CUEVA DEL INGENIERO CIVIL: APUNTES, HERRAMIENTAS Y TEMAS DE INGENIERÍA CIVIL

Planillas, Hojas de Calculo, Programas y Macros hechas en Excel para Ingeniería Civil

2014-06-11T23:51:00.000-04:00

Planillas Hojas de Calculo Sheets Macros Programas hechos en Microsoft Excel Gratis para Ingeniería Civil

Aquí les presentare planillas/hojas de calculo de Excel gratis así como memorias de cálculo, que son útiles para la carrera de ingeniería civil en sus distintas ramas, no olviden que al ser planillas gratuitas estas pueden o no contener errores por lo que les recomiendo revisarlas siempre, comprobando formulas y comparándolas con las distintas normas de sus países de origen.

Planillas de Excel para el Ingeniero Civil:

Vigas metálicas

2013-04-28T17:52:00.000-04:00

Las vigas metálicas son estructuras que trabajan bajo flexión frente algunas acciones determinadas, ya que sus fibras interiores están sometidas a tracción y mientras que las superiores a compresión.

Cuando los esfuerzos axiales actúan a una distancia de la fibra neutra, provocan un esfuerzo de momento flector. Por su parte el acero responde de la misma manera con una resistencia que actúa de manera similar en los dos ejes.

Perfiles: Estos que te menciono forman diferentes tipologías el perfil L, el T y doble T.

Vigas Boyd: Los perfiles aligerados comúnmente llamados “vigas boyd” Se obtiene por mecanismos de perfiles estándares, y son adecuados en forma optima para que trabajen a flexión.

Vigas armadas: Las uniones de platabandas por soldaduras son llamadas así. Con ayuda de una barra en L.

Vigas en celosía: Estas se utilizan para solucionar grandes luces, es decir; las largas separaciones que existen entre los apoyos. Esta clase de viga se puede decir que es un entrearmado.

Su forma es la siguiente generalmente:

· Se debe de disponer angulares laminados normalizados, estos para los cordones del entrearmado

· Las barras serán también angulares normalizados.

Además las vigas también pueden ser fabricadas en hormigón, pero uno de sus mayores inconvenientes es su encofrado, sea este armado o hormigonado. Además de ello el resultado final de esta no si suele ser el mejor ya que se ve muy prolijo y ni pulido.

En muchas de las ocasiones se utiliza hormigón con el propósito de proteger a la armadura sean estos fenómenos de oxidación o fuego.

También les puede interesar la siguiente planilla Excel para diseño de columnas metálicas:

Diseño de vigas de acero por flexión método LRFD

Estructuras Metálicas Observaciones técnicas de Cubiertas

2013-04-28T06:30:00.000-04:00

Esto querido colega se refiere a la fabricación, suministro y montaje en el sitio de los elementos que componen la estructura metálica, ejemplo de ello es las columnas, cerchas, vigas, rejas, las armaduras, correas de acero, los tensores, el arrostramiento. Todo debidamente realizado según el diseño estructural.

Estas estructuras serán montadas por el ejecutor, según los alineamientos que están indicados en los planos, además de ello el sistema de anclaje, tipos de perfiles y la clase de aceros que se utilizaran están debidamente especificados en los planos de taller.

Además de ellos los aceros estarán especificados debidamente con las disposiciones técnicas, se debe de tomar en cuenta que no deberán de haber sufrido antes calentamiento ni soldaduras. Ninguno de los elementos metálicos que se emplearan deberá haber sufrido accidentes mecánicos o químicos antes, durante y después del montaje.

Como hemos visto con anterioridad en otros artículos todos los remaches o tornillos son fabricados bajo especificaciones técnicas que dicen los planos de taller. Sin dejar atrás que los procedimientos y soldaduras serán en base a las especificaciones.

Una vez la estructura de la cubierta este montada, esta deberá dar condiciones de seguridad, por ello es importante que le ejecutor haga las pruebas indicadas y apropiadas de cargas y resistencia de la cubierta.

Antes que se monte la cubierta se deberá revisar la estructura por el interventor para su aceptación y observación. Es mejor hacer todo con anticipación de medidas técnicas para no verse en problemas a la hora de entrega final.

Vigas metálicas de alma Aligerada

2013-04-27T18:28:00.000-04:00

Estas se llaman Vigas Metálicas con Alma Aligerada o Vigas Boyd, son elementos constructivos fabricados a partir de vigas laminadas que tiene perforaciones en su alma, sea esta de forma circular o hexagonal. También pueden realizarse a partir de vigas laminadas en zig-zag superponiéndose las dos partes luego que se calan en una longitud determinada.

En cuanto a la Resistencia de Vigas Aligeradas, se consigue que esta tengan el mismo peso por medio que la viga tenga mayor momento de inercia y con mayor modulo resistente. Sabemos que el alma de los perfiles suele soportar una parte de los esfuerzos de flexión y como las tensiones tangenciales se reducen, esas perforaciones que se le practica no implicarán una gran pérdida de resistencia.

¿Cuál es su ventaja?

