ESTRUCTURAS METALICAS EN ARQUITECTURA

Estructuras Metálicas

Katty Julieth Olivera Meza

Arq. Andrea Ruiz Caraballo

Docente

Corporación Universitaria Del Caribe- CECAR

Facultad de Ciencias Básicas, Ingenierías y Arquitectura

Programa de Arquitectura

Sincelejo- Sucre

2021

Estructuras Metálicas

     Durante mucho tiempo, las estructuras metálicas no cumplían con el requisito de economía, y no eran muy utilizadas. Por estas y otras consideraciones, el presente artículo pretende motivar a los arquitectos, para que de acuerdo a las necesidades actuales de la construcción, se preocupen por estar a la altura de las circunstancias, actividad que a su vez redundará en la consecución de mejores proyectos y una supervisión y control de calidad a tono con la época que vivimos

     El arquitecto, al iniciar la planeación de un edificio, sabe que el éxito en esta empresa dependerá de forma importante, de la buena elección del sistema estructural que pretenda aplicarse. Velocidad de construcción. Y control con relación a los materiales. Estructura monolítica. Resistencia a las sobrecargas, vibración e impacto. Dimensiones de las secciones, transporte y manejabilidad.

     La estructura metálica por su masa, es más ligera que la correspondiente en concreto. Por otra parte, la estructura de concreto es notoriamente más voluminosa que la metálica, ya que el proyectista necesita recurrir a veces a formas predeterminadas, cuyas secciones deberán quedar dentro de ciertos límites prescritos. Por ello puede concluirse, que el peso de una estructura de concreto es un factor que incide en contra de ella. También es importante la velocidad de construcción. La amortización del capital invertido, es dependiente de la velocidad de construcción. A mayor velocidad de construcción, corresponde a la vez, una mayor rapidez de recuperación de capital. En algunas obras, ocurre que todo el capital está disponible desde un principio y, por lo tanto, la amortización se dará sobre el costo total, y en este caso, el ahorro de tiempo puede decidir a favor de una estructura de acero.

     Por regla general, puede decirse que para edificios de más de cuatro niveles, la velocidad de construcción para una estructura de acero, es mayor que su correspondiente en concreto. Definitivamente la velocidad de construcción es un factor favorable a las estructuras de acero. Para el concreto f’c = 210 K/ cm2, se obtienen secciones de peralte relativo más alto que las de acero. En las estructuras de concreto para disminuir las alturas de los entrepisos, puede contarse con el capitel plano «fl at slab», pero con un costo adicional que no compensa el costo que resulta de aumentar la altura de los entrepisos.

     Este es un factor de desventaja de las estructuras de concreto. Por lo que el valor de rescate de una estructura de acero se puede considerar como parte de recuperación del capital invertido al adquirir la estructura. 

     La calidad y control de los materiales. En este caso, se puede considerar al acero estructural como uno de los materiales más confiables. Esto se da por varios motivos, por la naturaleza misma del material y el control estricto de fabricación y el material empleado, sobre todo en algunas casas fundidoras responsables. Los cambios de piezas son más fáciles y menos costosos en las estructuras de acero. Una diferencia hacia arriba de las cargas supuestas en los cálculos, en estructuras remachadas o de tornillos admite poner una pieza en lugar de otra. En las estructuras de concreto, este cambio significaría la destrucción de la pieza antigua y además, se perdería la rigidez de la estructura.

     Sin embargo la estructura de concreto no requiere protección contra los agentes atmosféricos, por lo que sus requerimientos de conservación son mínimos. La estructura de concreto reforzado podrá ir aumentando su resistencia en el concreto con el paso del tiempo. Al comparar las condiciones en que se encuentran dos estructuras a cabo de cinco años, una de acero y otra de concreto, la primera sin ninguna protección ya requiere otra capa de pintura, en cambio la de concreto no requiere nada. La estructura de concreto tiene continuidad en esencia, sus uniones son rígidas, y prácticamente toda ella es una sola pieza.

     En cuanto a resistencia a las sobrecargas, vibraciones e impacto. Por lo que podemos decir que, por lo general, la estructura de concreto, debido a su gran masa relativa y a su monolitismo, es más resistente a vibraciones, impactos y explosiones. Que las dimensiones de las secciones, transporte y manejabilidad. Esto no sucede con las secciones de concreto, ya que estas se fabrican conforme a las necesidades de cada miembro.

     El concreto es fácilmente moldeable y se pueden hacer las secciones de las formas más adecuadas. En las estructuras de acero, hay casos, por ejemplo, como el de columnas, en las que a veces se desperdicia material al conservar una misma sección de columna a través de varios pisos, lo que aumenta el costo, sin embargo, el cambiar perfiles por cada piso hubiera significado mayores trastornos en el montaje. Costo inicial y mano de obra. En el concreto, cualquier error se corrige con mayor facilidad. Y la resistencia del acero disminuye con los aumentos de temperatura. Si la temperatura se eleva a 425°c, llega a su resistencia normal. Por lo que, si la temperatura no sube más allá de ésta, la estructura no necesita protección. Los edificios que alojan materiales altamente combustibles, deben proteger su estructura con concreto. La información que encontramos en este documento tiene como objeto normar el criterio de las personas que se dediquen a la supervisión de estructuras metálicas, a través del reconocimiento de la importancia y responsabilidad que adquiere al realizar este tipo de trabajo. Es de vital importancia que el supervisor domine el diseño de la estructura para comprender cada una de las fases de la supervisión. Para iniciar una construcción deberán de comprobarse los alineamientos oficiales y trazarse los ejes de la misma, refiriéndolos a puntos que puedan conservarse fijos. La posición de los ejes de los elementos de la construcción, no diferirá más de un centímetro respecto a la posición de proyecto ajustado en construcciones de concreto, ni más de dos centímetros en las de mampostería, ni más de tres centímetros en las de madera, ni más de dos milímetros en construcciones metálicas. Toda nueva construcción debe separarse de sus linderos con los predios vecinos, un mínimo de cinco centímetros, pero no menos que X + 0.006H en la zona de alta compresibilidad, ni menos que X + 0.004H en la de baja.

     Para enderezar el material, este debe ser limpio y recto conforme a la especificación A6 de la A. Si el enderezado es necesario, debe hacerse por métodos que no perjudiquen el material. Los cantos de placas o perfil les cortados con cizalla o soplete, no deberán cepillarse o acabarse si no se especifica así en los dibujos de detalle, o se estipula especialmente para preparar los cantos que van a soldarse. Si el espesor del material no es mayor que el diámetro del remache o tornillo más de 3 mm, los agujeros pueden punzonarse, y si es mayor, taladrarse, subpunzonarse y rimarse.

     En cuanto a la construcción remachada, ensamble. Todas las piezas que van a remacharse, deben sujetarse rígidamente con pasadores o tornillos mientras dura la operación. Los remaches se calentarán uniformemente a una temperatura que no exceda de 1065°c, y no deben colocarse si su temperatura ha bajado a 538°c. Los remaches pueden colocarse en frío si se toman las precauciones necesarias para evitar que se deforme el material que ha de ser remachado. Y si la construcción es soldada. Las superficies de las juntas deben estar libres de rebabas y asperezas.

     Las piezas que van a soldarse con chaflán deben colocarse tan próximas como sea posible, y en ningún caso se separarán más de 5 mm. Si la separación es de 1.6 mm o mayor, se le añadirá ésta al tamaño de la soldadura. La separación entre superficies de contacto entre juntas traslapadas, no deberá exceder de 1.6 mm. El ajuste de juntas en superficies de contacto que no estén selladas completamente por la soldadura, debe ser suficiente para impedir la penetración del agua después de colocada la pintura. Si es posible, las piezas se colocarán en una posición apropiada para realizar el proceso de soldadura en forma horizontal y por arriba. La soldadura a tope de penetración completa, excepto cuando se ejecuten con la ayuda de material de respaldo, o se realicen en posición horizontal por arriba y por ambos lados, en material con cantos escuadrados no mayores de 8 mm de espesor, con una abertura en la raíz no menor a la mitad del espesor de la pieza unida más delgada, deberá tener la raíz de la capa inicial cincelada o escarificada por la parte posterior, antes que se inicie la soldadura por ese lado, y deberá procederse de tal manera de asegurarse un metal sano y una fusión completa a través de toda la sección. Donde sea posible, esto podrá hacerse mediante el uso de placas o barras de extensión, las cuales se quitarán después de completar la soldadura. Los extremos de la misma deberán quedar lisos y al ras del canto de las piezas. Ninguna soldadura deberá ejecutarse cuando la temperatura ambiente sea menor a -18°c. El metal base deberá precalentarse a la temperatura marcada en la tabla que se presenta más adelante, antes de colocar cualquier tipo de soldadura. Cuando el metal base marcado en la tabla se encuentra a una temperatura inferior a los 0°c, deberá precalentarse a 21°c como mínimo, antes de proceder a soldarse. El precalentamiento se ejecutará en el metal base en un radio de 75 mm del punto por soldarse a la temperatura especificada, procurando mantener esta temperatura mientras se esté soldando.

     Si no se especifica otra cosa, las estructuras que estarán cubiertas por acabados interiores de los edificios, así como las que quedarán recubiertas de concreto, no necesitan pintarse. Después de la inspección y de la aprobación, pero antes de embarcarse, las estructuras que van a pintarse, se limpiarán previamente por medio de cepillos de alambre u otro método elegido por el fabricante, según el estado de las piezas, dejándolas libres de mohos, escamas, salpicaduras y otras materias extrañas. Cuando se especifique que las estructuras no llevarán pintura de taller, se dejarán libres de aceites y grasas. Al hacer la supervisión si y solo si están correctos en todos sus detalles, se autorizará el montaje del primer nivel.

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