Acero

3. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO EN ACERO
3.1

Antecedentes

El fierro es el material formado por el hierro puro, mezclado con otros elementos para
construir aleaciones, particularmente con carbono, manganeso y silicio, a fin de obtener un
acero dulce con el que se elaboran diversos perfiles empleados en la construcción.
Se llama hierro dulce al obtenido mediante varias etapas de fabricaciónpara
eliminar impurezas, como sílice y manganeso en el periodo de baja fusión; en el periodo de
afinamiento se eliminará parte del fósforo y del azufre, y en el de ebullición se suprimirá el
carbono y el resto de los anteriormente citados. El producto obtenido se forja para eliminar
la mayor parte de la escoria lo que da como resultado un material muy maleable.
El laminado en barras que secalientan y laminan en el número de procesos
deseados aumentará su densidad, de modo que el producto final se obtendrá libre de
impurezas y será fácil de trabajar y soldar. Las diversas cualidades de los aceros se
determinan por la proporción en que intervengan dichos contenidos al fijar su resistencia,
maleabilidad, soldadura, etc. Las impurezas que contenga el hierro alterarán sus cualidades
ysu comportamiento final y podrán ser perjudiciales, como el azufre y el fósforo, o
benéficas como el manganeso, que aumenta su dureza y su resistencia, aunque pueda
afectar otros aspectos como es el caso de su maleabilidad; así mismo, el silicio y el carbono
confieren dureza a la fundición y este último también agrega tenacidad y temple.
Las secciones empleadas normalmente en construccionesmetálicas pueden ser:
planas (flejes y chapas) y perfiles laminados de acero al carbono, que quedarán designados
por su forma y dimensiones expresadas en milímetros o pulgadas.
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Los elementos estructurales pueden estar constituidos por perfiles simples o por secciones
compuestas o combinadas.
El acero es uno de los materiales estructurales más versátiles, cuenta con una gran
resistencia,poco peso y facilidad de fabricación entre otras ventajas, mismas que se
explicarán más adelante.
El primer uso del metal en una estructura se dió en Shropshire, Inglaterra, en 1779.
En ese lugar se construyó con hierro fundido el puente Coalbrookdale en forma de arco, de
100 pies de claro sobre el río Severn. Este puente fue un punto crítico en la historia de la
ingeniería porque cambió elcurso de la Revolución Industrial al introducir al hierro como
material estructural.
El acero no se fabricó económicamente en los Estados Unidos hasta finales del siglo
XIX. Las primeras vigas de patín ancho no fueron laminadas hasta 1908; desde ese
momento, en aquel país y en el resto del mundo, el acero ha sido uno de los materiales más
utilizados en la construcción de un gran número dediversas estructuras.
Entre las propiedades más importantes que destacan del acero, se encuentran:
•

Elasticidad.- Propiedad de los cuerpos de volver a su forma original al cesar una
fuerza deformante. Se considerarán perfectamente elásticos si no han rebasado su
límite de elasticidad.

•

Ductilidad.- Es la propiedad que tienen los materiales de soportar grandes
deformaciones sin fallarbajo altos esfuerzos de tensión. Un material que no tenga
esta propiedad probablemente será duro y frágil y se romperá al someterlo a un
golpe repentino. En miembros sometidos a cargas normales se desarrollan altas
concentraciones de esfuerzos en varios puntos.

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La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente
en esos puntos, evitando fallasprematuras. Al sobrecargar una estructura dúctil, sus
grandes deflexiones ofrecen evidencia visible de la inminencia de la falla.
•

Tenacidad.- Los aceros estructurales poseen resistencia y ductilidad. Al conjunto de
estas acciones se le conoce como tenacidad. Un miembro de acero cargado hasta
que se presentan grandes deformaciones será aún capaz de resistir grandes fuerzas.
También se conoce a...