República Bolivariana de Venezuela

Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”. Sede Barinas

Cátedra Estructuras II.

Alumno: T.S.U. Antonio J. Mogollón

CI: 17.945.887

Barquisimeto, 23 de Agosto del 2014

Sistemas de Estructuras Metálicas

¿Qué es una estructura metálica?

Una estructura metálica es cualquier estructura donde la mayoría de las partes

que la forman son materiales metálicos, normalmente acero. Las estructuras

metálicas 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. Normalmente

cualquier proyecto de ingeniería, arquitectura, etc. utiliza estructuras metálicas.

Si observas en tu día a día podrás darte cuenta de que nuestras vidas

dependen prácticamente del uso de los metales, echa un vistazo a tú alrededor y

verás metal en todas partes: tu ordenador, tu mp3, las ventanas de tu casa, los

edificios, los coches, etc. La mayoría de los metales son fuertes, conducen la

electricidad y tienen un punto alto de fusión y ebullición. Tienen estas propiedades

debido a su estructura.

Para que una estructura funcione bien tiene que ser estable, resistente y rígida.

Estable para que no vuelque, resistente para que soporte esfuerzos sin romperse y

rígida para que su forma no varíe si se le somete a esfuerzos, como por ejemplo el

propio peso y el de las personas.

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

estructura metálica secundaria.

Estructura Metálica Principal: La estructura metálica principal se compone

de todos aquellos elementos que estabilizan y transfieren las cargas a los cimientos

(que normalmente son de hormigón reforzado). La estructura metálica principal es

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

Normalmente está formada de los siguientes elementos:

- VIGAS METÁLICAS: Las vigas metálicas 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:

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 de Tímpano: Estas 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 METÁLICOS: Los pilares metálicos son los elementos verticales,

todos los pilares reciben esfuerzos de tipo axil, 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. Veamos cómo se distribuye la fuerza del

peso sobre las viguetas de un piso superior hasta llegar a los cimientos en la

siguiente figura:

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.

Tipo de Estructuras Metálicas

Partiendo de la base que las estructuras metálicas son artificiales ya que las

ha inventado el ser humano y entre ellas podemos destacar algunos tipos:

1) Estructuras Entramadas: Estas son las más comunes ya que son las que

utilizan la mayoría de los edificios que podemos ver en cualquier ciudad. Emplean

una gran cantidad de vigas, pilares, columnas y cimientos, es decir, una gran

cantidad de elementos horizontales y verticales para repartir y equilibrar el peso de

la estructura. Estas estructuras son más ligeras porque emplean menos elementos

que las abovedadas por ejemplo y así pueden conseguirse edificios de gran altura.

Tipos de perfiles

Si pensamos en cualquiera de los elementos que componen una estructuras

-vigas, columnas, refuerzos... - parece que lo ideal es que sean macizos, para que

así aguanten mucho peso. Pero si nos fijamos en la estructura de una nave

industrial, en la de una grúa o en cualquier otra observamos que sus elementos

tienen forma de L, forma de T, forma cuadrada..., todas ellas huecas.

Una estructura no es más sólida cuanto más material tenga. Al contrario,

cuantos más elementos macizos usemos tanto más aumentará el peso, con lo

que, según va creciendo la estructura, será mucho más difícil que se mantenga en

pie.

Lo fundamental en casi ninguna estructura no es el material, ni su cantidad,

sino la forma de sus elementos y el modo en que se han colocado.

A igual resistencia, las estructuras son mejores cuanto más ligeras sean: son

más baratas, su construcción requiere menos materias primas, son más fáciles de

transportar y de montar, etc. Para conseguir estructuras más ligeras se utilizan

los perfiles. Doblando los materiales de manera que tomen ciertas formas, se

consigue que soporten grandes pesos con menor cantidad de material.

Dependiendo de la forma que tengan, los perfiles pueden ser:

Cerrados: triangular, cuadrado, redondo, rectangular, aunque en realidad se

puede fabricar el perfil con la forma cerrada que se considere necesario para la

estructura.

Abiertos: los más usuales son con las formas que vemos abajo: en T, en U,

en L y en H, aunque hay otras muchas formas.

Existe un elemento muy común en las estructuras entramadas y se trata de

los tirantes. Los tirantes están formados por cables o cuerdas y constituyen

elementos no rígidos con los que colgamos o afianzamos estructuras entramadas.

