Este documento trata sobre las estructuras de acero. Explica que las estructuras metálicas se remontan a la antigua Grecia pero comenzaron a usarse ampliamente en el siglo XIX con la revolución industrial. También describe las ventajas de las estructuras de acero como su rapidez de construcción, gran resistencia y capacidad para cubrir grandes espacios. Finalmente, analiza el comportamiento estructural del acero y los perfiles más comunes utilizados.

2. Tema 1. Estructuras de Acero
Contenido
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* 1 Generalidades
* 2 Una Mirada Histórica
* 3 Ventajas de las Estructuras Metálicas
* 4 Donde No Construir Estructuras Metálicas o
de Acero
* 5 Comportamiento Estructural
* 6 Estructuracion de edificios a base de acero

3. Generalidades
Las Estructuras Metálicas constituyen un sistema
constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo
suele crecer en función de la industrialización alcanzada
en la región o país donde se utiliza.
Se lo elige por sus ventajas en plazos de obra, relación
coste de mano de obra – coste de materiales, financiación,
etc.
Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad
resistente por el empleo de acero. Esto le confiere la
posibilidad de lograr soluciones de gran envergadura,
como cubrir grandes luces, cargas importantes.Al ser sus
piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran
flexibilidad, se acortan los plazos de obra
significativamente.
La estructura característica es la de entramados con
nudos articulados, con vigas simplemente apoyadas o
continuas, con complementos singulares de celosía para
arriostrar el conjunto.
En algunos casos particulares se emplean esquemas de
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.
El uso de hierro en la construcción se remonta a los
tiempos de la Antigua Grecia; 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 verdad, comienza a usarse el hierro como elemento
estructural en el siglo XVIII; en 1706 se fabrican en
Inglaterra las columnas de fundición de hierro para la
construcción de la Cámara de los Comunes en Londres.

4. El hierro irrumpe en el siglo XIX dando nacimiento a una
nueva arquitectura, se erige en protagonista a partir de la
Revolución Industrial, llegando a su auge con la
producción estandarizada de piezas. Aparece el perfil
"doble T" en 1836, reemplazando a la madera y revoluciona la
industria de la construcción creando las bases de la
fabricación de p ie zas e n ser ie.
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 Ch. Duter
presenta su diseño la Calerie des Machine, un edificio que
descubre las ventajas plásticas del metal con una
estructura ligera y mínima que permite alcanzar grandes
luces con una transparencia nunca lograda antes.
Otra obra ejecutada con hierro, protagonista que renueva
y modifica formalmente la arquitectura antes de despuntar
el siglo XX es la famosa T o r r e E iffel (París, Francia).
El metal en la construcción precede al hormigón; 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 hormigón armado.
Todas las estructuras metálicas requieren de
cimentaciones de hormigón, y usualmente se ejecutan losas,
forjados, en este material.
Actualmente el uso del acero se asocia a edificios con
características singulares ya sea por su diseño como por la
magnitud de luces a cubrir, de altura o en construcciones
deportivas (estadios) o plantas industriales.
El acero es un compuesto que consiste casi totalmente de
hierro. Contiene también pequeñas cantidades de carbono,

