Sistemas Constructivos utilizados en la construcción de obras en Estructuras Metálicas.

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION BARINAS
SISTEMAS
CONSTRUCTIVOS
UTILIZADOS EN LA CONSTRUCCION DE OBRAS
EN ESTRUCTURAS METALICAS
Nancy Vasquez
13.985.293
23/08/2014

2. Sistemas Constructivos utilizados en la
construcción de obras en Estructuras Metálicas.
El Sistema Constructivo es un conjunto de elementos, materiales, técnicas,
herramientas, procedimientos y equipos, que son característicos para un tipo de
edificación en particular. Los sistemas constructivos deben cumplir con las 3
variables o premisas de organización o clasificación: herramientas, mano de obra
y materiales.
Una estructura es un conjunto de partes unidas entre si que forman un cuerpo,
una forma o un todo, destinadas a soportar los efectos de las fuerzas que actúan
sobre el cuerpo.
Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes
que la forman son materiales metálicos, normalmente acero; estas tienen
excelentes características para la construcción, son muy funcionales y su costo de
producción suele ser más económico que otro tipo de estructuras. Normalmente
cualquier proyecto de ingeniería, arquitectura, utiliza estructuras metálicas.
Como las estructuras están formadas por un conjunto de partes, estas deben
cumplir unas condiciones: Rígida, que no se deforme al aplicar las fuerzas sobre
ella; Estable, es decir, que no vuelque; Resistente que al aplicarle las fuerzas,
todos los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se
verán sometidos sin romperse o deformarse.
Una vez conocido lo antes descrito se pueden mencionar 5 sistemas constructivos
utilizados en la construcción de obras en estructuras metálicas, indicar sus partes
y proceso constructivo.

3. 1-Sistema de Paneles Estructurales: son estructuras tridimensionales de
alambre de acero pulido o galvanizado de alta resistencia, que lleva al centro un
alma de espuma de poliuretano, poliestireno, expandidos o tubos de cartón
parafinados. Los elementos construidos con panel soportan esfuerzos de
compresión, flexión, cortante, flexo compresión y torsión, derivados de cargas
tanto (muerta y viva), como accidentales (vientos y sismos). Los paneles son
elementos modulares formados por tiras de polietileno expandido, auto
extinguible, con refuerzo constituido por mallas de alambre bidireccional y
transversal para unión de ambas capas, el cual se recubre con mortero concreto
obteniéndose un elemento rígido y ligero.
Las características de los paneles son: al ser enlucidos conforman un muro solido;
resistentes con propiedades de aislamiento; termo acústicos; resistentes al fuego;
fáciles de manejar y montar; versátiles ya que se utilizan en muros interiores como
exteriores, en muros curvos, arcos, cubiertas planas, inclinadas; fáciles de
transportar por su bajo pes y cabe destacar que las construcciones con paneles
son antisísmicas.
La forma de instalación se realiza de la siguiente forma, en la cimentación se debe
amarrar al cimiento de varillas de 3/8”. El montaje se realiza con los paneles que
se deslizan dentro de la varilla de 3/8” en forma de U amarrados estos con
alambre al lado exterior de la malla del panel. La unión de los paneles, se realiza
después de amarrar los paneles entre si, se coloca una tira de malla plana de 20
cm de ancho por ambas caras del panel con alambre o grapas, en los paneles
esquineros se usan malla esquinera de 30 cm.
Con respecto a los marcos en puertas y ventanas se refuerzan con varilla tipo U y
en olas esquinas de los buques deben colocarse en tiras de 60 cm, de la malla
diagonal. Existen muchos paneles estructurales que varían en algunas
características de acuerdo a la casa comercial.

