Introduccion Al Diseño En 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 fabricación paraeliminar 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 se calientan ylaminan 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 y su comportamientofinal 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 construcciones metálicas 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. 1

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 defabricación 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 el curso de la Revolución Industrialal 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 de diversas estructuras. Entre laspropiedades más importantes que destacan del acero, se encuentran:
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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.

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Ductilidad.- Es la propiedad que tienen los materiales de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. Unmaterial 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 fallas prematuras. Al sobrecargar una estructura dúctil, susgrandes deflexiones ofrecen evidencia visible de la inminencia de la falla.
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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 la tenacidad como la capacidad de un material para...