El documento describe las ventajas y desventajas del acero como material de construcción. El acero combina resistencia y maleabilidad a un precio relativamente bajo, pero requiere mantenimiento para prevenir la corrosión. También describe los diferentes tipos de perfiles de acero, incluidos los perfiles laminados en caliente y soldados, y sus propiedades para diseño.

1. ESTRUCTURAS DE ACERO
INTRODUCCIÓN
Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden
dividirse en dos grupos principales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS. Por lo
tanto, los materiales ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente
principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero.
Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más
ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la
resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante
muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las
necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante
aleaciones
En el curso desarrollaremos los siguientes temas
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Métodos de Diseño
Miembros en Tracción
Miembros en Compresión
Miembros en Flexión
Miembros Bajo Solicitaciones Combinadas
Conexiones Soldadas y Apernadas
1. VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN
Alta relación resistencia/peso
Importante en puentes de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con malas
condiciones de cimentación
Uniformidad
Sus propiedades no cambian apreciablemente.
Alta ductilidad
El hecho de que el material sea dúctil no implica que la estructura fabricada con él sea
también dúctil.
Ciclos histeréticos más amplios y estables
Facilidad en la construcción y para la modificación de estructuras
Se adaptan bien a posibles ampliaciones
Fácilmente reciclable

2. 2. DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN
Costo de mantenimiento
Susceptibles a la corrosión al estar expuestos al aire y al agua.
Costo de la protección contra el fuego
El acero pierde apreciablemente su capacidad de resistencia con el aumento de la
temperatura. Además es un excelente conductor de calor.
Susceptibilidad al pandeo
Su alta relación resistencia/peso puede dar lugar a miembros esbeltos.
Fatiga
Su resistencia se reduce ante un gran número de inversiones del signo de la tensión o a un
gran número de cambios de la magnitud de la tensión.
Fractura frágil
3. DIAGRAMAS DE TENSIÓN-DEFORMACIÓN DEL ACERO

3. Curvas típicas tensión-deformación para aceros estructurales

4. FILOSOFÍA DE DISEÑO
MÉTODOS DE DISEÑO
Método de Diseño por Tensiones Admisibles (Allowable Stress Design, ASD)
Bajo este criterio se diseña de manera tal que las tensiones calculadas por efectos de las
cargas de servicio no superen los valores máximos en las especificaciones.
 Método de diseño que trabaja en función de las Tensiones Admisibles.
 Las tensiones admisibles son una fracción de las tensiones cedentes del material.
 Basado en el análisis elástico de las estructuras: los miembros deben ser diseñados
para comportarse elásticamente.
Fi :son las tensiones elásticas calculadas para cada caso de carga.
Fadmisible = Fy / FS : FS = Factor de seguridad y Fy es la tensión cedente del material.
Load and Resistance Factor Design, LRFD
Bajo este criterio los procedimientos de análisis y diseño son los de la teoría plástica o una
combinación de análisis elástico con diseño plástico.
 Método de diseño por Estados Límites.
 Es consistente con el método de diseño para concreto reforzado ACI-318.
 Considera un procedimiento probabilístico.
 Provee un nivel más uniforme de confiabilidad.
Resistencia
nominal o
agotamiento
de
Solicitaciones de servicio
previstas

5. es un factor, normalmente menor que 1, que toma en cuenta la incertidumbre en la
determinación de la resistencia nominal, incluye la variabilidad en la calidad de los
materiales y en las dimensiones previstas, errores de construcción, idealizaciones de los
modelos matemáticos, limitaciones en la teoría de análisis y diseño.
es un factor, normalmente mayor que 1, que toma en cuenta la incertidumbre en la
determinación del sistema de cargas nominales Qi. Incluye la variabilidad del sistema de
las cargas, modificaciones enel uso de la estructura, variación en los pesos unitarios, etc.
= factor de carga que afecta a las cargas de servicio.
Ventajas de Usar la Formulación AISC-LRFD
DEMANDAS SOBRE LA
ESTRUCTURA DE
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

Rigidez
Resistencia
Estabilidad
Capacidad de absorción
Disipación de energía
CAPACIDADES
SUMINISTRADAS A LA
ESTRUCTURA DE
 Rigidez
 Resistencia
 Estabilidad
 Capacidad de absorción
 Disipación de energía
SECCIONES DE PERFILES DE ACERO
PERFILES LAMINADOS EN CALIENTE:
Son piezas únicas, que se obtienen por la laminación de tochos o palanquillas provenientes
del proceso de colada continua.
Las características técnicas de los perfiles laminados facilitan la solución de las conexiones
y uniformidad estructural, por no presentar soldaduras o costuras e inclusive un bajo nivel
de tensiones residuales localizadas, gracias a la ausencia de soldadura en su proceso de
fabricación.

6. Estos tipos de perfiles pueden ser laminados con alas paralelas (series I, H), que siguen la
norma ASTM A6/A6M, con nomenclatura de la serie americana WF (wideflange); o
perfiles laminados normales de alas inclinadas, cuyas secciones pueden ser en I (doble te),
U (en forma de U o canales) ó L (perfiles en forma de L o angulares), tal como se muestran
en las figuras.
PERFILES SOLDADOS
Son aquellos fabricados mediante el corte, la composición y soldadura de chapas planas de
acero. Son elementos ensamblados generalmente de forma rectangular, la ventaja que tiene
este tipo de perfil es que se adecua perfectamente a los requerimientos de diseño de
acuerdo al análisis estructural que se realiza, lo que permite obtener una gran variedad de
formas y dimensiones de secciones.
Las relaciones de las dimensiones en perfiles típicos H, I, son las siguientes:
 CS, tienen la forma de H y su altura es igual al ancho del ala, h=b.
 CVS, tienen forma de H y la proporción entre la altura y el ancho es de 1.5:1.
 VS, son de sección tipo I y la proporción entre la altura y el ancho del ala es de 2:1 y
3:1.

7. PERFILES ELECTROSOLDADOS
Los perfiles electrosoldados se fabrican a partir de bandas de acero estructural laminadas
en caliente mediante el proceso continuo y automático de alta productividad.
La versatilidad de la línea de electrosoldadura permite obtener perfiles de diferentes
secciones y longitudes.
PROPIEDADES PARA EL DISEÑO
En el diseño se utilizarán las propiedades del acero dadas en la tabla. Los valores de la
tensión de cedenciaFy y la resistencia de agotamiento en tracción FU a emplear en el
diseño de acero serán los mínimos valores especificados en las correspondientes normas y
especificaciones de los materiales y productos considerados.

8. TABLA PROPIEDADES PARA EL DISEÑO
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Un galpón es una construcción techada adaptable a un gran número de usos, cuya
separación entre columnas permite grandes espacios libres de obstrucciones, con mayor
libertad para la distribución de la tabiquería interna y un mayor aprovechamiento de las
áreas útiles. Por lo general son estructuras de un solo nivel, con pavimentos y fachadas,
cerradas o no. Eventualmente pueden albergar mezzaninas destinadas a usos
administrativos o de depósito. Las características de estas estructuras conducen a
importantes economías en la solución del sistema de fundaciones.
Componentes de un Galpón

10. Distribución Estructural

11. Clasificación de los Galpones
Número
tramos
de Techo
Inclinación Forma
Estructura
Pórticos
Forma
Plana
Simple
A dos aguas
Sección
constante
Arco
Simple
anexo
Múltiples
con A una agua
Perfiles
laminados
soldados,
compuestos
Sección
variable
Circular
Diente de sierra
Triángular
Atirantado
Trapecial
Celosía Warren
Arco
Celosía Pratt
Circular