Con los tirantes logramos reducir mucho el peso de una estructura

Podemos hacer dos tipos de uniones entre perfiles:

Union fija, es aquella en la que no es posible desmontar los elementos de la

estructura sin romper partes de la misma: observa el cuadro de la bicicleta de

abajo y distingue las distintas barras que componen su estructura; estas barras

están soldadas unas a otras de manera que sería imposible desmontar las piezas

sin cortarlas.

Además de la soldadura, otras formas usuales de unión fija son el pegado y

el remachado.

Unión desmontable es la que permite desmontar los elementos de las

estructura fácilmente y sin causarles daño a ellos ni a los elementos que sirven de

unión. Un ejemplo muy típico de estructuras de unión desmontable lo constituyen

las atracciones de feria, ya que para que el transporte de las mismas sea fácil es

necesario que se puedan desarmar, para, posteriormente, volverlas a montar con

rapidez al llegar a destino. A continuación se ve una parte del montaje de piezas

de mecano cuyas uniones se hacen a base de tornillos y tuercas, típico ejemplo

de unión desmontable.

Además del tornillo/tuerca, otros métodos de unión desmontable son las

uniones con pasadores, con tuercas de presión, chavetas, etc.

2) Estructuras Trianguladas: Las trianguladas se caracterizan como su

propio nombre indica por disponer sus elementos de forma triangular, suelen ser

muy ligeras y económicas. Suelen utilizarse para la construcción de puentes y naves

industriales. En estos casos hay dos formas que son las más utilizadas, la cercha y

la celosía.

Las estructuras trianguladas pueden clasificarse, además de por el material

del que están hechas:

Por su forma.

Según la disposición de montantes y diagonales.

Según la disposición de los cordones superior e inferior: cerchas.

Estructura trianguladas según su forma.

Vigas: Tienen paralelos sus cordones y se apoyen en sus extremos,

Cerchas: Se utilizan para resolver cubiertas con faldones inclinados. Los

cordones superiores siguen la inclinación de los faldones. Se apoyen en sus

extremos.

Pórticos: Estructuras trianguladas que adoptan la fama de pórticos.

Arcos: Estructuras trianguladas que adoptan la forma de arcos.

Marquesinas: Estructuras trianguladas en ménsula.

Estructura trianguladas según la disposición de montantes y diagonales.

-Tipo Pratt- Se obtienen adosando triángulos rectángulos, en número par, de

manera que las diagonales simétricas se corten por debajo de la viga. Es el tipo mas

recomendable pues las barras más cortas (montantes) trabajan a compresión y las

más largas (diagonales) a tracción,

-Tipo Howe - Semejante a la anterior pero las diagonales simétricas se cortan

por encima de la viga. La solución no es buena pues las barras más largas trabajan

a compresión.

-Tipo Warren.-Se obtiene adosando triángulos equiláteros.

-Tipo Warren compuesta - Se obtiene de las anteriores añadiendo montantes

para reducir las luces del cordón superior, del cordón inferior o de ambos.

-Tipo celosía.- Con diagonales formando rombos.

-Tipo Cruz de San Andrés - Se emplea en arrostramientos horizontales. Muy

utilizadas para hacer indeformables pórticos con nudos no rígidos.

Colocadas en sentido vertical siempre consiguen que haya una diagonal

traccionada cualquiera que sea la dirección del esfuerzo.

Estructuras trianguladas según la disposición de los cordones superior

e inferior: cerchas.

Para grandes luces se utilizan las vigas trianguladas de cordones no paralelos

cuya finalidad es aumentar el par resistente adaptándose a la variación del momento

flector.

Las cerchas se adaptan además de a las pendientes de las cubiertas, a la

variación del momento flector aprovechando la disposición de la cubierta con

faldones inclinados.

Tipos de cerchas:

Cercha Polanceau sencilla.- Es la más recomendada para pequeñas

luces (hasta unos 15 m de luz). Tiene el inconveniente de que las correas no

apoyan todas sobre los nudos y hay que resolverla a flexión compuesta.

Cercha Polonceau compuesta.- Es la más recomendable para luces

mayores. Tiene el inconveniente de que su resolución es un poco más laboriosa.

Cercha inglesa.- Se forma disponiendo montantes a distancias iguales y

situando después diagonales que prolongadas se cortan debajo de la cercha.

