El ensayo aborda las estructuras metálicas, resaltando sus ventajas y desventajas, así como su historia y aplicación en la construcción moderna. Se discuten aspectos como la preparación, ensamblaje y mantenimiento del acero, así como su importancia en la ingeniería y la arquitectura contemporánea. A pesar de sus limitaciones en ciertos entornos, las estructuras metálicas siguen siendo fundamentales por su flexibilidad y capacidad de carga.

1. BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
PUEBLA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DESARROLLO DE HABILIDADES EN EL USO DE LAS
TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN
PROFESORA GABRIELA YAÑEZ PEREZ
TAREA 4 - ENSAYANDO
ESTRUCTURAS METÁLICAS
EQUIPO 1 – “EL NÚMERO UNO”
INTEGRANTES:
ILSE PAMELA GARRIDO RODRÍGUEZ
LUIS ARMANDO HERNÁNDEZ VILLALOBOS
EMMANUEL FRANCISCO MARTÍNEZ SORIANO
JUSTINE PORFIRIO ROJAS ROSILES
11 DE NOVIEMBRE DE 2013
Estructuras Metálicas
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2. Resumen
El tema que abordaremos en este ensayo será “estructuras metálicas” desde
ambos puntos de vista; ventajas y desventajas. Será importante conocer los
métodos adecuados de preparación, ensamblaje, usos, limitaciones y
mantenimiento de este tipo de materiales. Así también es importante la
experimentación. Iniciaremos con un poco de historia de este material, ya que
es importante reconocer su importancia en la sociedad actual.
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3. Introducción
Desde que el acero entro a jugar un importante lugar en el proceso de diseño
estructural, automáticamente se realizó como un elemento clave que en el
acontecer cotidiano se ha buscado incesablemente la manera de mejorarlo,
pero pocos realmente conocen los beneficios así como también lo arduo y
complejo que es trabajar con acero.
Debido a lo anterior nuestro ensayo abordara el tema de estructuras metálicas,
el cual permite conocer los procedimientos que experimentalmente han
demostrado cierto grado de confiabilidad en el diseño de las estructuras
metálicas.
Aspectos de las Estructuras Metálicas
Las Estructuras Metálicas sin lugar a duda constituyen un sistema muy
difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la
industrialización alcanzada en donde se lleva a cabo, tal como nos lo menciona
Roland Stulz en su libro “Materiales de construcción adecuados” pp. 188.
En su mayor parte se elige por sus ventajas en plazos de obra, relación coste
de mano de obra – coste de materiales, financiación, etc.
Como nos menciona en su obra “Load bearing capacities of cold formed steel
sections subjected to axial load” de Miroslav Besevic “Las estructuras metálicas
poseen una gran capacidad de carga axial resistente por el empleo de acero.
Esto le confiere la posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura,
especialmente cuando se encuentra sometida a cargas severas o bien que
algún otro material cedería en menor tiempo.”
Pues según la perspectiva de este autor al ser sus piezas prefabricadas, y con
medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra
significativamente.
En algunos casos particulares se emplean nudos rígidos, pues la reducción de
material conlleva un mayor coste unitario y plazos y controles de ejecución más
amplios. Las soluciones de nudos rígidos cada vez van empleándose más
conforme la tecnificación avanza, y el empleo de tornillería para uniones,
combinados a veces con resinas.
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4. Esto se ha vuelto notorio desde tiempos remotos, pues el uso de hierro en la
construcción se remonta a los tiempos de la Antigua Grecia; ya que se han
encontrado algunos templos donde ya se utilizaban vigas de hierro forjado.
En la Edad Media se empleaban elementos de hierro en las naves laterales de
las catedrales. Pero, en realidad, comienza a usarse el hierro como elemento
estructural en el siglo XVIII; claro ejemplo de ello es en Inglaterra, donde se
usaron las columnas de fundición de hierro para la construcción de la Cámara
de Representantes en Londres.
