDOCONTENIDO
► PARTE V: CONEXIONESPARTE V: CONEXIONES
Comportamiento de conexiones (cortante, tensión yComportamiento de conexiones (cortante, tensión y
combinadas)combinadas)
Diseño de conexiones empernadasDiseño de conexiones empernadas
Conexiones soldadas, tipos y procesos de soldaduraConexiones soldadas, tipos y procesos de soldadura
Diseño y resistencia de soldadurasDiseño y resistencia de soldaduras
► PARTE VI: CONCLUSIONES YPARTE VI: CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
► DURACIÓN 20 HORASDURACIÓN 20 HORAS

ANTECEDENTES DE LAANTECEDENTES DE LA
INDUSTRIA DEL ACEROINDUSTRIA DEL ACERO
► La industria del acero se remonta a mas de 150La industria del acero se remonta a mas de 150
años, ya que es en 1855 cuando se establece laaños, ya que es en 1855 cuando se establece la
Asociación Americana del Hierro. En este año laAsociación Americana del Hierro. En este año la
producción mundial fue deproducción mundial fue de 7 millones de toneladas.7 millones de toneladas.
► A inicios del siglo XIX, la industria experimenta unA inicios del siglo XIX, la industria experimenta un
crecimiento explosivo y se establece elcrecimiento explosivo y se establece el InstitutoInstituto
Americano del Hierro y el Acero (AISI) en 1908.Americano del Hierro y el Acero (AISI) en 1908.
► Para 1929, con el nacimiento delPara 1929, con el nacimiento del Instituto AmericanoInstituto Americano
de Construcción en Acero AISCde Construcción en Acero AISC , la industria, la industria
comienza a utilizar terminología técnica y concomienza a utilizar terminología técnica y con
producción mundial promedio deproducción mundial promedio de 250 millones de250 millones de
toneladas.toneladas.
► Para la década del 90 la producción mundial por añoPara la década del 90 la producción mundial por año
promedio fue depromedio fue de 750 millones de toneladas750 millones de toneladas ..
► Para inicios del nuevo milenio, la industria demandaPara inicios del nuevo milenio, la industria demanda
una producción mundial por año cercana a lasuna producción mundial por año cercana a las 10001000
millones de toneladas.millones de toneladas.

CONCEPTO DE ACEROCONCEPTO DE ACERO
► Desde siempre han existido algunas confusionesDesde siempre han existido algunas confusiones
en cuanto a la terminología entre el hierro y elen 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 conocemoscuyo símbolo químico conocemos ( Fe ),( Fe ),
por lo tanto llamaremos hierro al producto que nopor lo tanto llamaremos hierro al producto que no
tiene más compuesto que el de su propiotiene más compuesto que el de su propio
nombre. Sin embargo, al hablar del acero ynombre. Sin embargo, al hablar del acero y
analizar su composición química se determinaanalizar su composición química se determina
que es un producto ferroso cuyo contenido deque 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 mineraldefiniéndose como: una aleación mineral
metálica ymetálica y no metálica (hierro-carbono)no metálica (hierro-carbono) con otroscon otros
componentes que ayudan a diferir suscomponentes que ayudan a diferir sus
propiedades físico- químicas, de las cualespropiedades físico- químicas, de las cuales
dependerá su comportamiento mecánico, jugandodependerá su comportamiento mecánico, jugando
papel fundamental elpapel fundamental el manganeso y siliciomanganeso y silicio en suen su
resistencia y elresistencia y el fósforo y el azufrefósforo y el azufre en suen su
porosidad.porosidad.

PROCESO DEPROCESO DE
OBTENCIÓN DEL ACEROOBTENCIÓN DEL ACERO
Las dos grandes fuentes deLas dos grandes fuentes de
obtención del acero se logra porobtención del acero se logra por
dos procesos:dos procesos: LA METALURGIA YLA METALURGIA Y
LA SIDERURGIALA SIDERURGIA.. AmbasAmbas
procedencias producen optimasprocedencias producen optimas
calidades, dependiendo de lacalidades, dependiendo de la
precisión y tecnología que seprecisión y tecnología que se
utiliceutilice

MetalurgiaMetalurgia
► Al referirnos a la primera fuente de obtención,Al referirnos a la primera fuente de obtención,
raramente estos minerales de óxido ferroso seraramente estos minerales de óxido ferroso se
encuentran en estado puro en la naturaleza, porencuentran en estado puro en la naturaleza, por
lo que hay que someterlos a una serie delo que hay que someterlos a una serie de
operaciones denominada:operaciones denominada: MetalurgiaMetalurgia, la cual, la cual
consiste en separar los metales de lasconsiste en separar los metales de las
impurezas u otros minerales no compatiblesimpurezas u otros minerales no compatibles
que los acompañen.que los acompañen.
► El proceso metalúrgico consiste en losEl proceso metalúrgico consiste en los
siguientes pasos:siguientes pasos:
a) Exploración b) Extracción c)a) Exploración b) Extracción c)
TrituraciónTrituración
d) Lixiviación e) Electrolisis f)d) Lixiviación e) Electrolisis f)

SiderurgiaSiderurgia
► En relación a la segunda fuente de obtenciónEn relación a la segunda fuente de obtención
del acero, se denominadel acero, se denomina siderurgiasiderurgia al procesoal proceso
mediante el cual se obtienen productos con elmediante el cual se obtienen productos con el
hierro y sus aleaciones, siendo el acero uno dehierro y sus aleaciones, siendo el acero uno de
ellos.ellos.
► LaLa siderurgiasiderurgia también es considerada como unatambién es considerada como una
continuación del proceso metalúrgico, ya quecontinuación del proceso metalúrgico, ya que
una vez obtenido el oxido ferroso provenienteuna vez obtenido el oxido ferroso proveniente
de rocas, resalta también importancia el uso dede rocas, resalta también importancia el uso de
los aceros reciclables, es decir laslos aceros reciclables, es decir las
( chatarras ), en donde ambas materias primas( chatarras ), en donde ambas materias primas
ya sean separadas o combinadas inician elya sean separadas o combinadas inician el
proceso de producción del acero.proceso de producción del acero.

Procesos de producciónProcesos de producción
del acerodel acero
- La producción del acero, ya seaLa producción del acero, ya sea
partiendo de los minerales naturales opartiendo de los minerales naturales o
de las chatarras, se realiza a través dede las chatarras, se realiza a través de
varios procedimientos, figurando entrevarios procedimientos, figurando 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 deHornos de arco eléctrico o de
inducción.inducción.

ConvertidoresConvertidores
Bessemer y ThomasBessemer y Thomas
El arrabio fundido se vierte en un convertidor, porEl arrabio fundido se vierte en un convertidor, por
cuyocuyo
fondo se inyecta una corriente de aire que quema lasfondo se inyecta una corriente de aire que quema las
impurezas de la fundición; esta combustiónimpurezas de la fundición; esta combustión
desprendedesprende
el calor necesario para elevar la temperatura desdeel calor necesario para elevar la temperatura desde
1,200 °C hasta 1,600 °C1,200 °C hasta 1,600 °C logrando la fusión dellogrando la fusión del
acero.Enacero.En
el convertidor se logra una descarburación total y seel convertidor se logra una descarburación total y se
agrega la cantidad de carbono de acuerdo al aceroagrega la cantidad de carbono de acuerdo al acero
queque
se desea; finalmente se cuela y se deja solidificarse desea; finalmente se cuela y se deja solidificar
enen
lingotes o palanquillas que aún calientes pasan a serlingotes o palanquillas que aún calientes pasan a ser
laminados.laminados.
Con este proceso se obtienen únicamente acerosCon este proceso se obtienen únicamente aceros

ConvertidoresConvertidores
Siemens 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 elmezclados para luego aportarle el
oxígenooxígeno
necesario para la descarburación,necesario para la descarburación,
despuésdespués
Se le agrega la cantidad deSe le agrega la cantidad de carbonocarbono
adecuada para el acero deseado; una vezadecuada para el acero deseado; una vez
alcanza la fusión se elimina la escoria y sealcanza la fusión se elimina la escoria y se
procede a la colada, obteniendo acerosprocede a la colada, obteniendo aceros
ordinarios, al carbono y especiales.ordinarios, al carbono y especiales.

