Este documento describe diferentes elementos constructivos como vigas, columnas y nudos. Explica que las vigas soportan carga entre dos apoyos sin crear empuje lateral y pueden ser de acero o armadas. Las columnas pueden ser de acero o mixtas de acero y hormigón. Los nudos conectan barras en las estructuras metálicas y están formados por esferas, tornillos, casquillos y varillas.

1. DETALLES CONSTRUCTIVOS EN VIGAS Y COLUMNAS Instituto Tecnológico de Villahermosa UNIDAD 2

2. En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. La viga es una estructura horizontal que puede sostener carga entre dos apoyos sin crear empuje lateral en éstos. El uso más imponente de una viga, tal vez sea el que aplica a la estructura de puentes. Su diseño de ingeniería descansa justamente sobre vigas de calidades y tamaños acordes al tipo y uso de puente que se desea construir. Esta estructura desarrolla compresión en la parte de arriba y tensión en la de abajo. 01.- EN VIGAS

3. Las vigas de acero que se emplean en las estructuras pueden ser elementos simples o vigas estructurales de tipo comercial (viguetas H o I).

4. Vigas Armadas parcialmente. Las vigas armadas parcialmente son aquellas que se combinan con una sección estructural.

5. Vigas armadas totalmente. Mediante las secciones comerciales, estas integran sus elementos, patín y alma; también pueden ser de tipo estructural o tubular.

6. Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados iguales o desiguales. 02.- EN COLUMNAS

7. Uniones en una estructura metálica. Las uniones en una estructura metálica se hace mediante: a) pernos y remaches, b)remaches y ángulos, c) remaches ángulos y placas, y d) soldadura, al soldar miembro con miembro o al hacer conexiones mediante el empleo de placas o ángulos. Pernos y remaches. Los pernos o remaches se usan en uniones o conexiones para armados y estructuras, por lo general combinados con elementos estructurales, placas y ángulos. Soldaduras: La soldadura que comúnmente se utiliza es de dos tipos: a) de arco eléctrico, y b) autógena (gas). Actualmente, la primera es la mas usual en las estructuras porque la segunda tiene el inconveniente de debilitar las piezas, debido al adelgazamiento de estas; sin embargo, la autógena es muy útil para cortar piezas estructurales.

8. Las columnas mixtas de acero y hormigón, especialmente las de perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón, presentan una importante serie de ventajas en el campo de la arquitectura, estructural y económico, las cuales son muy valoradas por los diseñadores actuales y por los ingenieros de la construcción. El relleno de hormigón proporciona a los perfiles tubulares mayor rigidez y mayor capacidad de soportar carga , por tanto con estéticas columnas esbeltas se pueden soportar mayores cargas sin incrementar las dimensiones externas. Este resultado se puede intensificar mediante el uso de armaduras de refuerzo.

9. El relleno de hormigón no sólo proporciona una capacidad de soportar cargas mayor que la de las columnas de acero sino que también potencia la resistencia frente al fuego. Las columnas de perfil tubular relleno de hormigón deben tener pequeños agujeros de ventilación en las paredes con el fin de evitar que la columna estalle bajo la presión de vapor originada por la evaporación durante un incendio.

10. La superficie interior de los perfiles tubulares debe estar libre de agua y otras impurezas antes del rellenado con hormigón. Sin embargo, no necesita ninguna preparación especial. El cálculo de las columnas mixtas se debe hacer para los estados límites últimos. Bajo las más desfavorables combinaciones de acciones, el cálculo tiene que demostrar que la resistencia de la sección no supera su límite y que la estabilidad global queda asegurada. En el estado límite último se supone que la sección ha alcanzado toda su capacidad resistente.

11. Son elementos de acero de forma esférica, en los que mediante un mecanizado, se han realizado unos taladros roscados con asientos para las barras y para recibir los tornillos de unión de nudo a barra. Nudos PALC 3 03.- EN NUDOS

12. Los avances y exigencias que establecen los reglamentos actuales determinan la necesidad de análisis, cada vez más completos y rigurosos, de los componentes que forman las estructuras metálicas y de la interacción que existe entre ellos .

13. La cantidad de barras, la manera y la posición relativa en la que éstas se conectan entre sí, otorgan menor o mayor complejidad al cálculo de nudos.

14. COMPONENTES DEL NUDO: BARRAS : Son elementos formados por tubos de acero A 42.b conformados en frío, en cuyos extremos se han incorporado unos elementos, puntas, con taladro pasante y que sirve de unión mediante el tornillo al nudo.

15. ESFERAS : Todas los nudos esféricos son de acero macizo monopieza y el material constituyente de los mismos es acero forjado C45 de acuerdo a la normativa DIN 17200. Las esferas son mecanizadas para aceptar las métricas de las barras, de los calces y demás usos como luces, etc.

16. TORNILLLOS : se obtendrán a partir de acero 42CrMo4, según la normativa DIN 267, Calidad 10.9, según EUROCODIGO 3., y presentarán un tratamiento térmico que mantenga una alta tenacidad del material.

17. CASQUILLOS: Todos los casquillos son mecanizados a partir de perfiles conformados en frío de sección hexagonal, teniendo dos agujeros oblongos a 180 grados para permitir la introducción de las varillas. VARILLAS: Todas las varillas son de acero con un diámetro ligeramente superior al agujero que tienen los tornillos para que estas queden bien sujetas.

18. CORREAS : El objetivo de las correas es el de llevar la carga distribuida de la cubierta a los nudos esféricos de la estructura espacial pues solo se puede cargar en los nudos para que las barras trabajen estrictamente a compresión o a tracción. CALCES : La pendiente de la estructura se da con los calces que están formados por los mismos perfiles que las correas y que tienen la misión de unir las correas con las esferas mediante uniones roscadas .