El documento habla sobre los sistemas constructivos de acero. Explica que el acero es un material común en la construcción y tiene una larga historia. Luego describe varios tipos de acero usados en la construcción como el acero corrugado y acero laminado. Finalmente, detalla algunos perfiles comunes de acero como ángulos estructurales y vigas H.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
QUERÉTARO
Sistemas Constructivos de
Alta Tecnología
Estructura: Acero
Velázquez Núñez
Profesor: Cuevas Cruz Carlos
Santiago de Querétaro, Qro. A 12 de Febrero de 2013
Galván Pérez Miguel Ángel
Velázquez Núñez Luis Alberto

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Índice
ESTRUCTURA 2
ACERO 2
DEFINICIÓN 2
ANTECEDENTES 2
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Y TECNOLÓGICAS DEL ACERO 4
ACEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN 5
PERFILES DE ACERO 6
PROCESO DE INSTALACIÓN 10
COSTO DE PERFILES DE ACERO 10
CONCLUSIÓN 10
FUENTES DE INFORMACIÓN 10

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Estructura
Acero
En la actualidad podemos contar con una gran variedad de materiales para la construcción, en muchas
ocasiones los encontramos en distintas presentaciones, según el uso en el proceso constructivo, los
atributos necesarios para la correcta ejecución del sistema constructivo utilizado, según la calidad
requerida, etc.
El acero, es por excelencia un material para construcción, que forma parte de casi todos los procesos
constructivos, ya sean tradicionales o de alta tecnología (castillos armados, losa “maciza”, losa acero,
sistemas SEPSA, Vigueta y bovedilla,entre otros).
Material de grandes virtudes utilizado principalmente para estructura, pero su versatilidad permite ser
incluido en edificaciones de pequeña envergadura hasta proyectos de gran magnitud.
Definición
En ingeniería metalúrgica, se le llama Acero a la aleación de hierro con una cantidad de carbono variable
entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado que se pretenda lograr. Si
la aleación contiene una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en
oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.
Existen muchos tipos de acero en función del o los elementos aleantes que estén presentes. La definición
en porcentaje de carbono corresponde a losaceros al carbono, en los cuales este no metal es el único
aleante, o hay otros pero en menores concentraciones. Otras composiciones específicas reciben
denominaciones particulares en función de múltiples variables como por ejemplo los elementos que
predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de
cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso
(aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación
genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al
carbono" que además de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para los
demás. Esta gran variedad de aceros llevó a Siemens a definir el acero como «un compuesto de hierro y
otra sustancia que incrementa su resistencia».
Antecedentes
Se desconoce la procedencia y fecha de origen de la técnica de fundir el hierro para producir un metal
apto de ser utilizado, arqueólogos descubrieron utensilios de este metal en Egipto que datan del año
3000 a.C. También se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro.
El acero era conocido en la antigüedad, y quizá pudo haber sido producido por el método de Boomery,
siendo la fundición de hierro y sus óxidos en una chimenea de piedra u otros materiales naturales
resistentes al calor, y en el cual se sopla aire para que su producto, una masa porosa de hierro (bloom)
contuviese carbón.
Algunos de los primeros aceros provienen del Este de África, fechados cerca de 1400 a.C.

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La China antigua bajo la dinastía Han, entre el 202 a.C y el 220 a.C, creó acero al derretir hierro forjado
junto con hierro fundido, obteniendo así el mejor producto de carbón intermedio, el acero, en torno al
siglo I a.C.
Junto con sus métodos originales de forjar acero, los chinos también adoptaron los métodos de
producción para la creación de acero Wootz, una idea importada de India a China hacia el siglo V
El acero Wootz fue producido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a.C. Este
temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones.
También conocido como acero Damasco, el acero Wootz es famoso por su durabilidad y capacidad de
mantener un filo. Originalmente fue creado de un número diferente de materiales, incluyendo trazas de
otros elementos en concentraciones menores a 1000 partes por millón o 0,1% de la composición de la
roca. Era esencialmente una complicada aleación con hierro como su principal componente.
Estudios recientes han sugerido que en su estructura se incluían nanotubos de carbono, lo que quizá
explique algunas de sus cualidades legendarias; aunque teniendo en cuenta la tecnología disponible en
ese momento fueron probablemente producidos más por casualidad que por diseño.
El acero Crucible (Cruciblesteel), basado en distintas técnicas de producir aleaciones de acero empleando
calor lento y enfriando hierro puro y carbón, fue producido en Merv entre el siglo IX y el siglo X.
En China, bajo la dinastía Song del siglo XI, hay evidencia de la producción de acero empleando dos
técnicas: una de un método "berganesco" que producía un acero de calidad inferior por no ser
homogéneo, y un precursor del moderno método Bessemer el cual utilizaba una descarbonización a
través de repetidos forjados bajo abruptos enfriamientos (coldblast).
El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a.C., en Medzamor, cerca de Erevan,
capital de Armenia y del monte Ararat. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto,
difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a.C.
Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en
recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para
convertirse en acero auténtico.
Las características conferidas por la templabilidad no consta que fueran conocidas hasta la Edad Media, y
hasta el año 1740 no se produjo lo que hoy día denominamos acero.
Los métodos antiguos para la fabricación del acero consistían en obtener hierro dulce en el horno, con
carbón vegetal y tiro de aire. Una posterior expulsión de las escorias por martilleo y carburación del
hierro dulce para cementarlo. Luego se perfeccionó la cementación
fundiendo el acero cementado en crisoles de arcilla y en Sheffield (Inglaterra)
se obtuvieron, a partir de 1740, aceros de crisol.
Fue BenjaminHuntsman el que desarrolló un procedimiento para fundir
hierro forjado con carbono, obteniendo de esta forma el primer acero
conocido.

