ACERO ESTRUCTURALDefinición de Acero Estructural En la presente Norma, el término acero estructural se referirá a aquellos elementos de acero de sistemas estructurales de pórticos y reticulados que sean parte esencial para soportar las cargas de diseño. Se entiende como este tipo de elementos a: vigas, columnas, puntales, das, montantes y otros que intervienen en el sistema estructural de los edificios de acero. Para el diseño de secciones dobladas en frío o perfiles plegados se recomienda utilizar las Normas del American Iron and Steel Institute (AISI). PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO ESTRUCTURAL 1. GRADOS Y TIPOS DE ACEROS ESTRUCTURALES a. Grados de acero para perfiles y placas ASTM A 36: El A 36 ha sido uno de los grados de acero primarios para todos los tipos de estructuras. Se han especificado mínimos de fy y fu de 36 y 58 ksi (2,530 y 4,080 kg/cm2). Casi todos los tamaños y tipos de perfiles y placas están todavía disponibles en el A 36 (excepto los perfiles IR, W ó H), aunque el esfuerzo de fluencia mínimo especificado baja a 32 ksi (2,250 kg/cm2) para espesores de placa de más de 8 pulgadas (203 mm). ASTM A 529: El A 529 es muy utilizado por la industria de la construcción metálica, también es un grado muy común para barras, perfiles como los ángulos, canales pequeños. El A 529 básico incluye grado 50 para los perfiles de ASTM en los grupos 1 y 2, placas de hasta una pulgada de espesor y 12 pulgadas de ancho y barras hasta 2-1/2 pulgadas de diámetro. fy y fu y los mínimos son de 50 y 70 ksi (3,515 y 4,920 kg/cm2). ASTM A 572: El A 572 está disponible en varios grados, dependiendo del tamaño del perfil y el espesor de la placa. Grado 50, con fy = 50 ksi y fu = 65 ksi (3,515 y 4,570 kg/cm2 respectivamente) está disponible en todos los tamaños de perfiles y espesores de placa hasta 4 pulgadas. Este es el grado de acero estructural más usado en el mercado de los EE UU actualmente, a pesar de que está siendo rápidamente reemplazado por A 992 para perfiles W. ASTM A 588: Este acero para intemperie fue aprobado en 1968, también conocido como “patinable” está disponible en varios grados con pequeñas variaciones en su química. El límite de fluencia mínimo especificado y resistencia a la tracción en todos los grupos de ASTM de perfiles estructurales y de planchas en espesores de 4 pulgadas y menos de 50 y 70 ksi (3,515 y 4,920 kg/cm2) respectivamente. ASTM A 992: El ASTM A 992 es el acero más reciente (1998) adicionalmente a la lista de los aceros estructurales. Está destinado para la construcción, y se aplica en perfiles W. Para todos los fines prácticos, el ASTM A 992 es el A 572 grado 50 con controles adicionales. Específicamente, además de hacer hincapié en un determinado límite de fluencia mínimo de 50 ksi (3,515 kg/cm2). El ASTM A 992 también ofrece un límite superior para el límite de fluencia fy de 65 ksi (4,600 kg/cm2). La relación de resistencias, fy/fu, no es mayor de 0.85, y el equivalente de La Tenacidad i. al tener menor contenido de carbono. de conformidad con AISC el Boletín Técnico N ° 3" (AISC A 572-50). cuyo esfuerzo de fluencia y resistencia a la tracción se encuentra en el orden de los 46 y 58 ksi (3. La Durabilidad A continuación. El grado más común es el A500 grado B. y también en tres grados para cuadrados o rectangulares formados en frío HSS. Grados de acero para secciones estructurales huecas y tubos ASTM A 53: A 53 está disponible en los tipos E y S.460 kg/cm2 y 3. b. Resistencia Ultima y Curva Esfuerzo-Deformación La resistencia de los perfiles laminados en frío depende del valor del esfuerzo de fluencia. Los valores estipulados del esfuerzo de fluencia (Fy) . La Facilidad de Formado j. La Facilidad para Soldarse g. Las Características de la Curva de Esfuerzo-Deformación d. y era entonces conocido como A 572 G 50 Mejorado. La Ductilidad f. El grado B es apto para usos estructurales.250 y 4. El Módulo de Elasticidad y el Módulo Tangente e.100 kg/cm2) ASTM A 501: A 501 es idéntico al A 36 para todos los efectos prácticos. El Esfuerzo de Fluencia b. así como HSS cuadrados y rectangulares. se tratarán con más detalle cada una de éstas propiedades: 2. Esfuerzo de Fluencia. El ASTM A 992 ofrece una excelente soldabilidad y las características de ductilidad. Se utiliza para las secciones circulares. donde E designa a una resistencia a la soldadura y S a tubos sin costura. El material también puede ser ordenado como "A 572 con requisitos especiales. carbono no supera el 0.47%. 