· Esta es utilizada para cubrir grandes luces en construcciones ligeras

· Dan un aspecto mucho más ligero a la construcción

· El peso que se reduce incide o afecta en el resto del conjunto estructural formado por: pilares, cimentación, y otros más…

· Además permite que exista economía en el trasporte y en el montaje de las estructuras

· Las perforaciones que se le realizan en el alma de las estructuras, permiten un paso libre a todo tipo de instilaciones, haciendo más efectivas las mismas.

· Se puede adaptar en diferentes alturas debido a que las placas intercaladas tienen una altura determinada

· Es menor la superficie que se debe pintar

· Las vigas que son aligeradas presentan en relación a su peso mucha rigidez, por lo que las deformaciones de estas son menos apreciables.

Estructuras Metálicas de Acero

2013-04-27T06:26:00.000-04:00

Debemos saber porque esta constituido el acero, esta dado por una aleación de hierro y carbono donde este no supera el 2.1 % en el peso de la composición de la aleación y suelen alcanzar porcentajes de 0.2% y 0.3%.

¿Cuáles son algunas ventajas como material estructural?

· Una de ellas es su alta resistencia, como ejemplo el majestuoso punto de china llamado LUPO, es así como la alta resistencia por la unidad de peso implicará que será poco el peso de la estructura, y esto queridos colegas es de suma importancia como lo sabrán para puentes y edificaciones de gran tamaño.

· Otra de las ventajas es su uniformidad, lo podemos apreciar en la Torre EIFFEL de Paris

· Su elasticidad

· Durabilidad

· Ductibilidad, esta es una de las mejores ya que soporta grandes deformaciones sin fallar a bajos y altos esfuerzos de tensión.

· Tenacidad

Términos de estructuras metálicas de Acero

Ángulos estructurales L: este es el producto de acero laminado que se utiliza en la sección transversal con una finalidad que se mantenga la armonía de simetría.

Su uso: naves industriales, hará plantas industriales, torres de transmisión carrocerías.

Vigas H: este producto se fabrica en caliente y tiene la forma de una H. su variantes son, IPN, el perfil IPE, también el perfil HE.

Su uso:

La viga, pilares, cimbras, en grandes edificios y los sistemas estructuras de grandes dimisiones y complejidades.

Canales U: su sección tiene la forma de “U” son muy conocidas bajo el nombre de perfil UPN.

Su uso: se utilizan en la fabricación de estructuras metálicas como son las vigas, viguetas, carrocerías, cerchas, canales.

Barras redondas

Pletinas

Barras cuadras

Barras hexagonales

Perfiles por soldadura

Perfiles T

Unión en estructuras metálicas: Roblonado, Atornillado

2013-04-26T18:24:00.000-04:00

Veremos dos tipos de uniones que se puede optar a la hora de realizar una construcciones con estructuras metálicas una de ellas es el Roblonado, que consiste en un remache que tiene una espiga con un diámetro cualquiera, donde la cabeza de asiento se introduce en el material de manera tal que se enlaza con la otra pieza y así se forma la segunda cabeza y esta efectúa el cierre de unión.

Por lo que se dice que cuando se forma esta segunda cabeza el remache se transforma en un roblón, esta segunda cabeza de cierre se forma mediante una estampación, se puede hacer a mano o por medio de una maquina.

Los agujeros en las piezas siempre se deberán hacer por medio de un taladro, y no por un punzado ya que se puede agrietar con esta operación. Puedes utilizar el punzado hasta las chapas finas de 10mm de espesor.

Otro punto esencial que necesitas saber es que al realizar agujeros más grandes de lo necesario puede ser un peligro ya que la espiga de remache no lo cubrirá por completo y por consiguiente no serán reales los cálculos realizados.

Por lo que la longitud de la espiga debe de ser exacta de manera tal que cuando se introduzca la cabeza y se realice el proceso esta rellene el espacio.

Otra unión es por Atornillado

Para lograr una velocidad mayor en la obra se utilizan las uniones con tornillos. Y podemos tener 3 clases de tornillos:

· Los tornillos negro, estos no cumplen con las condiciones indicadas como lo antes mencionado.

· Tornillos calibrados, estos se exigen para el diámetro del agujero, y de la espiga con un ajuste de H 11/ h11, para las estructuras y para tornillos de diámetros entre 20 y 30mm

· Tornillos de alta resistencia

Resistencia de las Vigas Alveoladas y sus Ventajas

2013-04-26T06:22:00.000-04:00

Estas ofrecen a los constructores flexibilidad, además de ello un menor peso y espacio, reduciendo el precio y colocando un toque distinto en la estética de la construcción. Estas son formadas a partir de perfiles H laminados y en caliente, estos se cortan de forma especial.

¿Cuáles son sus ventajas?

Las ventajas que te presento a continuación son para estructuras de cubierta:

· Pueden optimizar las luces entre espacios de 10 a 50 m.

· Tiene un relación más efectiva entre calidad y peso

· Un ahorro en peso a las vigas estándares

· Tienen menor costes de fabricación en comparación de las vigas de celosía

· Se facilita el montaje por el peso que estas tienen.

