UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA

HORMIGÓN III

ESTRUCTURAS METALICAS

INTEGRANTES:NARANJO SEBASTIÁNPÉREZ JHONNYQUIJIJE MIRIAMVALENZUELA YADIRAZAMBRANO LEONARDO

GENERALIDADES

Las estructuras metálicas constituyen un sistema constructivo muy difundido en varios países, cuyo empleo suele crecer en función de la industrialización alcanzada en la región o país donde se utiliza.

Las estructuras metálicas poseen una gran capacidad resistente por el empleo de acero

Al ser sus piezas prefabricadas, y con medios de unión de gran flexibilidad, se acortan los plazos de obra significativa.

DEFINICION ESTRUCTURA

Una estructura es un conjunto de partes unidas entre si que forman un cuerpo, una forma o un todo, destinadas a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

ESTRUCTURA METÁLICA

Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes que la forman son materiales metálicos, normalmente acero.

Se utilizan por norma general en el sector industrial porque tienen excelentes características para la construcción, son muy funcionales y su coste de producción suele ser más barato que otro tipo de estructuras.

ESTRUCTURA METÁLICA

Normalmente cualquier proyecto de ingeniería, arquitectura, etc., utiliza estructuras metálicas.La mayor parte de los elementos o partes que la forman son de metal (más del 80%), normalmente acero.

CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR CUALQUIER ESTRUCTURA

Que sea Rígida: Que la estructura no se deforme al aplicar las fuerzas sobre ella.

Que sea Estable : Que no vuelque.

Que sea Resistente: Que al aplicarle las fuerzas, todos los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se verán sometidos sin romperse o deformarse.

ESTRUCTURA METÁLICA

Cada estructura metálica está formada por la estructura metálica principal y la estructura metálica secundaria.

ESTRUCTURA METALICA

ESTRUCTURA PRINCIPAL

VIGAS METALICAS

VIGUETAS

DINTELES

VIGAS DE TIMPANO

LARGUEROS

PILARES METALICOS

ESTRUCTURA SECUNDARIA

ESTRUCTURA METALICA PRINCIPAL

Estructura Metálica Principal: Se compone de todos aquellos

elementos que estabilizan y transfieren las cargas a los cimientos (que normalmente son de hormigón reforzado).

Es la que asegura que no se vuelque, que sea resistente y que no se deforme

VIGAS METALICAS

Son los elementos horizontales, son barras horizontales que trabajan a flexión. Dependiendo de las acciones a las que se les someta sus fibras inferiores están sometidas a tracción y las superiores a compresión.

Existen varios tipos de vigas metálicas y cada una de ellas tiene un propósito ya que según su forma soportan mejor unos esfuerzos u otros como pueden ser:

VIGAS METALICAS

Viguetas: Son las vigas que se colocan muy cerca unas de otras para soportar el techo o el piso de un edificio por ejemplo; cuando vemos un edificio que está sin terminar, suelen ser las vigas que vemos.

Dinteles: Los dinteles son las vigas que se pueden ver sobre una abertura, por ejemplo, las que están sobre las puertas o ventanas.

VIGAS METALICAS

Vigas de Tímpano: Éstas son las que soportan las paredes o también parte del techo de los edificios.

Largueros: También conocidas como travesaños o carreras son las que soportan cargas concentradas en puntos aislados a lo largo de la longitud de un edificio.

PILARES METALICOS

Los pilares metálicos son los elementos verticales, todos los pilares reciben esfuerzos de tipo axial, es decir, a compresión. También se les llama montantes.

Estructura Metálica Secundaria

Esta estructura corresponde fundamentalmente a la fachada y a la cubierta, lo que llamamos también subestructura y se coloca sobre la estructura metálica principal, y ésta puede ser metálica o de hormigón.

TRANSMISIÓN DE CARGAS EN ESTRUCTURAS METÁLICAS

Las fuerzas o cargas que soportan las estructuras se van repartiendo por los diferentes elementos de la estructura, pero las cargas siempre van a ir a parar al mismo sitio, a los cimientos o zapatas.

Ejemplo: El peso sobre las viguetas superiores va a parar a las vigas horizontales y desde de ellas se transmiten a los pilares bajando por ellos hasta llegar al final al terreno o cimientos.