Cercha belga.- Se forma con montantes a distancias iguales y con

diagonales que prolongadas se cortan por encima de la cercha. También se llama

así la que tiene todas las barras del alma inclinadas.

Cercha en diente de sierra.- Es asimétrica.

Otras estructuras trianguladas:

3) Estructuras Colgantes: Las estructuras colgantes o colgadas son aquellas

que utilizan cables o barras (tirantes) que van unidos a soportes muy resistentes

(cimientos y pilares). Los tirantes estabilizan la estructura, como puede verse por

ejemplo en los puentes colgantes.

Tipos de cables y tirantes

Los cables pueden ser:

- Cordones: formados por alambres arrollados helicoidalmente, de manera

que quedan colocados de forma regular. Tienen más área metálica para el mismo

diámetro, por lo que son más resistentes y rígidos.

- Cables: formados por varios cordones arrollados helicoidalmente alrededor

de un núcleo o alma, que puede ser una cuerda de fibra textil, un cordón de alambre,

un cable o un muelle helicoidal. Se designan conociendo su composición (número

de cordones y de alambres de cada cordón), tipo de alma y tipo de cordoneado. Son

más flexibles y fáciles de manejar y, consecuentemente, más apropiados para

pequeños radios de curvatura.

- Tirantes estructurales: formados por perfiles tubulares

La unión de los cables o tirantes con otros dispositivos se efectúa mediante

terminales especiales. Pueden verse ejemplos en la imagen.

Comportamiento general de los cables

El cable adopta la forma de una poligonal (cargas concentradas) o de una

curva catenaria (peso propio) o parabólica (cargas uniformes distribuidas en la

proyección horizontal) en función de la carga actuante (figura 1 a, b, c). Al combinar

distintos tipos de cargas se producirán formas combinadas de manera que la carga

mayor definirá la forma dominante.

Ejemplos de formas adoptadas por el cable

La intensidad de las tracciones desarrolladas en el cable y de los empujes en

los apoyos depende de la magnitud y posición de la carga aplicada y de la flecha.

Por eso, cuanto mayor sea la flecha mayor será la longitud del cable tendido

entre dos puntos fijos y menores los esfuerzos y empujes y, consecuentemente, la

sección del cable; y viceversa, para una flecha y longitud menores se producirán

unos esfuerzos mayores y se necesitará un cable de mayor sección y por tanto más

pesado. El valor óptimo del cociente flecha/luz es el que hace mínimo el volumen

del cable. En el caso de cables uniformemente cargados este cociente es 1/3. Sin

embargo, no es aconsejable adoptar este valor ya que supone unos empujes tan

grandes que harían antieconómico cualquier tipo de apoyo o anclaje. Se considera

óptima la relación 1/8 a 1/10 para puentes colgantes y 1/10 a 1/20 para edificios.

Estructuras soportadas por cables y estructuras atirantadas

Se caracterizan porque los cables trabajan individualmente, como elementos

suspendidos o como columnas a tracción, para soportar elementos estructurales

como vigas, superficies o edificios.

La siguiente imagen muestra a uno de los pocos puentes colgantes con

transbordador que quedan en el mundo. Se trata del Puente de Vizcaya (1893) del

Ingeniero M. Alberto de Palacio y del constructor Ferdinand Arnodin. Tiene 160 m

de longitud y una altura máxima de 63.5 m.

La imagen 4 pertenece al Millenium Bridge de Londres (1998-2000) de Arup,

Foster y Caro. El día de su inauguración entró en resonancia debido al balanceo de

las personas que transitaban por él, lo que obligó a que se cerrara, Se reabrió en

2002 tras la instalación de unos sistemas de amortiguación de las vibraciones.

Imagen 4.

El proceso constructivo de estos puentes empieza por el levantamiento de las

torres, el tendido de los cables y, posteriormente el tablero que cuelga de éstos.

4) Estructuras Laminares: Todas aquellas formadas por láminas resistentes

que están conectadas entre sí y que sin alguna de ellas la estructura se volvería

inestable, como pueden ser las carrocerías y fuselajes de coches y aviones.