Ventas de vigas alveolares en las estructuras de Forjado:

· La optimización de luces es en espacios de 12 y 25 m

· Hay mejor utilización del espacio debido a la altura libre con la que se cuenta

· Tiene mayor flexibilidad a la hora de meter las tuberías o los conductos de distribución por medio de los alvéolos.

· La estructura tiene menor peso ya que el diseño asimétrico del perfil lo permite

El modo para obtener mayor altura en las vigas alveolares es, formando de dos piezas T resultante de la soldadura.

Así se puede hacer las vigas con alvéolos circulares, hexagonales y octogonales. Así como los perfiles asimétricos para las aplicaciones de estructuras mixtas, como también para insertar pletinas.

¿Qué son los tornillos de alta resistencia?

2013-04-25T18:20:00.000-04:00

Estos se usan en las uniones de estructuras metálicas, pero son más resistentes que los tornillos ordinarios, los calibrados. Se llaman también tornillos “AR” estos son apretados de tal manera que se ejerce una gran presión y así aprovechar esta reacción que se da por rozamiento donde se trasmite el esfuerzo de los perfiles unidos.

Estos tornillos los caracteriza el agujero pequeño que necesitan para introducirlos en las piezas que se van a unir, para luego tensarlos con las tuercas, así se produce una presión importante entre las superficies de contacto.

El esfuerzo que se da en los vástagos o tornillos son trasmitidos por los elementos que juegan un papel importante en el rozamiento, mientras que se puede decir que el vástago del tornillo queda por atracción axil, y por torsión a consecuencia del momento de apertura que se le aplica.

Si se ejerce mayor presión de la que se necesita, puede ser que se sobrepase la resistencia del rozamiento. Si esto llega pasar los vástagos suelen tener un rozamiento con los agujeros, si bien es cierto que no pasa nada por la alta resistencia de los tornillos, no es bueno que ocurra.
Si se llega a sobre pasar la elasticidad de los materiales puede dar como consecuencia el desaparecimiento del pretensado de los tornillos. Aunque este caso igualmente se puede dejar como despreciado.

Es importante que siempre se emplea en medio de la unión las arandelas bajo la cabeza, y bajo la tuerca, estos serán de espesores acordes a los tronillos empleados.

Partes que Integran la Cercha

2013-04-25T06:19:00.000-04:00

Las cerchas son una estructura básica triangular que está compuesta por barras y está unida por medio de nodos, cada cercha se diseña con el fin de soportar las cargas que actúan sobre el plano de apoyo.

¿Qué partes integran una cercha?

Las correas y cabios

Las correas por ejemplo, tiene la función de dividir la cubierta en partes paralelamente a la dirección del alero, por su parte los cabios dividen los faldones en el sentido transversal.

Para las cubiertas que tiene poca dimensión los cabios se ubican separados entre sí a una distancia entre 70 y 80 cm.

Sin dejar atrás que las disposiciones de estos cabios a los dos lados de la cubierta metálica son independientes.

La Cercha

Se le llama también cuchillo, son utilizadas cuando la separación que existe entre los apoyos sea mayor a las especificaciones que dice el material. Y es un conjunto de triángulos que por lo general es un sistema indeformable.

Estas cerchas pueden ser de: madera, metálicas, o de hormigón armado.

Las cerchas metálicas son estructuras livianas y más económicas. Pueden ser de estos tipos:

· Cercha Polonceau: estas son de tirante horizontal o peraltado, el primer caso cubre las luces hasta 14m y el segundo caso hasta 24m.

· Cercha Inglesa: puede cubrir luces de 24 y 30 m.

· Cercha belga, puede cubrir luces hasta 30 m.

· Cercha en diente de sierra, lo mejor de ellas es que permite la iluminación lateral y cubren luces de 12 y hasta 15m.

Tipos de Galvanizados en Estructuras Metálicas

2013-04-24T18:17:00.000-04:00

La galvanización sirve como un sistema de protección ante la corrosión del acero. El galvanizado es un procedimiento de baños de zinc que se le realiza a la estructura metálica, cubriendo toda la superficie interiores, como también a los perfiles que son huecos.

Este baño de zinc es un éxito porque queda perfectamente adherido a la superficie metálica gracias a las capas que se le aplican.

Tipos de galvanización:

· Galvanización en general, este proceso sirve como recubriendo de piezas diversas a través de inmersiones que se le practica a los elementos mediante inmersiones de baño de zinc fundido.

· Galvanización en continuo, este procedimiento se realiza a chapas o alambres se cubren con zinc. Se pasan de forma continua por baños de este material a las estructuras metálicas

· Zincado Electrolítico, este recubrimiento como dice el nombre se da por recubrimiento electrolíquido de sales de zinc en disolución acuosa.

· Pinturas de polvo de zinc, estas son pinturas pigmentadas con una cantidad de polvo zinc. Esta capa después que ha secado protege y además ofrece un recubrimiento conductor de la electricidad.