4. 2-Sistema Mixto: es el sistema constructivo donde las estructuras poseen
secciones mixtas, es decir, secciones resistentes en las cuales el acero estructural
(Estructuras Metálicas y las Estructuras de Concreto Armado) trabajan en forma
solidaria. Se agregan a estos elementos básicos otros materiales como armaduras
pasivas, armaduras de pretensar, etc. El estudio de las acciones mixtas se aplica a
casos límite en que el acero estructural desaparece, quedando la sección mixta
reducida a una sección típica de Concreto Armado o pretensado. Cada material
por separado ofrece soluciones valiosas en el ámbito de la construcción; por ello,
el empleo racional y combinado donde se aprovechan las cualidades de cada uno,
limitando o eliminando lo desfavorable, se complementan con una apropiada
utilización de técnicas, considerando variables como la zonificación, maquinarias,
mano de obra, plazos de ejecución entre otros. De esta manera se puede obtener
una solución con amplias posibilidades de diseño.
Las Ventajas de las Estructuras Mixtas son: que el empleo de estas estructuras
mixtas para forjados, dinteles y soportes, ha ido ganado posiciones por sus
ventajas tales como: apropiada rigidez, monolitismo y arriostramientos sin
fragilidad, economía de bajos costos. Además ofrece grandes posibilidades para el
uso de los materiales prefabricados por la facilidad de las uniones, permitiendo la
fácil y rápida ejecución. Donde más se aprovecha la estructura mixta es en los

5. casos de barras a flexión ya que se produce una doble solicitación de compresión
y tracción, favorable a las propiedades de los materiales básicos, y en apropiado
paralelismo con las condiciones de uso de las construcciones.
Es importante también el empleo en estos casos del Concreto en zonas de trabajo
a tracción de las piezas mixtas, ya que puede ser apto tanto como soporte físico
de armaduras embebidas en el mismo como para su mejora en las condiciones de
estabilidad, inercia o funcionales de las secciones de acero estructural con costos
razonables.
Una pieza mixta está compuesta básicamente por tres elementos estructurales
diferenciados: la sección del concreto, la sección metálica y los conectores; estos
últimos pueden llegar a reemplazarse total o parcialmente por la adherencia entre
el acero y el concreto.

6. 3-Sistema de Estructuras Metálicas (CONDUVEN, IPN Ó SIMILAR) para
Viviendas Unifamiliares:
Los diseños estructurales se deben preparar con unas consideraciones estrictas
para el montaje en la obra. Se debe planear el arreglo, la cantidad, tipo y
localización de los empalmes y conexiones de campo, para evitar la duplicación
innecesaria del equipo de construcción y proporcionar el plan de montaje más
simple posible, con un mínimo de trabajo de campo.
Antes de empezar a montar o colocar piezas, hay que revisar la parte en la que se
va a desplantar la estructura, la revisión consiste en alineaciones y nivelaciones.
Teniendo éstas revisiones y las piezas preparadas se procede al montaje sujeto al
siguiente orden: Se montarán en primer término las columnas marcadas en el
plano de montaje con las marcas, estas no serán soldadas definitivamente a la
cimentación, sino sólo punteadas por facilidad en la alineación posterior. A
continuación de las columnas se montarán los puntales junto con los tensores
marcados respectivamente, los cuales serán unidos a las columnas por una placa
de montaje en la parte inferior y unos pernos en la parte superior, llevando la
marca.
Una vez que estos elementos quedan completamente libres de movimiento, se
facilita el montaje, las cuales llevan las marcas respectivamente. Se finaliza el
montaje con la alineación de la estructura y la soldadura definitiva de sus piezas.

