Diseño de elementos de acero investigacion

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EL DISEÑADOR DE ESTRUCTURAS.

El diseñador de estructuras armoniza y proporcionar las estructuras y sus elementos, de tal manera que las mismas puedan soportar satisfactoriamente las cargas que probablemente las solicitan. Se puede decir que está involucrado en : la disposición general de la estructura; estudio de las formas estructurales posibles que puedan utilizarse; consideraciones de condiciones de cargas, análisis de esfuerzos, deformaciones, etc. ; diseño de elementos ; preparación de planos de proyecto y de taller. Específicamente la palabra diseño involucra armonizar los distintos elementos de una estructura una vez calculados los esfuerzos, y este será el proceso que se enfatiza utilizando el acero estructural como material básico.

OBJETIVOS DEL DISEÑADOR DE ESTRUCTURAS.

El diseñador de estructuras debe aprender a distribuir y dimensionar los elementos de las estructuras de modo que las mismas tengan suficiente resistencia y rigidez y sean razonablemente económicas y que pueden montarse de manera práctica. Estos detalles se discuten brevemente a continuación.

a).-Seguridad: Una estructura no solo debe soportar en forma segura las cargas a que está sujeta, sino que debe soportarlas de modo que las deformaciones y vibraciones no sean tan grandes como para atemorizar al usuario o causar agrietamientos de apariencia peligrosa.

b).-Costo: El diseñador debe tener en mente los detalles que reducen el costo sin sacrificar la resistencia. Estos aspectos incluyen el uso de secciones de medidas comerciales, con conexiones y detalles sencillos, y el uso de elementos y materiales que no requieran con el tiempo, altos costos de mantenimiento.

c).- Sentido práctico: Otro objeto es el diseño de estructuras que puedan fabricarse y montarse sin que se presenten grandes problemas. El diseñador necesita conocer métodos de fabricación y tratar de adaptar su trabajo a las facilidades disponibles.

El diseñador deberá tener los más altos conocimientos posibles acercar de dibujo de detalles, de la fabricación y montaje en el campo de las estructuras de acero.

Finalmente necesita organizar los elementos de la estructura de manera que no interfiera con las instalaciones que requiera el proyecto (ductos, tubería, cables, etc.), ni modifiquen el aspecto arquitectónico.

PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO.

El diseño de un miembro estructural de acero implica mucho más que el cálculo de las propiedades requeridas para resistir las cargas y la selección del perfil más ligero que tenga tales propiedades. Aunque a primera vista este procedimiento parece que presenta los diseños más económicos, deben considerarse otros factores. Alguno de estos son los siguientes:

1.- El proyectista necesita seleccionar las dimensiones en que se fabrican los perfiles laminados. Vigas, placas y barras de tamaño poco comunes serán difíciles de conseguir en periodos de mucha actividad constructiva y resultaran costosos en cualquier época. Un poco de estudio le permitirá al proyectista a evitar tales perfiles.

Los fabricantes de acero reciben constantemente información de las empresas constructoras acerca de las dimensiones de perfiles disponibles. La mayor parte de los perfiles estructurales pueden conseguirse en longitudes de 60 a 75 fts., dependiendo del fabricante, aunque bajo ciertas condiciones pueden conseguirse hasta de 120 fts.

2.- En ciertos casos, puede ser un error, suponer que el perfil más ligero es el más barato. Una estructura diseñada según el criterio de la “sección más ligera” consistirá en un gran número de perfiles de formas y tamaños diferentes. Tratar de conectar y adaptar todos esos perfiles será bastante complicado y el costo del acero empleado probablemente será muy alto. Un procedimiento muy razonable sería unificar el mayor número posible de perfiles en cuanto al tamaño y forma aunque algunos sean de mayor tamaño.

3.- Las vigas escogidas para los pisos de edificios son los de mayor peralte, ya que esas secciones, para un mismo peso tienen los mayores momentos de inercia y de resistencia. Conforme aumenta la altura de los edificios, resulta económico modificar este criterio.

4.- los costos de montaje y fabricación de vigas de acero estructural son aproximadamente los mismos para miembros ligeros o pesados. Las vigas deben entonces espaciarse tanto como sea posible para reducir el número de miembros que tengan que fabricarse y montarse.

5.- Los miembros de acero estructural deben pintarse solo si lo requiere la especificación aplicable. El acero no debe pintarse si va estar en contacto con el concreto. Además, los diversos materiales resistentes al fuego usados para proteger a los miembros de acero se adhieren mejor so las superficies no están pintadas.

6.- Es muy conveniente utilizar la misma sección el mayor número de veces posible. Tal manera de proceder reducirá los costos de detallado; fabricación y montaje.

7.- Para secciones grandes, particularmente las compuestas, el diseñador necesita tener información relativa a los problemas de transporte. Esta información incluye las mismas longitudes y alturas que pueden enviarse por camión o ferrocarril, los claros libres bajo puentes y líneas de transmisión que se encuentran en el camino a la obra, así como las cargas permisibles sobre los puentes que deben cruzarse. Es posible fabricar una armadura de acero para techo en una sola pieza, pero tal vez no sean posibles transportarla a la obra y montarla en una sola pieza.

8.- Deben escogerse secciones que sean fáciles de montar y mantener. Por ejemplo los elementos estructurales de un puente deben tener superficies expuestas, dispuestas de manera que puedan pintarse periódicamente.

9.- los edificios tienen con frecuencia una gran cantidad de tuberías, conductos, etc., por lo que deben escogerse elementos estructurales que sean compatibles con los requisitos de forma y tamaño impuestos por tales instalaciones.

10.- los miembros de una estructura de acero, a veces están expuestos al publico, sobre todo en el caso de los puentes de acero y auditorios. La apariencia puede ser el factor principal al tener que escoger el tipo de estructura, como en el caso de los puentes. Los miembros expuestos pueden ser muy estéticos cuando se disponen de manera sencilla y tal vez cuando se escogen elementos con líneas curvas; sin embargo, ciertos arreglos pueden ser sumamente desagradables a la vista.es un hecho que algunas estructuras de acera, bellas