· Protección Catódica, este protege las piezas mediante el contacto eléctrico de las piezas con un ánodo de zinc frente a un electrolito, en estas condiciones el mental que es más noble que es el caso de ánodo de sacrifico de zinc, se disuelve poco a poco , preservando de esa manera la pieza de corrosión

· Metalización por Zinc, estas piezas están preparadas previamente con chorro de arena, por medio de una proyección de zinc semifundido, con pistola atomizadora.

Soldadura por Arco Eléctrico

2013-04-24T06:15:00.000-04:00

Entre los procedimientos de soldadura este método al arco con electrodos recubierto ha tenido una amplia difusión y lo podemos ver hoy en día también, ya que permite tener una seguridad de empleo por la simplicidad de la misma. Aunque ya existen diferentes tipos de soldadura con más estética y capacidad.

En la soldadura eléctrica al arco con electrodos recubiertos, la energía es producida por el arco eléctrico que se hace cuando se unen el electrodo y el borde las piezas que se desea unir. Por su parte los electrodos están compuestos por un alma metálica donde el diámetro se define por el diámetro nominal del electrodo y con un revestimiento externo que se obtiene por las sustancias pulverizadas.

Estos son los elementos que juegan un papel importante en la soldadura por arco eléctrico:

· Electrodo

· Cordón de soldadura

· Escoria

· Material base

· Baño de fusión

· El arco eléctrico

Además de ello los equipos de soldadura son un el elemento fundamental, algunos de estos equipos utilizan corriente alterna otros corriente continua, los equipos de soldadura de corriente alterna son muy utilizados en el campo de la holística, y los equipos de soldadura a corriente continua son empleados sobre todo en la industria.

Estos son conectados en 110v o 220 v. Además debes saber que antes de comenzar a soldar es necesario tener sujetas las piezas a soldarás, de manera que estas permanezcan inmóviles a lo largo de todo el proceso.

El electrodo siempre se debe mantener inclinado en un ángulo de 15° sobre el plano horizontal de la pieza.

Supervisión de las Estructuras Metálicas

2013-04-23T18:12:00.000-04:00

Te mostrare los diferentes temas y particularidades para la supervisión de las estructuras metálicas.

La supervisión de medición y trazos:

· Con los planos en mano, se revisa el trazo de ejes de estructura

· Separaciones de las colindancias

· Los niveles de desplante de la cimentación

Supervisión en los elementos estructurales:

· Para ello se necesitan los planos estructurales, planos de detalles,

· Se supervisa los elementos que integran la estructura

Supervisión del montaje:

Antes de todo se debe ver y platear .os problemas que se pueden tener a la hora de montar la estructura, así como también los riesgo que se pueden originar. Es bueno saber todo esto, ya que un pequeño detalle puede traer como consecuencia la perdida de una vida de un ser humano, o perdías de materiales y eso provocaría el retraso en la obra.

Para evitar esos problemas debes saber que se cuenta con compañías especializadas en el tema, que se contratan para el montaje, ya que tienen maquinaria de última generación ideales para el trabajo, con la experiencia de hacerlo de manera efectiva y con rapidez.

Por ello el ejecutor y el ingeniero civil residente debe contar con los planos para supervisar que los elementos llámeseles, vigas, columnas y demás queden situados con exactitud en el lugar correspondiente, antes de proceder a soldar estos elementos, deberán estar alineados, emplomados, y nivelados.

Por ejemplo una vez que las columnas del primer nivel están posicionadas se procede a sujetar a sus anclas y a soldar sus conexiones con sus placas de apoyo.

Luego esté listo, se pondrán de acuerdo los supervisores de la estructura, mas el supervisor del concreto para probar en muto acuerdo el colado.

Soldadura Autógena

2013-04-23T06:46:00.000-04:00

Esta soldadura autógena es por fusión, conocida bajo el nombre de “soldadura oxi-combustible” o “oxiacetilénica” Esta última es la forma más difundida de soldadura autógena.

En este tipo de combustión se realiza por la mezcla de acetileno y el oxigeno que arde a la salida de una boquilla.

¿Qué materiales necesitas para una soldadura autógena?

1) Soplete con bolletas de oxigeno y acetileno: esta es la parte más importante de un equipo de soldadura autógena, el oxigeno y el gas. Ten mucho cuidado ya que no es tan evidente su escape.

2) Mezcla gaseosa: es donde se pone en contacto el oxigeno y el acetileno a gran velocidad. Existe en la apertura de la boquilla una presión tal que provoca la aspiración del acetileno y así se realiza la mescla de ambos.

3) Manómetros: esta reduce la presión que existe dentro de la botella ya si hace una llama utilizable: 1 bar para el oxigeno y 0.4 bar para el acetileno.

¿Cuál es el procedimiento?

Podremos el ejemplo de la unión para dos chapas metálicas, esta se colocan una junto a la otra esta es la posición en la que se soldará, es así como se inicia el calentamiento de la unión a punto de fusión y por la fusión de ambas se forma la costura o como le solemos llamar “Cordón de soldadura”.

Para conseguir una fusión rápida y evitar que el calor se propague es necesario utilizar un soplete.

Se pueden soldar distintos materiales: acero, cobre, latón, magnesio, aluminio.

