Apuntes De Acero Estructural

1.3. Historia del arte

Revolución industrial Inicio: al finalizar la 1 er guerra mundial Auge: en la 2ª guerra mundial

1.3.1. Fabricación del acero

Conexiones remachadas Conexiones soldadas Conexiones atornilladas

1.3.2. Fabricación del acero en México

a) b) c) d) e)

Nava Coahuila: 1ª planta fundidora D.F. La Consolidada Monterrey (fundidora de fierro y acero: manual paraconstructores) Michoacán: altos hornos de México (M. AHMSA) Toda la republica: Aceros Ecatepec, HYLSA Monterrey, Puebla, CANACERO. (Manual IMCA)

1.4. Fabricación del acero 1.4.1. Composición química

Fi C

93% 5% 2%

Mo, s, etc.

1.4.2. Proceso

Alto horno

Excavación FUNDICION MOLDEADO Y LAMINADO

Proceso químico

1.5. Perfiles estructurales

Perfiles laminados:

IR 254x28 o IPR10x14

CE 203X17 (Manual IMCA) o CPS

LI 51X6 o APS

TE o TPS

CR

OS

Perfiles compuestos:

IC (compuesta) o IPC

Caja

TC (trabe carril)

1.6. Propiedades de los perfiles estructurales

1.6.1. Maleabilidad (adaptabilidad a las necesidades estructurales de proyecto). 1.6.2. Ductilidad Φ 1.6.3. Resistencia (I, S, E, , ,

Q=4

Muro

Marco rígido

Q=2o3 Marcoarriostrado o contra venteado

Q=2o3

Q=1 Chimeneas o anuncios

Q= factor de comportamiento sísmico, antes factor de ductilidad

f = esfuerzo kg/cm2
Yp Fs = 0.4fy

Ɛ = Deformación Yp = Yielding point (punto de fluencia) FY = Esfuerzo de fluencia
Fs = 0.6fy

4,200 kg/cm2 2,530

0.003

Comportamiento elástico debido a la ductilidad

4,520 3,515

AISC: American Institute SteelConstruction ASD: Allowable Steel Design LRFY: Lord and Resistance Factor Design bf: patín de la viga

tf: espesor del patin d: peralte h: alma tw: espesor del alma

Ejemplo 1:

Datos: (medidas en mm) Patín superior bf: 350 tf: 16 Patín inferior bf: 250 tf: 13 tw: 10 d: 610

A = área cm2 P = peso kg/m Y = eje centroidal I = momento de inercia S = modulo de sección cm3 r = radio de giro cm

⁄(

)

(

)

{ Nota:

}

25.80 es la distancia de Y a la parte superior de la placa superior { }

√

Diseño de miembros a tensión 2.1. Definición

Son aquellos elementos estructurales sujetos a carga axial, la cual trata de alargar su sección longitudinal.

2.2. Ubicación
Diagonales de armaduras Contravientos

Columnas de marcos rígidos Cuerdas inferiores

2.3. Diseño ∑Conexión soldada Conexión atornillada

Ejemplo 2: Diseñar el contraviento CV – 1 de la estructura mostrada y que forma parte de almacenamiento de agua en Baja California Sur

Contravientos
0.50 m

4.20 m

¼ “ tipo

Φ 0.30 m

2.60 m

Soportes (PATAS) IR 203 x 25

CV – 1 2LI 64 X 16

( ( )
6 mm

)

)

64 mm

√ Constantes: 1. - acero A-36 2. - Cs = 0.64 g 3. - VR = 170km/hr Fy= 2, 530 kg/m2

Análisis de carga: 1.1. Cargas gravitacionales permanentes (CM, CC1 – condición de carga)

1.1.1. Peso de la estructura

Tanque: Tapa Pared Fondo Soportes Contravientos ∑ 1.2. Cargas gravitacionales variables (CV, CC2 – vivas) 0.62 ton 2.61 ton 0.62 ton 0.29 ton 0.24 ton 4.38 ton

1.2.1. Peso en operación

1.2.2. Peso de prueba

1.3.

Cargas accidentales; V; CC3⁄

1.4.

Cargas accidentales; sismo; CC4

1.5.

Combinaciones de carga

∑ Pu = carga ultima (kg o ton) o combinación de carga ∑ λi = factor de carga Qi = condición de carga (kg o ton)

1.5.1. 1.5.2. 1.5.3. 1.5.4. 1.5.5.

Servicio Operación Operación y accidental (v) Mantenimiento y accidental (v) Operación y accidental (s)

1.2 CM + 1.6 CV 1.2 CM + 1.6 CVop 0.9 CM + 1.5Cviento 0.9 CM + 1.7 Cviento 0.9 CM + 1.5 Csismo

Nota: como solo nos interesan las cargas horizontales, obtendremos las P.U con las siguientes combinaciones: 1.5.3, 1.5.4, 1.5.5

1.5.3 = 1.5 * 3.59 = 1.5.4 = 1.7 * 3.59 =

5.38 ton 6.10 ton

1.5.5 = 1.5 * 16.28 = 24.42ton

2. Análisis estructural
29.12 ton

Pu = 24.42 ton ( ⁄ )

α
29.12 ton

(

)

Valores en octavos de pulgada 1...