REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA

(UNEFA).

NCLEO MIRANDA EXTENSIN OCUMARE DEL TUY.

CTEDRA: PROYECTO DE ACERO.

CONEXIONES, VIGAS, COLUMNAS Y CARGAS

Profesor: Bachilleres:

ING. Anthony Pinto Dayana Jimnez C.I: 18.465.798 Gnesis Velzquez C.I: 24.283.408 Dilia Ovalles C.I: 20.483.089

Gerdanis Gonzlez C.I: 18.728.735 Ing. Civil-6-01

Ocumare del Tuy, Octubre de 2015.

CONEXIONES, VIGAS Y COLUMNAS

CONEXIONES

La construccin en estructuras metlicas debe entenderse como

prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos

que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna

manera que garantice el comportamiento de la estructura segn fuera

diseada.

La seleccin del tipo de conexiones debe tomar en consideracin

el comportamiento de la conexin (rgida, flexible, por contacto, por friccin,

entre otros.), las limitaciones constructivas, la facilidad de

fabricacin (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automticos,

repeticin de elementos posibles de estandarizar, entre otros.) y aspectos de

montaje(accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante,

soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar

de montaje, tiempo disponible, entre otros.).

Tipos de conexiones

Remaches en caliente o roblones

Las primeras estructuras metlicas empleadas en los puentes a

mediados del siglo XIX se construan a partir de hierro colado y/o forjado,

materializndose las uniones mediante remaches en caliente o roblones.

Para hacer este tipo de uniones, las planchas que se deban unir se

perforaban en un rgimen que se determinaba por clculo, reforzando los

empalmes y traslapes con planchas igualmente perforadas de acuerdo al

mismo patrn. Muchas veces estas planchas adicionales llegaron a

representar hasta el 20% del peso total de la estructura. Los roblones o

remaches tienen una cabeza ya preformada en forma redondeada y se

colocan precalentados a una temperatura de aprox. 1.200C, pasndolos por

las perforaciones y remachando la cara opuesta hasta conformar la segunda

cabeza. Al enfriarse, su caa sufrir una contraccin que ejercer una fuerte

presin sobre los elementos que se estn uniendo. Este sistema de conexin

funciona por la enorme dilatacin trmica del acero que permite que, an

elementos relativamente cortos como los roblones, se contraigan

significativamente al enfriarse desde los 1.200C hasta la temperatura

ambiente.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se

relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas

correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su

momento (condiciones ergonomtricas del trabajo del soldador, condiciones

de clima, entre otros.) Hoy en da, una tendencia ampliamente recomendada

es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer

conexiones apernadas en obra.

Soldadura

La soldadura es la forma ms comn de conexin del acero estructural

y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusin superficial de las

caras en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los

elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus

propiedades mecnicas y qumicas, el calor debe alcanzar a fundir las caras

expuestas a la unin. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor

resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se

presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr

una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por

reduccin de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas

logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Conexiones apernadas

Otra forma frecuente de materializar uniones entre elementos de una

estructura metlica es mediante pernos. Hoy, el desarrollo de la tecnologa

ha permitido fabricar pernos de alta resistencia, por lo que estas uniones

logran excelentes resultados.

Ha sido generalmente aceptado que es mejor que las uniones

soldadas se realicen en taller, en que se puede trabajar en un ambiente

controlado, en forma automatizada o con los operadores en posiciones

suficientemente cmodas para garantizar un buen cordn de soldadura.

Asimismo, en taller es mucho ms factible el someter las soldaduras a un

exigente control de calidad, que incluye la certificacin mediante rayos-x o

ultrasonido de las soldaduras, lo que en terreno frecuentemente es costoso y

a veces imposible de realizar.

En concordancia con lo anterior, la tendencia actual y creciente es a

realizar las uniones apernadas en terreno (cuya inspeccin y control de obra

es mucho ms fcil y econmica) y las uniones soldadas en taller. Aun as, la

construccin y materializacin de estas uniones apernadas requiere de un

cuidadoso y detallado planeamiento en los planos de fabricacin, cuya

precisin milimtrica debe ser estrictamente respetada en la maestranza a fin

de evitar descalces o problemas en el montaje. Entre las ventajas de las

uniones apernadas se cuenta con que existe una amplia gama de

dimensiones y resistencia, no se necesita una especial capacitacin, no

exige un ambiente especial para el montaje y simplica los procesos de

reciclado de los elementos.

Tornillos

Los tornillos son conexiones rpidas utilizadas en estructuras de acero

livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de bajo espesor. Las

fuerzas que transfieren este tipo de conexiones son comparativamente bajas,

por lo que normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de

tornillos. Los tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no

necesitan de perforacin gua y se pueden utilizar para metales ms

pesados). Entre las ventajas de estas conexiones hay que destacar que son

fciles de transportar, existe una gran variedad de medidas, largos,

dimetros y resistencia; y finalmente, que son fciles de remover, factor

importante para el montaje y desmontaje de los componentes de la

estructura.

Diseo de uniones

Un aspecto importante en el diseo de uniones y conexiones es la

determinacin del tipo de conexin que se disea: si es rgida o articulada

(flexible).

Conexiones rgidas: aquellas que conservan el ngulo de los

ejes entre las barras que se estn conectando.