Este tipo de soldadura autógena es utilizada para soldar tubería y tubos. Así como también para trabajo de reparación muy utilizado en taller mecánicos e instalaciones del hogar.

Montaje de piezas Metálicas y su Transporte

2013-04-22T17:45:00.000-04:00

Las piezas metálicas que se necesiten trasladar para ser montadas serán preparadas con anterioridad, y para ello se utilizan medios auxiliares como: cunas traviesas, perfileria, almohadilla de serrín y otros. Estas piezas son necesarias para que las piezas metálicas no sufra desplazamiento en el transporte, además tiene el fin de proteger para que no se deformen, como también se evite las torceduras y abolladuras, así a la hora de ser montadas encajen a perfección y no sean rechazadas.

¿Cómo se programan los trasportes?

Según como se vaya avanzando en la obra así será la programación del transporte de las piezas metálicas. La obra debe indicar en los planos de taller los tiempos de envió en el orden establecido.

Las piezas que superen los 4m de ancho y los 18 m de largo, serán trasportados con ayuda de un coche de acompañamiento, además es necesario que se evite los transportes próximos a fines de semana y días feriados.

Para el Montaje

Debes de tener en cuenta:

· Tener organizado las fases del montaje de las piezas metálicas con ayuda de tiempos y orden de montaje

· Se debe describir el equipo que se necesita para el montaje de cada fase

· Describir también el equipo de sujeción provisoria: cimbras, apeos, soportes provisionales.

· Un listado detallado de cada profesional que se necesita en cada fase: montadores, caldereros, soldadores, a demás de su cualificación.

· También es necesario detallar y tener los elementos de protección de seguridad.

· Tener a la mano los planos de replanteo, nivelaciones, alineaciones, y aplomados.

Las Uniones por Viga-Soporte

2013-04-22T06:42:00.000-04:00

Estas son las uniones que se producen en los elementos estructurales que se trabajan bajo flexión y cortadura, estos trasmiten sus cargas a otros que están sometidos a presión. Podemos ver en el código técnico que las uniones se clasifican en función de la rigidez y por su resistencia. Así que las evaluaremos como tales.

Evaluación por su rigidez:

Son 3. La nominalmente articulada, las rígidas, y las semirrígidas.

Nominalmente articulada: en estas son donde se desarrollan momentos significativos, que podrían afectar a los miembros de las estructuras.

Las Rígidas: en ellas la deformación de esta no influye significativamente sobre la distribución de los esfuerzos en las estructuras. Pueden transmitir las fuerzas y además soportar los giros de cálculo.

Las Semirrígidas: estas no son ni rígidas, ni nominalmente articuladas. Las Tienden a ser capaces de trasmitir los momentos y las fuerzas evaluados en los cálculos.

En función de su resistencia:

Nominalmente articuladas, estas son capaces de transmitir los esfuerzos obtenidos en el análisis global de la estructura, así como su cálculo de flexión no es mayor a la cuarta parte del momento resistente plástico del cálculo de la pieza que tiene la menor resistencia unida. Eso si siempre que exista la capacidad suficiente de giro.

Totalmente resistente o de resistencia completa, esta tiene igual la resistencia de los elementos que conecta

Parcialmente resistente, esta tiene resistencia menor que los elementos unidos, pero si es capaz de transmitir su fuerza y momentos que se obtuvieron en el análisis de cálculo.

Protección contra el Fuego de las Estructuras Metálicas

2013-04-21T18:38:00.000-04:00

Dentro del tema de la protección de las estructuras metálicas de superficies, son muchas las herramientas indicadas para atenuar el efecto del calor en las piezas. Cuando estas piezas se encuentran cerca de los focos de calor su comportamiento mecánico cambia.

¿Cómo podemos proteger las estructuras ante el fuego?

· Con pinturas Intumescentes: esta pintura es aplicada entre medio de la primera capa y la última del acabado, esta no modifica las dimensiones ni la geometría de los elementos protegidos. Pero presenta la desventaja de no ser muy eficaz, ya que la estructura al estar en contacto por 50 minutos con el fuego pierde su estabilidad. Por ello el uso es muy limitado.

· Morteros Ignífugos: estos morteros son compuestos por ligantes hidráulicos, son áridos ligeros compuestos lana mineral y aditiva especial. Permite mayor estabilidad llegando hasta 4 horas con resistencia ante el calor de la llamas. Su acabado puede ser liso o riguroso.

· Placas rígidas de revestimiento: este tipo de protección contra el fuego es basado en paneles de silicato cálcico, estos son muy livianos y fáciles de manejar. permiten la creación de alojamientos en su interior para que se quede el perfil. El espesor y la cantidad que capas que se le aplicará, determina la estabilidad al calor de las llamas. El tiempo que se ha comprobado como máximo en este caso de placas rígidas de revestimiento es aproximadamente de 3 horas de exposición al fuego.

Pilares Metálicos

2013-04-21T06:35:00.000-04:00

De acuerdo al nudo así son los esfuerzos que recibe un pilar metálico, sabemos que este generalmente recibe esfuerzos axiales por la compresión, y si las Jácenas se entregan a sus caras o en el caso que el nudo sea isostático los axiales se aplicaran descentralizados en relación a los ejes principales. Esto provoca fuerza X distancia es decir; “Momento Flector”.