Hornos de arco eléctrico oHornos de arco eléctrico o
de inducciónde inducción
Es el proceso de producción más utilizado ya queEs el proceso de producción más utilizado ya que
es más controlable y exacto. Siempre y cuandoes más controlable y exacto. Siempre y cuando
exista mano de obra calificada, este procedimientoexista mano de obra calificada, este procedimiento
permite obtener productos de alta calidad.permite obtener productos de alta calidad.
Normalmente estos hornos son trifásicos, elNormalmente estos hornos son trifásicos, el
calentamiento se realiza por uncalentamiento se realiza por un arco eléctricoarco eléctrico
formado por electrodos de carbono y otrosformado por electrodos de carbono y otros
materiales cargados en el horno estos tienen quemateriales cargados en el horno estos tienen que
fundir a una temperatura entrefundir a una temperatura entre 1400 y 1500°C1400 y 1500°C
parapara
ser moldeados con facilidad. Una vez fundida laser moldeados con facilidad. Una vez fundida la
carga se procede al afino, añadiéndole loscarga se procede al afino, añadiéndole los
elementos de adición propios del acero deseado.elementos de adición propios del acero deseado.

Procesos deProcesos de
producción del aceroproducción del acero

Proceso de producciónProceso de producción
y afinadoy afinado

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN
GENERAL DEL ACERO.GENERAL DEL ACERO.
Los aceros se clasifican según seLos aceros se clasifican según se
obtengan, ya sean:obtengan, ya sean:
►En estado sólidoEn estado sólido
►En estado líquido yEn estado líquido y
►De acuerdo a su composiciónDe acuerdo a su composición
química.química.

CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN
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 líquidoy en estado líquido
pueden ser:pueden ser: homogéneos y de fusiónhomogéneos y de fusión
► Al grupo de los sólidos pertenecen losAl grupo de los sólidos pertenecen los
llamados:llamados: DirectosDirectos; y al grupo de los; y al grupo de los
líquidos los llamados:líquidos los llamados: Indirectos ó deIndirectos ó de
AfinoAfino..
► Según su composición química seSegún su composición química se
clasifican en:clasifican en: Aceros ordinarios, alAceros ordinarios, al
carbono y especialescarbono y especiales ; de estas; de estas
clasificaciones se derivan una diversidadclasificaciones se derivan una diversidad
de calidades y propiedades.de calidades y propiedades.

PROCESO DEPROCESO DE
FABRICACIÓNFABRICACIÓN
►Los 4 procesos de fabricaciónLos 4 procesos de fabricación
del acero son los siguientes:del acero son los siguientes:
►Fusionabilidad.Fusionabilidad.
►Colado continuo.Colado continuo.
►Laminación en caliente y en fríoLaminación en caliente y en frío
►Rolformación en caliente y enRolformación en caliente y en
fríofrío

FusionabilidadFusionabilidad
► Consiste en la combinación de sub-Consiste en la combinación de sub-
productosproductos metálicos o no metálicosmetálicos o no metálicos loslos
cuales son fundidos y mezclados decuales son fundidos y mezclados de
forma homogénea con el fin de obtenerforma homogénea con el fin de obtener
propiedades especificas para usospropiedades especificas para usos
especiales. Una vez fundidos, es vertidoespeciales. Una vez fundidos, es vertido
en moldes para que se solidifique. Losen moldes para que se solidifique. Los
aceros producidos por medio de esteaceros producidos por medio de este
proceso, son de buena calidad y sonproceso, 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 elConsiste en colocar el acero fundidoacero fundido, el, el
cual es vertido en moldes llamadoscual es vertido en moldes llamados
lingoteras para que se solidifique; allingoteras para que se solidifique; al
pasar del estado liquido al sólido,pasar del estado liquido al sólido,
experimenta una disminución de volumenexperimenta una disminución de volumen
o contracción dando lugar a pequeñaso contracción dando lugar a pequeñas
grietas o fisuras en la parte superior degrietas o fisuras en la parte superior de
la lingotera, las cuales pueden serla lingotera, las cuales pueden ser
disminuidas colocando una capadisminuidas colocando una capa
refractaria en la parte superior de larefractaria en la parte superior de la
lingotera.lingotera.

LaminaciónLaminación
►Después de obtener el lingote oDespués de obtener el lingote o
palanquilla durante el proceso depalanquilla durante el proceso de
producción, se procede aproducción, se procede a laminarlolaminarlo..
Este consiste en dar forma a lasEste consiste en dar forma a las
piezas y reduciéndolas a seccionespiezas y reduciéndolas a secciones
más delgadas por medio de unmás delgadas por medio de un
estirado y compresión, el cual seestirado y compresión, el cual se
realiza haciendo pasar las piezasrealiza haciendo pasar las piezas
entre rodillos cilíndricos, que giran aentre rodillos cilíndricos, que giran a
igual velocidad y en sentidoigual velocidad y en sentido
contrariocontrario..

PROCESOS DEPROCESOS DE
LAMINACIÓNLAMINACIÓN
► Dentro del proceso de laminaciónDentro del proceso de laminación
existen dos tipos:existen dos tipos:
►Laminación enLaminación en calientecaliente..
►Laminación enLaminación en frío.frío.

Laminación en caliente.Laminación en caliente.
► En este tipo de laminación los rodillos seEn este tipo de laminación los rodillos se
llamanllaman devastadoresdevastadores . La superficie es. La superficie es
rugosa que comprimen fuertemente elrugosa que comprimen fuertemente el
material calentado a temperatura deseada,material calentado a temperatura deseada,
a fin de facilitar el flujo del material ya fin de facilitar el flujo del material y
reducir las fuerzas de laminación. Elreducir 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 losen el formado inicial o rompimiento de los
lingotes vaciados ya que a temperaturaslingotes vaciados ya que a temperaturas
elevadas, laelevadas, la maleabilidadmaleabilidad es generalmentees generalmente
altaalta permitiendo la deformación con relativapermitiendo la deformación con relativa
facilidad. Este proceso se utiliza en lafacilidad. Este proceso se utiliza en la
fabricación defabricación de barras y perfiles tipo I, H,barras y perfiles tipo I, H,
WF, C, S.WF, C, S.

Laminado en fríoLaminado en frío
► En este proceso los rodillos utilizadosEn este proceso los rodillos utilizados
son denominados deson denominados de acabadoacabado dede
superficie lisa y dura, considerado comosuperficie lisa y dura, considerado como
una especie de proceso primario deuna especie de proceso primario de
deformación, se aplica solamente adeformación, se aplica solamente a
metales de aleaciones muy maleables ymetales de aleaciones muy maleables y
con frecuencia se usa para obtenercon frecuencia se usa para obtener
dureza, resistencia, ductilidad. y buendureza, resistencia, ductilidad. y buen
acabadoacabado de la superficie en unade la superficie en una
aleación previamente formada poraleación previamente formada por
laminado en caliente.laminado en caliente.

