Introducción al Acero Laminado en la Construcción

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introducción a la construcción con acero laminado tema a.01 Sonsoles González Rodrigo Fernando Magdalena Layos Alejandro Bosqued ETSEM - UPM CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 introducción 1 series comerciales 3 productos de acero estructural 4 agentes de deterioro 5 acero estructural 2 índice CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos materiales ferrosos materiales no ferrosos contienen hierro como ingrediente principal no contienen hierro diferentes calidades de HIERRO y ACERO aluminio, magnesio, zinc, cobre,…

y aleaciones introducción CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 El acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono. Se suelen agregar otros elementos de aleación específicos (aleantes), tales como el cromo o níquel, para la mejora de alguna de sus características (resistencia, ductilidad, dureza, etc) o para facilitar algún proceso de fabricación (mecanizado). El acero es básicamente hierro (más de un 98%), altamente refinado. Su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio), el cual se convierte más tarde en acero. introducción ¿qué es el acero?

CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Se suelen agregar aleantes que mejoran sus características. introducción ¿qué es el acero? CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material. tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). maquinabilidad.

Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test de mismo nombre. introducción propiedades mecánicas del acero CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 soldable: se pueden unir íntimamente dos piezas. forjable: previo calentamiento se puede dar forma por machaqueo maleable: se deja estirar en láminas sin romperse. temple: enfriar una pieza previamente calentada, el material es flexible y elástico.

El acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono. introducción ¿qué es el acero? CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 hierro arrabio hierro colado acero coque caliza combustión Fe2O3 + 3 CO ± 3 CO2 + 2 Fe descarburación >1400ºC introducción producción en un alto horno CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 introducción ¿cómo se fabrica el acero?

CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 cerrajero de armar: ejecuta elementos con función resistente y/o auxiliar en un edificio. pilares, vigas, cerchas, escaleras... introducción oficios que emplean el acero en la construcción cerrajero de taller: ejecuta elementos sin función resistente (acondicionamiento, acabado…) puertas, ventanas, rejas… fundidor: realiza trabajos de fundidor de piezas moldeadas. farolas, fuentes… metalista: Trabaja el hierro y otro materiales metálicos en la ejecución de pequeños armados en obras de decoración.

marquesinas CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 ventajas alta resistencia. uniformidad. Las propiedades no cambian apreciablemente con el tiempo. ductilidad. soportar grandes deformaciones sin fallar. tenacidad.- absorber energía. rapidez de montaje. maleabilidad: capacidad de laminarse en gran cantidad de tamaños y formas. desventajas elevado coste de mantenimiento. elevado coste de protección contra el fuego. problemas de pandeo.

introducción ventajas y desventajas del acero como material estructural CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 El 27 de noviembre de 2011 entra en vigor la nueva Instrucción de acero estructural (EAE). Su ámbito de aplicación se extiende a todas las estructuras y elementos de acero estructural de edificación e ingeniería civil, menos Tiene un carácter técnico en coherencia con la normativa técnica europea. Permite la libre circulación de productos de construcción dentro del mercado único europeo.

En obras de edificación se podrá emplear indistintamente con el Documento básico DB SE-A Acero del CTE aceros especiales (fyd > 460 kN/mm2, aleaciones, p.e inoxidable) estructuras mixtas (acero + hormigón u otro material) elementos estructurales de hormigón en estructuras de acero acero estructural normativa vigente CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 que deben cumplirse en le proyecto, la construcción de las estructuras y su mantenimiento.

En ella se establecen las exigencias que deben cumplir las estructuras e acero para satisfacer los requisitos de: seguridad y funcionalidad estructural seguridad en caso de incendio protección del medio ambiente Seguridad y funcionalidad estructural Consiste en reducir a límites aceptables el riesgo de que la estructura tenga un comportamiento mecánico inadecuado frente las acciones e influencias previsibles a las que pueda estar sometida durante su construcción y uso previsto, considerando la totalidad de su vida útil.

acero estructural normativa vigente CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 vida útil nominal de los diferentes tipos de estructura acero estructural normativa vigente CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Estados límite últimos: situaciones a partir de las cuales se produce riesgo para las personas, debido a disfunciones en algún elemento constructivo o por colapso total o parcial de la estructura.

