Columnas de acero


   


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.

  • 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.
  • Los ahorros en peso pueden ir acompañados de correspondientes aumentos en los costos de construcción.
  • 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)


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