RolformaciónRolformación
► Proceso por medio del cual se da forma aProceso por medio del cual se da forma a
los perfiles delos perfiles de acero ligeroacero ligero, el cual, el cual
consiste en pasar el material a través deconsiste en pasar el material a través de
rodos continuos ya sea en caliente o enrodos continuos ya sea en caliente o en
frío.frío.
► De acuerdo a lo anterior, podemos deducirDe acuerdo a lo anterior, podemos deducir
que los acerosque los aceros estructurales pesadosestructurales pesados ,,
pueden ser fabricados a través depueden ser fabricados a través de
fusionabilidad, colado continuo yfusionabilidad, colado continuo y
laminación en calientelaminación en caliente , mientras que los, mientras que los
aceros livianos o ligerosaceros livianos o ligeros se obtienen porse obtienen por
laminación en caliente y en fríolaminación en caliente y en frío , para luego, para luego
ser fabricados por rolformadoras enser fabricados por rolformadoras en

Control de calidadControl de calidad
► CONTROL DEL MATERIAL MINERAL Y ACEROSCONTROL DEL MATERIAL MINERAL Y ACEROS
RECICLABLES ( Chatarras )RECICLABLES ( Chatarras )
► Análisis y composición química del materialAnálisis y composición química del material
mineralmineral
► Control visual de los aceros reciclablesControl visual de los aceros reciclables
(chatarras) y precalificación de las mismas,(chatarras) y precalificación 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 acerosAnálisis químico y de procedencia de los aceros
reciclables ( chatarras ) sobre la cual existareciclables ( chatarras ) sobre la cual exista
duda.duda.
► Clasificación siguiendo los pasos anteriores.Clasificación siguiendo los pasos anteriores.
► Dosificación cuantitativa gravimétrica, ajustandoDosificación cuantitativa gravimétrica, ajustando
la calidad de acuerdo con las especificacionesla calidad de acuerdo con las especificaciones
del acero a producir.del acero a producir.

Control de Coladas.Control de Coladas.
► Tomar muestras cuando se supone que laTomar muestras cuando se supone que la
mezcla es homogénea, la cual esmezcla es homogénea, la cual es
analizada en unanalizada en un espectrómetroespectrómetro deldel
laboratorio para conocer los porcentajeslaboratorio para conocer los porcentajes
dede fósforo, azufre,fósforo, azufre, manganeso, silicio ymanganeso, silicio y
carbonocarbono logrando determinar con mayorlogrando determinar con mayor
aproximación su composición química. Deaproximación su composición química. De
acuerdo a los resultados se añadenacuerdo a los resultados se añaden
ferro-aleacionesferro-aleaciones hasta lograr lahasta lograr la
composición deseada.composición deseada.
► Un segundoUn segundo muestreomuestreo durante ladurante la coladacolada,,
ya sea al inicio o al final, para efectos deya sea al inicio o al final, para efectos de
comprobación.comprobación.

Control del sub-Control del sub-
productoproducto
► El control de calidad de losEl control de calidad de los sub- productossub- productos se realizase realiza
mediante ensayosmediante ensayos mecánicosmecánicos, y debe contemplar los, y debe contemplar los
siguientes pasos:siguientes pasos:
► Tomar como mínimoTomar como mínimo 2 barras2 barras al azar por colada.al azar por colada.
► Para coladas mayores dePara coladas mayores de 50 toneladas50 toneladas, tomar una muestra, tomar una muestra
por cadapor cada 10 tón10 tón. ó fracción.. ó fracción.
► Cuando se laminan barras y perfiles de diferente sección deCuando se laminan barras y perfiles de diferente sección de
una misma colada, se recomiendauna misma colada, se recomienda tomar una muestra portomar una muestra por
cada medidacada medida..
► Todos las muestras anteriores se les realiza pruebas deTodos las muestras anteriores se les realiza pruebas de
tensión, elongación y dobladotensión, elongación y doblado en la maquina universalen la maquina universal
► En al caso de que algunos de los ensayos no cumpla conEn al caso de que algunos de los ensayos no cumpla con
las especificaciones, deberán tomarse el doble de laslas especificaciones, deberán tomarse el doble de las
muestras ensayadas y con la falla de alguna de estas, serámuestras ensayadas y con la falla de alguna de estas, será
causal de rechazo.causal de rechazo.

PROPIEDADESPROPIEDADES
FÍSICAS DEL ACEROFÍSICAS DEL ACERO
► FusibilidadFusibilidad: Dar forma a los metales en estado: Dar forma a los metales en estado
líquido, usando moldes donde de solidifican y enfrían.líquido, usando moldes donde de solidifican y enfrían.
► ForjabilidadForjabilidad: Capacidad de dar formas en estado: Capacidad de dar formas en estado
sólido en caliente, con martillos, prensas ysólido en caliente, con martillos, prensas y
laminadores.laminadores.
► MaleabilidadMaleabilidad: Propiedad para modificar su forma a: Propiedad para modificar su forma a
temperaturas normales, mediante la acción detemperaturas normales, mediante la acción de
martillado y estirado.martillado y estirado.
► DuctilidadDuctilidad: Cantidad de deformación plástica en: Cantidad de deformación plástica en
dirección a su longitud, pudiendo expresarse endirección 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 alaplicación 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.
► OxidabilidadOxidabilidad: es la acción que posee el: es la acción que posee el
oxígeno que se encuentra en la atmósfera yoxígeno que se encuentra en la atmósfera y
tiene la capacidad de recubrir con óxido otiene la capacidad de recubrir con óxido o
carbonado a los metales, excepto a loscarbonado a los metales, excepto a los
nobles.nobles.
► SoldabilidadSoldabilidad: es la propiedad de poder unirse: es la propiedad de poder unirse
y formar un cuerpo único.y formar un cuerpo único.
PROPIEDADESPROPIEDADES
FÍSICAS DEL ACEROFÍSICAS DEL ACERO

CATEGORÍAS DE ACERO:CATEGORÍAS DE ACERO:
Acero estructural pesadoAcero estructural pesado
Acero liviano o ligeroAcero liviano o ligero
La diferencia en los términosLa diferencia en los términos pesadopesado
y livianoy liviano radica lógicamente en suradica lógicamente en su
pesopeso, el cual es en la mayoría de los, el cual es en la mayoría de los
casos directamente proporcional alcasos directamente proporcional al
grado degrado de espesorespesor; son considerados; son considerados
pesados los mayores de ¼”pesados los mayores de ¼” dede
pulgada y los menores de ésepulgada y los menores de ése
espesor sonespesor son livianoslivianos; para ambas; para ambas
derivaciones existe una diversidad dederivaciones existe una diversidad de
calidades para aplicacionescalidades para aplicaciones
específicas.específicas.

ACERO ESTRUCTURALACERO ESTRUCTURAL
PESADOPESADO
►De acuerdo a la fabricación deDe acuerdo a la fabricación de
elementos estructurales ya sean vigaselementos estructurales ya sean vigas
o columnas, esta categoría describe 2o columnas, esta categoría describe 2
tipos de secciones:tipos de secciones:
► SECCIONES LAMINADASSECCIONES LAMINADAS
► SECCIONES ARMADASSECCIONES ARMADAS
► Para ambas secciones lasPara ambas secciones las normasnormas yy
especificacionesespecificaciones son descritas en manualesson descritas en manuales
y códigos de construcción por varios entesy códigos de construcción por varios entes
que facultan las aplicaciones delque facultan las aplicaciones del aceroacero
estructuralestructural..