Tipos

Las superficies pueden clasificarse en función de su curvatura en:

Simple curvatura o desarrollables: cuando la curvatura en un punto dado es

del mismo signo en todas las direcciones, excepto en una de ellas (recta generatriz)

en que vale 0. Ejemplos: cilindros y conos

Doble curvatura:

1. Sinclásticas: cuando la curvatura en un punto dado es del mismo signo en

todas las direcciones. Ejemplos: cúpula (esfera), paraboloide elíptico, elipsoide,

hiperboloide de dos hojas (imagen 2 a).

2. Anticlásticas: cuando la curvatura en un punto es positiva en algunas

direcciones y negativa en otras. Ejemplos: paraboloide hiperbólico, conoide,

hiperboloide de una hoja (imagen 2 b).

Las superficies pueden generarse por rotación o traslación. En el primer caso

la curva gira alrededor de un eje llamado de rotación, mientras que en el segundo

se mueve paralelamente a sí misma. Son ejemplos de superficies de revolución la

esfera, el elipsoide de revolución, el paraboloide, el hiperboloide o el cilindro. Son

ejemplos de superficies de traslación el paraboloide elíptico, el paraboloide

hiperbólico o el conoide. Si la superficie puede describirse por el movimiento de una

línea recta se llama superficie reglada, como el cilindro, el cono o el paraboloide

hiperbólico.

Bóvedas cilíndricas

El cilindro es la superficie reglada formada por las rectas que pasan por una

circunferencia y son perpendiculares al plano que la contiene. Las bóvedas

cilíndricas se caracterizan por la forma de su sección transversal, por el tipo de

apoyo en la dirección longitudinal y transversal, por la clase de diafragmas y vigas

de borde y por la continuidad a lo largo de varios vanos La luz habitual varía entre

24 y 48 m con un ancho de 9 a 13,5 m y una relación luz/altura entre 1/10 y 1/15. El

espesor gira en torno a los 8 cm pudiendo aumentar cerca de las vigas de borde.

El comportamiento de una bóveda cilíndrica es diferente según la dirección

considerada: longitudinal (efecto viga) y transversal (efecto arco). En dirección

longitudinal, la bóveda actúa como una viga, de manera que la altura de su sección

transversal es la que determina la magnitud de las tensiones axiales. Si la bóveda

es larga y baja, necesita contar con unas vigas de borde muy rígidas, mientras que

si se aumenta su altura, puede disminuirse el tamaño de la viga de borde o incluso

suprimirla. En dirección transversal, se comporta como un arco, con fuerzas de

compresión a lo largo de la superficie curva y transmitiendo empujes laterales, bajo

carga vertical, empujes que se transmiten a las vigas de borde. Si son achatadas

los empujes serán grandes, disminuyendo a medida que aumenta la altura de la

bóveda.

En el caso de que las bóvedas cilíndricas sean largas, se colocarán las vigas

de borde de canto, ya que su propósito principal será soportar las fuerzas

longitudinales, mientras que si las bóvedas son cortas, las vigas de borde se

colocarán horizontalmente para resistir los empujes laterales. Una de las primeras

estructuras laminares en forma de bóveda son los Hangares de Orly (1921-23,

destruidos en 1944) de Eugène Freyssinet, imagen 3. Se trata de bóvedas

parabólicas nervadas de hormigón armado, de 9 cm de espesor, 88 m entre ejes,

60 m de alto y 175 m de longitud, para los cuales se diseñó un encofrado deslizante

reutilizable.

Cierre

A lo largo de este tema hemos descrito el comportamiento estructural de las

estructuras laminares, dando ejemplos de edificios de los tipos más habituales. Se

proponen buscar ejemplos de estructuras laminares actuales.

Solución: Ejemplos de estructuras laminares actuales: Estación de autobuses

de Casar (Cáceres, 2004, arq. Justo García Rubio st: Jaime Cervera Bravo), el

Restaurante Submarino en L’Oceanografic (Valencia, 1997-2002, Félix Candela,

ing: Alberto Domingo, Carlos Lázaro), imagen 12, o la Terminal TWA del aeropuerto

de New York (New York, 1958-1963, Eero Saarinen), imagen 13.

F) Estructuras Geodésicas: Son estructuras poco comunes que están

formadas por hexágonos o pentágonos y suelen ser muy resistentes y ligeras. Son

estructuras que normalmente tienen forma de esfera o cilindro.