Estado límite de servicio: situaciones que afectan a la comodidad de los usuarios o terceras personas, funcionamiento de servicios, instalaciones o equipos, durabilidad o a la apariencia del edificio; tras la cuales no se cumplen las condiciones de servicio especificadas. equilibrio de la estructura global o de alguna de sus partes, resistencia general o de las secciones transversales, inestabilidad general... deformaciones, vibraciones, deslizamiento en las uniones con tornillos pretensados, deformaciones transversales,...

acero estructural exigencias para la seguridad estructural CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La resistencia de cálculo, fyd, es igual al cociente de la tensión correspondiente al límite elástico y el coeficiente de seguridad del material, que tiene los siguientes valores: fyd = fy / γM fud = fu / γM 1,05 para comprobaciones de resistencia; 1,10 para comprobaciones de inestabilidad (pandeo); 1,25 para comprobaciones de los medios de unión y 1,00 para todos los tipos de comprobación en situaciones extraordinarias Para comprobaciones relativas a la resistencia última, se adopta como resistencia de cálculo, fud , el valor de la tensión de rotura dividida por 1,25 acero estructural seguridad estructural CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 acero estructural características mecánicas módulo de elasticidad: E 210.000 N / mm2 módulo de rigidez: G 81.000 N / mm2 coeficiente de Poisson: ν 0,3 coeficiente de dilatación térmica: 1,2·10-5 (ºC)-1 densidad: ρ 7.850 kg / m3 calor específico: 0,11 Kcal / kg ºC conductividad calorífica: 45 Kcal / m h ºC Determinadas características del acero son insensibles a los cambios producidos por los tratamientos mecánicos o térmicos en su estructura CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 AB comportamiento elástico BC fluencia CD comportamiento plástico uniforme DE comportamiento plástico no uniforme acero estructural características mecánicas resistencia (ensayo de tracción) Figura: Diagrama tensión deformación del acero sometido al ensayo de tracción simple CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Según el ensayo de tracción, el acero es: Homogéneo, isótropo: con seguridad de comportamiento dentro de las teorías clásicas de la elasticidad.

Elástico sometido a fuerzas exteriores, al cesar la acción, hasta un límite, recupera su forma inicial. Pasado este límite entra en el periodo plástico. Los enlaces de los distintos elementos estructurales deben asegurar la continuidad o la distribución de esfuerzos.

Nota: Por el método clásico (elástico) se dimensiona la estructura de modo que las tensiones de las piezas no sobrepasen la resistencia de cálculo fyd (tensión de en el límite elástico dividida entre un coeficiente de seguridad) acero estructural características mecánicas CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La rotura (dúctil) se alcanza, en el ensayo normal de tracción, cuando la probeta se ha deformado de forma muy acusada, produciéndose una estricción que anuncia su inminente rotura. Nota: todos los procedimientos de comprobación se basan en el comportamiento dúctil del material.

En muchas casos se producen fallos repentinos del material cuando está sometido a tensiones muy inferiores a las de rotura, con poca o ninguna deformación plástica. ductilidad y fragilidad acero estructural características mecánicas CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La ductilidad en un acero sometido a tracción es la capacidad para deformarse bajo la acción una carga, sin romperse, una vez superado el límite elástico. Una estructura es dúctil si estando próxima al colapso, advierte de su situación experimentando grandes deformaciones e importantes fisuraciones.

Una estructura es frágil si el colapso se alcanza sin previo aviso con deformaciones y fisuraciones reducidas. acero estructural características mecánicas ductilidad y fragilidad Nota: es necesario comprobar que la resistencia a rotura frágil es, en todos los casos, superior a la resistencia a rotura dúctil. CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La rotura frágil consiste en una propagación repentina de una fisura, cuyo tamaño podría ser inicialmente mínimo, cuyo proceso apenas exige aportación de energía.