NORMAS YNORMAS Y
ESPECIFICACIONESESPECIFICACIONES
► La amplia industria delLa amplia industria del aceroacero ha establecido aha establecido a
nivel mundialnivel mundial Códigos, Especificaciones yCódigos, Especificaciones y
NormasNormas diversas que orientan su aplicabilidad. Endiversas que orientan su aplicabilidad. En
países como Estados Unidos, Japón, y algunaspaíses como Estados Unidos, Japón, y algunas
zonas de Europa, existen inclusozonas de Europa, existen incluso
Especificaciones y CódigosEspecificaciones y Códigos regionales y localesregionales y locales
que reglamentan y recomiendan de maneraque reglamentan y recomiendan de manera
especifica la utilización del acero de acuerdo alespecifica la utilización del acero de acuerdo al
tipo detipo de construcción y localización geográfica.construcción y localización geográfica.
► Algunas Normas:Algunas Normas: ASTM, ICAITI, JIS, NZ, NDF,ASTM, ICAITI, JIS, NZ, NDF,
NCONCO
► Especificaciones:Especificaciones: AISC, AISI, AWSAISC, AISI, AWS
► Algunos códigos:Algunos códigos: ASD, LRFD, UBCASD, LRFD, UBC

ORGANISMOS QUE NORMAN LAORGANISMOS QUE NORMAN LA
CONSTRUCCIÓN CON ACEROCONSTRUCCIÓN CON ACERO
► AISCAISC (American Institute of Steel Construcctión - Instituto(American Institute of Steel Construcctión - Instituto
Americano de Construcción en Acero )Americano de Construcción en Acero )
► AISIAISI (American Iron and Steel Institute- Instituto Americano del(American Iron and Steel Institute- Instituto 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
))
► SDISDI ( Steel Deck Institute – Instituto de Cubiertas de Acero )( Steel Deck Institute – Instituto de Cubiertas de Acero )
► RSIRSI ( Reinforcing Steel Institute – Instituto de Acero de Refuerzo )( Reinforcing Steel Institute – 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 )
► CSPSBBCSPSBB ( 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 edificios yBridges – Códigos Estándares en el uso del acero para edificios y
puentes )puentes )
► AASHTOAASHTO ( American Association of State Highway and( American Association of State Highway and
Transportatión Officials – Asociación Americana Oficial deTransportatión Officials – Asociación Americana Oficial de

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

FORMAS Y MEDIDAS ESTANDARFORMAS Y MEDIDAS ESTANDAR
DE SECCIONES DE ACERODE SECCIONES DE ACERO
LAMINADOLAMINADO
► Según sea su sección transversal, seSegún sea su sección transversal, se
denominan como perfiles laminados tipo:denominan como perfiles laminados tipo: II,,
(w,(w, S, HP)S, HP) C, L, T, HSS, Placas y barrasC, L, T, HSS, Placas y barras
circulares.circulares.

PERFILES TIPOPERFILES TIPO II
►Esta gama de perfiles describe lasEsta gama de perfiles describe las
clasificaciones siguientes:clasificaciones siguientes:
Perfiles de patín anchoPerfiles de patín ancho (W)(W)
Perfil estándar americanoPerfil estándar americano (S)(S)
Perfil de pilote de puntaPerfil de pilote de punta (HP)(HP)

PERFIL DE PATINPERFIL DE PATIN
ANCHO WANCHO W
► El perfilEl perfil WW tiene dos elementos rectangularestiene dos elementos rectangulares
horizontales paralelos llamadoshorizontales paralelos llamados patinespatines, y uno, y uno
vertical llamadovertical llamado almaalma conectados por filetes óconectados por filetes ó
radiosradios.. Tienen unTienen un peralteperalte mayor o igual que elmayor o igual que el
patínpatín, pero con un, pero con un espesor mayorespesor mayor que elque el almaalma..
Una designación nominalUna designación nominal W 14 x 145W 14 x 145 equivale aequivale a
un peralte de 14¨ y un peso de 145 lbs/piéun peralte de 14¨ y un peso de 145 lbs/pié
lineal.lineal.

► Los perfilesLos perfiles WW se encuentran en las siguientesse encuentran en las siguientes
designaciones:designaciones:
DesdeDesde W4x9W4x9 hastahasta W18x175W18x175, con incrementos de, con incrementos de
2¨ de peralte y de 10 a 12 lbs/pié lineal.2¨ de peralte y de 10 a 12 lbs/pié lineal.
A partir delA partir del W18x175W18x175 hastahasta W36x798W36x798, con, con
incrementos de 3¨de peralte y de 15 a 25 lbs/piéincrementos de 3¨de peralte y de 15 a 25 lbs/pié
lineal.lineal.
DelDel W36x798W36x798 hastahasta W44x335W44x335, con incrementos de, con incrementos de
4¨de peralte y de 25 a 40 lbs/pié lineal.4¨de peralte y de 25 a 40 lbs/pié lineal.
Su aplicación:Su aplicación: vigas y columnasvigas y columnas
PERFIL DE PATINPERFIL DE PATIN
ANCHO WANCHO W

PERFIL ESTANDARPERFIL ESTANDAR
AMERICANO TIPOAMERICANO TIPO SS
► Conocida como vigaConocida como viga estándar Americanaestándar Americana, tiene, tiene
patines mas angostos y alma mas gruesa que lospatines mas angostos y alma mas gruesa que los
W, la pendiente interna del patín es 16%. UnaW, la pendiente interna del patín es 16%. Una
designacióndesignación S12x50S12x50 equivale a 12¨ de peralte yequivale a 12¨ de peralte y
50 lbs/pié lineal. Por su poca disponibilidad en el50 lbs/pié lineal. Por su poca disponibilidad en el
mercado, su uso se limita amercado, su uso se limita a vigas secundariasvigas secundarias. Se. Se
encuentran desde laencuentran desde la S3x5.7hasta S24x121,S3x5.7hasta S24x121, concon
incrementos deincrementos de 2¨2¨ de peralte y dede peralte y de 5 a 105 a 10 lbs/piélbs/pié
lineallineal..

PERFIL TIPOPERFIL TIPO HPHP
► Los perfilesLos perfiles HPHP tiene patines paralelos y almatiene patines paralelos y alma
vertical convertical con espesor y dimensionesespesor y dimensiones iguales, esiguales, es
decir peralte y ancho similar. Una designacióndecir peralte y ancho similar. Una designación
HP12x65HP12x65 indica un peralte deindica un peralte de 12¨ y 65 lbs/pié12¨ y 65 lbs/pié
lineallineal. Por la propiedad de tener. Por la propiedad de tener secciónsección
transversal con espesor uniformetransversal con espesor uniforme , proporcionan, proporcionan
mejormejor estabilidadestabilidad a ser usados comoa ser usados como columnascolumnas yy
pilotes.pilotes. Disponibilidad en el mercado desdeDisponibilidad en el mercado desde
HP8x36 hasta HP14x117HP8x36 hasta HP14x117 con incrementos de 20con incrementos de 20
lbs lbs/pié lineal y 2” de peraltelbs lbs/pié lineal y 2” de peralte

PERFIL TIPOPERFIL TIPO CC
► Es conocido también como perfil enEs conocido también como perfil en CanalCanal, tiene, tiene
un alma y dos patines con pendienteun alma y dos patines con pendiente interna delinterna del
16%.16%. La designaciónLa designación C12x30C12x30, indica un peralte, indica un peralte
nominalnominal que corresponde alque corresponde al realreal dede 12¨12¨ yy 3030
lbs/piélbs/pié. Se utilizan como tensores, largueros y. Se utilizan como tensores, largueros y
cuerdas en secciones armadas.cuerdas en secciones armadas.