Pero en sí, podemos afirmar que el hierro tuvo auge en el siglo XIX dando
nacimiento a un nuevo nivel de ingeniería, por consiguiente arquitectura, se
erige en protagonista a partir de la Revolución Industrial, llegando a clímax con
la producción estandarizada de piezas. Existen tres obras significativas del
siglo XIX exponentes de esa revolución: La primera es el Palacio de Cristal, de
Joseph Paxton, construida en Londres en 1851 para la Exposición Universal;
esta obra representa un hito al resolver estructuralmente y mediante procesos
de prefabricación el armado y desarmado, y establece una relación novedosa
entre los medios técnicos y los fines expresivos del edificio. En su concepción
establece de manera premonitoria la utilización del vidrio como piel principal de
sus fachadas. En esa Exposición de París de 1889, el ingeniero Duter presenta
su diseño la Calerie des Machine, un edificio que descubre las ventajas
plásticas del metal (por su ductilidad) con una estructura “ligera”, la cual permite
alcanzar grandes luces con una transparencia nunca lograda antes.
El metal en la construcción es un elemento que precede al cemento, pero no
necesariamente quiere decir por este solo hecho que sea obsoleto; estas
construcciones poseían autonomía propia complementándose con materiales
pétreos, cerámicos, cales, etc. Con la aparición del concreto, nace esta
asociación con el metal dando lugar al concreto armado.
Todas las estructuras metálicas requieren de cimentaciones de concreto, y
usualmente se ejecutan losas, forjados, con susodicho material.
Actualmente el uso del acero usualmente se asocia a edificios con
características singulares por cualquiera que sea la razón.
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5. Con Base en la tesis “Introducción al análisis de las estructuras por medio de
cables parabólicos.”
De Eruviel Perez, estableceremos las ventajas de las
Estructuras Metálicas y con base a la obra de Miroslav Besevic, lo pondremos
desde una perspectiva de acero formado en frio.
Para comenzar este punto, hablaremos sobre las ventajas que este material
nos ofrece:
En primera instancia las construcciones a realizar son ejecutadas en menor
tiempo, con ello aumentando la productividad. Otra ventaja que este material
nos provee, es el hecho de que en construcciones en zonas congestionadas
(urbanas por lo general) se puede prever acopio de manera mas efectiva y es
mas fácil de maniobrar en obra. También permite que modificaciones a edificios
con probabilidad de crecimiento y cambios de función o de cargas. Así pues es
flexible en cuestión de mantenimiento correctivo, ya que en edificios con
terrenos deficientes donde son previsibles asientos diferenciales apreciables;
en estos casos se prefiere los entramados con nudos articulados y puede
realizarse una corrección de los mismos. Así pues el uso de este material ha
permitido construcciones donde existen grandes espacios libres de columnas,
por ejemplo: locales públicos, salones.
Así pues también tenemos por obvia naturaleza sus desventajas, pues no hay
ningún material perfecto, pero debemos considerar que es un material lo
bastante flexible a la situación que lo hace idóneo para muchos trabajos, o bien
existe algún recubrimiento que inhibe de manera parcial o total sus
desperfectos como material, pero de cualquier manera, no todo se puede
arreglar con ello, siendo así podemos hacer mención que este material no está
recomendado en el uso para estructuras en los siguientes casos, cuando
existan edificaciones con grandes acciones dinámicas. Cuando los edificios
ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros
industriales, donde no resulta favorable su construcción debido a las sales que
oxidan y corroen este material. También, no se recomienda en edificios donde
existe gran preponderancia de la carga del fuego, por ejemplo almacenes,
laboratorios, etc.
Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras
de concreto armado (hormigón), es decir, que deben estar diseñadas para
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6. resistir acciones verticales y horizontales o cargas axiales como lo hemos
venido manejando.
En el caso de estructuras de nudos rígidos, situación no muy frecuente, las
soluciones generales a fin de resistir las cargas horizontales, son las mismas
que para Estructuras de Concreto Armado.
Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso normal en estructuras
metálicas, se hace necesario rigidizar la estructura a través de triangulaciones
(llamadas cruces de San Andrés), o empleando pantallas adicionales de
concreto armado. Las barras de las estructuras metálicas trabajan a diferentes
esfuerzos de compresión y flexión. A manera de solución, a fin de rigidizar la
estructura, se procede a la triangulación, reservando las pantallas para los
núcleos interiores pertenecientes a cajas de escaleras y ascensores,
generalmente.
Como es natural, la importancia de las acciones horizontales aumenta con la
altura del edificio, ya que se originan fundamentalmente por la acción del
viento, y es precisamente en edificios de gran altura donde se pueden lograr las
soluciones más interesantes.
Las estructuras metálicas se realizan con la utilización de barras, elaboradas
industrialmente y cuyos Perfiles responden a diferentes tipos, por ejemplo: perfil
T, perfil doble T, de sección redonda, o cuadrada, etc.
Existen piezas metálicas especiales, de diferentes tipos que sirven como
Medios de Unión de los perfiles.
Con
estos
elementos
mencionados,
combinados
y
en
disposiciones
determinadas de acuerdo al caso específico, existe una variada gama de
posibilidades de diseño para estructuras metálicas.
Siendo así, podemos concluir que las estructuras metálicas proveen de
ventajas que ningún otro material hasta ahora ha podido reemplazar y por ende
su vigencia continua como material estructural. Aunque resulta muy fluctuante
el precio de susodicho material, sigue siendo viable su uso. También podemos
atribuir a esto el hecho de que es un material que se puede “unir” o más bien
alear con otros elementos metálicos o no metálicos, que de una u otra forma
mejoran la característica del material haciendo a este apto para cierto tipo de
trabajo, puede ser mas flexible, duro o resistente a la corrosión. Es cierto que
posee desventajas principalmente al clima y la geografía donde se emplee el
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7. material, pero prácticamente su uso se ha vuelto indispensable, logrando ser un
material que sea irremplazable, ya que ningún otro material ha podido igualar
las propiedades del mismo.
Es necesario continuar con la vigencia de este material, con sustento en
investigaciones solidas que nos podrán proveer de mejores materiales y con
ello mejores estructuras. Por ende automáticamente, como sociedad mejorara
nuestra calidad de vida desde el aspecto de infraestructura.
Bibliografia
Stanners, J.F. (1954) "Painting for the Protection of Outdoor Metal
Structures: Part 1. Preparing to Paint", (Anti-Corrosion Methods and
Materials, Vol. 1 Issue: 6, pp.188 – 190 ISSN 0003-5599) Emerald Journals,
The British Iron and Steel Research Association
Alfaro, L. (2011). “Curso de Materiales de Construcción 2011” Universidad
Nacional Jorge Basadre Grohman, Tacna, Peru
Stulz, R.(Suiza), Mukerji, K (Alemania) (1993). "Materiales de construcción
apropiados” (SKAT, Suiza, 1993,1997 ISBN 3908001552) SKAT- IT
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Bešević, M. (2013). “Load bearing capacities of cold formed steel sections
subjected to axial load.” (Materials and Structures, RILEM 2013
10.1617/s11527-013-0066-9, ISSN 1871-6873) Facultad de Ingeniería Civil.
Subotica, Universidad de Novi Sad, Kozaracka 2A, 24000 Subotica, Serbia
Gehri, E. (1985). “The fire resistance of steel structures.” Federal Institute of
Technology, Zurich, Switzerland. ISSN: 0015-2684 DOI
10.1007/BF01095561. (Volume 21, Issue 1, February 1985,). Brunnen,
Suiza: Kluwer Academic Publishers.
Pérez, E. (1978). “Introducción al análisis de las estructuras por medio de
cables parabólicos.” Tesis para la obtención de título a Ingeniero Civil,
Facultad de Ingeniería. México: Benemérita Universidad Autónoma de
puebla, Puebla.
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8. McCormac, J. (2000) “Diseño de estructuras metálicas método ASD.”
Editorial Alfaomega, Mexico D.F..
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