Arquitectura

Las uniones en estructuras de acero

2. LAS UNIONES EN ESTRUCTURAS DE ACERO
2.1. GENERALIDADES Una de las diferencias más acusadas entre las estructuras metálicas y las de hormigón consiste en la existencia en las primeras de multitud de uniones; es difícil en cambio encontrarlas en las estructuras de hormigón, caracterizadas por su monolitismo. Las uniones cobran, dentro de los proyectos delas construcciones de acero, especial relevancia y porqué no decirlo, dificultad. Toda unión es por su propia naturaleza una discontinuidad y por tanto, una zona potencialmente peligrosa: de hecho, multitud de accidentes se deben a uniones mal proyectadas o mal ejecutadas. No es necesario insistir sobre la importancia que tienen las uniones, pues es suficiente que falle una cualquiera de ellaspara ocasionar la ruina total o parcial de la estructura. En consecuencia, en un proyecto de estructura metálica deben estar adecuadamente resueltas todas las costuras. En el proyecto de una unión entre dos o más piezas de una estructura metálica se distinguen dos fases principales. La primera y más importante es la concepción y diseño general de la misma, eligiendo entre uniones soldadas oatornilladas y dentro de cada tipo el modelo de unión: a tope, en ángulo, con cubrejuntas, con chapa frontal, con casquillos, etc. En la segunda fase, el proyectista ha de comprobar la capacidad portante de la unión elegida. En el caso más general esta comprobación se realiza en tres etapas: Determinación de los esfuerzos a los que se encuentra sometida la unión, que en general depende de su rigidez,por lo que nos encontraremos ante un problema isostático o hiperestático (donde no es suficiente analizar las leyes de la estática para averiguar los esfuerzos que la solicitan, sino que es preciso tener en cuenta además las deformaciones locales de la propia unión). Determinación de las tensiones que estos esfuerzos originan en los distintos elementos de la unión (cordones de soldadura, tornillos,casquillos, cartelas, etc.) Comprobación de que estas tensiones no ocasionan el agotamiento de ninguno de dichos elementos. Para conseguir un diseño adecuado de una unión deben considerarse además una serie de factores o consideraciones de carácter económico y técnico:
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Las uniones en estructuras de acero

2.1.1. Factores económicos Las uniones pueden representar del orden del 40% delcoste de una estructura (en el caso de edificación). Para abaratar uniones, se debe procurar tipificar o unificar los distintos tipos de ellas, teniendo en cuenta que cada unión ha de ser sencilla en su concepción, evitando elementos innecesarios. Sin embargo, en las uniones viga-pilar, se debe prestar atención a la rigidización de las mismas y el no usarla pueda abaratar el coste, pero seránecesario posiblemente tener en cuenta el perfil de la viga. Se suele tener que invertir los recursos o costes en un sentido u otro (viga o unión). Los costes pueden depender del precio y cantidad de material a utilizar, la maquinaria y la mano de obra empleada. En el caso de uniones el coste del material no es relevante pero precisa de más horas de trabajo; depende pues del valor de la relación entreel coste del tiempo de trabajo empleado en hacer la unión y el coste de la cantidad de acero empleado en ello, ya que el peso de acero es la unidad de medida que contabiliza los costes en los presupuestos. Una unión barata ha de ser fácil de realizar en taller o en la obra y debe estar proyectada de forma que facilite el trabajo del soldador y permita un depósito sencillo y en posición adecuadade los cordones o una colocación sencilla de los tornillos. 2.1.2. Consideraciones técnicas. El análisis estructural y tensional de las uniones en construcción metálica puede ser, en algunas ocasiones, farragoso y complejo. En ellas hay una concentración de esfuerzos muy importantes y la evaluación de las tensiones y deformaciones que se presentan solamente pueden obtenerse mediante el análisis...