El documento describe las propiedades y aplicaciones de las estructuras metálicas. Explica que el acero se utiliza comúnmente en la industria y edificios públicos debido a su rapidez de montaje y capacidad para reformas. También describe las ventajas del acero como su ductilidad y uniformidad, así como posibles desventajas como la corrosión y necesidad de protección contra incendios. Finalmente, resume diferentes tipos de ensayos mecánicos como tracción, compresión y torsión para evaluar las propiedades de los materiales met

1. Jesus solano CI:29537534

2. ¿Qué es una Estructura Metálica?
Bien es sabido que la edificación residencial está
dominada por el hormigón armado mientras que el acero se utiliza
básicamente en el sector industrial y cada vez más a menudo en
edificios de uso público.
El acero es moderno, contemporáneo y es un material que
ofrece infinitas posibilidades. Se ha utilizado durante siglos porque
tiene diferentes aplicaciones y sus excelentes características
constructivas y funcionales hacen que arquitectos, ingenieros e
inversores recurran a él con entusiasmo. Es apto para edificios
industriales y de representación, y se utiliza mucho en proyectos
en los que el diseño debe sufrir constantes modificaciones.

3. Ventajas
-Avisan con grandes deformaciones antes de producirse un fallo debido a que el material
es dúctil.
-Uniformidad, ya que las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el
tiempo.
-Homogeneidad del material.
-Posibilidad de reforma de manera más sencilla para adaptarse a nuevos usos del edificio,
lo cual es más habitual en el caso de equipamientos, edificios de oficinas... que en el caso
de viviendas.
-Rapidez de montaje, con los consiguientes ahorros en costes fijos de obra.

4. Desventajas
- Corrosión. Este tipo de materiales pueden presentar problemas de
corrosión dependiendo del lugar y los agentes corrosivos externos.
- Problemática en caso de incendios. Debido a esto, es conveniente, y en
algún caso obligatorio, recubrir este tipo de estructuras con pintura ignífuga
o intumescente para evitar el colapso de la misma.
- Pandeo, ya que se utilizan elementos esbeltos sometidos a compresión
(soportes metálicos). No obstante, las estructuras se calculan evitando
estos fenómenos.
- Coste económico de la estructura y su posterior mantenimiento: pinturas
contra la corrosión, paneles de protección frente al fuego...
- Mano de obra especializada.

5. Estructura cúbica centrada en el cuerpo
(BCC)
Formada por un atomo del metal en cada uno de los vértices
de un cubo y un átomo en el centro. Los metales que cristalizan en
esta estructura son: hierro alfa, titanio, tungsteno, molibdeno, niobio,
vanadio, cromo, circonio, talio, sodio y potasio. Cada átomo de la
estructura, está rodeado por ocho átomos adyacentes y los átomos
de los vértices están en contacto según las diagonales del cubo

6. Estructura cúbica centrada en las
caras (FCC)
Está constituida por un átomo en cada vértice y un átomo en cada cara del
cubo. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro gama, cobre, plata,
platino, oro, plomo y níquel. Cada átomo está rodeado por doce átomos adyacentes y
los átomos de las caras están en contacto.
FCC

7. Estructura hexagonal compacta
(HCP)
Esta estructura está determinada por un átomo en cada uno de los
vértices de un prisma hexagonal, un átomo en las bases del prisma y tres
átomos dentro de la celda unitaria. Cada átomo está rodeado por doce
átomos y estos están en contacto según los lados de los hexágonos bases del
prisma hexagonal. Los metales que cristalizan en esta forma de estructura
son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.
HCP

9. Polimorfismo
Es la propiedad que presentan algunos materiales de existir
en estado sólido en distintas redes espaciales. Si estos cambios de
estructura son reversibles la transformación polimórfica se
denomina alotropía. Por ejemplo: cuando el hierro cambia a 1537ºC
lo hace en BCC (Fe delta), a 1400ºC la estructura cambia a FCC (Fe
gamma) y a 910ºC BCC (Fe alfa).