5. sílice, manganeso, azufre, fosforo otros elementos. El
carbono es el material que tiene mayor efecto en las
propiedades del acero. La dureza y la resistencia aumentan
a medida que el porcentaje de carbono se eleva, pero
desgraciadamente acero resultante es más quebradizo y su
soldabilidad disminuye considerablemente.
En las estructuras de acero diseñadas en el pasado, y en la
mayoría de las que actualmente se diseñan, se han usado y
usan los llamados métodos de diseño elástico. El diseñador
estima la caga de trabajo o las cargas que la estructura
posiblemente deba soportar y dimensiona sus miembros.
La ductibilidad del acero ha sido usada como una reserva de
resistencia, y la utilización de este hecho constituye la
base de la teoría conocida como el diseño plástico. En este
método las cargas de trabajo se estiman y multiplican por
ciertos factores y los miembros se diseñan basándose en
las resistencias a la falla o al colapso. Se usan también
otros nombres para este método. Aunque solo unos
cuantos centenares de estructuras se han diseñado en el
mundo por los métodos de diseño plástico, los
profesionales se están moviendo decididamente en ese
sentido.
El ingeniero diseñador está bien enterado de que la mayor
porción de la curva esfuerzo- deformación queda más allá
del límite elástico del acero. Además, las pruebas
realizadas durante años, han puesto en claro que los
aceros dúctiles pueden resistir esfuerzos apreciablemente
mayores que los correspondientes a su límite de fluencia, y
que en casos de sobrecargas, las estructuras
hiperestáticas tienen la propiedad, feliz de redistribuir las
cargas debido a la ductilidad del acero. Teniendo en cuenta
esta información, se han hecho recientemente muchas
proposiciones de diseño plástico.
Es indudable que en algunos tipos de estructuras, el diseño
por plasticidad conduce a la utilización más económica del
acero, que la que se logra con el diseño por elasticidad.
El acero estructural puede laminarse económicamente en
una variedad de formas y tamaños sin un cambio apreciable
de sus propiedades físicas. Normalmente los miembros más
ventajosos son aquellos que tienen grandes módulos de
sección en proporción con sus áreas de sus secciones
transversales. Las formas I, T, y canal, tan comúnmente
usadas pertenecen a esta clase.
Los perfiles de acero se identifican por la forma de su
sección transversal, como ejemplos están los ángulos,
tés., zetas, y placas. Es necesario por tanto establecer una
clara distinción entre las vigas estándar americanas (vigas
I) y las vigas de patín ancho (vigas W), ya que ambas tienen
sección en I. El lado interno de los patines de una viga W,
puede ser paralelo al lado externo, o casi paralelo, con
una pendiente máxima de 1:20, en la superficie interior
dependiendo del fabricante.

6. Vigas reticuladas permiten cubrir grandes
luces
• Construcciones a realizar en tiem po s r ed u c id o s de
ejecución.
• Construcciones en zo n a s m u y c o n g estio n a d a s como
centros urbanos o industriales en los que se prevean
accesos y acopios dificultosos.
• Edificios con probabilidad de c r ec im ien to y c a m b io s de
función o de cargas.
• Edificios en ter r en o s d efic ien tes donde son previsibles
asientos diferenciales apreciables; en estos casos se
prefiere los entramados con nudos articulados.
• Construcciones donde existen g r a n d es espa c io s libres,
por ejemplo: locales públicos, salones.
Donde No Construir Estructuras
Metálicas
No está recomendado el uso de estructuras metálicas en
los siguientes casos:
• Edificaciones con grandes acciones dinámicas.
• Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como
marinas, o centros industriales, donde no resulta
favorable su construcción.
• Edificios donde existe gran preponderancia de la carga del
fuego, por ejemplo almacenes, laboratorios, etc.
C o m po r tam ien to E str u c tu r al
Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes
que las estructuras de hormigón, es decir, que deben estar

7. diseñadas para resistir acciones
verticales y horizontales.
En el caso de estructuras de nudos rígidos, situación no
muy frecuente, las soluciones generales a fin de resistir
las cargas horizontales, serán las mismas que para
Estructuras de Hormigón Armado.
Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso
normal en estructuras metálicas, se hace necesario
rigidizar la estructura a través de tr ia n g u la c io n es
(lla m a d a s c r u c es de San A n d r és), o empleando
pantallas adicionales de hormigón armado.
Las barras de las estructuras metálicas trabajan a
diferentes esfuerzos de compresión y flexión; veamos:
• Piezas a Compresión
• Piezas a Flexión

