Acero estructural en la ingeniería

1. ACERO ESTRUCTURAL.
LUIS ALFONSO AVILA SOSA.

2. Como se define?
 Se define como acero estructural a lo que se obtiene al combinar el hierro,
carbono y pequeñas proporciones de otros elementos tales como silicio,
fósforo, azufre y oxigeno, que le contribuyen un conjunto de propiedades
determinadas. El acero laminado en caliente, elaborado con fines
estructurales, se le nombra como acero estructural al carbono, con límite
de fluencia de 250 mega pascales, eso es igual a 2.549Kg/cm2. Es el
resultado de la aleación del hierro y carbono. En los aceros al carbono
comunes, el hierro constituye más del 95%. Pueden estar presentes en
pequeñas cantidades; azufre, oxigeno, cilicio, nitrógeno, fósforo,
manganeso, aluminio, cobre y níquel.

3. Sus propiedades.
 Su alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma,
soldabilidad, ductilidad, incombustible, pero a altas temperaturas sus
propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas,
buena resistencia a la corrosión en condiciones normales.
 El acero es más o menos un material elástico, responde teóricamente igual
a la compresión y a la tensión, sin embargo con bastante fuerza aplicada,
puede comenzar a comportarse como un material plástico, pero a
diferencia de los materiales plásticos a máximas solicitaciones romper?,
pero su comportamiento plástico en tales situaciones como un terremoto,
la fase plástica es útil, ya que da un plazo para escapar de la estructura.

4. Clasificacion del acero estructural o de
refuerzo.
 a. PERFILES ESTRUCTURALES: Los perfiles estructurales son piezas
de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T,
canal o ángulo.
 b. BARRAS: Las barras de acero estructural son piezas de acero
laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o
cuadrada en todos los tamaños.
 c. PLANCHAS: Las planchas de acero estructural son productos planos de
acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores
mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.

5. Tipos de acero.
 Aceros para Hormigón – Acero de refuerzo para armaduras
– Barras corrugadas
– Alambrón
– Alambres trefilados ( lisos y corrugados)
– Mallas electro soldables de acero – Mallazo
– Armaduras básicas en celosía.
– Alambres, torzales y cordones para hormigón pretensado.
– Armaduras pasivas de acero
– Redondo liso para Hormigón Armado
– Aceros para estructuras en zonas de alto riesgo sísmico.
 Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros que oscilan
entre los 6mm y los 40mm, aunque lo común en una armadura de hormigón es que difícilmente
superen los 32mm. Además el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electro soldadas o
mallazo constituidos por alambres de diámetros entre 4mm a 12mm.

6. Desventajas.
Desventajas del acero como material estructural:
 Costo de mantenimiento.
- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al
estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben
pintarse periódicamente. Costo de la protección contra el fuego.
- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles,
sus resistencias se reducen considerablemente durante los
incendios.

7. Adherencia al concreto.
El lograr evitar el deslizamiento entre las varillas de refuerzo y el
concreto es de gran importancia en toda construcción de
concreto armado y la resistencia al deslizamiento, puede ser la
resultante de la fricción y/o resistencia adhesiva al deslizamiento
para lograr el equivalente de resistencia se emplean a veces
anclajes en los extremos, extensiones y varillas con gancho.

8.  La resistencia a la adherencia varia considerablemente el tipo de cemento,
de los aditivos y la relación agua –
cemento; todo esto influye en la calidad
de la mezcla del concreto. Esto no se reduce notablemente mediante aire
arrastrado; aumenta por la vibración retardada si se aplica debidamente y
durante un tiempo adecuado lo que mejora aparentemente al contacto,
después que tiene lugar el encogimiento por asentamiento. Es mayor para
concreto seco que para concreto húmedo; es menor para varillas
horizontales que para varillas verticales debido a la acumulación de aguas
de bajo de las varillas horizontales.

9. La resistencia a la adherencia se reduce por la humidificación y
secado alternos por la carga aplicada, o temperaturas bajas.
Acero de refuerzo El acero de las varillas proviene de la
laminación en caliente, y en algunos casos se determina
mediante un proceso en frío de lingotes de acero (obtenidos en
distintos tipo de hornos: de hogar abierto, horno eléctrico etc.),
partiendo de minerales de hierro, o bien de desperdicios de
metales (chatarra), pudiendo notar la calidad de los aceros
comparando las superficies de dos tipos de varilla.

10. VENTAJAS
 es que es un material de gran resistencia. Esto permite que los elementos
que formarán la estructura en cualquier construcción podrán tener una
sección transversal mucho menor que en el caso del hormigón, ocupando,
por lo tanto, menos espacio.
 Las estructuras de acero son, por lo general, más ligeras que las
realizadas con otros materiales; esto supone menor coste de cimentación.

11. Las columnas más pequeñas aumentan la utilización
efectiva del espacio y, cuando se requieren mayores
luces, el ahorro en el coste entre el acero y otras formas
de construcción se incrementa
considerablemente. La construcción con estructura
metálica permite disponer de grandes espacios diáfanos
y permite edificaciones de gran altura.

12. ADAPTABILIDAD.
 La adaptabilidad del acero es de especial relevancia en contratos de
rehabilitación ya sea para reforzar estructuras existentes o para una
completa reconstrucción manteniendo las fachadas. El acero se entrega
prefabricado en obra; no necesita ser apuntalado y tampoco sufre
retracción o fluencia por lo que puede asumir carga de inmediato.
 El acero estructural puede laminarse de forma económica en una gran
variedad de formas y tamaños. Además se puede adaptar a necesidades
concretas variando las propiedades mecánicas mediante tratamientos
térmicos, termoquímicos .

13. Durabilidad
El desarrollo de nuevos sistemas de
protección contra
la corrosión, garantizan con un
mantenimiento mínimo, una vida casi
ilimitada para las estructuras realizadas
con acero.

14. Reutilización
Cuando termina la vida útil del edificio,
la estructura metálica de acero puede
ser desmontada y posteriormente
utilizada en nuevos usos o ser
reaprovechada con un fácil reciclaje.

15.  Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como
son la soldadura, los tornillos y los remaches.
 Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura.
 Rapidez de montaje.
 Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas.
 Resistencia a la fatiga.
Así pues vemos que el uso del acero estructural para las edificaciones posee muchas
ventajas, lo que lo ha convertido en uno de los materiales ideales hoy día.

16. Gracias.