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En 1856, Sir Henry Bessemer, hizo posible la fabricación de acero en grandes cantidades, pero su
procedimiento ha caído en desuso, porque solo podía utilizar hierro que contuviese fósforo y azufre en
pequeñas proporciones.
En 1857, Sir William Siemens ideó otro procedimiento de fabricación industrial del acero, que es el que
ha perdurado hasta la actualidad, el procedimiento Martin Siemens, por descarburación de la fundición
de hierro dulce y óxido de hierro. Siemens había experimentado en 1878 con la electricidad para calentar
los hornos de acero, pero fue el metalúrgico francés Paul Héroult, coinventor del método moderno para
fundir aluminio— quien inició en 1902 la producción comercial del acero en hornos eléctricos.
El método de Héroult consiste en introducir en el horno chatarra de acero de composición conocida
haciendo saltar un arco eléctrico entre la chatarra y unos grandes electrodos de carbono situados en el
techo del horno.
En 1948 se inventa el proceso del oxígeno básico L-D. Tras la segunda guerra mundial se iniciaron
experimentos en varios países con oxígeno puro en lugar de aire para los procesos de refinado del acero.
El éxito se logró en Austria en 1948, cuando una fábrica de acero situada cerca de la ciudad de Linz,
Donawitz desarrolló el proceso del oxígeno básico o L-D.
En 1950 se inventa el proceso de colada continua que se usa cuando se requiere producir perfiles
laminados de acero de sección constante y en grandes cantidades. El proceso consiste en colocar un
molde con la forma que se requiere debajo de un crisol, el que con una válvula puede ir dosificando
material fundido al molde. Por gravedad el material fundido pasa por el molde, el que está enfriado por
un sistema de agua, al pasar el material fundido por el molde frío se convierte en pastoso y adquiere la
forma del molde. Posteriormente el material es conformado con una serie de rodillos que al mismo
tiempo lo arrastran hacia la parte exterior del sistema. Una vez conformado el material con la forma
necesaria y con la longitud adecuada el material se corta y almacena.
En 2007 se utilizan algunos metales y metaloides en forma de ferroaleaciones, que, unidos al acero, le
proporcionan excelentes cualidades de dureza y resistencia.
Características Mecánicas y Tecnológicas del Acero
Es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero, debido a que estas varían con los
ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que
pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de
aplicaciones.
Su densidad media es de 7850 kg/m³.
En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.
Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar
su límite elástico.
La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros
procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea eltemplado del acero,

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aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un
núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles.
Se puede soldar con facilidad.
La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad
incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación
hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo
mediante tratamientos superficiales diversos.
Aceros para la Construcción
Acero Corrugado
El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para emplearlo
en hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la
adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y
doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más
seguras y con un menor gasto energético.
Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que
se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16
mm de diámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se
suministran en forma de barras
Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas que deben cumplir, para asegurar
el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón armado.
 Límite elástico Re (Mpa)
 Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa)
 Alargamiento de rotura A5 (%)
 Alargamiento bajo carga máxima Agt (%)
 Relación entre cargas Rm/Re
 Módulo de Young E
Especificaciones de varilla Corrugada Empresa
Acero bsv
Acero Laminado
El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través
de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados.

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El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una
temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se
produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van formando
el perfil deseado hasta conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones de las secciones
conseguidas de esta forma no se ajustan a las tolerancias requeridas y por eso muchas veces los
productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar sus dimensiones a la
tolerancia requerida.
Los productos fabricados de laminación en caliente son sometidos a un proceso de laminación en frío
para reducir su espesor, obtener una mayor aptitud al conformado y un mejor espesor superficial, apto
para una amplia gama de aplicaciones.
El tipo de perfil de las vigas de acero, y las cualidades que estas tengan, son determinantes a la elección
para su aplicación y uso en la ingeniería y arquitectura. Entre sus propiedades están su forma o perfil, su
peso, particularidades y composición química del material con que fueron hechas, y su longitud.
Entre las secciones más conocidas y más comerciales, que se brinda según el reglamento que lo ampara,
se encuentran los siguientes tipos de laminados, se enfatiza que el área transversal del laminado de
acero influye mucho en la resistencia que está sujeta por efecto de fuerzas.
Todas las dimensiones de las secciones transversales de los perfiles están normalizadas de acuerdo
con Código Técnico de la Edificación.
Perfiles de Acero
Ángulos estructurales L
Es el producto de acero laminado que se realiza en iguales que se ubican equidistantemente en la
sección transversal con la finalidad de mantener una armonía de simetría, en ángulo recto. Su uso está
basado en la fabricación de estructuras para techados de grandes luces, industria naval, plantas
industriales, almacenes, torres de transmisión, carrocerías, también para la construcción de puertas y
demás accesorios en la edificación de casas.
Angulo de Lados Iguales-Dimensiones
Vigas H (doble T)
Producto de acero laminado que se crea en caliente, cuya sección tiene la forma de H. Existen diversas
variantes como el perfil IPN, el perfil IPE o el perfil HE, todas ellas con forma regular y prismática. Se usa