PERFILES TIPOPERFILES TIPO TT
► LaLa T estructuralT estructural posee un patín y alma vertical,posee un patín y alma vertical,
resultando de seccionar un perfil W en el puntoresultando de seccionar un perfil W en el punto
medio del alma. Por ejemplo una designaciónmedio del alma. Por ejemplo una designación
WT6x25WT6x25 resulta de una secciónresulta de una sección W12x50W12x50. Con un. Con un
peralte de 6¨ y 25 lbs/pié. Es usado enperalte de 6¨ y 25 lbs/pié. Es usado en cuerdascuerdas
de armaduras y como elemento dede armaduras y como elemento de arriostramietoarriostramieto
en marcos.en marcos.

PERFILESPERFILES LL
►Los perfilesLos perfiles LL se conocen comose conocen como
angularesangulares, formado por 2 lados, formado por 2 lados
llamadosllamados alasalas, estos pueden ser con, estos pueden ser con
ladoslados igualesiguales yy desiguales.desiguales. LaLa
designación L6x4x1/2 indica undesignación L6x4x1/2 indica un
ángulo de 6¨x4¨x ½¨de espesor.ángulo de 6¨x4¨x ½¨de espesor.

PERFILESPERFILES HSSHSS
► Son conocidas como seccionesSon conocidas como secciones estructuralesestructurales
huecashuecas, dependiendo del proceso de producción, dependiendo del proceso de producción
los haylos hay con costura soldada y sin costura.con costura soldada y sin costura.

DISPONIBILIDAD DEDISPONIBILIDAD DE
SECCIONESSECCIONES
LAMINADASLAMINADAS
► El manualEl manual LRFDLRFD deldel AISCAISC describe y tabuladescribe y tabula
propiedades parapropiedades para 318318 perfilesperfiles II,, 6565 perfilesperfiles CC,,
126126 perfilesperfiles LL, y, y 302302 perfilesperfiles TT disponibles en eldisponibles en el
mercado actual. El perfil mas pesado paramercado actual. El perfil mas pesado para
columna escolumna es W14x808W14x808, que a una altura de 4 mts., que a una altura de 4 mts.
puede soportar una carga axial depuede soportar una carga axial de 4,0004,000 tons. Detons. De
igual manera el perfil para viga mas pesado esigual manera el perfil para viga mas pesado es
W36x798W36x798 con resistencia a flexión factorada decon resistencia a flexión factorada de
18751875 ton/mt. en un claro de 4 mts.ton/mt. en un claro de 4 mts.
► Cuando los requerimientos de resistencia oCuando los requerimientos de resistencia o
rigidez no se pueden satisfacer con seccionesrigidez no se pueden satisfacer con secciones
laminadas disponibles, se puede utilizarlaminadas disponibles, se puede utilizar
seccionessecciones armadas o compuestasarmadas o compuestas

SECCIONES ARMADAS OSECCIONES ARMADAS O
COMPUETASCOMPUETAS
► Las secciones armadas o compuestas se fabricanLas secciones armadas o compuestas se fabrican
modificando las secciones laminadas, es decirmodificando las secciones laminadas, es decir
agregando una placa llamadaagregando una placa llamada cubreplacacubreplaca u otrou otro
perfil laminadoperfil laminado , esto significa, esto significa reforzarreforzar unun
miembro estructural ya seamiembro estructural ya sea viga o columna.viga o columna.

TRATAMIENTOTRATAMIENTO
TERMICOTERMICO
► Las propiedades del acero son afectadasLas propiedades del acero son afectadas
por dos condiciones:por dos condiciones: composición químicacomposición química
y tratamiento térmico.y tratamiento térmico.
► La composición química relaciona lasLa composición química relaciona las
ferro-aleaciones,ferro-aleaciones, mientras que elmientras que el
tratamiento térmico relaciona lostratamiento térmico relaciona los cambioscambios
de temperaturade temperatura en estado sólido, el cual seen 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 aConsiste en calentar las piezas a
una temperatura promedio deuna temperatura promedio de 600600
grados centígradosgrados centígrados y rápidamentey rápidamente
enfriarlo con agua, aceite o plomoenfriarlo con agua, aceite o plomo
fundido. Esto produce una estructurafundido. Esto produce una estructura
interna granular mas fina en elinterna granular mas fina en el
acero, lo que haceacero, lo que hace incrementar suincrementar su
dureza y resistenciadureza y resistencia pero maspero mas
susceptible a lasusceptible a la fracturafractura, es decir, es decir
mas frágilmas frágil..

TEMPLADO YTEMPLADO Y
REVENIDOREVENIDO
► TEMPLADOTEMPLADO: Consiste en calentar una: Consiste en calentar una
pieza a una temperatura promedio depieza a una temperatura promedio de 400400
grados centígrados, enfriada al aire libre.grados centígrados, enfriada al aire libre.
Esto produce un alivio a losEsto produce un alivio a los esfuerzosesfuerzos
internosinternos volviéndose dúctil y muy tenazvolviéndose dúctil y muy tenaz
sin causar gran reducción de resistencia ysin causar gran reducción de resistencia y
dureza.dureza.
► REVENIDOREVENIDO: Se produce mediante el: Se produce mediante el
calentamiento por arriba de loscalentamiento por arriba de los 600600
grados, y enfriamiento lento mejorando lagrados, y enfriamiento lento mejorando la
ductilidadductilidad pero reduce los esfuerzos depero reduce los esfuerzos de
fluencia y la resistencia afluencia y la resistencia a la tensión.la tensión.

CLASIFICACIÓN Y NORMASCLASIFICACIÓN Y NORMAS
ASTMASTM RELEVANTESRELEVANTES
► Clasificación de los perfiles estructuralesClasificación de los perfiles estructurales
laminados de acuerdo a las normaslaminados de acuerdo a las normas ASTMASTM
y descritos en el manual dely 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 aLos requerimientos generales que garantizan a
estas 5 clasificaciones se describen en la normaestas 5 clasificaciones se describen en la norma
ASTM A6ASTM A6

ACEROS AL CARBONOACEROS AL CARBONO
►Los aceros estructurales conLos aceros estructurales con
carbonocarbono se conocen también comose conocen también como
aceros dulces,aceros dulces, que contienen deque contienen de 0.15%0.15%
a 0.29%a 0.29% de carbonode carbono, mostrando un, mostrando un
marcadomarcado punto de fluenciapunto de fluencia ..
►El acero estructuralEl acero estructural con carbonocon carbono másmás
utilizado en la construcción deutilizado en la construcción de edificiosedificios yy
puentespuentes ha sido el designado bajo laha sido el designado bajo la
normanorma ASTM A36.ASTM A36.

NORMA ASTMNORMA ASTM
A36A36
►Esta especificación cubreEsta especificación cubre perfiles yperfiles y
placasplacas de aceros con carbono dede aceros con carbono de
calidad estructural para edificios,calidad estructural para edificios,
puentes y otras estructuraspuentes y otras estructuras
generales. Tiene un esfuerzo degenerales. Tiene un esfuerzo de
fluencia defluencia de 36 ksi.36 ksi. - 250 Mpa. y un- 250 Mpa. y un
esfuerzo último a tensión deesfuerzo último a tensión de 58 a 8058 a 80
ksi.ksi. -- 400 a 550 MPa . Es el único400 a 550 MPa . Es el único
acero disponible en placas mayoresacero disponible en placas mayores
8¨8¨ de espesorde espesor. Para efectos de. Para efectos de
diseñodiseño se considera un esfuerzose considera un esfuerzo
último deúltimo de 58 ksi58 ksi..