8. Estructuras De Acero Para Edificios
• Comienza en el siglo XIX, revoluciono la industria de la
construcción por que ofrece una enorme cantidad de
posibilidades para el diseño.
• VENTAJAS se construyen con gran rapidez, el montaje es
independiente de las condiciones climáticas, los entramados de
acero se pueden reforzar, la gran resistencia de los perfiles
de acero permite que la sección de pilares jácenas sea mínima,
las estructuras de acero son especialmente rentables para
grandes claros.
• DESVENTAJAS el riesgo de corrosión, la escasa resistencia en
caso de incendio.
• PROPIEDADES se clasifican en tres grupos, el grupo 1 cumple
los requisitos generales respecto a la soldadura, grupo 2
para requisitos más elevados, grupo 3 previsto para requisitos
especiales.
• Los materiales utilizados en la construcción de estructuras
de acero suelen ser aceros de carbono sin aleaciones.
COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL Y DE TRABAJO DEL ACERO
• PROPIEDADES MECANICAS: alta resistencia ala flexión y a la
compresión.
• Coeficientes y esfuerzo de trabajo.
• RESISTENCIA DL ACERO: 2531 KG/CM2
• FACTOR DE REDUCCION: 0.9
• MODULO DE ELASTICIDAD: 2000000 KG/CM2
• ACERO UTILIZADO EN NUETRO PAIS: A.S.T.M. A-36
• ESFUERZO DE FLUENCIA MINIMO: 2531 KG/CM2
• ESFUERZO MINIMO DE ROPTURA: 4078 A 5625 KG/CM2.
• DEFORMACION DEL ACERO: se diseñan estructuras con
capacidad de deformarse y después regresar a su forma
original.
• PERFILES ESTRUCTURALES: IPS, PTC, PTR, ángulos los acero Z
Y T, perfiles compuestos, armaduras, cables, mallas.
• CRITERIOS PARA ESTRUCTURA: 1.- la estructura debe ser
económica y segura, 2.- rigidez inherente en conexiones, 3.-
menor peso = menor costo, 4.- menor empleo de mano de obra en
la fabricación y montaje = menor costo.
• CARGAS SOBRE ESTRUCTURA: muerte, viva, nieve, fuerzas

9. dinámicas, recipientes de almacenamiento, fuerzas por cambio
de temperatura, fuerzas por empuje de tierra.

10. Aleaciones.
Aleación se entiende la unión íntima de dos o más
metales en mezclas homogéneas. Es muy raro
encontrar aleaciones al estado natural; se las obtiene
por fusión, mediante el aumento de la temperatura, al
estado sólido.
Las aleaciones tienen por objeto modificar en un
sentido determinado las condiciones de los metales,
tratando de mejorar bajo el punto de vista utilitario,
ya sea su aspecto o su resistencia mecánica. Pero el
número de aleaciones empleadas en construcción es
grande, y algunas de ellas, como el bronce y el latón,
datan de muy antiguo. Las aleaciones resultan a veces
verdaderas combinaciones químicas, pero en la mayoría
de los casos son simplemente mezclas bastante
homogéneas,
También se llama aleaciones a las combinaciones de los
metales con los metaloides. Al alearse un metal con
otro, queda afectado el punto de fusión de cada uno de
ellos. Aunque la proporciónsea el 50% de cada metal,
rara vez es la que pueda calcularse matemáticamente
el punto de fusión de la aleación entre el cobre (punto
de fusión 1088oC) y el níquel (punto de fusión 1454oC),
cuya aleación al 50% resulta con un punto de fusión
próximo a la media aritmética de esas dos temperatura.
Aleaciones de acero. Comúnmente conocidos como
aceros especiales, son aceros al carbono, aleados con
otros metales o metaloides, resultantes de la
búsqueda del mejoramiento de sus características. Los
elementos añadidos corrientemente son: el níquel, el
cromo, vanadio, molibdeno, magnesio, silicio, tungsteno,
cobalto, aluminio, etc.
Aceros inoxidables. Los aceros inoxidables son los
resistentes a la acción de los agentes atmosféricos y
químicos. Los primeros que se fabricaron fueron para
la cuchillería, con la proporción de 13 a 14% de cromo.
Otros aceros fueron destinados a la fabricación de
aparatos de cirugía, con la proporción de 18 a 20% de
cromo y 8 a 10% de níquel; son también resistentes a la
acción del agua de mar. Un acero de gran resistencia a
la oxidación en caliente es el que tiene 20 a 30% de
cromo y 5% de aluminio.

11. Aceros anticorrosivos. Estos son aceros soldados de
alta resistencia y bajo tenor de sus componentes de
aleación: carbono, silicio, azufre, manganeso, fósforo,
níquel o vanadio, cromo y cobre. A la intemperie se
cubren de un óxido que impide la corrosión interior, lo
que permite se los pueda utilizar sin otra protección.
Como resultado de ensayos efectuados por algo más
de diez años, se ha establecido que su resistencia a los
agentes atmosféricos es de cuatro a ocho veces mayor
que los del acero común al carbono. escala los que
tienen 0,3 a 0,4% de carbono y 1% de cromo.

12. BIBLIOGRAFIA
http://www.arqhys.com/construccion/metalicas-estructuras.html
http://www.construmatica.com/construpedia/Estructuras_Met%C3%A1licas
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero