Tipos de Acero Estructural y Sistemas EstructuralesINDICE ACERO ESTRUCTURAL ............................................................................................................... 2 A. TIPOS DE ACEROS ESTRUCTURALES: ...................................................................... 2 1. Aceros Al Carbono .........................................................................................................3 2. Aceros De Alta Resistencia Y Baja Aleación ...........................................................4 3. Aceros Estructurales De Alta Resistencia, Baja Aleación Y Resistentes A La Corrosión Atmosférica ...........................................................................................5 4. Aceros templados y enfriados ....................................................................................6 5. Aceros De Alta Resistencia..........................................................................................6 B. Clasificación del acero estructural Según su Forma................................................ 8 1. Perfiles Estructurales ....................................................................................................8 2. Barras, varillas, alambres y cables ............................................................................9 3. Planchas ..........................................................................................................................10 4. Cuadro Resumen de la ASTM ....................................................................................11 SISTEMAS ESTRUCTURALES .................................................................................................. 12 1. Marcos Rígidos: ................................................................................................................ 13 2. Marcos Con Contraventeos Concéntricos ................................................................ 17 3. Contraventeos Excéntricos ........................................................................................... 21 4. Marcos Rígidos Con Muros De Cortante ................................................................... 25 5. Marcos Arriostrados ........................................................................................................ 27 6. Marcos Con Muros De Concreto O De Mampostería .............................................. 29 BIBLIOGRAFIAS: .......................................................................................................................... 35 1 Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales ACERO ESTRUCTURAL Se define como acero estructural a lo que se obtiene al combinar el hierro, carbono y pequeñas proporciones de otros elementos tales como silicio, fósforo, azufre y oxígeno, que le contribuyen un conjunto de propiedades determinadas. La composición química del acero es de suma importancia en sus efectos sobre sus propiedades tales como la soldabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fractura frágil, etc. La ASTM (American Society for Testing and Materials) específica los porcentajes exactos máximos de carbono, manganeso, silicio, etc., que se permiten en los aceros estructurales. En las décadas pasadas, un acero estructural al carbono designado como A36 y con un esfuerzo mínimo de fluencia Fy= 36 klb/plg2, era el acero estructural comúnmente usado. Sin embargo, más recientemente, la mayoría del acero estructural usado se fabrica fundiendo acero chatarra en hornos eléctricos. Con este proceso puede producirse un acero de 50 klb/plg2, A992, y venderse a casi el mismo precio que el acero A36.Los aceros de 50 klb/plg2 son los que predominan en uso actualmente. En décadas recientes los ingenieros y arquitectos continuamente requieren aceros más fuertes, aceros con mayor resistencia a la corrosión, con mejores propiedades de soldabilidad y diversas características. Actualmente existe una gran cantidad de aceros clasificados por la ASTM e incluidos en la especificación AISC. A. TIPOS DE ACEROS ESTRUCTURALES: 2 Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 1. Aceros Al Carbono • Estos aceros tienen como principales elementos de resistencias al carbono y al manganeso en cantidades cuidadosamente dosificadas; es utilizado en construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas, herrajes eléctricos y señalización. . Los aceros al carbono tienen sus contenidos limitados a los siguientes porcentajes máximos: 1.7% de carbono, 1.65% de manganeso, 0.60% de silicio y 0.60% de cobre. Estos aceros se dividen en cuatro categorías, dependiendo del porcentaje de carbono: Acero de bajo contenido de carbono: 6 0.15%. Acero dulce: 0.15 a 0.29%. (Los aceros estructurales al carbono quedan dentro de esta categoría.) Acero medio al carbono: 0.30 a 0.59%. Acero con alto contenido de carbono: 0.60 a 1.70%. 3 4 . Se incluyen aceros con esfuerzos de fluencia comprendidos entre 40 klb/plg2 y70 klb/plg2. Estos aceros obtienen sus altas resistencias y otras propiedades por la adición. Aceros De Alta Resistencia Y Baja Aleación Existe un gran número de aceros de este tipo clasificados por la ASTM. son empleados en la construcción de estructuras metálicas. atornilladas o soldadas. cobre y níquel. torres para comunicación. de uno a más agentes de aleación como el columbio. El término baja aleación se usa arbitrariamente para describir aceros en los que el total de elementos de aleación no excede el 5% de la composición total del acero. señalización y edificaciones remachadas. silicio. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 2. cromo. Generalmente tienen mucha mayor resistencia a la corrosión atmosférica que los aceros al carbono. vanadio. torres de energía. aparte del carbono y manganeso. herrajes eléctricos. puentes. etc. S. industrial.. el acero adquiere un color que va del rojo oscuro al café y al negro. Steel Corporation para darle resistencia a los carros de ferrocarril. Para que a estos aceros se les forme la pátina. Estos aceros tienen gran aplicación. deben estar sujetos a ciclos de humedad y resequedad. Baja Aleación Y Resistentes A La Corrosión Atmosférica Cuando los aceros se alean con pequeños porcentajes de cobre. que impide una mayor oxidación y se elimina así la necesidad de pintarlos. Cuando se exponen a la atmósfera. Después de que ocurre este fenómeno (en un periodo de 18 meses a 3 años. se vuelven más resistentes a la corrosión. de otra manera seguirán teniendo la apariencia de acero sin pintar. que transportaban carbón y en los que la corrosión era muy intensa. nieblas o que estén continuamente sumergidos en agua (dulce o salada) o el suelo. no son apropiados para usarse en lugares donde queden expuestos a brisas marinas. luz solar directa o indirecta. Aceros Estructurales De Alta Resistencia. particularmente en estructuras con miembros expuestos y difíciles de pintar como puentes. etc. 5 . depende del tipo de exposición. las superficies de estos aceros se oxidan y se les forma una película adhesiva muy comprimida (conocida también como “pátina bien adherida” o “capa de óxido”). sin embargo. El primer acero de este tipo lo desarrolló en 1933 la U. o donde existan humos industriales muy corrosivos.). torres de transmisión eléctrica. por ejemplo rural. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 3. Pueden producir ahorros considerables en vigas si las deflexiones no son de importancia o si éstas pueden controlarse (con los métodos descritos en capítulos posteriores). Aceros De Alta Resistencia Existen otros grupos de aceros de alta resistencia como los de ultra-alta-resistencia que tienen fluencias de entre 160 klb/plg2 y 300 klb/plg2. vigas y columnas. La industria del acero está experimentando ahora con aceros cuyos esfuerzos de fluencia varían entre 200 klb/plg2 y 300 klb/plg2. Otra fuente de ahorro lo proporciona la construcción híbrida. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 4. Su esfuerzo mínimo de fluencia es de 90 klb/plg2 hasta 100 klb/plg2 . Aceros templados y enfriados Difieren de los aceros de alta resistencia en que tienen un porcentaje más elevado de elementos de aleación y en que dependen del tratamiento térmico para desarrollar niveles de resistencia adecuados. La fuerza teórica de unión entre los átomos de hierro se ha estimado en más de 4 000 klb/plg2. y esto es sólo el principio. Aunque los precios de los aceros aumentan con el incremento de los esfuerzos de fluencia. pero con poca ductilidad en comparación los aceros al carbono. el uso de aceros más resistentes resultará económico en miembros a tensión. En 6 . Estos aceros no se han incluido en el Manual del Acero porque la ASTM no les ha asignado un número de clasificación. Mucha gente de esta industria cree que en unos cuantos años se dispondrá de aceros con fluencias de 500 klb/plg2. Actualmente existen en el mercado más de 200 aceros con esfuerzos de fl uencia mayores de 36 klb/plg2. El enfriamiento da como resultado un material muy resistente. pueden lograrse ahorros sustanciales con los aceros de alta resistencia en columnas robustas de longitudes corta y mediana. Tal vez la mayor economía se obtendrá con los miembros a tensión (sobre todo en aquellos sin agujeros para tornillos y remaches). Además. 