ALTA RESISTENCIA YALTA RESISTENCIA Y
BAJA ALEACIÓNBAJA ALEACIÓN
► Se les conoce de baja aleación por lasSe les conoce de baja aleación por las
cantidades moderadas de otros elementoscantidades moderadas de otros elementos
aparte delaparte del carbonocarbono,, como elcomo el cromo, níquel,cromo, níquel,
molibdeno y vanadiomolibdeno y vanadio en porcentaje noen porcentaje no
mayor almayor al 5%.5%. Esta aleación mejora lasEsta aleación mejora las
propiedades mecánicas especialmente lapropiedades mecánicas especialmente la
resistencia y otros atributos deresistencia y otros atributos de
fabricación y costofabricación y costo comparados con loscomparados con los
tratados térmicamente. Su rango detratados térmicamente. Su rango de
fluencia es defluencia es de 40 a 70 ksi40 a 70 ksi. Los mas. Los mas
utilizados se designan bajo las normasutilizados se designan bajo las normas
ASTM A572ASTM A572 yy ASTM A992ASTM A992

ASTM A572 – A992ASTM A572 – A992
► A572A572: contienen vanadio-columbio y: contienen vanadio-columbio y
disponedispone
5 grados, identificando su esfuerzo de5 grados, identificando su esfuerzo de
fluenciafluencia
(42,50,55,60,y 65 ksi.) Se especifican para(42,50,55,60,y 65 ksi.) Se especifican para
edificiosedificios y otros sistemas exceptuandoy otros sistemas exceptuando
puentespuentes..
A992A992: Es una norma reciente que abarca: Es una norma reciente que abarca
solosolo
los perfiles W, con valor fy mínimo de 50 ksilos perfiles W, con valor fy mínimo de 50 ksi
y un máximo de 65 ksi. Con buenasy un máximo de 65 ksi. Con buenas

RESISTENTES A LARESISTENTES A LA
CORROSIÓNCORROSIÓN
►Son aceros expuestos a laSon aceros expuestos a la
intemperie sin recubrimiento, suintemperie sin recubrimiento, su
resistencia a la corrosión esresistencia a la corrosión es 4 veces4 veces
mas que el acero con carbono, susmas que el acero con carbono, sus
elementos de aleación son elelementos de aleación son el níquelníquel
y cobrey cobre..
►No es recomendable exponerlos aNo es recomendable exponerlos a
humoshumos industriales y ambientesindustriales y ambientes
marinosmarinos, siendo necesario, siendo necesario
recubrirlos (ZINC).recubrirlos (ZINC).
►El acero de intemperie preferido estáEl acero de intemperie preferido está
especificado bajo laespecificado bajo la ASTM A588ASTM A588

ASTM A588ASTM A588
►Es un acero de baja aleación conEs un acero de baja aleación con
punto de fluencia mínimo depunto de fluencia mínimo de 50 ksi50 ksi. y. y
esfuerzo máximo a tensión deesfuerzo máximo a tensión de 65 ksi65 ksi..
► Se fabrica hasta espesores deSe fabrica hasta espesores de
4¨para estructuras4¨para estructuras soldadas ysoldadas y
empernadasempernadas. Posee una capa de. Posee una capa de
oxido denso y durooxido denso y duro de colorde color púrpurapúrpura
en su superficie como agente ante laen su superficie como agente ante la
corrosión atmosféricacorrosión atmosférica ..
► Utilizado comoUtilizado como estructura expuestaestructura expuesta
en edificios y puentes de armadura.en edificios y puentes de armadura.

DE ALEACIÓNDE ALEACIÓN
ENFRIADOS YENFRIADOS Y
TEMPLADOSTEMPLADOS
► Poseen unPoseen un porcentaje de aleación mayorporcentaje de aleación mayor
que los de alta resistencia y con unque los de alta resistencia y con un
máximo delmáximo del 20% de carbono.20% de carbono.
► El enfriamiento leEl enfriamiento le produce dureza y reduceproduce dureza y reduce
la ductilidad,la ductilidad, resistencias elevadas conresistencias elevadas con
rangos de fluencia derangos de fluencia de 90 a 100 ksi.90 a 100 ksi.
► Disponibles únicamente enDisponibles únicamente en placas,placas, requiererequiere
técnicastécnicas especiales para soldadura, esespeciales para soldadura, es
utilizado en perfiles armados.utilizado en perfiles armados. DesignadoDesignado
bajo labajo la especificaciónespecificación ASTM A514 y A852.ASTM A514 y A852.

ASTM A514ASTM A514
► ESTA NORMA DESCRIBEESTA NORMA DESCRIBE PLACAS DE ACEROPLACAS DE ACERO DE BAJADE BAJA
ALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA CALENTADOS YALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA CALENTADOS Y
ENFRIADOS CONVENIENTEMENTE PARA SERENFRIADOS CONVENIENTEMENTE PARA SER
SOLDADOS, HASTA ESPESOR MÁXIMO DE 6¨.SOLDADOS, HASTA ESPESOR MÁXIMO DE 6¨.
► El esfuerzo de fluencia especificado es deEl esfuerzo de fluencia especificado es de 90 a90 a
100 ksi100 ksi, es ampliamente utilizado en la, es ampliamente utilizado en la
construcción de torres de transmisión, tanques deconstrucción de torres de transmisión, tanques de
almacenamiento y obras que requieran altasalmacenamiento y obras que requieran altas
resistencias de fluencia.resistencias de fluencia.
► Aunque es bastante apropiado como materialAunque es bastante apropiado como material
estructural, no está disponible en perfilesestructural, no está disponible en perfiles
laminados.laminados.
► Para no perder propiedades inducidas por elPara no perder propiedades inducidas por el calorcalor,,
la soldadura estará de acuerdo alla soldadura estará de acuerdo al gradogrado de acerode acero
utilizado, y a suutilizado, y a su aplicación.aplicación.

ENFRIADOS YENFRIADOS Y
REVENIDOSREVENIDOS ASTM A852ASTM A852
► Esta especificación abarca acerosEsta especificación abarca aceros
estructurales de baja aleación calentado yestructurales de baja aleación calentado y
revenido con una fluencia mínima de 70revenido con una fluencia mínima de 70
ksi. (485 MPa ) hasta espesores deksi. (485 MPa ) hasta espesores de
4”, son indicados en4”, son indicados en placas paraplacas para
conexiones remachadas y empernadasconexiones remachadas y empernadas ,,
pero su uso primario es parapero su uso primario es para conexionesconexiones
soldadas en puentes y edificios donde elsoldadas en puentes y edificios donde el
ahorro en peso y la vida útil sonahorro en peso y la vida útil son
importantesimportantes. Este acero resiste a muchas. Este acero resiste a muchas
condicionantes ambientales. Las placascondicionantes ambientales. Las placas
producidas bajo esta especificaciónproducidas bajo esta especificación
deberán tener pruebas de impacto adeberán tener pruebas de impacto a
temperaturas no mayores de 4°C.temperaturas no mayores de 4°C.

CALENTADOS YCALENTADOS Y
ENFRIADOSENFRIADOS ASTM A709ASTM A709
► Esta especificación cubre acerosEsta especificación cubre aceros
estructurales al carbono de baja aleaciónestructurales al carbono de baja aleación
y alta resistencia en perfiles, placas yy alta resistencia en perfiles, placas y
barrasbarras calentados y enfriadoscalentados y enfriados e indicadose indicados
específicamente para ser usados enespecíficamente para ser usados en
puentespuentes..
► Su resistencia de fluencia mínima es de 50Su resistencia de fluencia mínima es de 50
ksi.ksi.
► GradoGrado 50W,70W y 100W,50W,70W y 100W, la letrala letra WW indicaindica
que son resistentes a laque son resistentes a la corrosióncorrosión parapara
usarse en estructuras expuestas.usarse en estructuras expuestas.