7. 3-A-Sistema de Estructura Metálica Apernada (SIEMA): es un sistema que usa
el acero como elemento principal. Está concebido para la construcción de
viviendas multifamiliares de hasta tres pisos (viviendas de baja altura). En el caso
de la estructura, estas viviendas le exigen al sistema estructural una cierta
flexibilidad que el SIEMA ofrece y además las uniones apernadas permiten la
adición de nuevos elementos a la estructura original.
4-Sistema HSS, Hollow Structural Section (en español, Secciones
Estructurales Huecas): Es un sistema constructivo basado en elementos
tubulares de acero, los cuales pueden tener forma cuadrangular (SHS),
rectangular (RHS) o circular (CHS). Es un sistema manejado mayormente en los
Estados Unidos, es por ello que la nomenclatura para identificar los elementos
esta basada en pulgadas.
Desde el 2005 se produce Pruebas en cuatro diferentes especificaciones por la
Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (American Society for Testing and
Material, ASTM). Estas son las especificaciones ASTM A500, ASTM A847, ASTM
A501 y ASTM A618; donde las primeras dos son producidas tomando en cuenta el
proceso de Resistencia Eléctrica a la Soldadura. La ASTM A501 esta relacionada

8. con los elementos HSS moldeados por medio de calor y toma en cuenta los
diferentes tipos de formas de los elementos de acero. La ASTM A618 es de
menor aleación y mayor fortaleza.
La conexión “placa de tapa” hace que las cargas de tensión sean transmitidas a la
columna que puede ser de tipo SHS, RHS O CHS. La compresión en este tipo de
elemento es mínima debido a la acción soportante de la columna.
La conexión “rodilla unida” se puede aplicar únicamente en elementos de tipo SHS
Y RHS cuyas dimensiones son exactamente las mismas.
Con la conexión “Y/T” se puede tener la capacidad de unir a dos elementos
estructurales que se unan creando un ángulo de 45°. La viga principal puede ser
cualquier tipo de estos elementos tubulares e incluso puede ser una viga I. en
cuanto al elemento secundario puede ser cualquiera de los tres tipos de
secciones, siempre y cuando sus dimensiones sean las apropiadas para ajustarse
a la viga principal.
La conexión “X” es similar al anterior, pues tanto la viga principal como la
secundaria pueden ser cualquiera de los tres tipos de secciones que existen con
este material, siempre y cuando las secciones coincidan entre si para tener buen
acoplamiento.
La conexión “K/N espaciada” puede ser muy útil cuando dos diferentes elementos
estructurales están ubicados de tal manera que unos de sus extremos coinciden
en la misma viga. La particularidad que tiene la modalidad “espaciada” es que
debe existir una separación considerable de los dos elementos estructurales y el
vértice real que existe.
La “K/N traslapada” tiene las mismas características que la anterior conexión,
pero los elementos secundarios se montan en la viga primaria de tal manera que
los dos ejes coincidan en el vértice que se formara por los tres elementos.
Además de esta clasificación de conexiones basadas en la constitución física,
existen otros aspectos técnicos que se toman en cuenta para elegir la conexión

9. adecuada en cada una de las partes del edificio. Existen cuatro categorías para
hacer estas distinciones las cuales se mencionan a continuación:
1- Conexiones simples de perforación: en sistemas de marcos típicos son
hechas soldando un elemento de conexión a una columna o viga HSS y
después atornillarlo para lograr una mayor seguridad. Los tipos de conexión
son: Plato sencillo, Angulo sencillo, Asiento sin reforzar, Doble ángulo,
Asiento reforzado, A través del Plato.
2- Conexiones de momentos: en la actualidad no existen conexiones
estándares entre vigas tipo I y columnas tipo HSS; pero si varias posibles
recomendaciones de cómo lograrlo. Estas son vigas sobre columnas para
construcciones de una sola planta, vigas a través de una columna, plato de
borde empalmado a través de la columna, plato de borde empalmado
alrededor de la columna, conexiones directas de la viga a la columna.
3- Conexiones en extremos: son usada básicamente para apuntalar a los
diferentes elementos del sistema. Se pueden hacer por medio de soportes,
tapas o simplemente soldando alrededor de la viga.
4- Conexiones directas: las conexiones de soldaduras entre elementos de
HSS son usadas comúnmente en las armaduras para conectar las
diferentes ramificaciones a las vigas principales con soldadura alrededor de
las diferentes ramas. Estos tipos de conexiones son: conexión T o Y, una
sola ramificación perpendicular o en ángulo, conexión K con dos o tres
ramificaciones, cruces donde la carga es transferida a través de los
miembros principales de las ramificaciones, empalmes en los extremos.

10. 5-Sistema de Estructuras de entramados de acero galvanizado de bajo
espesor (LIGHT STEEL FRAMING): Hace ya varias décadas se ha desarrollado
este sistema constructivo amparado en los atributos y ventajas de la construcción
en acero. El Steel Frame, como se le conoce coloquialmente, es la respuesta de la
industria del acero a la construcción de entramados de madera, muy difundida en
algunos países como Usa y Canadá.
Inspirado en dichos sistemas y en reemplazo de los elementos típicos de madera,
se han desarrollado una serie de perfiles abiertos conformados en frío a partir de
chapas de acero de bajo espesor y galvanizadas por inmersión en caliente en
proceso continuo. Estos perfiles, en diversas dimensiones y espesores, están
compuestos típicamente por canales abiertas tipo “U” (para soleras inferiores) y
canales atiesadas tipo “C” (para pies derechos y montantes).

11. La combinación de estos perfiles permite conformar diversos tipos de vigas,
dependiendo de la cantidad de elementos que converjan, lo que permite dar
respuesta a una amplia variedad de requerimientos estructurales. Aunque con
frecuencia se asocia a edificaciones de altura máxima de dos pisos más una
buhardilla, la verdad es que con el sistema del Steel Frame se pueden enfrentar
proyectos de mayor altura sin problemas.
Lo anterior se completa con diversos perfiles complementarios, como los perfiles
tipo “omega” (que se usan como costaneras y o entramados de cielo), y otros
perfiles menores tipo”z” y “u” (perfiles resilentes, perfiles de término para cielos,
etc.).
Con el conjunto de perfiles desarrollados para este sistema constructivo se
pueden construir desde tabiques divisorios no estructurales, tabiques y muros
estructurales, envigados de entrepiso y estructuras de cubierta así como todo tipo
de cerchas (desde cerchas tradicionales, cerchas habitables para mansardas,
hasta cerchas curvas facetadas).
El sistema en sí construye tabiques estructurales disponiendo una serie de pies
derechos o montantes distanciados usualmente a 400 o 600mm, que se fijan a
una solera inferior y a otra superior, mediante conexiones de tornillos auto
perforantes. Tanto los pies derechos como las soleras emulan las dimensiones
más típicas de la construcción en madera (2” x 4”), los distanciamientos más
frecuentes y hasta la instalación de la placa arriostrantes de madera
contrachapada o de partículas (OSB). Todo está concebido para una transición
fácil y cómoda entre la construcción típica en madera y esta alternativa y evolución
hacia la construcción en acero. Las similitudes son comparables hasta el punto en
que se debe comenzar a hablar de los diferentes atributos de cada una de los
materiales y, especialmente, de su sistema de conexiones.
La versatilidad de este sistema constructivo permite recibir las más variadas
expresiones y terminaciones exteriores e interiores por lo que se adapta muy
eficaz y eficientemente a distintos requerimientos y tipologías de proyectos. En

12. verdad, con el Light Steel Framing, se puede concebir, proyectar y construir una
gran diversidad y variedad de proyectos.
Sin embargo, más allá de los esfuerzos de difusión que son responsabilidad de
cada productor, los atributos y ventajas de esta forma de construir y de proyectar
son múltiples. Entre ellos los perfiles de acero son de bajo espesor, variando entre
los 0,5mm (para elementos no estructurales) y los 0,85mm y 1,5mm (para
elementos estructurales), por lo que las estructuras son de muy bajo peso, muy
maniobrables y fácilmente transportables por hasta uno o dos personas. Tienen
gran resistencia mecánica y permiten conformar estructuras de grandes
prestaciones que responden a altas exigencias estructurales. Son estables
dimensionalmente y no varían por efecto de humedades o temperaturas del
ambiente. Permiten soluciones de estructuras sismo-resistentes.