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en la fabricación de elementos estructurales como vigas, pilares, cimbras metálicas, etc., sometidas
predominantemente a flexión o compresión y con torsión despreciable.
Perfil IPR-Dimensiones
Canales U
Acero realizado en caliente mediante láminas, cuya sección tiene la forma de U. Son
conocidas como perfil UPN. Sus usos incluyen la fabricación de estructuras
metálicas como vigas, viguetas, carrocerías, cerchas, canales, etc.

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Perfiles T
Al igual que en anterior su construcción es en caliente producto de la unión de láminas. Estructuras
metálicas para construcción civil, torres de transmisión, carpintería metálica.
Barras redondas lisas y pulidas
Producto laminado en caliente, de sección circular y superficie lisa, de conocimiento muy frecuente en el
campo de la venta de varillas. Sus usos incluyen estructuras metálicas como lo pueden ser puertas,
ventanas, rejas, cercos, elementos de máquinas, ejes, pernos y tuercas por recalcado en caliente o
mecanizado; pines, pasadores, etc.

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Barras cuadradas
Producto realizado en caliente por láminas, su uso es muy frecuente y muy conocido. Se usan en la
fabricación de estructuras metálicas, puertas, ventanas, rejas, piezas forjadas, etc.
Barras hexagonales
De igual manera que en los anteriores su composición es de láminas producidas en caliente, de sección
hexagonal, y superficie lisa. Generalmente se observa en la fabricación de elementos de ensamblaje
para, pernos, tuercas, ejes, pines, chavetas, herramientas manuales como barretas, cinceles, puntas, etc.
Los cuales pueden ser sometidos a revenido y a temple según sea el caso.
Clasificación de perfiles laminados

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Proceso de Instalación
Uniones en una estructura metálica.
Las uniones en una estructura metálica se hace mediante: pernos y remaches, remaches y ángulos,
remaches ángulos y placas, y soldadura, al soldar miembro con miembro o al hacer conexiones mediante
el empleo de placas o ángulos.
Los pernos o remaches se usan en uniones o conexiones para armados y estructuras, por lo general
combinados con elementos estructurales, placas y ángulos. Las secciones y los perfiles se producen en
forma comercial. La soldadura que comúnmente se utiliza es de dos tipos: a) de arco eléctrico, y b)
autógena (gas). Actualmente, la primera es la más usual en las estructuras porque la segunda tiene el
inconveniente de debilitar las piezas, debido al adelgazamiento de estas; sin embargo, la autógena es
muy útil para cortar piezas estructurales.
Proceso Constructivo de una columna de acero
Colocación de armaduría de zapata, pedestal y tensores
Colado de zapata y pedestal, no necesariamente los tensores deben de colarse en este punto.
La unión de las columnas a la fundación, se hace por medio de una placa base de acero soldada a
la columna; ésta reparte la carga en la superficie del pedestal. La placa se une a la fundación
mediante los pernos de anclaje.
Entre la placa y el pedestal se aplica una lechada de alta resistencia conocida como “grout”.
Costo dePerfiles de Acero
Conclusión
Con el paso del tiempo el acero estructural ha cambiado, para facilitar la construcción. Gracias a los
distintos elementos de Acero y a las diferentes Empresas que los producen, se puede tener una gran
variedad de sistemas constructivos, mejorando u optimizando los espacios arquitectónicos de un
proyecto determinado. Entre las empresas DEACERO, TERNIUM, COPROMET, ACEROBSV, etcétera, se
manejan las mismas dimensiones, debido a que estas son estándares dados por Institutos. El costo de
cada elemento varía por la empresa, teniendo un amplio rango de elección, esto en base al proyecto.
Fuentes de Información
Catálogo de Aceros de Construcción. Aceros bsv.
Catálogo de Perfiles Comerciales y estructurales. Aceros laminados en Caliente DEACERO.
Ternium. Disponible en: http://www.ternium.com.mx/productos/acerosrecubiertos/113
Tipos de Columnas: Columnas de Acero. Disponible en: http://simasa.com.mx/blog/tag/columnas/