Este momento flector posiblemente aparecerá en las dos planos principales, al ocurrir esto se dice que los pilares se han sometido a una flexión esviada.

Por lo general todos los pilares metálicos trabajan a compresión, es mas la resistencia de acero ante una compresión es muy elevada, por lo que determina secciones pequeñas.

¿Cuáles son los tipos de pilares metálicos que existen?

Se dice que la forma en que trabajan los pilares metálicos son necesarias las secciones de acero con momento de inercia muy parecida.

Ocurre una sección de pandeo en los pilares cuando la esbeltez y la longitud de los pilares se combinada con el axil de compresión. Las secciones que se utilizan por lo general son:

· Cuadradas

· Rectangulares

· Y posiblemente también circulares

Y estas secciones se consiguen al unir dos uniones de dos o los perfiles laminados. Un ejemplo de ellos es:

· 4LPN

· 2UPN

Cuando un esfuerzo ocurre en los planos principales es ahí donde se utiliza un perfil H, pero existe un riesgo pequeño de pandeo en el otro plano, también se dice que existe un riesgo cuando se encuentran arriostrados.

Los arriostramientos laterales disminuyen significativamente la longitud del pandeo del pilar.

Como un Tips, te diré que los perfiles “I” no son aconsejables ya que estos se pandean con mucha facilidad, porque el plano casi no tiene inercia. Por ello los perfiles se suelen utilizar como jácenas.

Fases de Ejecución estructuras Metálicas en Taller

2013-04-20T18:32:00.000-04:00

Para ejecutar una obra de estructura metálica es indispensable dos etapas una de ellas es la elaboración en taller y la segunda el montaje en la obra. Aquí te presentaren en detalle la fase de ejecución estructuras metálicas en taller.

· El Plantillaje: este se da con la confección de plantillas al tamaño natural de la forma que se requiera. Se deberá indicar el diámetro de de los agujeros y la ubicación exacta del mismo, así también la identificación con numero o la marca de el elemento que corresponda. Hoy en día existen talleres que trabajan con tecnología informática y ya no requieren de las plantillas.

· Preparación, enderezado y conformado: este paso se realiza para eliminar los pequeños defectos de laminación, además de suprimir marcas de relieve, así también para eliminar impurezas adheridas. Por lo general se a hace en frio el enderezado de perfiles, planeado de chapas y plegado. Se realiza la conformidad de chapas en frio cuando estas no superan lo 10mm, o también le radio de la curvatura no sobrepase 50 veces su espesor.

· Marcado sobre los productos: todo el material debe ser marcado en una forma exacta y muy precisa para poder realizar el corte y taladros. Es así como el taller debe llevar un control muy preciso de esto, teniendo muy en cuenta que elementos se emplea en una determinada chapa.

· Cortes y perforaciones: los cortes se efectúan con las siguientes herramientas, disco, sierra, cizalla, maquina de oxicorte, plasma. Uno de los más perfectos es el que se realiza con plasma, ya que el sistema calienta muy poco la chapa. Por otra parte el corte con agua se utiliza para grandes espesores con un chorro de 3.000 y hasta 4.000 atm sobre la chapa. La cizalla solo es utilizado para chapas, planos y angulares de 15mm de espesor.

· Soldaduras

· Perforaciones

· Armado

· Identificación de las piezas

Estructuras Metálicas: Detalles de CAD

2013-04-20T06:29:00.000-04:00

¿Qué son los detalles de estructura metálica en CAD?

Como muchos sabemos las grandes compañías o la micro compañías, nos vemos en la obligación de presentar planos de construcción y para ello necesitamos de la herramienta que mundialmente se reconoce para trabajar en planos y esta es “Auto CAD”, por ello en ocasiones necesitamos de detalles constructivos que otras personas con anterioridad han hecho, y que mejor forma que descargarlos y tomar este recurso que lo tenemos a la mano.

Algunos detalles de estructura metálicas en CAD, son muy utilizados por diferentes profesionales que nos vemos en la obligación, llámese por tiempo, o por otro factor, de tomar detalles ya hechos, que nos facilitan la vida para copiar y pegar, y en ocasiones solo para ajustar a nuestras especificaciones técnicas. Por ello este día te dejar algunos detalles de CAD de estructuras metálicas que te detallo a continuación:

· Detalle a anclaje a cimentación de pilar IPE

· Detalle de encuentro de pilar con vigas

· Sección estructural e pórtico

· Además un detalle de brochales

· También te dejo un detalle de embrochalado de viga continua en viga de acero

· Conjunto de placas y cartelas para pilar centrado

· Sección de forjado con una viga metálica y continua

Espero que estos detalle te sirvan mucho en tus planos constructivos, además recuerda que puedes encontrar mas artículos relacionados al tema en tu pagina http://www.cuevadelcivil.com, donde podrás tener acceso a todos los artículos que te ayudarán en tus tareas como también en la vida laboral de un ingeniero civil.

Estructuras con Membrana Tensada

2013-04-19T18:26:00.000-04:00

Este sistema constructivo es utilizado para algunas instalaciones especificas como lo son: instalaciones deportivas, oficinas, grandes naves y se le llama “Arquitectura de alta tecnología”. Este sistema se utiliza como la estructura completa de un edificio, es decir; como techo a manera de toldo.

Así se le da un realce especial a la obra arquitectónica y permite que se perciba un impacto estético atractivo y monumental, es utilizado sobre todo es construcciones artísticas, exposiciones, patios, restaurantes…

Estos tipos de estructuras metálicas pueden dar un toque especial a la arquitectura ya que se puede tomar la cubierta como elemento arquitectónico, además de eso ofrece la experiencia de luz difusa del sol, además de acústica y la sensación espacial única.

Este es un sistema con membrana tensada es muy completo ya que resuelve los problemas de funcionales, estructurales y estéticos, permite que el proyecto tenga un profesionalismo distinto, el proceso de estructura con membrana tensada difiere un poco de los demás. Ya que el análisis estructural debe estar completamente ligado al diseño arquitectónico, es así como mediante la generación de formas se establece la forma natural del equilibrio. Debe de ser suficiente para mantener todas las partes de la membrana bajo tensión no importando que cargas se le coloque.

Es muy importante para la estabilidad de la estructura tensil que la tela sea curvada de la misma manera pero en direcciones opuestas, lo que en matemáticas se conoce como parábolas hiperbólicas, adema de ello las fibras del tejido son colocadas o orientadas paralelamente a las curvas.

El material utilizado como membrana tensil es “politetrafluoretileno” es muy conocida con su nombre bajo marca comercial teflón, este es muy bueno para las estructuras debido a sus características elásticas y su escasa fragilidad.

Elementos que componen Las Naves Industriales

2013-04-19T06:19:00.000-04:00

Comenzaremos diciendo que una nave industrial es una construcción ideal para resolver los problemas que se tienen de alojamiento en una industria. Además también se encuentra con la definición de ser una instalación física o diseñada y construida para realizar actividades de la gama industrial.

Se debe saber que en las naves industriales son muy necesarios los claros grandes con el fin de poder lograr espacios más grandes sin necesidad de apoyos que se dejen en medio, así que la nave industrial pueda hacer sus operaciones sin ningún obstáculo.

¿Cuáles deben ser sus características?

i. Su Rapidez, estas naves son muy fáciles de hacer ya que sus elementos son prefabricados solo se necita de ensamblajes con ayuda de grúas, por lo tanto el tiempo de construcción se acorta y se realiza en menor tiempo.

ii. Su Economía, es un gran ahorro que se tiene al formar grandes claros, a demás que las armaduras son muy ligeras, ya que se construyen las naves industriales en poco tiempo y con menos mano de obra.

Ahora bien cuáles son los elementos principales de las naves Industriales:

Lo primero son las zapatas están pueden ser de hormigón de masa, también de armado con planta cuadrada, o vertical.

Lo segundo son las columnas, en este caso las columnas son las que soportan el peso de las armaduras así como también la carga producida por el viento, las cargas que se dan por impacto y los sismos.

Tercero es la armadura, estas trabajan como barras unidas y absorben esfuerzos de compresión o tensión.

Cuarto son los largueros, estos soportan el peso de la lamina y trabajan a esfuerzo e cortante y flexión

Y el quinto son los techos de lamina, estas deben ser de poco peso.

Durabilidad de la Estructura de Acero

2013-04-18T18:48:00.000-04:00

Se puede definir como la durabilidad de una estructura de acero la capacidad que tiene la estructura de de soportar durante su vida útil las condiciones climáticas, físicas y químicas las que está expuesta y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencias de efectos diferentes a las cargas.

Para que una estructura sea durable se debe considerar todas las posibles circunstancias por la que pasara la estructura por efectos de degradación sobre ella. Y actuar sobre cada una de ellas en las fases de ejecución, proyecto y uso sobre la estructura.

Una buena estrategia para la durabilidad de la estructura debe de tomar encuentra que sobre la estructura puede existir varios elementos estructurales sometidos a diferentes tipos e ambiente.

Estos son algunos aspectos que se deben tomar encuentra para una estrategia de durabilidad para la estructura:

· Se debe seleccionar la forma estructural, aquí es donde se facilita la preparación de la superficie, el pintado, las inspecciones y por ende el mantenimiento de la misma.

· Se debe evitar los diseños que lleven a una corrosión, eligiendo formas de elementos sencillos.

· Se debe reducir al mínimo el contacto directo entre acero y agua

· Cuando la estructura presenta sitios que no se puede accesar o elementos huecos, se debe tomar en cuenta que la soldadura debe ser en forma continua, así se cuidará de manera efectiva ante la corrosión.

Cuando se vea afectado o no se haya podio proteger la estructura se puede recurrir a las disposiciones del sistema especiales como son:

· Materiales de recubrimiento en polvo

· Productos para el mantenimiento de la superficie que sean químicos

· Y la protección catódica.