La rotura dúctil del material precisa el trabajo de la tensión de rotura, una vez que la probeta ha deformado de forma muy acusada. Nota: es necesario comprobar que la resistencia a rotura frágil es, en todos los casos, superior a la resistencia a rotura dúctil. acero estructural características mecánicas ductilidad y fragilidad CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 ejecución descuidada: ángulos entrantes, chapas oxicortadas manualmente, forman entallas geométricas. mayores espesores: aparecen tensiones normales a la superficie.

soldaduras: producido por las contracciones por el enfriamiento rápido del material de aporte, defectos de fusión. Ojo con el cruce de cordones. disminución de la temperatura ambiental de servicio singularidades y discontinuidades: agujeros, taladros, defectos de diseño. Circunstancias que favorecen la rotura frágil acero estructural características mecánicas CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 soldabilidad La soldabilidad es la aptitud de un acero para ser soldado mediante los procedimientos habituales sin que aparezcan fenómenos de fisuración en frío.

Depende de la estructura cristalina del acero y de su composición química La velocidad de enfriamiento en la zona afectada por la soldadura, incrementa la posibilidad de fisuración en frío. acero estructural características tecnológicas El desgarro laminar es una fenómeno de fisuración que aparece espacialmente en uniones soldadas en piezas sometidas a tensiones de tracción en dirección perpendicular a su superficie.

CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La conformabilidad en frío del acero es aptitud ante las operaciones de: conformación de productos planos con rodillos plegado de productos planos plegado de barras Nota: existen radios de plegado mínimo para las direcciones paralela y perpendicular a la laminación en función del espesor de la chapa Estas operaciones reducen la ductilidad, por lo que debe prestarse atención al riesgo de rotura frágil.

acero estructural características tecnológicas conformabilidad en frío CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Los aceros considerados en el Documento Básico del Código Técnico de la Edificación (CTE DB-A) son: productos laminados en caliente de acero no aleado (chapas y perfiles) UNE EN 10025 perfiles huecos acabados en caliente de acero no aleado UNE EN 10210-1 secciones huecas de acero estructural conformadas en frío UNE EN 10219-1 tornillos, tuercas y arandelas acero estructural aceros contemplados en la normativa CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 S acero para aplicaciones estructurales 275 resistencia en el límite elástico [Mpa] JR JO J2 K2 resiliencia: energía mínima absorbida en el ensayo longitudinal de flexión por choque de Charpy JR 27 J a temperatura de +20ºC JO 27 J a temperatura de 0ºC J2 27 J a temperatura de -20ºC K2 40 J a temperatura a -20ºC acero estructural designación de los aceros estructurales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 características mecánicas mínimas de los aceros acero estructural designación de los aceros estructurales (no aleados) CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Son los de uso más corriente en estructuras de edificación de múltiples plantas.

Productos siderúrgicos: apenas se fabrican en la actualidad S235 JR S235 J0 S235 J2 perfiles laminados en caliente chapa gruesa laminada en caliente perfiles ligeros conformados en frío (JR) perfiles tubulares (J0 J2) S275 JR S275 J0 S275 J2 perfiles laminados en caliente chapa gruesa laminada en caliente perfiles ligeros conformados en frío (JR) perfiles tubulares (J0 J2) aplicación generalizada en la mayoría de los elementos estructurales acero estructural designación de los aceros estructurales (no aleados) CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 elementos estructurales cuyo dimensionado está limitado por el nivel de tensiones S355 JR S355 J0 S355 J2 S355 K2 perfiles laminados en caliente chapa gruesa laminada en caliente perfiles tubulares (J0 J2) S450 J0 perfiles laminados en caliente chapa gruesa laminada en caliente perfiles tubulares elementos estructurales cuyo dimensionado está limitado por el nivel de tensiones acero estructural designación de los aceros estructurales (no aleados) CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 sopladuras o pajas: pequeños huecos en el interior del material formados por burbujas de gas, aprisionadas durante la solidificación.

dobladura o flojedad: huecos mayores que reducen la resistencia mecánica del material. grietas: resquebrajaduras debido a tensiones desiguales durante el enfriamiento. escamas o pelos: láminas pequeñas que se desprenden al golpear el material. manchas: impurezas superficiales en la masa. vetas: manchas en formas de rayas.

acero estructural defectos de los aceros CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 1 productos planos productos planos laminados en caliente productos planos laminados en frío 2 productos largos 6 cables y alambres 3 perfiles tubulares laminados en caliente 5 perfiles abiertos conformados en frío 4 perfiles tubulares conformados en frío productos de acero estructural CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 productos planos (planchón) productos largos (tocho) bobinas (fleje) planchas de acero planchas palanquilla tubo sin costura dibujos: Kalpagian fotografía: www.tranox.de colada continua bloque productos de acero estructural CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Los productos planos de chapa se producen tras su paso por sucesivos trenes de laminación en caliente o en frío constituidos por rodillos planos.

1a. productos planos laminados en caliente la chapa se suministra en bobinas calientes o planchas. productos de acero estructural 1. productos planos 1b. productos planos laminados en frío: galvanizados y prepintados se suministra en bobinas frías o planchas con unas tolerancias dimensionales y requisitos superficiales muy estrictos Posteriormente se someten a procesos de transformación, obteniéndose perfiles ligeros conformados en frío, chapas perfiladas de cerramiento, paneles sandwich, etc.

CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Los productos largos se producen en trenes de laminación constituidos por rodillos con los resaltes adecuados. Los perfiles abiertos laminados en caliente se agrupan en series comerciales en función de la geometría de la sección transversal. En España se emplean generalmente las series europeas de perfiles, aunque se pueden encontrar otras series internacionales. Se suministran en barras de dimensiones entre 6m y 24m. productos de acero estructural 2.

productos largos CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 laminación de un perfil en H dibujos: Kalpagian productos de acero estructural 2. productos largos CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 En los procesos de laminación en caliente sin soldadura se parte de un desbaste de sección redonda, poligonal o cuadrada (tocho), que se perfora mediante un mandril hidráulico, para su transformación en un desbaste hueco. Posteriormente el desbaste se lamina alargándolo hasta conseguir las dimensiones de un tubo terminado.

tamaño: diámetro 6mm – 750mm espesor: 0,5mm - 50mm tubo sin costura fotografía: www.tranox.de productos de acero estructural 3. perfiles tubulares laminados en caliente CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Son los más utilizados actualmente en la fabricación de perfiles tubulares estructurales. Se parte de un producto plano (fleje, chapa o banda ancha, según diámetro) que pasa a través de unos rodillos que lo conforman en superficie cilíndrica. Nota: los cuadrados y rectangulares se fabrican a partir de secciones circulares, procesados en unos rodillos de calibración, en frío o en caliente.

Los perfiles tubulares se cierran mediante soldadura. tamaño: diámetro 4mm – 20mm espesor: 0,8mm – 2,0mm tubos de pared delgada soldados y estirados en frío productos de acero estructural 4. perfiles tubulares conformados en frío fotografía: www.tranox.de CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 fuente: estructuras de acero en la edificación.

APTA series comerciales perfiles europeos CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series japonesas series americanas series británicas series comerciales fuente: estructuras de acero en la edificación. APTA CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Los productos largos se producen en trenes de laminación constituidos por rodillos con los resaltes adecuados. Los perfiles abiertos laminados en caliente se agrupan en series comerciales en función de la geometría de la sección transversal.

En España se emplean generalmente las series europeas de perfiles, aunque se pueden encontrar otras series internacionales. Se suministran en barras de dimensiones entre 6m y 24m. productos largos de acero estructural series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección en forma de I (doble T). Sus caras exteriores son normales al alma, las interiores inclinadas un 14%, borde redondeado interiormente. Las alas tienen el borde con la arista exterior viva y la interior redondeada. Esta diseñado fundamentalmente para trabajar a flexión.

notación IPN 340 series comerciales perfiles IPN CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles IPN CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección en forma de I (doble T). Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendiculares al alma, y así las alas tienen espesor constante. notación IPE 160 Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas. relación b/h 0,66.

Uso: trabajo a flexión, mejor relación inercia- peso. series comerciales perfiles IPE CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles IPE CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Su sección semejante a la del IPE, pero la relación b/h es mayor. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre si y perpendiculares al alma, y así las alas tienen espesor constante.

Uso: flexión con limitación de canto y soportes Las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas. series comerciales perfiles HE+ CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 serie normal HEB b=h para 100 h 300 y h>b para los restantes valores de h. Se emplean a flexión cuando se quiere mantener el canto mínimo. notación HEB 120 notación HEA 220 notación HEM 160 serie ligera HEA b>h para 100 h 300. El espesor del alma es menor en este perfil que en el HEB de igual valor nominal. serie pesada HEM en todos los casos h>b.

El espesor del alma es mayor en este perfil que en el HEB a igual valor nominal. series comerciales perfiles HE+ CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 HEB HEM series comerciales perfiles HE+ CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección en forma de U. notación UPN 160 Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma y las interiores presentan una inclinación del 8%, con lo que las alas tienen un espesor decreciente hacia los bordes.

Las uniones entre la cara interior del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tiene el borde con arista exterior viva e interior redondeada.

series comerciales perfiles UPN CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles UPN CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 notación UPE 160 Las caras de las alas son paralelas y perpendiculares al alma Su altura corresponde a la de la serie IPE series comerciales perfiles UPE www.constructalia.com CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección con forma de ángulo recto con alas de igual longitud.

notación L.50.5 Uso (versátil): elementos traccionados de triangulaciones, diagonales en celosías, soportes de forjados, cuelgues de losas… Las caras de cada ala son paralelas y la unión de las caras interiores esta redondeada. Las alas tienen el borde exterior con aristas vivas y el interior redondeado. series comerciales perfiles L CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles L CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección con forma de ángulo recto con alas de distinta longitud.

notación LD.60.30.5 Las caras de cada ala son paralelas y la unión de las caras interiores esta redondeada. Las alas tienen el borde exterior con aristas vivas y el interior redondeado. series comerciales perfiles LD CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles LD CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Sección con forma de T. El extremo del alma es redondeado, así como las uniones de la misma con las caras interiores de las alas y las aristas interiores de estas.

Las caras interiores de las alas están inclinadas un 2%.

notación T.60.7 series comerciales perfiles T CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfiles T CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 cuadro comparativo de perfiles a IGUALDAD DE PESO PERFILES Wx (cm3) Ix (cm4) peso (kg/m) sección (cm2) IPE 300 IPN 260 HEA 200 HEB 160 HEM 100 557 442 389 311 190 8360 5740 3692 2492 1143 42,2 41,1 42,3 42,6 41,8 53,8 53,4 53,8 54,3 53,2 series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 cuadro comparativo de perfiles a IGUALDAD DE CANTO (h=180mm) PERFILES Wx (cm3) Ix (cm4) peso (kg/m) sección (cm2) HEM 160 (180mm) HEB 180 HEA 180 (171mm) IPN 180 IPE 180 566 426 294 161 146 5098 3831 2510 1450 1320 76,2 51,2 35,5 21,9 18,8 97,1 65,3 45,3 27,9 23,9 series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 cuadro comparativo de perfiles a IGUALDAD DE INERCIA PERFILES Wx (cm3) Ix (cm4) peso (kg/m) sección (cm2) IPN 260 HEA 220 (210mm) HEB 200 442 515 570 5740 5410 5696 41,9 50,5 61,3 53,4 64,3 78,1 IPE 270 429 5790 36,1 45,9 HEM 160 (180mm) 566 5098 76,2 97,1 series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 redondos circular, de diámetro entre 6-50mm.

cuadrado cuadrada, de lado entre 6-50mm. rectangular rectangular, de anchura no mayor que 500mm. notación Ø10 notación 10 notación 25x80 series comerciales producto laminado plano de sección… CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 producto laminado en plano de anchura mayor que 500mm chapa fina menor que 3mm chapa media mayor que 3mm y hasta 4,75mm. chapa gruesa mayor que 4,75mm. notación 100.25 algunos nombres comerciales…

fleje grueso < 4 mm pletina grueso = 4-10mm llanta grueso = 10-100mm llantón grueso > 100 mm palanquilla de 20x20 a 40x40mm series comerciales productos planos (chapas) CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 esquema del proceso de fabricación del tubo estructural series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Son los más utilizados actualmente en la fabricación de perfiles tubulares estructurales.

Se parte de un producto plano (fleje, chapa o banda ancha, según diámetro) que pasa a través de unos rodillos que lo conforman en superficie cilíndrica. Nota: los cuadrados y rectangulares se fabrican a partir de secciones circulares, procesados en unos rodillos de calibración, en frío o en caliente. Los perfiles tubulares se cierran mediante soldadura.

tamaño: diámetro 4mm – 20mm espesor: 0,8mm – 2,0mm tubos de pared delgada soldados y estirados en frío perfiles tubulares conformados en frío fotografía: www.tranox.de series comerciales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 perfil tubular redondo sección circular, de diámetro entre 40- 200mm y espesores variables. perfil tubular cuadrado sección cuadrada, de lado entre 40-170mm. notación Ø100.4 notación 50.3 series comerciales perfil tubular rectangular sección rectangular de anchura no mayor que 200mm y espesores variables.

uso: soportes y estructuras trianguladas notación 60.40.3 CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfil tubular cuadrado CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 series comerciales perfil tubular rectangular CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 se emplea acero S235 y S275 con estructura homogénea, con un buen proceso de fabricación y un correcto laminado y conformación.

Formas comerciales perfil conformado L LF 50.2 perfil conformado LD LDF 60.30.3 perfil conformado U UF100.3 perfil conformado C CF 120.2,5 perfil conformado (omega) OF 40.2 perfil conformado Z ZF 180.2 series comerciales perfiles abiertos conformados en frío CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 ZF CF OF series comerciales perfiles abiertos conformados en frío CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 El hierro puro es el elemento fundamental del acero (más del 98%).

La corrosión es el consumo o la alteración del metal debido a la reacción galvánica (electroquímica), o el ataque químico directo. Se debe a interacción de un metal con el medio que lo rodea. La corrosión es una combinación de procesos eléctricos y químicos. agentes de deterioro corrosión elementos contaminantes que la favorecen agua y oxígeno corrosión humos salinidad gases Este tipo de átomos no se encuentran libres en la naturaleza, ya que químicamente reaccionan con facilidad con el oxigeno del aire para formar óxido de hierro.

CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Para proteger al acero contra la corrosión basta con aislarlo del contacto con la atmósfera y el agua, bien sea mediante una capa fina de otro metal, o bien mediante pinturas. Este último es el medio más fácil y versátil, pues puede aplicarse en cualquier momento de la vida de la pieza metálica y se adapta a los principios de la corrosión. agentes de deterioro protección contra la corrosión CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 1.

protección con recubrimientos metálicos agentes de deterioro protección contra la corrosión Consiste en recubrir el material con una capa de metal más resistente, lo mas compacta y adherente posible (zinc o zinc y aluminio), mediante procesos de inmersión en caliente, electrodeposición o metalización. En piezas gruesas para uso estructural, se debe aplicar la galvanización por inmersión en caliente en potes o tinas. CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 1.

protección con recubrimientos metálicos agentes de deterioro protección contra la corrosión Las chapas galvanizadas (protegidas con zinc) o galvalume (Zn+Al) son de uso muy difundido en bajos espesores, especialmente en soluciones de revestimientos, cubiertas, placas colaborantes. El recubrimiento se aplica a bobinas de acero al carbono laminadas en frio por ambas caras mediante inmersión en caliente. CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Posteriormente el metal base se recubre por …

electrólisis se genera una pila entre el metal base (cátodo) y el de aportación (ánodo) inmersión en un baño de metal fundido o inmersión en caliente. 1. protección con recubrimientos metálicos agentes de deterioro protección contra la corrosión Tratamiento preliminar: pulido. Elimina las huellas de mecanización con distintos abrasivos desengrasado. Limpia las piezas con disolventes, sosa o electrólisis. decapado. Elimina la cascarilla con tratamientos mecánicos/químicos CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 1.

protección con recubrimientos metálicos (galvanización) agentes de deterioro protección contra la corrosión CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Limpieza de las superficies a revestir, para eliminar la cascarilla de fabricación (calamina), usando cepillos de alambre, discos abrasivos o chorro de arena, etc. agentes de deterioro protección contra la corrosión 2. protección con recubrimientos no metálicos aíslan el metal base La calamina se desprende una vez pintado el acero y inicia un punto de corrosión, por eso es necesario retirarla totalmente antes de cualquier tratamiento.

También se deben limar las superficies de aceites, grasas, etc. con detergentes. CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 a) pintura: procedimiento más empleado. 2. protección con recubrimientos no metálicos aislan el metal base resinas al cloro-caucho: mono-componente resistente a ácidos, álcalis y sales, agentes oxidantes y la humedad. Es termoplástica. agentes de deterioro protección contra la corrosión resinas vinílicas: PVA y PVC mono-componente resistente a ácidos, álcalis y sales, agentes oxidantes y la humedad. Es termoplástica. resinas epoxídicas: bi-componentes.

Alta resistencia química y física y buena flexibilidad y dureza. Uso industrial. resinas de Poliuretano: esmaltes y barnices de terminación. Buena resistencia a la intemperie, gran dureza, flexibilidad y brillo. Usada sobre bases epoxídicas. CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 2. protección con recubrimientos no metálicos aislan el metal base b) lechada de Portland: en varias capas permitiendo el secado de cada una de ellas antes de aplicar la siguiente. Antiguo y desfasado.

agentes de deterioro protección contra la corrosión CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 acero inoxidable es un tipo de acero resistente a la corrosión, dado que el cromo que contiene posee gran afinidad por el oxigeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Su coste es muy elevado agentes de deterioro protección contra la corrosión 3.

aleaciones CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 acero autopatinable (cor-ten): aleación con cobre que da aspecto de oxidado y crea una capa superficial impermeable al aire, impidiendo que la corrosión llegue a profundizar. Estos aceros ni se pintan, ni se protegen de forma alguna, por lo tanto la conservación resulta muy económica. agentes de deterioro protección contra la corrosión 3.

aleaciones CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La corrosión del acero ha de prevenirse mediante una estrategia global que considere en forma jerárquica al edificio en su conjunto (situación, uso, etc.), la estructura (exposición, ventilación, etc), los elementos (materiales, tipos sección, etc) y especialmente los detalles. Para ello deben evitarse: la existencia de sistemas de evacuación de aguas no accesibles para su conservación que puedan afectar a elementos estructurales. la formación de rincones, en nudos y en uniones a elementos no estructurales, que favorezcan el depósito de residuos o suciedad.

el contacto directo con otros metales (el aluminio de las carpinterías de cerramiento, muros cortina, etc) el contacto directo con yesos. agentes de deterioro prevención de la corrosión CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (CTE-DB-SI art 11) El objetivo del requisito básico "Seguridad en caso de incendio" consiste en reducir a límites aceptables el riesgo de que los usuarios de un edificio sufran daños derivados de un incendio de origen accidental, como consecuencia de las características de su proyecto, construcción, uso y mantenimiento.

Para satisfacer este objetivo, los edificios se proyectarán, construirán, mantendrán y utilizarán de forma que, en caso de incendio, se establezcan las exigencias básicas vimos en el tema de preliminares. agentes de deterioro fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 El Documento Básico DB-SI especifica parámetros, objetivos y procedimientos cuyo cumplimiento asegura la satisfacción de las exigencias básicas y la superación de los niveles mínimos de calidad propios del requisito básico de seguridad en caso de incendio.

Exigencia básica SI 1 – Propagación interior: Se limitará el riesgo de propagación del incendio por el interior del edificio. Exigencia básica SI 2 – Propagación exterior: Se limitará el riesgo de propagación del incendio por el exterior, tanto en el edificio considerado como otros edificios.

Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (CTE-DB-SI Art 11) agentes de deterioro fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Exigencia básica SI 3 – Evacuación de los ocupantes: El edificio dispondrá de los medios de evacuación adecuados para que los ocupantes puedan abandonarlo o alcanzar un lugar seguro dentro del mismo en condiciones de seguridad.

Exigencia básica SI-4 – Instalaciones de protección contra incendios: El edificio dispondrá de los equipos e instalaciones adecuados para hacer posible la detección, el control y la extinción del incendio, así como la transmisión de la alarma a los ocupantes. Exigencia básica SI-5 – Intervención de los bomberos: Se facilitará la intervención de los equipos de rescate y de extinción de incendios. Exigencia básica SI-6 – Resistencia al fuego de la estructura: la estructura portante mantendrá su resistencia al fuego durante el tiempo necesario para que puedan cumplirse las anteriores exigencias básicas.

Exigencias básicas de seguridad en caso de incendio (CTE-DB-SI Art 11) agentes de deterioro fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 La elevación de la temperatura que se produce como consecuencia de un incendio en un edificio afecta a la estructura de dos formas diferentes: 1 Por un lado los materiales ven afectadas sus propiedades, modificándose de forma importante su capacidad mecánica. 2 Por otro lado aparecen acciones indirectas como consecuencia de las deformaciones de los elementos, que generalmente dan lugar a tensiones que se suman a las debidas a otras acciones (p.e. peso cascotes).

agentes de deterioro fuego sección SI-6 resistencia al fuego de la estructura comportamiento del acero ante el fuego 300ºC comienza a disminuir su resistencia 500ºC resiste entre un 50 y un 70% 600ºC resiste entre un 30 y un 40% 800ºC rojo cereza: estado plástico (fragua) 1000ºC temperatura normal en un incendio 1400ºC se funde CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 86 sección SI-6 resistencia al fuego de la estructura agentes de deterioro fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 Capacidad de un elemento de construcción para mantener durante un periodo de tiempo determinado la función portante que le sea exigible, así como la integridad y /o el aislamiento térmico en los términos especificados en el ensayo normalizado correspondiente.

el valor de cálculo de efecto de las acciones, en todo instante , no debe superar el valor de la resistencia de dicho elemento.

sección SI-6 resistencia al fuego de la estructura agentes de deterioro fuego © Sonsoles González Rodrigo 2019 curva nominal que representa un modelo de fuego totalmente desarrollado en un sector de incendio curva normalizada ISO 834 Curva normalizada tiempo - temperatura agentes de deterioro fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 CTE DAV agentes de deterioro resistencia al fuego de los elementos estructurales CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 se forra la estructura para evitar el contacto directo con el fuego.

hormigón dentro del propio elemento metálico o exteriormente rodeándolo de malla y proyectándolo. fábrica de ladrillo+enlucido: se emplea en los edificios de viviendas con soportes metálicos. placas de cartón-yeso: (Pladur-foc con fibra de vidrio en el interior) mortero de cemento sobre malla metálica y galvanizada. proyecciones de vermiculita agentes de deterioro protección contra el fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 pinturas intumescentes: al alcanzar más de 120º, comienzan a esponjarse, protegiendo el interior del acero del ataque directo de la llama.

disminuyendo el coeficiente de masividad que es la relación entre la superficie expuesta y la sección del perfil. Cuanto más masa tenga el perfil, menor es el ataque del fuego. Se puede aumentar la resistencia al fuego rellenando los tubos de hormigón. agentes de deterioro protección contra el fuego CONSTRUCCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO Escuela técnica superior de edificación de Madrid © Sonsoles González Rodrigo 2019 últimos comentarios La finalidad de esta presentación es la del apoyo docente a la asignatura de construcción de las estructuras de acero impartida por la profesora Sonsoles González Rodrigo.

La información para la documentación del mismo ha sido extraída de la normativa vigente, de la bibliografía indicada en la asignatura, así como de documentación propia. Agradezco a mis compañeros de la asignatura, por todos los datos, imágenes, comentarios, … que hayan podido dar lugar a la generación de esta presentación El documento se destina al uso del alumnado de la asignatura, quedando por tanto prohibido su uso, cesión y reproducción por terceras personas. Madrid, 28 de enero de 2020