2. La Resistencia a la Fatiga h. y mayor control en el Molibdeno. Las propiedades de HSS cuadrados y rectangulares difieren de las del HSS redondos. excepto en conexiones y en aquellos casos donde el pandeo elástico local o global es crítico. Este acero ha sido efectivamente producido en los Estados Unidos desde mediados de 1997.1. PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO a. La Resistencia a la Tensión o Resistencia Ultima c.515 kg/cm2) ASTM A 500: A 500 está disponible para perfiles redondos formados en frío HSS en tres grados. con el esfuerzo de fluencia y la resistencia a la tensión de 35 y 50 ksi (2. los procesos de formado en frío alteran las propiedades mecánicas del acero. pero no causan daños que comprometan la funcionalidad estructural de los perfiles terminados. donde pueden ocurrir concentraciones importantes de esfuerzos. 2. la relación de resistencia a la fatiga con respecto a la resistencia a la tensión en aceros varía entre 0. Facilidad para Soldarse Los aceros fácilmente soldables son aquellos que pueden formar sin dificultad uniones soldadas libres de grietas e íntegras en condiciones de taller o campo. 2. ya que en arreglos estructurales se ha observado que la resistencia a la fatiga de los elementos es gobernada por los detalles o las conexiones. sino también del valor del módulo de elasticidad E o del módulo tangente 𝐸𝑡 . La Facilidad de Formado y Durabilidad La facilidad de formado de un material se refiere a su capacidad para moldearse en una gran variedad de configuraciones geométricas sin sufrir desgarres o fallas.60.000 psi [400-550 MPa] Min. 2.80. en el caso del pandeo elástico e inelástico.000 . Estos valores son aplicables a elementos simples individuales. En general. En el caso de los perfiles laminados en frío el acero requiere de facilidad de formado. 3. Punto de fluencia: 36.5. de lo contrario las hojas de acero no podrían doblarse sin sufrir daños o desgarres. Cargas cíclicas pueden ser inducidas por vibraciones de maquinaria. Como se verá en la siguiente sección. La facilidad para soldarse de un acero depende en esencia de la composición química del mismo y varía con el tipo de acero y el proceso de soldado usado. PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO A36 Resistencia a la tracción: 58. La resistencia a la fatiga puede medirse en curvas S-N (donde S es el valor del esfuerzo y N el número de ciclos de carga) obtenidas a partir de pruebas. El módulo de elasticidad se define como la pendiente de la parte inicial recta de la curva esfuerzo-deformación. ya que facilita la redistribución inelástica de esfuerzos en juntas y conexiones.3. Es una propiedad importante tanto como para los procesos de laminado en frío como para la seguridad estructural.2. Resistencia a la Fatiga y Tenacidad La resistencia a la fatiga se define como la capacidad de un material para soportar una gran cantidad de ciclos de carga antes de fallar.35 a 0. respectivamente. etc.4. 2. cargas repetitivas producidas por tráfico vehicular. Módulo de Elasticidad y Módulo Tangente La resistencia de los elementos que fallan por inestabilidad depende no solo de su esfuerzo de fluencia. Ductilidad La ductilidad es la habilidad de un material para poder sobrellevar deformaciones plásticas considerables sin fracturarse. 2.6.000 psi [250 MPa] Elongación en 8": 20% min Elongación en 2": 23% min . incl Resistencia a la tracción: 70.000 psi [485 MPa] [460 MPa] [435 MPa] Min.000 psi [330 MPa] 60.000psi [345 MPa] [315 MPa] [290 MPa] Elongación en 8 ": 18% min . y 5 in.000psi [240 MPa] .000psi 50.000 psi [415 MPa] Fluencia.000 psi 80. Propiedades mecánicas acero A53 Grado A Grado B Resistencia a la tracción. Elongación en 2 ": 21% min 21% min 21% min 7..000psi 42. incl entre 4 in. .. Propiedades mecánicas acero A588 Para espesores Para espesores Para espesores inferiores a 4 in. Punto de 42. min: 48.000 psi tracción: [415 MPa] [450 MPa] [520 MPa] [550 MPa] Min. Propiedades mecánicas acero A992 8. incl sobre 8 in.000psi 65. PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO A529 5. Punto de fluencia: 50.000 psi 67.000psi 60.000psi fluencia: [290 MPa] [345 MPa] [415 MPa] [450 MPa] Elongación en 8": 20% min 18% min 16% min 15% min Elongación en 24% min 21% min 18% min 17% min 2": 6.000 psi 75.000psi [205 MPa] 35.. 4. PROPIEDADES MECÁNICAS ACERO A572 Grado 42 [290] Grado 50 [345] Grado 60 [415] Grado 65 [450] Resistencia a la 60. min: 30..000 psi 65.000 psi 63.000psi 46. Este material puede usarse para propósitos estructurales cuando se requieran valores mecánicos de prueba. se presupone que será usado un procedimiento de soldado consistente con el tipo de grado de acero y el uso planeado de la estructura. A749 y A749M. El material bajo esta especificación esta disponible en dos grados.00 plg (25.50 plg (12.3 .900 100 .8 ASTM A 529 Esta especificación cubre perfiles. ductos expuestos a altas temperaturas.229 pulg (6 mm) excepto por lo que se especifica para A568. placas y barras de acero de carbono y manganeso para construcción remachada. Para el material 15Mo3.9140 15 0. y está disponible en espesores máximos de 0. convertidores de fundición.63 33 230 33 2319 358 52 3654 18 1.43 A 529 BARRAS 50 345 50 3514 485 70 4919 21 1.ASTM A 514 Para el material ASTM A-514. tales como puentes grúas.58 LAMINA Y 36 250 36 2530 365 53 3724 17 1. boilers. etc.900 110 . Fy (min) Fu (min) % ACERO Fu/Fy PRODUCTO GRADO elongacion (ASTM) Mpa Ksi kgf/cm2 Mpa Ksi kgf/cm2 (min) (min) 30 210 30 2108 340 50 3443 21 1.38 45 310 45 3162 415 60 4216 13 1.4 mm) de espesor. atornillada y soldada de edificios y para aplicaciones estructurales generales. brazos telescópicos.130 7735 . Cuando el acero vaya a ser soldado.7 A 514 BARRAS 690 100 7030 760 .33 50 345 50 3514 448 65 4568 11 1. Fy (min) Fu (min) % ACERO Fu/Fy PRODUCTO GRADO elongacion (ASTM) Mpa Ksi kgf/cm2 Mpa Ksi kgf/cm2 (min) (min) PLACAS Y 42 290 42 2951 415 42 4216 22 1.130 1030 . puentes.7 mm) de espesor y Grado 50 para placas y barras de 1.9140 23 0. Grado 42 para placas y barras de 0. A568M.47 A 570 CINTA 40 275 40 2811 380 55 3865 15 1. se recomienda preferentemente para estructuras de alta exigencia mecánica y soldabilidad. se recomienda su uso en la fabricación de componentes a presión. brazos de levante. etc. PROPIEDADES MECÁNICAS % Fu/Fy ACERO Fy (min) Fu (min) elongacion PRODUCTO (min) (ASTM) (min) Mpa Ksi kgf/cm2 Mpa Ksi kgf/cm2 PLACAS Y 620 90 6330 690 .4 ASTM A 570 Esta especificación cubre láminas y cintas de acero de carbono laminado en caliente en longitudes cortadas o en carretes. 23 ASTM A 588 Esta especificación cubre perfiles. Los Grados 60 y 65 se recomiendan sean usados para construcción remachada y atornillada de puentes y para construcción remachada. vanadio y nitrógeno.5 Barras 50 345 50 3514 482 70 4920 1.25 65 450 65 4568 550 80 5622 17 1. estos serán negociados entre el productor y comprador. Cuando dicha designación sea deseada.4 . se presupone que será usado un procedimiento de soldado consistente con el tipo de grado de acero y el uso planeado de la estructura. atornillada y soldada a ser usado principalmente en miembros estructurales cuando el ahorro en peso y la durabilidad adicional son importantes. La resistencia a la corrosión atmosférica del acero en la mayoría de los ambientes es substancialmente mejor que el acero al carbono con o sin adición de cobre. El uso de columbio. bajo las limitaciones de la Sección 5 del ASTM. se hace referencia al Requisito Suplementario S90 del ASTM en donde dichos elementos y sus combinaciones comunes se enlistan por su tipo. atornillada y soldada para otras aplicaciones.ASTM A 572 Esta especificación cubre perfiles. Cuando el acero vaya a ser soldado. Cuando se expone apropiadamente a la atmósfera este acero puede ser usado sin pintura para muchas aplicaciones. puentes y otras aplicaciones.3 A 572 BARRAS 60 415 60 4216 520 75 5270 18 1. % Fu/Fy ACERO Fy (min) Fu (min) elongacion PRODUCTO GRADO (min) (ASTM) (min) Mpa Ksi kgf/cm2 Mpa Ksi kgf/cm2 42 290 42 2951 415 60 4216 24 1. placas y barras de acero de alta resistencia y baja aleación para construcción remachada.5 Placas y A 588 46 317 46 3235 462 67 4710 1. Los Grados 42 y 50 se recomiendan sean usados en construcción remachada. o combinaciones de estos. Para construcción soldada de puentes la tenacidad de muesca es un requisito importante. atornillada y soldada de edificios.43 PLACAS Y 50 345 50 3514 450 65 4568 21 1. Cuando se desee usar uno de estos elementos o una combinación de ellos. placas y barras de acero de alta resistencia y baja aleación. estarán bajo la opción del productor a menos que se especifique lo contrario. Para esta u otras aplicaciones donde los requisitos de tenacidad de muesca sean indicados. Fy (min) Fu (min) % ACERO Fu/Fy PRODUCTO GRADO elongacion (ASTM) Mpa Ksi kgf/cm2 Mpa Ksi kgf/cm2 (min) (min) 42 290 42 2952 435 63 4430 1. Esta especificación está limitada a material de hasta 8 pulg (20 cm) de espesor. tanto el grado como el tipo deberán ser especificados.
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