10. Alotropía
implica un cambio de propiedades y dimensiones del material. Se
hacen con aumento o variaciones de la temperatura para cambiar las
propiedades del material. No sufren cambio alotrópico Ni, Au, Sn. No impide
la transformación alotrópica del acero que es siempre FCC.
Imperfecciones en las Estructuras Metálicas.
Se definen como defectos a las desviaciones que son observadas,
por métodos experimentales, con referencia a la estructura cristalina
descrita con anterioridad. Según la dimensión del espacio ocupado por el
defecto se clasifican en:

11. A
Vacante o ausencia de átomos aislados en ciertas posiciones cristalinas. La
figura 3.46 muestra una vacante. Las vacantes se producen durante el proceso de
solidificación por las perturbaciones locales, cifrándose en N0 la densidad de
vacantes específicos para cada proceso y material.
Sin embargo, la densidad de vacantes se incrementa con la temperatura DT,
hasta alcanzar un valor NT modelizado por la expresión exponencial:
en donde R es la constante de Boltman e DG la energía de activación,
indicador del mínimo de energía potencial en el enlace metálico a la distancia a0
El número de vacantes crece exponencialmente con la temperatura,
directa, y con la fuerza de enlace, inversa.

12. B
Dislocaciones, o ausencia conjunta de átomos alineados en
súplanos, La existencia de dislocaciones en los materiales metálicos
justifican la plasticidad y fluencia que los caracterizan y diferencian
frente a los cerámicos. Estos aún teniendo también estructura
cristalina no permiten los procesos de plastificación.

13. ENSAYOS DESTRUCTIVOS
capacidad que tiene un material para deformarse sin romperse
cuando está sometido a esfuerzos de tracción; por ejemplo en el estirado de
un alambre.
Maleabilidad: capacidad que presenta el material para soportar deformación
sin rotura sometido a compresión, caso de forja o laminado.

14. Ensayo de Tracción
un material consiste en someter a una probeta normalizada a un
esfuerzo axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la
misma. Este ensayo mide la resistencia de un material a una fuerza estática o
aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un ensayo de
tensión suelen ser muy pequeñas (ε = 10–4 a 10–2 s–1).

15. Ensayo de Compresión
para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de
compresión. En la mayoría de los casos se realiza con hormigones y metales (sobre todo aceros),
aunque puede realizarse sobre cualquier material.
Se suele usar en materiales frágiles.
La resistencia en compresión de la mayoría de los materiales siempre es menor que en
tracción, pero se presentan excepciones, por ejemplo el hormigón.
Se realiza preparando probetas normalizadas que se someten a compresión en una máquina universal.

16. Ensayo de Tensión
Consiste en someter una probeta a una carga de estiramiento hasta
conseguir su ruptura. Se utiliza para conocer la resistencia que presentan los
materiales cuando son tensionados, proporcionando información sobre las
propiedades mecánicas de los materiales tales como: Resistencia a la Cedencia, % de
Elongación, % de reducción de área, máximo esfuerzo a la ruptura.
El método más utilizado es ASTM E8, sin embargo, podemos adecuarnos a
los requerimientos específicos del cliente. Este ensayo se realiza en nuestro
laboratorio.
Las probetas utilizadas son de varias formas y tamaños, pero siempre apegadas a los
estándares requeridos de forma estricta.

17. Ensayo de Impacto
Método para determinar el comportamiento del material sometido
a la carga de choque en la flexión, tracción o torsión. La cantidad que se
suele medir es la energía absorbida al romper la probeta en un único golpe,
como en el ensayo de impacto Charpy, el ensayo de impacto Izod y el ensayo
de tracción dinámica. Los ensayos de impacto se realizan sometiendo a las
probetas a varios golpes de intensidad creciente, como en el ensayo de
impacto con caída de bola y el ensayo de impacto con golpe repetido. La
elasticidad del impacto y la dureza con escleroscopio se determinan en
ensayos de impacto no destructivos.

18. Ensayo de Torsión
se refiere a la deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le
aplica un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido
contrario). La torsión se puede medir observando la deformación que produce en
un objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un objeto cilíndrico de longitud
determinada por un extremo, y se aplica un par de fuerzas al otro extremo; la
cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de
torsión. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de
máquinas rotatorias, como los cigüeñales y árboles motores, deben resistir las
tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven.