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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. Las secciones y los perfiles se producen en forma comercial.
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. Armaduras. Empleo
de armaduras. Mediante su empleo se pueden salvar grandes claros en forma
económica, porque se aumenta la sección resistente por medio del peralte físico
a las estructuras, al ligar las barras que absorben los trabajos de tensión y de
compresión. Las estructuras tienen resistencia por carga axial, pero ,
aisladamente no tienen capacidad pasa tomar esfuerzos horizontales. Para
resolver el problema se emplean las piezas de contraventeo, que ligan entre si
las armaduras y las hacen trabajar como un conjunto ante los esfuerzos
horizontales. Por su tipo, las armaduras se pueden clasificar en rectas o de
cuerdas paralelas Warren o Vierendel. Las armaduras diseñadas para salvar
grandes claros se pueden techar con varios materiales, como el siporex; sin
embargo, los mas usuales son la lamina acanalada (el mas económico), el
aluminio, el fierro de lamina galvanizada o esmaltada, y el asbesto cemento.
Cuando el diseño de una cubierta se desea salvar grandes claros, el techo debe
ser lo mas ligero posible. En caso contrario, se incrementara económicamente el
costo de las armaduras debido al aumento de las secciones por la techumbre que
soporta. Esto convierte a la lamina, ya sea metálica o de asbesto, en uno de los
materiales mas usuales. Los techos para grandes claros presentan serias
deformaciones originadas por los cambios térmicos, lo cual hace que la
construcción del techo sea a base de material seccionado que permita tomar las
diferencias de la estructura, sin perjuicio de causar problemas de infiltración
de agua. Existen dentro de la topología de las estructuras una clasificación que
va de acuerdo a su forma, es decir, a la estructuración de sus elementos y a su
configuración así como el tipo de carga que va a soportar, se tendrá que diseñar
estructuralmente conforme a las normas mínimas de la ASTM (American Society for
Testing and Materials) Sociedad Americana para Pruebas de Materiales. En México
también se considera el reglamento de construcciones del DDF, así como las
especificaciones y normas con el campo de estructuras metálicas del manual de la
fundidora de fierro y acero de Monterrey, N.L.
Las estructuras puedes dividirse en dos grupos
principales: a. Estructuras de cascaron: Son hechos principalmente de placas
o laminas, tales como tanques de almacenamiento, cilos, cascos de buques, carros
de ferrocarril, aeroplanos y cubiertas de cascaron para edificios grandes, etc.
Son elementos de mínimo espesor y de formas combinadas (rectas, curvas, etc.) b.
Estructuras reticulares: Se caracterizan por estar constituidas de conjuntos de
miembros alargados, tales como armaduras, marcos rígidos, trabes o estructuras
tridimensionales como losas reticulares. La lamina o placa utilizados en las
estructuras de cascaron, desempeñan simultáneamente la doble función de
cubiertas y de elemento principal de carga, para ello se le rigidiza mediante
bastidores de carga que pueden o no soportar las cargas principales. En cambio
los miembros de las estructuras reticulares no son generalmente funcionales y se
usan principalmente para transmitir cargas , tales como muros, pisos, techos y
pavimentos, que satisfagan los requisitos funcionales, es decir, esta compuesta
de miembros unidos entre si por medio de conexiones; un miembro puede ser perfil
laminado estándar. Un miembro puede estar formado laminado o estándar o bien
formado por varios perfiles unidos por soladura. Las estructuras de cascaron son
mas eficientes que las reticulares, ya que la cubierta o cascaron es usada con
doble propósito: funcional y estructural. Hasta la fecha los cascarones no han
sido utilizados ampliamente en estructuras metálicas, lo que atribuye varios
factores.
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La economía que puede obtenerse con este tipo de diseño se
estriba principalmente en el peso de la estructura, y son efectivas únicamente
para ciertos claros y distribuciones.
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Los ahorros en peso pueden ir acompañados de correspondientes
aumentos en los costos de construcción.
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Para poder resolver los costos en construcción de estas
armaduras, remaches y tornillos
Los miembros pueden transmitir 4 tipo fundamentales de cargas y se les clasifica
de acuerdo con ellos en :
a. Tensores, los que absorben y transmiten esfuerzos de tracción o tensión
b. Columnas los que transmiten esfuerzos de cargas verticales
c. Trabes o vigas, que transmiten las cargas transversales
En la practica es raro que un miembro horizontal o diagonal, transmitan un solo
tipo de carga, aun en este caso que van sometidos a tensión o conectados por
medio de pasadores, este va sujeto a una pequeña flexión debido a su propio peso
y la mayoría de miembros transmite una combinación de flexión, torsión, tensión
o compresión axial.
Métodos de aportación para soldadura. En la soldadura
se utilizan aceros para unir los metales, los hay de alta resistencia, de
acuerdo a los metales que se pretende unir, en construcción el electrodo es el
elemento que mas se utiliza en la soldadura de arco eléctrico, este consiste en
la fundición del metal por efectos eléctricos con el metal base, en el que
existe una combinación de nitrógeno y oxigeno. Después de enfriarse las
soldaduras quedaran relativamente porosas debido a bolsas formadas por los
gases. Economía en la selección del material. Para la mayoría de la gente
la primera ventaja esta en el área de la economía porque el uso de la soldadura
permite grandes ahorros en el peso del acero utilizado en las estructuras
soldadas y eliminar un gran porcentaje de las placas de unión de empalme. En
algunas estructuras de puentes es posible ahorrar hasta un 15% mas en el peso de
acero con el uso de la soldadura. La soldadura también requiere un trabajo
apreciablemente menor que el necesario para remachado, para que un soldador
pueda reemplazar a la cuadrilla normal remachadora de 4 miembros. La soldadura
tiene una zona de aplicación mucho mayor que el remachado o el atornillado. Las
estructuras soldadas son mas rígidas porque los miembros están soldados
directamente uno a uno. En el proceso de soldado se fusionan ambas partes por lo
que la piezas quedan realmente continuas, como si formaran una sola pieza, es
mas fácil realizar cambios en el diseño y corregir errores durante el montaje a
menor costo si se usa soldadura. (Enviado por: Navarro
Gutierrez Cesar) |