5. el porcentaje de incremento en los precios no es mayor que el porcentaje de incremento de los esfuerzos de fluencia. En consecuencia. Se usa para fabricar placas solo hasta 4 pulgadas. Posibles ahorros en la protección contra el fuego porque pueden usarse elementos más pequeños. Posibles ahorros en los costos de transporte. La primera consideración que toman en cuenta muchos ingenieros al escoger un tipo de acero. mantenimiento y fabricación. a menos que se tomen en cuenta otros factores como pesos. por lo que debe limitarse a considerar el caso particular en estudio. montaje y cimentaciones debido al menor peso. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales este tipo de construcción se usan dos o más aceros de diferentes resistencias. que permite reducir el espesor de los pisos. empleando los aceros más débiles en donde los esfuerzos son menores. es el costo directo de los miembros. Uso de vigas de menor peralte. y los aceros más resistentes en donde los esfuerzos son mayores. pero la consideración económica respecto a qué acero se debe usar. 7 . deflexiones. Hacer una comparación general exacta de los aceros probablemente resulte imposible. dimensiones. Entre los factores adicionales que pueden conducir al uso de los aceros de alta resistencia se cuentan los siguientes: Alta resistencia a la corrosión. no puede hacerse. Dicha comparación puede hacerse fácilmente. que son de uso tan común. se clasifica en: 1. Perfiles Estructurales El acero estructural puede laminarse en forma económica en una gran variedad de formas y tamaños sin cambios apreciables en sus propiedades físicas. Generalmente los miembros estructurales más convenientes son aquellos con grandes momentos de inercia en relación con sus áreas. y C. W = Viga de Patín Ancho S = Viga Estándar Americana C = Canal Estándar Americana L = Ángulo WT = Tee estructural cortado de una W 8 . T. Clasificación del acero estructural Según su Forma El acero estructural. Los perfiles I. se sitúan en esta clase. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales B. según su forma. varillas. Por su gran tonelaje y su forma simple se producen en trenes continuos. ascensores. equipos de construcción. Pueden ser lisas o corrugadas empleadas estas últimas en el refuerzo de estructuras de hormigón. siendo redondas o cuadradas las más comunes. Otro uso del alambre es entorcharlo en torones para formar con ellos toda clase de cables. 9 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 2. Barras. como los usados en minería. Se utilizan en la fabricación de herramientas y de muchas piezas de maquinaria o de equipos mecánicos. en cambio. cubiertas y puentes colgantes. alambres y cables Las barras pueden ser de muchas formas. etc. Las barras más simples o varillas. líneas de transmisión eléctrica. Su forma de producción es muy variada y con una amplia gama de automatización. La viga de acero se suelda o se atornilla a la plancha para crear una base rígida sobre la cual se pueda construir. como la pala de una excavadora o el chasis de un buldócer.8 mm y mayores de 4. de armadura o a prueba de balas. 10 . El grado más común de plancha de acero estructural es A36. Este tipo de acero se utiliza para crear vigas para edificios y planchas de refuerzo. Esto permite que la plancha sea taladrada y formada según los requisitos de la construcción. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 3. El peso del edificio se esparce por todo el ancho de la plancha.5 mm. y espesores mayores de 5. Planchas Son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm. respectivamente. La mayoría de planchas de grado estructural son de acero con bajo contenido de carbono. Este tipo de plancha de acero se utiliza en la fabricación de equipos pesados. Con frecuencia utilizado para fijar vigas de acero. como las planchas marina. Existen muchos otros grados especializados de planchas de acero. se adhiere una placa de acero a la base de concreto con pernos de anclaje. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 4. Cuadro Resumen de la ASTM 11 . las características de las solicitaciones y la geometría de la estructura considerada como un conjunto. Las estructuras se pueden construir de: Madera Mampostería Concreto Acero Combinaciones de estos materiales La gran mayoría de las estructuras de edificios caen dentro de uno de los tipos aquí indicados: MARCOS RIGIDOS MARCOS CON CONTRAVENTEOS CONCENTRICOS MARCOS CON CONTRAVENTEOS EXCENTRICOS MARCOS RIGIDOS CON MUROS DE CORTANTE COMBINACION DE LOS SISTEMAS ANTERIORES 12 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales SISTEMAS ESTRUCTURALES En la elección del sistema estructural son importantes el tipo y magnitud del esfuerzo a que estará sometida la estructura. 13 . El empleo de este sistema se debió al desarrollo de nuevos materiales y sistemas de construcción (concreto armado. acero soldado) y a nuevos métodos de análisis y dimensionamiento. que además de resistir las cargas verticales ayudan a resistir las cargas laterales. Marcos Rígidos: Los marcos rígidos son un tipo de estructura que actualmente ha ido tomando fuerza debido a que facilitan la estructuración de los edificios y más con el uso del acero posibilita cubrir grandes luces. Funcionamiento: Los marcos formados por columnas y vigas están unidos formando uniones rígidas capaces de transmitir los elementos mecánicos en la viga sin que haya desplazamientos lineales o angulares entre sus extremos y las columnas en que se apoya sobre las vigas principales. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 1. se apoyan en algunos casos las vigas secundarias encargadas de soportar el sistema de piso. El tipo de estructuración más común hoy en día para edificios tanto de concreto como de acero es el que utiliza marcos rígidos. Variedad de columnas. Usos de marcos rígidos: Son ideales para: Gimnasios Supermercados Hangares Bodegas o cualquier aplicación. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Entre – ejes: Es la división interna de un marco estructural repetitivo definido por los claros de las columnas. Beneficios o ventajas de usar los marcos rígidos Flexibilidad en el aprovechamiento del espacio interior. Columnas centrales : Mayor carga Columnas laterales : Media carga Columnas esquinadas : Un cuarto de carga Un marco rígido transfiere el momento de una viga a las columnas de apoyo que dan como resultado que las columnas compartan la resistencia a la flexión con la viga. donde el espacio interior libre es necesario. Mínima pendiente de la cubierta. Menor costo. Interior libre Rápida construcción Diseño flexible incomparable. 14 . Método de kani. Método de diseño: 15 . tenemos que la finalidad del análisis estructural es conocer los elementos mecánicos a que estarán sujetos los elementos de la estructura y el comportamiento que este presentara debido a las solicitaciones. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Tipos de marcos rígidos: De soporte lateral: Muros y tirantes cruzados. De espaciamiento horizontal: Pisos. Método de Bowman. Métodos de Análisis estructural Método de las fuerzas : Método de las flexibilidades Método de las deformaciones: Método de Cross. Resumiendo lo anterior. vigas. Métodos aproximados (cargas horizontales): Método del portal. Análisis estructural de un marco rígido El análisis estructural implica un conocimiento de la solicitación que obran sobre la estructura y de las dimensiones de sus elementos. Mediante un proceso cíclico el proyectista va ajustando los datos iniciales (dimensiones de los elementos) a medida que va precisando el análisis. armaduras. Método de las rigideces. ya que solo se conocen en forma aproximada las dimensiones que tendrán los elementos. De soporte vertical: Columnas y muros. losas. Método del cantiléver. Solamente en la fase final de este proceso se hace un cálculo numérico relativamente refinado. Estos datos son imprecisos cuando se inicia el diseño. Se determinan después los esfuerzos producidos en las distintas secciones por las acciones internas. por métodos también basados en hipótesis elásticas. se calculan por medio de un análisis elástico. se determinan por medio de un análisis elástico. 16 . momentos. Los esfuerzos de trabajo así calculados deben mantenerse por debajo de ciertos valores de esfuerzos permisibles que se consideran aceptables. Método de resistencia ultima ( Método plástico) Las acciones internas que las solicitaciones externas producen sobre las estructuras. como en el caso anterior. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Método de los esfuerzos de trabajo o esfuerzos permisibles (Método elástico) Consiste en el proceso siguiente: Las acciones internas (carga axial. fuerzas cortantes y torsiones) inducidas en los distintos elementos de la estructuras por las solicitaciones de servicio o de trabajo que actúan sobre estas. Los elementos de la estructura se dimensionan de tal manera que su resistencia a las diversas acciones de trabajo a las que puedan estar sujetas sea igual a dichas acciones multiplicadas por un factor de carga de acuerdo con el grado de seguridad deseado. En los años 70´s y 80´s se llevaron a cabo amplias investigaciones referentes al comportamiento no lineal de sistemas contraventeados. 17 . Ejemplos de contraventeos concéntricos. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 2. Historia: Antes de los años 60´s los contraventeos concéntricos se utilizaron para resistir cargas laterales debidas a vientos. Marcos Con Contraventeos Concéntricos La principal característica de un sistema contraventeado concéntricamente es su alta rigidez elástica. En la década de los 60´s y 70´s se utilizaron los sistemas contraventeos concéntricamente para resistir cargas debidas a sismo. desarrolladas en los 60´s fueron adaptadas al diseño sísmico. que fueron la base para los códigos actuales de diseño. Las recomendaciones de diseño de contraventeos concéntricos. La distribución de las diagonales permite ante la acción de cargas laterales: o Desarrollar cargas axiales altas o Desarrollar momentos flexionantes bajos. A sí mismo.5 Fy. se ha observado que las condiciones de frontera tienen poco efecto sobre el comportamiento histerético de las diagonales. Tradicionalmente se han utilizado para estos diseños de los elementos tales como: ángulos. ᶙ> 130 para A-50 Robustas : ᶙ< 50 para a – 36 . poca rigidez en la configuración pandeada. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Algunos criterios de diseño se han basado en el concepto “solamente tensión”. Intermedias: el pandeo local es menos critico que el pandeo inelástico. Parámetros básicos Influyen en el comportamiento histérico de los elementos de los contraventeos: Relación de esbeltez Condiciones de frontera Sección transversal de la diagonal Relación de esbeltez (ᶙ = kl/r): Clasificación de diagonales: Esbeltas : ᶙ > 110 para A-36 . 18 . Robustas: Fluencia y pandeo local dominan la respuesta. 60< ᶙ< 130 para A-50 Comportamiento de diagonales: Esbeltas: Pandeo elástico a G< 0. redondos o soleras. Condiciones de frontera: Estudios experimentales han mostrado que las condiciones de frontera tienen el mismo efecto en las deformadas elástica e inelástica. ᶙ< 60 para A-50 Intermedias : 50< ᶙ< 110 para A-36 . Ángulos dobles Filosofía de diseño de los contraventeos concéntricos La selección de la rigidez de la viga generalmente no es considerada por el diseñador y tiene una influencia fundamental en el comportamiento carga- desplazamiento del sistema durante el intervalo inelástico. El factor de reducción se considera 0. Secciones I 4. Secciones T 5.pandeo del marco (tipo chevron) es extremadamente sensible a la relativa rigidez a flexión de la viga con respecto a la rigidez axial de la diagonal y no puede ser determinada mediantes análisis elásticos. Por esta razón se recomienda el uso de diagonales robustas y poco esbeltas. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Sección transversal de la diagonal: Eficiencia de las secciones de mayor a menor: 1. Tubos circulares 2. Diagonales de contraventeo: La respuesta post. Tubos rectangulares 3.8 Conexiones: 19 . o Deben soportar las cargas gravitacionales sin considerar los contraventeos. o Patines de vigas en el punto de intersección deben tener arriostramiento lateral. Columnas: Debido a la alta sensibilidad durante la respuesta no lineal del sistema se recomienda ser conservador en el diseño de columnas: P= cargas gravitacionales + cargas axiales por momento de volteo sísmico + posibles cargar axiales por desequilibrio en diagonales. Los principios de diseño por capacidad son adecuados para cumplir este objetivo. Vigas : o Deben ser continuas con las columnas. 20 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales La filosofía de diseño se considera la energía sísmica se disipa en las diagonales por lo que las conexiones tendrán que diseñarse para que se comporten elásticamente en todo momento. Combina las múltiples ventajas de marcos convencionales. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 3. Respuesta inelástica estable después bajo carga cíclica. Características: Alta rigidez elástica. Contraventeos Excéntricos Es un sistema híbrido para resistir cargas laterales compuesto por: Marco resistente a momento. Excelente ductilidad. Adecuada capacidad de disipación de energía. 21 . Diagonales de contraventeo. minimizando sus desventajas. Kasai y Popov). Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Surgieron como alternativa de sistemas contraventeados en zonas de alta sismicidad. 22 . Actualmente son una realidad como aplicación estructural. Las investigaciones se inician a mediados de los 70’s (Roeder y Popov) y continuaron hasta mediados de los 80’s (Engelhardt. Los eslabones se pueden diseñar usando resultados de un análisis elástico y las acciones de los otros elementos se pueden obtener usando conceptos de equilibrio. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Filosofía de diseño de los contraventeos excéntricos Restringir el comportamiento inelástico a los eslabones de cortante y diseñar el resto de los elementos del marco para que puedan soportar las cargas máximas transmitidas por los eslabones. Las relaciones que se presentan más adelante son útiles para un diseño preliminar. 23 . Dependen solamente de la geometría y son independientes de si el comportamiento del eslabón es elástico o inelástico. El eslabón se diseña para el nivel de fuerzas seleccionado (fuerzas reducidas) y el resto de los componentes se diseña para la capacidad del eslabón considerando plastificación total y endurecimiento por deformación. El uso de este concepto de diseño por capacidad permitirá limitar las fuerzas inducidas en elementos seleccionados del marco. en el que su comportamiento queda regido por la capacidad a flexión de sus elementos. un comportamiento histerético estable y una gran capacidad de disipación de energía. El otro extremo. se refiere a un sistema contraventeado concéntricamente. se define cuando e = L (Fig. Un caso extremo. cuando e = 0 (Fig. 1a). 1b). la falla de este sistema estaría dada por el pandeo de una de sus diagonales. 1c). sin embargo. en el cual se tiene una gran rigidez elástica. El caso general de un contraventeo excéntrico posee una gran rigidez elástica. 24 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales El comportamiento de un marco contraventeado excéntricamente depende fundamentalmente de la longitud del eslabón de cortante o excentricidad (e) (Fig. siendo un caso típico de un marco a flexión. con el objeto de aumentar la rigidez. que rigidizan por completo dicho marco. rellenándolas con muros de concreto armado. de ahí la necesidad de este tipo de muro. Estos muros pueden ser de mampostería o concreto reforzado o prefabricado. Permite que la estructura se más estable. 25 . Es recomendable económicamente hablando emplear estos sistemas en edificios de no más de 50 niveles. en el uso de la losa plana o aligerada que resulta un sistema de piso flexible. Se aumenta la seguridad estructural ya que si falla el marco rígido. es necesario que los elementos verticales absorban efectos de cargas laterales. Edificio estructurado con una combinación de marcos rígidos y muros de cortante. Marcos Rígidos Con Muros De Cortante En muchos edificios altos. Ventajas: Se economiza al seguir usando la cantidad mínima de material con vigas y columnas. Desde luego que los muros de concreto son los que tienen mayor resistencia. y reforzando ciertas crujías. actualmente se ha recurrido a muros de cortante. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 4. todavía está el muro y viceversa. presentando los de este último tipo aislamiento proporcionado por el espacio vacío incluido en el muro. Cuando existen ejes con marcos y muros de corte. En una edificación. la carga horizontal se distribuye entre todos los muros de corte de cada planta. en proporción directa a su rigidez. 26 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Los muros de corte frecuentemente son de concreto reforzado o mampostería reforzada. estos serán más rígidos que los ejes que contengan solamente marcos. dando lugar a que en el interior del edificio se atenúen las variaciones térmicas y acústicas. Los arriostres. trabajan a carga axial de tensión o de compresión. Los nudos pueden ser articulados. teniendo adicionalmente elementos en diagonal formando triángulos en la estructura. K o V como se muestra a continuación: 27 . evitando el ladeo de la estructura. los marcos arriostrados están formados por vigas y columnas. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 5. Marcos Arriostrados Al igual que los marcos rígidos. La colocación de los elementos diagonales puede ser en X. miembros diagonales. 28 . donde los elementos en diagonal están situados en el plano inclinado del techo (formando diafragma) y en la dirección perpendicular al marco rígido formando diafragmas verticales. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Un caso frecuente de marcos arriostrados se muestra en la figura. Los elementos en diagonal están diseñados para que resistan las fuerzas laterales por medio de tensión axial y son llamados comúnmente tensores. En caso contrario tales muros serán tomados como elementos secundarios. 29 . Es importante determinar si estos muros forman parte del sistema estructural. La siguiente figura muestra un arreglo de marcos con muros de concreto o de mampostería. con cerramiento de la edificación usando muros de concreto o muros de mampostería. Marcos Con Muros De Concreto O De Mampostería Este tipo de estructuras poseen marcos rígidos de acero en una dirección. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 6. en cuyo caso son utilizados parcial o totalmente para para resistir las fuerzas laterales. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 7. Armaduras Una armadura está formada por un grupo de miembros (también llamados barras) que forman uno o más triángulos. en un solo plano. y están dispuestos de manera que las cargas externas se aplican en los nudos o juntas y teóricamente solo producen tensión o compresión axiales en los miembros. 30 . En la siguiente figura se muestra algunos tipos de armadura. La siguiente figura muestra un arreglo de miembros que forman una armadura tridimensional: 31 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Armaduras Tridimensionales Es un sistema de barras en el espacio. unidas entre sí por sus extremos por articulaciones de manera que forman una estructura espacial rígida. Sus elementos están dispuestos de manera que las cargas externas se aplican en los nudos o juntas y teóricamente solo producen tensión o compresión axiales en los miembros. etc. La figura muestra algunos de los sistemas usados para entrepiso. para la construcción de entrepisos. paredes. losetas prefabricadas de concreto o una losa de concreto fundida en el lugar. Sobre las que se apoya una serie de vigas de menor dimensión. que son vigas de alma abierta. llamadas viguetas o vigas secundarias. madera. Generalmente los entrepisos están formados con un sistema de vigas de carga apoyadas sobre columnas. armaduras. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Entrepisos La utilización de elementos de acero combinados con otros materiales. Sobre estos elementos descansa el piso que puede ser de tablones de madera.. 32 . Como vigas secundarias pueden usarse joists. etc. tales como concreto. Las uniones entre los diversos elementos y los anclajes a la estructura principal son importantes para que el entrepiso pueda funcionar como diafragma horizontal. es de uso bastante frecuente. Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales 33 . ) y la carga viva. 34 . Tipos de Acero Estructural y Sistemas Estructurales Techos o cubiertas Es muy común encontrar cubiertas con armaduras de acero o simplemente de vigas inclinadas. Las armaduras o vigas generalmente están conectadas entre sí por medio de tensores formando un diafragma horizontal y frecuentemente descasan sobre muros de mampostería con columnas de concreto. de madera o de concreto). fibrocemento. La siguiente figura muestra algunos tipos de cubiertas: Gradas Son un arreglo de vigas inclinadas que van de un piso inferior al piso superior. sobre los que se apoyan los peldaños (de acero. etc. En otros casos se apoyan en estructuras principales de acero. como elementos que soporten las cargas del techo. Sobre las armaduras o vigas inclinadas descansan las costaneras que son las que reciben la cubierta (que pueden ser laminas metálicas. elementos de concreto. Cuando están apoyadas sobre el suelo están fijadas a un cimiento de concreto y generalmente están apoyadas en vigas en el nivel superior unidas por medio de pernos o soldadura. Csernak (Quinta Edición 2012) DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO 35 . Eduardo (1984) TEORIA DE ESTRUCTURAS I . Folletos de estructuras N°4 Víctor Escalante Cervera (2003) DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS Jack C. Yuan – yu ( 1973) TEORIA ELEMENTAL DE ESTRUCTURAS . Madrid . Editorial Prentice hall internacional . 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