Tomemos como punto de partida las mallas espaciales, que comprenden entre

varios sistemas estructurales, a Las Geodésicas. Como es fácil deducir por simple

observación, las mallas espaciales son sistemas estructurales formados por un gran

número de barras, de longitud pequeña comparada con la de toda la estructura, las

barras se unen entre sí a través de sus extremos dando lugar a una red

tridimensional. Esta red tridimensional funciona por la acción concertada de cada

una de sus piezas: las barras unidas en los llamados “nudos” se organizan formando

modelos tetraédricos, cúbicos, etc. que al repetirse logran el conjunto espacial,

dirigiendo las fuerzas y transmitiendo las cargas.

Este concepto de “malla espacial” en su acepción más primitiva o sencilla

también la encontramos en edificaciones de nuestra selva, aquí las barras son de

madera o caña y los nudos actúan convirtiendo a las largas varas en tramos

estructuralmente pequeños. Estas construcciones presentan plantas circulares o

elípticas; la malla espacial se logra por la subdivisión de los paños formados por las

varas principales, mediante varas cada vez más apretadas y pequeñas, logrando la

concertación de todos los elementos estructurales y funcionando como una unidad.

La triangulación también está presente en estas edificaciones, rigidizando las barras

que forman las paredes.

Las Geodésicas se derivan de las Estructuras de Generación Poliédrica,

generadas mediante la subdivisión geométrica de un poliedro o porción de éste. El

universo y posibilidades formales que se pueden obtener a partir de los poliedros y

sus derivaciones y truncamientos son infinitos, como ejemplo resaltaremos que son

18 los sólidos clásicos, cinco regulares o de Platón y 13 semiregulares o de

Arquímedes. Los sólidos clásicos se determinan por sólo una dimensión, es decir

que conociendo la longitud de una de sus aristas se genera todo el poliedro. Los

vértices de este poliedro tocan la superficie de una esfera imaginaria que lo

circunscribe.

Los 5 Poliedros de Platón: Tetraedro, Hexaedro, Octaedro, Dodecaedro e Icosaedro

El último sólido de Platón es el icosaedro (20 triángulos) a partir del cual se

generan la mayor parte de las cúpulas geodésicas. Como recordarán todos estos

sólidos se inscriben en una esfera, tocando sus vértices la superficie de ésta, si

proyectamos sus aristas hacia la superficie de la esfera, lograremos poliedros

esféricos, base para la construcción geométrica de las geodésicas.

Ventajas

La principal ventaja de un domo o cúpula geodésica es su volumen. La esfera

es la forma geométrica que más volumen contiene en relación a su área. La

liviandad de sus componentes unidos formando grandes placas laminares

sinérgicas dan una extraordinaria resistencia en relación a los relativamente pocos

componentes que lo conforman. La facilidad de ensamble de sus partes es otra ven

muy importante, ya que permite que una amplia red social pueda construir con

prácticamente ningún conocimiento o poca dirección de obra, instalaciones para

una gran variedad de usos.

Se deben tomar en cuenta las siguientes recomendaciones al diseñar una

cúpula o domo geodésico:

Liviandad de sus componentes

Resistencia a la corrosión

Buena resolución del nudo

Evitar corrosión galvánica por diferentes uniones de distintos metales

Evitar mantenimiento

Fácil manipulación y ensamble

Buena fijación al terreno donde será montado

Aspectos generales a considerar en la construcción de Estructuras

Metálicas

Tipos de uniones

Para que todos los elementos de la estructura metálica se comporten

perfectamente según se ha diseñado es necesario que estén ensamblados o unidos

de alguna manera. Para escoger el tipo de unión hay que tener en cuenta cómo se

comporta la conexión que se va hacer y cómo se va a montar esa conexión. Existen

conexiones rígidas, semirrígidas y flexibles. Algunas de esas conexiones a veces

necesitan que sean desmontables, que giren, que se deslicen, etc. Dependiendo de

ello tendremos dos tipos de uniones fundamentales:

Por Soldadura: La soldadura es la más común en estructuras metálicas de

acero y no es más que la unión de dos piezas metálicas mediante el calor.

Aplicándoles calor conseguiremos que se fusionen las superficies de las dos piezas,

a veces necesitando un material extra para soldar las dos piezas.

Por Tornillo: Los tornillos son conexiones rápidas que normalmente se

aplican a estructuras de acero ligeras, como por ejemplo para fijar chapas o vigas

ligeras.