EspecificacionesEspecificaciones
equivalentes ASTM –equivalentes ASTM –
AASHTOAASHTO
►A finales de 1980, el Comité de aceroA finales de 1980, el Comité de acero
estructural en puentes de laestructural en puentes de la AASHTOAASHTO,,
prefirió adoptar equivalencias de laprefirió adoptar equivalencias de la ASTMASTM
pero con designacionespero con designaciones AASHTOAASHTO, y, y
describir los requerimientos ydescribir los requerimientos y
especificaciones estándar de aceroespecificaciones estándar de acero
estructural en puentesestructural en puentes, consolidando así un, consolidando así un
solo documento abarcando la lista de los 6solo 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 .

Especificaciones equivalentesEspecificaciones equivalentes
ASTMASTM –– AASHTOAASHTO
PERFILES Y PLACASPERFILES Y PLACAS
► ASTMASTM AASHTOAASHTO ASTMASTM
AASHTOAASHTO
►
A6/A6MA6/A6M M160/M160MM160/M160M A36/A36MA36/A36M
M183/M183MM183/M183M
►
A514/A514MA514/A514M M244/M244MM244/M244M A572/A572MA572/A572M M223/M223MM223/M223M
►
PERNOS, TUERCAS Y ARANDELASPERNOS, TUERCAS Y ARANDELAS
A563/A563MA563/A563M M291/M291MM291/M291M F436/F436MF436/F436M M293/M293MM293/M293M
Designación A6MDesignación A6M M160M :M160M : Sistema métricoSistema métrico

DISPONIBILIDAD YDISPONIBILIDAD Y
MEDIDAS ESTANDARDMEDIDAS ESTANDARD

TOLERANCIAS ENTOLERANCIAS EN
DIMENSIONESDIMENSIONES
► PERFILESPERFILES:: La gran mayoría de perfilesLa gran mayoría de perfiles
estructurales son fabricados dentro de un rangoestructurales son fabricados dentro de un rango
de longitudes dede longitudes de 30 a 65 pies30 a 65 pies ( 9 a 20 mts. )( 9 a 20 mts. ) concon
incrementos deincrementos de 5 pies5 pies ( 1.50 mts ); sin embargo( 1.50 mts ); sin embargo
algunos laminadores o fabricantes , producenalgunos laminadores o fabricantes , producen
miembros a la medida por pedidos.miembros a la medida por pedidos.
► De acuerdo al Código de Prácticas GeneralesDe acuerdo al Código de Prácticas Generales
de Construcción en Acero, los miembrosde Construcción en Acero, los miembros
ensamblados que forman parte de la estructuraensamblados que forman parte de la estructura
se les permite una variación en longitud dese 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 3030
pies ( 9 mts.)pies ( 9 mts.) y dey de 1/8”1/8” ( 3 mm) para miembros( 3 mm) para miembros
mayores demayores de 30 hasta 6030 hasta 60 pies ( 20 mts )pies ( 20 mts )

TOLERANCIAS ENTOLERANCIAS EN
DIMENSIONESDIMENSIONES
► LAS PLACAS Y BARRASLAS PLACAS Y BARRAS se clasifican:se clasifican:
► Barras:Barras: Anchos menores deAnchos menores de 6”6” hastahasta 8”.8”.
Se especifican anchos con incrementos deSe especifican anchos con incrementos de ¼”¼” yy
espesoresespesores yy diámetrosdiámetros con incrementos decon incrementos de 1/8”.1/8”.
► Placas:Placas: Anchos deAnchos de 8” a 48”8” a 48”
Los espesores se pueden especificar por pulgadaLos espesores se pueden especificar por pulgada
ó por peso por pié cuadrado; los cuales seó por peso por pié cuadrado; los cuales se
incrementan de acuerdo a lo siguiente:incrementan de acuerdo a lo siguiente:
Incrementos deIncrementos de 1/32”1/32” hasta espesores dehasta espesores de ½”½”..
Incrementos deIncrementos de 1/16”1/16” dede ½” hasta 1”.½” hasta 1”.
Incrementos deIncrementos de 1/8”1/8” para espesores depara espesores de 1” hasta1” hasta
3”.3”.
Incrementos deIncrementos de ¼”¼” para espesores mayores depara espesores mayores de 3”3”
hasta 8¨hasta 8¨

EJEMPLO DE TABLAS CONEJEMPLO DE TABLAS CON
DIMENSIONES Y PROPIEDADES DEDIMENSIONES Y PROPIEDADES DE
PERFILESPERFILES

DIMENSIONES Y PROPIEDADESDIMENSIONES Y PROPIEDADES
DE PERFILESDE PERFILES

DIMENSIONES YDIMENSIONES Y
PROPIEDADES DE PERFILESPROPIEDADES DE PERFILES

PROTECCIÓN ANTE LAPROTECCIÓN ANTE LA
CORROSIÓN E INCENDIOSCORROSIÓN E INCENDIOS
► Las estructuras de acero requieren del conocimiento yLas estructuras de acero requieren del conocimiento y
criterios que determinen una protección adecuada paracriterios que determinen una protección adecuada para
mantener lamantener 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 granPara ambas condicionantes existen actualmente una gran
cantidad de innovaciones tecnológicas utilizadas decantidad de innovaciones tecnológicas utilizadas de
acuerdo al criterio estructural y arquitectónico expresadoacuerdo al criterio estructural y arquitectónico expresado
por el proyectista, buscando costos efectivos que lepor el proyectista, buscando costos efectivos que le
permitan entrepermitan entre 20 a 25 años de servicio inicial e integridad20 a 25 años de servicio inicial e integridad
estructural,estructural, para posteriormente darpara posteriormente dar mantenimientosmantenimientos
subsecuentes.subsecuentes.
► Las dos condicionantes descritas anteriormente tambiénLas dos condicionantes descritas anteriormente también
tienen la particularidad de ser reglamentadas portienen la particularidad de ser reglamentadas por códigos ycódigos y
especificacionesespecificaciones en función de laen función de la magnitud y naturalezamagnitud y naturaleza dede
la construcción.la construcción.

CONDICIONANTESCONDICIONANTES
ATMOSFÉRICAS.ATMOSFÉRICAS.
► Las especificaciones para tratamientos en la protección deLas especificaciones para tratamientos en la protección de
estructuras de acero están basadas bajo rendimientosestructuras de acero están basadas bajo rendimientos
estándar dictadas por los códigos del Instituto deestándar dictadas por los códigos del Instituto de
Especificaciones para la Construcción (CSI), en su secciónEspecificaciones 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). AmbasEstructuras de Acero Pintadas (SSPM). Ambas
consideran los siguientes factores:consideran los siguientes factores: uso del edificiouso del edificio
( función o actividad ),( función o actividad ), medio ambientemedio ambiente ( entorno( entorno
geográfico costero, desértico etc.), estructurasgeográfico costero, desértico etc.), estructuras expuestasexpuestas
al exterioral exterior,, interior o ambas .interior o ambas .
► Estos tres factores determinan el grado de vulnerabilidad aEstos tres factores determinan el grado de vulnerabilidad a
que estará expuesto el acero estructural, especialmente aque estará expuesto el acero estructural, especialmente a
efectos deefectos de oxidaciónoxidación,, los cuales surgen de lalos cuales surgen de la
combinación decombinación de oxigeno y hierrooxigeno y hierro ; siendo este ultimo el; siendo este ultimo el
elemento primario del acero y que formaelemento primario del acero y que forma óxidos oóxidos o
corrosióncorrosión..

