Estructuras de Acero

UNIDAD 2
FUNDAMENTOS DEL ANALISIS DE ESTRUCTURAS DE ACERO
Uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil, más adaptable y más ampliamente usado es el ACERO. A un precio relativamente bajo, el acero combina la resistencia y la posibilidad de ser trabajado, lo que se presta para fabricaciones mediante muchos métodos. Además, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a lasnecesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones.
El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.
Ya que el acero es básicamente hierro altamenterefinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.
El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxidose encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.
Las estructuras de acero presentan algunas ventajas con respecto a otros materiales. El proceso constructivo difiere del empleado con otros materiales, su análisis y diseño también. El acero suele considerarse como un material homogéneo eisotrópico, y su diseño requiere un proceso determinado para cada tipo de solicitaciones.
El diseño estructural tiene por objetivo satisfacer los requisitos de resistencia, servicio y economía.
El requerimiento de resistencia se refiere a la integridad general de la estructura sometida a condiciones de carga extrema. Se espera que la estructura soporte sobrecargas ocasionales sin ocasionar desastresseveros y daño durante su vida útil.
El servicio se refiere a las propiedades de funcionamiento de la estructura relacionadas con su apariencia, mantenimiento y durabilidad bajo condiciones de carga normales o de servicio. La deflexión, vibración, deformaciones permanentes, agrietamiento y corrosión son algunas consideraciones de diseño asociadas al servicio.
La economía se relaciona con todos losconceptos como el material, construcción y costos de mano de obra requeridos por el diseño, fabricación, erección y mantenimiento de la estructura.
En general existen 3 teorías de diseño:
1. Diseño por Esfuerzo Permisibles
2. Diseño por Factores de Carga y Resistencia
3. Diseño Plástico
Para la mente humana, todo aquello que existe posee una estructura; para los sentidos, todo lo perceptibletiene forma. Estructura y forma son productos de la constante comunicación entre el ser y el universo; son conocimiento e información particulares de los componentes, relaciones, contornos, masa, proporción y cualidades de los cuerpos existentes; son el ordenamiento mental y material de elementos significativos dentro de la experiencia humana.
Estructura y forma son producto de fases importantesdel comportamiento humano: análisis conocimiento comprensión; invención y producción. El arquitecto muchas veces se dirige hacia la estructura a través de la forma; pero el arquitecto creativo se dirige hacia la forma a través de la estructura, no con carácter exclusivo sino como un alternar de estados de relación. El ser científicocreativo es aquel ideal que antaño representaron Leonardo y MiguelÁngel. El ser comprometido necesita conocer la estructura y transformar la forma de su universo. La especialización ha llevado a disociar en nosotros el interés científico y el afán creativo. En el futuro se deben integrar en el balance de la actitud objetiva y distante del científico y la actitud compasiva y expresiva del creador, en todos los aspectos de la existencia humana. Los postulados...