Defectos en las Uniones Atornilladas

2013-04-18T18:47:00.000-04:00

Recordemos como habíamos visto antes que las uniones atornilladas necesitan de tornillos como:

· Tornillo Ordinarios “T”

· Tornillos calibrados “TC”

· Tornillos de alta resistencia “TR”

Y además existen dos formas por las que se pueden dar las uniones con tornillería y estas son:

· Las uniones atornilladas no prensadas

· Las uniones atornilladas prensadas

Veremos el primer caso, las uniones atornilladas no prensadas…

Estos errores generalmente son originados por no complementar los siguientes aspectos:

a) El diámetro del taladro debe ser específico en la normativa NBE EA-95, esta tolerancia a veces es muy difícil de conseguir en los talleres que no poseen taladros o medios de corte con su numeración correspondiente.

b) Se debe situar la arandela debajo de la tuerca

c) Se debe de cuidar que la parte roscada no quede adentro de la unión, por que el tornillo trabajaría con aplastamiento en las paredes del taladro.

d) La rosca debe sobresalir de la tuerca por lo menos un filete para apretarla bien.

e) Es mejor solicitar el certificado de la unión de los tornillos, ya que puede presentar alguna fisura en la zona de rosca, esto no es tan frecuente.

En las uniones atornilladas pretensadas:

Estos son los casos de al utilizar tornillos de alta resistencia…

a) Cuando el diámetro del taladro es superior al permitido

b) Se debe situar arandelas de bajo de la tuerca y de la cabeza

c) Cuando las superficies de contacto no quedan planeidad necesitaría, se recomienda aplicar una resina, film, platico adhesivo o colocar chapas de ajuste en cuña en los casos que se han muy pronunciados.

Defectos en las Soldaduras

2013-04-17T18:45:00.000-04:00

En una unión pueden surgir diferentes defectos y se puede originar por el tipo de electrodos que se hayan utilizado o también por las deformaciones que se hicieron por el intenso calor generado en la soldadura, a demás por las discontinuidades del cordón de soldadura. Es así como se puede ver defectos internamente como externamente.

· Un defecto de soldadura se da, al momento que estamos soldando el material, estas zonas aledañas alcanzan una temperatura muy alta que cuando se enfría se contraen. Si las contracciones no las impiden elementos que rodeen la soldadura se originan deformaciones como: acortamientos y angulares.

· En cuanto a la calidad de los electrodos, esta será similar a la que tienen los materiales que se utilizan. Por ejemplo si los electrodos tienen demasiada resistencia presentara la soldadura deformaciones defectuosas.

· Se dice que un defecto de soldadura se da, cuando la masa que rodea la soldadura impide la contracción cuando esta se está enfriando, se origina en la soldadura y las piezas unidas un campo de tensiones residuales. Estas con anterioridad deben ser controladas para que no sean riesgosas al combinarse con las tensiones o esfuerzos de las cargas.

· Con la penetración insuficiente, se debe tener cuidado porque da un defecto que no es visible y se necesitará un US, ya que no se detecta con RX.

Se produce cuando el chaflán de la soldadura no está completamente lleno o cuando el contacto del metal base con el material de fusión no está completamente en toda la estructura metálica.

· La falta de fusión, es uno de los defectos más serios que puede existir internamente en una soldadura, y es producido cuando el electrodo cae sobre el material base sin alcanzar el fundimiento. Puede ocurrir en las dos soldaduras: a tope y en soldaduras con ángulo.

Cubiertas Metálicas

2013-04-17T15:43:00.001-04:00

Las cubiertas metálicas tienen como fin, cubrir grandes espacios sin necesidad de un apoyo por el medio, y así veremos algunos casos de ellas:

Las Cerchas. El principio estructural de las cerchas es la triangulación. Este principio estructural se lograra a bases de triángulos recorriendo sobre todo la cubierta metálica, a esto se le denomina Cercha o también “caballo”

Las fuerzas trabajan dentro de las barras. Las barras que están inclinadas trabajan a compresión, mientras que las que están horizontales trabajan a tracción. Para que funcionen correctamente las cargas se concentran en los nudos y estos son isostáticos. Cuando se aumenta la altura de la cercha se consigue mayor inercia.

Las barras inclinadas o caballos al ser muy esbeltas sufren pandeo, para evitarlo es mejor introducir otra barra llamada “codal”.

Arrostramiento. Como hemos visto las cerchas pueden resistir las cargas verticales, pero en los esfuerzos laterales se ven afectadas, son muy inestables.

¿Qué se debe hacer?

Para evitar que se vuelque la cercha se ponen barras de arrostramiento en cada cercha y estas son las denominadas “Cruces de san Andrés”

Las Mallas Espaciales. Estas se forman a partir de la unión de barras que tienen pequeñas secciones como también su longitud sea menor. Lo mejor de todo es, lo sencillo que se vuelve a montar la estructura.

Los Nudos. Estos garantizan la transmisión de esfuerzos, y te facilitan la construcción de red espacial. Se puede decir que en un mismo nudo concluyen muchas barras o varias barras.