TRATAMIENTOS ANTE LATRATAMIENTOS ANTE LA
CORROSIÓN DEL ACEROCORROSIÓN DEL ACERO
►La tecnología ha desarrollado unaLa tecnología ha desarrollado una
diversidad de tratamientos antioxidantes pardiversidad de tratamientos antioxidantes par
el acero, siendo lael acero, siendo la pintura y elpintura y el
galvanizadogalvanizado los métodos mas utilizados.los métodos mas utilizados.
Usualmente en su orden de efectividad yUsualmente en su orden de efectividad y
costo se mencionan:costo se mencionan: tratamientos contratamientos con
pintura vinílica, acrílica o epóxica, ypintura vinílica, acrílica o epóxica, y
capas protectoras de zinccapas protectoras de zinc ..

TRATAMIENTOSTRATAMIENTOS
CON PINTURACON PINTURA
VINÍLICAVINÍLICA
► La función de la pintura es interponer capasLa función de la pintura es interponer capas
neutras entre la superficie del acero y el medioneutras 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 aPosee una alta resistencia a químicos yquímicos y
ambientes normales de humedadambientes normales de humedad , es aplicada, es aplicada
con unacon una base previabase previa a la estructura con el objetoa la estructura con el objeto
de exhibir un acabado de color puro. Su costo esde exhibir un acabado de color puro. Su costo es
variable dependiendo de las características devariable dependiendo de las características de
rendimiento, aplicable arendimiento, aplicable a estructurasestructuras
arquitectónicas de acero expuestasarquitectónicas de acero expuestas y el quey el que
usualmente aplica lausualmente aplica la industria automotriz.industria automotriz.

TRATAMIENTOS CONTRATAMIENTOS CON
PINTURA ACRILICA OPINTURA ACRILICA O
EPÓXCIAEPÓXCIA
►Los compuestosLos compuestos epóxicosepóxicos se encuentranse encuentran
disponibles en tres tipos:disponibles en tres tipos: pigmentos,pigmentos,
lacas resinas abrasivas ylacas resinas abrasivas y
anticorrosivosanticorrosivos. El tratamiento epóxico es. El tratamiento epóxico es
el más usado para proteger estructuras deel más usado para proteger estructuras de
acero expuestas a entornosacero expuestas a entornos húmedoshúmedos
severosseveros con o sin contenido de solventescon o sin contenido de solventes
químicos.químicos.
►Los mas usados incluyen metales comoLos mas usados incluyen metales como
zinc, aluminio, cromo, titanio y plomo.zinc, aluminio, cromo, titanio y plomo.

GALVANIZADOGALVANIZADO
► ElEl zinczinc ha sido el tratamiento más exitoso paraha sido el tratamiento más exitoso para
proteger el acero de la oxidación el cual seproteger el acero de la oxidación el cual se
dispone en dos categorías; la primeradispone en dos categorías; la primera
corresponde alcorresponde al zinc inorgánicozinc inorgánico compuesto porcompuesto por
polvo metálico de zinc mezclado con solucionespolvo metálico de zinc mezclado con soluciones
reactivas como silicatos de sodio y litio. Lareactivas como silicatos de sodio y litio. La
segunda categoría essegunda categoría es elel zinc orgánicozinc orgánico basadobasado
en compuestos de carbono, incluyendo vehículosen compuestos de carbono, incluyendo vehículos
catalizados como cloros y resinas.catalizados como cloros y resinas.
► Para ambas categorías su proceso de aplicaciónPara ambas categorías su proceso de aplicación
recomendable es porrecomendable es por inmersióninmersión comúnmentecomúnmente
conocido comoconocido como galvanizacióngalvanización..

GALVANIZADOGALVANIZADO
►Los grados de galvanización disponiblesLos grados de galvanización disponibles
sonson G40, G60 y G90G40, G60 y G90. y su espesor. y su espesor
dependen de la rugosidad de la superficie adependen de la rugosidad de la superficie a
tratar, tipo de acero, temperatura del zinctratar, 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 unaEl 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 corrosiónsales y ambientes severos de corrosión
comocomo costeros y marinos.costeros y marinos.

CONDICIONANTECONDICIONANTE
ACCIDENTALACCIDENTAL
( INCENDIOS)( INCENDIOS)
►La condicionante accidental de mayorLa condicionante accidental de mayor
consideración para proteger estructuras deconsideración para proteger estructuras de
acero es contraacero es contra incendios,incendios, la cual estala cual esta
basada en especificaciones estándar de labasada 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 dictande materiales a prueba de fuego, que dictan
los Códigos referidos al diseño delos Códigos referidos al diseño de
métodos racionales de protección demétodos racionales de protección de
estructuras metálicas contraestructuras metálicas contra incendiosincendios..

( INCENDIOS)( INCENDIOS)
►Los códigos también dictan factoresLos códigos también dictan factores
generales que determinan los niveles degenerales que determinan los niveles de
protección racional contra el fuego, estosprotección racional contra el fuego, estos
factores son:factores son: seguridad humana, protecciónseguridad humana, protección
de la estructura y suprimir o mitigar elde la estructura y suprimir o mitigar el
fuegofuego;; los cuales tienen que cumplir conlos cuales tienen que cumplir con
especificaciones de acuerdo alespecificaciones de acuerdo al numero denumero de
horashoras que la estructura pueda soportar elque la estructura pueda soportar el
fuego dentro de limites de temperaturasfuego dentro de limites de temperaturas
admisibles establecidas mediante laadmisibles establecidas mediante la
magnitud y naturaleza de la construcción.magnitud y naturaleza de la construcción.

 Sistemas de protección contraSistemas de protección contra
incendios.incendios.
►Independientemente cual sea el factor aIndependientemente cual sea el factor a
considerar para proteger la integridad de unaconsiderar para proteger la integridad de una
estructura los dos sistemas racionales másestructura los dos sistemas racionales más
utilizados son:utilizados son: sistema de esparcidoressistema de esparcidores
o de irrigación y la aplicación de capaso de irrigación y la aplicación de capas
o membranas de fibras cementanteso membranas de fibras cementantes ((
Fireproofing )Fireproofing )
ACCIDENTAL ( INCENDIOS)ACCIDENTAL ( INCENDIOS)

(INCENDIOS)(INCENDIOS)
► Esparcidores:Esparcidores: Consiste en el diseño de unConsiste en el diseño de un
sistema hidráulico con rociadores que permiten lasistema hidráulico con rociadores que permiten la
irrigación del agua en todas las áreas delirrigación del agua en todas las áreas del
edificio. Este sistema es activado a base deedificio. Este sistema es activado a base de
censores que miden el grado de temperaturacensores que miden el grado de temperatura
admisible de cada espacio.admisible de cada espacio.
► Fibras cementantesFibras cementantes : Son fibras con otros: Son fibras con otros
aditivos que con la adición del agua forman unaditivos que con la adición del agua forman un
componente único con excelentes propiedades decomponente único con excelentes propiedades de
resistencia al fuego. Este compuesto es aplicadoresistencia al fuego. Este compuesto es aplicado
rociándolo directamente sobre la superficie derociándolo directamente sobre la superficie de
elementos estructurales, los cuales tienen queelementos estructurales, los cuales tienen que
estar limpios para lograr una adherenciaestar limpios para lograr una adherencia
adecuada.adecuada.

Análisis y diseño de estructuras de acero en edificios andrade

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