Ejemplos de Estructuras Metálicas

Para terminar mencionaremos algunos edificios de renombre que han sido

diseñados y construidos con base de estructura metálica:

LA TORRE EIFFEL: La Torre Eiffel de París es una estructura metálica

triangulada.

EL EMPIRE STATE: El edificio Empire State Building es un rascacielos de

Nueva York que tiene estructura metálica entramada.

EL PUENTE GOLDEN GATE: El famoso puente Golden Gate de San

Francisco es una estructura metálica colgante.

EL MUSEO GUGGENHEIM: El famoso museo Guggenheim de Bilbao es una

mezcla de estructura metálica abovedada y geodésica ya que combina elementos

cilíndricos y abovedados.

Tareas Previas

Antes de comenzar con la fabricación, deberán estar confeccionados los

planos de taller. Previamente al montaje de la estructura metálica, estará ejecutada

la cimentación correspondiente, respetando todas las cotas de proyecto y provista

ésta de sus correspondientes elementos de unión con la estructura (chapas de

anclaje, cajetines, etc.)

Replanteo

Comprobar en obra las cotas de replanteo de la estructura para la realización

de los planos de taller, para definir completamente todos los elementos de la

estructura.

Estos planos deberán contener:

a) Las dimensiones necesarias para la definición de todos los elementos

integrantes de la estructura.

b) Las contraflechas de vigas, cuando se hayan previsto.

c) La disposición de las uniones, inclusive todas las provisionales de armado,

distinguiendo las dos clases de unión: de fuerza y de atado.

d) El diámetro de los agujeros de tornillos, con indicación de la forma de

mecanizado.

e) Las clases y diámetros de los tornillos empleados.

f) La forma y dimensiones de las uniones soldadas, la preparación de los

bordes, el procedimiento, métodos usados en cada caso y posiciones de soldeo, los

materiales de aportación y el orden de ejecución.

g) Las indicaciones sobre mecanizado o tratamiento de los elementos que lo

precisen.

h) Todo plano de taller debe indicar tipo de perfiles, clases de aceros usados,

los pesos y marcas de cada uno de los elementos de la estructura representados

en él.

Proceso Constructivo

En la ejecución de una estructura metálica hay que distinguir dos fases:

1) Fabricación en Taller

Los trabajos a realizar en taller conllevan un proceso en el orden siguiente:

1. Plantillaje: Consiste en realizar las plantillas a tamaño natural de todos los

elementos que lo requieren, en especial las plantillas de los nudos y las de las

cartelas de unión. Cada plantilla llevará la marca de identificación del elemento a

que corresponde y los números de los planos de taller en que se define. Se indicarán

los diámetros definitivos de cada perforación y su exacta posición. El trazado de las

plantillas es realizado por personal especializado, ajustándose a las cotas de los

planos de taller, con las tolerancias fijadas en el proyecto.

2. Preparación, enderezado y conformación: Estos trabajos se efectúan

previamente al marcado de ejecución, para que todos tengan la forma exacta

deseada. En cada uno de los productos se procederá a:

Eliminar los defectos de laminación, que por detalles mínimos, no han sido

descartados.

Suprimir las marcas de laminación en relieve en aquellas zonas que se

pondrán en contacto con otro producto en las uniones de la estructura.

Eliminar toda la suciedad e impurezas que se hayan adherido. La operación

de enderezado en los perfiles y la de planeado en las chapas se hará en frío

preferentemente, mediante prensa o máquina de rodillos. Los trabajos de plegado

o curvado se realizarán también en frío. No se admite en el producto ninguna

abolladura a causa de las compresiones, ni grietas debidas a las tracciones que se

produzcan durante la conformación.

Si excepcionalmente se efectuase en caliente, se seguirán los pasos

siguientes:

a) El calentamiento se realizará, a ser posible, en horno. Se admite el

calentamiento en fragua u hornillo. No es conveniente el calentamiento directo con

soplete. El enfriamiento se realizará al aire en calma, sin acelerarlo artificialmente.

b) Se calentará a una temperatura máxima de 950ºC (rojo cereza claro),

interrumpiéndose la operación cuando la temperatura disminuya debajo de 700ºC

(rojo sombra), para volver a calentar la pieza.

c) Se tomarán todos los recaudos que sean necesarios para no alterar la

estructura del acero, ni introducir tensiones parásitas durante las etapas de

calentamiento y de enfriamiento. La conformación podrá realizarse en frío cuando

el espesor de la chapa no supere los 9 mm. o el radio de curvatura no sea menor

que 50 veces el espesor.

3. Marcado de ejecución: Estas tareas se efectúan sobre los productos preparados de las marcas

precisas para realizar los cortes y perforaciones indicadas.

4. Cortes y perforaciones: Este procedimiento de corte sirve para que las

piezas tengan sus dimensiones definitivas. El corte puede hacerse con sierra,

cizalla, disco o máquina de oxicorte. No se permite el corte con arco eléctrico. El

uso de la cizalla se permite solamente para chapas, planos y angulares, de un

espesor que no sea superior a 15 mm. La máquina oxicorte se permite tomando las

precauciones necesarias para conseguir un corte regular, y para que las tensiones

o transformaciones de origen térmico producidas no causen perjuicio alguno. El

óxido adherido y rebabas, estrías o irregularidades en bordes, producidas en el

corte, se eliminarán posteriormente mediante piedra esmeril, buril y esmerilado

posterior, cepillo o fresa, terminándose con esmerilado fino. Esta operación deberá

efectuarse con mayor esmero en las piezas destinadas a estructuras que serán

sometidas a cargas dinámicas.

5. Armado: Esta operación tiene por objeto presentar en taller cada uno de

los elementos estructurales que lo requieran, ensamblando las piezas que se han

elaborado, sin forzarlas, en la posición relativa que tendrán una vez efectuadas las

uniones definitivas.

Se armará el conjunto del elemento, tanto el que ha de unirse definitivamente

en taller como el que se unirá en obra.

Las piezas que han de unirse con tornillos calibrados o tornillos de alta

resistencia se fijarán con tornillos de armado, de diámetro no más de 2 mm. menor

que el diámetro nominal del agujero correspondiente.

Se colocará el número suficiente de tornillos de armado apretados

fuertemente con llave manual, para asegurar la inmovilidad de las piezas armadas

y el íntimo contacto entre las superficies de unión.

Las piezas que han de unirse con soldadura, se fijarán entre sí con medios

adecuados que garanticen, sin una excesiva coacción, la inmovilidad durante el

soldeo y enfriamiento subsiguiente, para conseguir exactitud en la posición y

facilitar el trabajo de soldeo.

Para la fijación no se permite realizar taladros o rebajos que no estén indicados

en los planos de taller.

Como medio de fijación de las piezas entre sí pueden emplearse puntos de

soldadura depositados entre los bordes de las piezas que van a unirse. El número

y el tamaño de los puntos de soldadura será el mínimo necesario para asegurar la

inmovilidad. Estos puntos de soldadura pueden englobarse en la soldadura

definitiva si se limpian perfectamente de escoria, no presentan fisuras u otros

defectos, y después se liman con buril sus cráteres extremos. No se permite de

ningún modo fijar las piezas a los gálibos de armado con puntos de soldadura. Con

el armado se verifica que la disposición y la dimensión del elemento se ajuste a las

indicadas en los planos de taller. Deberán rehacerse o rectificarse todas las piezas

que no permitan el armado en las condiciones arriba indicadas. Finalizado el

armado, y comprobada su exactitud, se procede a realizar la unión definitiva de las

piezas que constituyen las partes que hayan de llevarse terminadas a la obra.

6. Preparación de superficies y pintura: Todos los elementos estructurales

deben ser suministrados, salvo otra especificación particular, con la preparación de

las superficies e imprimación correspondiente. Las superficies se limpiarán

cuidadosamente, eliminando todo rastro de suciedad, cascarilla óxido, gotas de

soldadura o escoria, mediante chorreado abrasivo, para que la pieza quede

totalmente limpia y seca. A continuación recibirán en taller una capa de imprimación

(rica en zinc de silicato de etilo con 70 a 75 μm de espesor eficaz de película seca)

antes de entregarla para el montaje de obra.

7. Marcado e identificación de elementos: En cada una de las piezas

preparadas en el taller se marcará con pintura la identificación correspondiente con

que ha sido designada en los planos de taller para el armado de los distintos

elementos. Del mismo modo, cada uno de los elementos terminados en el taller

llevará la marca de identificación prevista en los planos de taller para determinar su

posición relativa en el conjunto de la obra.