CARGAS CONSIDERAS PARA EL DISEÑO

CARGA MUERTA

Estructura en si, muros, pisos, techo, plomería, etc.

CARGA VIVA

Carga de piso, hielo y nieve, cargas de transito en puentes, cargas de impacto, cargas laterales (viento y sismos), cargas longitudinales, otras cargas (presión del suelo, presión hidrostática, fuerza térmica)

FUNCIONALIDAD

Las construcciones ejecutadas con estructuras metálicas permiten luces mayores, especialmente para locales comerciales, industrias, donde se requieran edificios sin pilares intermedios, así como para edificios de grandes alturas, sin pilares excesivamente gruesos, evitando ocupar espacios importantes.

VENTAJAS

Las estructuras metálicas presentan grandes

deformaciones antes de producirse el fallo definitivo;

Previniendo a sus ocupantes.

Permite realizar diseños más ajustados, y por tanto

más económicos

Ocupan poco espacio. Las dimensiones de las vigas

son reducidas y los anchos aún son menores

En general lasestructuras metálicas pesan

poco y tienen elevada resistencia.

Las estructuras metálicas se construyen de forma rápida, puesto que al ser elementos

prefabricados, pueden montarse en taller.

Al demolerlas todavía conserva el valor residual

del material, para su posterior reciclaje

DESVENTAJAS

Son necesarios dispositivos adicionales para conseguir la rigidez

(diagonales, nudos rígidos, pantallas, etc.).

La elevada resistencia del material origina problemas de esbeltez

Es necesario proteger las estructuras metálicas de la

corrosión ydel fuego.

El resultado de las uniones soldadas es dudoso, especialmente en piezas

trabajando a tracción. (Defectos: falta de penetración, falta de fusión, poros y

oclusiones, grietas, mordeduras, picaduras y desbordamientos)

Excesiva flexibilidad, lo que produce un desaprovechamiento de la resistencia

mecánica al limitar las flechas, y produce falta de confort al transmitir las vibraciones.

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de hormigón, es decir, que deben estar diseñadas para resistir acciones verticales y horizontales.

En el caso de estructuras de nudos rígidos, situación no muy frecuente, las soluciones generales a fin de resistir las cargas horizontales, serán las mismas que para Estructuras de Hormigón Armado.

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso normal en estructuras metálicas, se hace necesario rigidizar la estructura a través de triangulaciones (llamadas cruces de San Andrés), o empleando pantallas adicionales de hormigón armado.

Las barras de las estructuras metálicas trabajan a diferentes esfuerzos de compresión y flexión

MEDIOS DE UNIÓN

Los medios de unión son aquellos elementos metálicos de la estructura, como roblones y tornillos especiales de diferentes tipo, que sirven para efectuar la unión y rigidización entre piezas que componen la estructura metálica.

Medios de unión:

Uniones con roblones

Uniones con tornillos ordinarios y calibrados

Uniones con tornillos de alta resistencia

Uniones por soldadura

UNIONES CON ROBLONES

Los roblones son piezas de metal compuestas de una cabeza y un cuerpo cilíndrico llamado vástago o caña.

UNIONES CON TORNILLOS

Para formar uniones desmontables, así como para lograr una mayor velocidad de ejecución de las uniones, se utilizan los tornillos.

Se distinguen tres clases de tornillos: Los ordinarios o tornillos negros; los calibrados o ajustados y los de alta resistencia, que tienen su estudio separado, ya que producen una unión diferente a los dos primeros.

UNIONES CON SOLDADURA

Soldar es unir dos piezas de igual o distinta naturaleza mediante una perfecta unión entre ellas, casi siempre con la aportación de calor, con o sin aplicación de presión, y con o sin empleo de material de aportación, pudiendo tener este la misma o distinta composición que los metales a unir.

DONDE NO CONSTRUIR ESTRUCTURAS METÁLICAS

No está recomendado el uso de estructuras metálicas en los siguientes casos:

Edificaciones con grandes acciones dinámicas.

Edificios ubicados en zonas de atmósfera agresiva, como marinas, o centros industriales, donde no resulta favorable su construcción.