Conexiones articuladas o flexibles: aquellas que permitan una

rotacin entre los elementos conectados (aunque en la realidad no

existan conexiones 100% rgidas ni 100% flexibles).

Ambas se pueden ejecutar por soldadura o apernadas, pero ser

determinante el diseo, el uso de elementos complementarios (ngulos,

barras de conexin, nervaduras de refuerzo, entre otros.), la posicin de los

elementos de conexin y las holguras y/o los elementos que permitan la

rotacin relativa de un elemento respecto del otro.

Uniones articuladas o flexibles

La construccin con base de articulaciones de acero ya sea dentro de

las armaduras o no, trabaja a compresin y a tensin para poder dar soporte

a la estructura, ya que cuando se trata de tensin, el acero es uno de los

materiales ms efectivos. Entonces, podemos decir que la articulacin es el

punto donde coinciden todos los elementos de acero y al mismo tiempo se

logra un equilibrio perfecto entre la tensin y compresin, siendo la suma de

estos dos igual a cero. La falta de este equilibrio puede causar que la

estructura se empiece a mover hasta que falle.

Uniones rgidas y semirrgidas

Un empotramiento es una conexin entre dos miembros estructuraes

que impide la rotacin y el desplazamiento en cualquier direccin de un

miembro respecto al otro. Tambin llamado nudo rgido, junta rgida y unin

rgida.

Mientras las uniones rgidas mantienen los ngulos que forman entre

s las piezas enlazadas; las semirrgidas son flexibles y se produce un giro

relativo entre las barras enlazadas en el nudo, pero existiendo una

transmisin de momentos.

VIGAS

En ingeniera y arquitectura se denomina viga a un elemento

estructural lineal que trabaja principalmente a flexin. En las vigas, la longitud

predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal

A partir de la revolucin industrial, las vigas se fabricaron en acero,

que es un material istropo. El acero tiene la ventaja de ser un material con

una relacin resistencia/peso superior a la del hormign, adems de que

puede resistir tanto tracciones como compresiones mucho ms elevadas.

A partir de la segunda mitad del siglo XIX, en arquitectura, se ha

venido usando hormign armado y algo ms tardamente el pretensado y el

postensado.

Tipos de vigas de acero

Viga I

Con la forma de la letra "I", la viga I soporta habitualmente pisos, ya

que puede soportar un mayor peso. Tambin se la llama viga "H", se

compone de dos bridas horizontales planas, una en la parte superior y otra

en la inferior, que encierran una viga vertical llamada la red. La combinacin

de los soportes verticales y horizontales distribuyen igualmente el peso.

Hechas de acero, las vigas I estn disponibles en varios tamaos para

proyectos residenciales y comerciales.

Viga voladiza

En base a la torsin o la fuerza de giro y el equilibrio, una viga

voladiza slo se admite en un extremo. Las vigas de cemento reforzado con

acero para balcones y puentes utilizan vigas voladizas para soportar el peso

suspendido. En la construccin de puentes, las cercas, secciones de

armazn triangular, ayudarn a reforzar las vigas voladizas.

Viga de toque

Una viga econmica pero fuerte a base de alternar paneles de madera

y acero, las vigas de toque ayudan a reducir los costos de construccin. A

menudo se utilizan en la construccin de viviendas residenciales, se pueden

unir a los marcos de madera con clavos o tornillos. Ms ligeras que las vigas

I, las vigas de toque proporcionan soporte vertical y horizontal, pero no

pueden soportar el mismo peso que las vigas de acero.

Viga canal C

Parecida a la letra "C", con un lado abierto, la viga canal C es ideal

para soportar pasarelas, rampas y pisos. Est hecha de acero galvanizado y

est disponible en diferentes colores para complementar un entorno al aire

libre cuando las vigas estn expuestas, como en los parques. Las vigas de

canal C duraderas son resistentes a la corrosin.

COLUMNAS

Son elementos de acero slido y su seccin depende del diseo

estructural, son hechas en fbrica y soldadas a una placa de acero fijada a

un pedestal de concreto.

Pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles

estructurales, empleados como elemento nico, o de perfiles compuestos,

para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la

placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados iguales o desiguales.

Las columnas de acero son fabricadas previamente en un taller o en

una fbrica especializada en estructuras de acero, simultneamente se

pueden realizar obras en el terreno, como fundaciones u otras. Por lo tanto

su montaje en obra depende de la hechura de su base que se compone de

zapata, pedestal con la correspondiente placa.

Caractersticas de una columna de acero:

Se puede trabajar en varios pisos a la vez, durante la obra gris.

La fundacin de una columna de acero es de menor dimensin que las

de una columna de concreto ya que el peso de una estructura de acero es

ms liviana que la de concreto.

Aunque el dimensionamiento final de la estructura lo determina el

clculo estructural.

Proceso constructivo de una columna de acero:

1. Colocacin de armadura de zapata, pedestal y tensores

2. Colado de zapata y pedestal, no necesariamente los tensores deben de

colarse en este punto.

3. La unin de las columnas a la fundacin, se hace por medio de una

placa base de acero soldada a la columna; sta reparte la carga en la

superficie del pedestal. La placa se une a la fundacin mediante los pernos

de anclaje.

Entre la placa y el pedestal se aplica una lechada de alta resistencia

conocida como grout.

Tipos de columnas

Columnas compuestas

En la figura se muestran los dos tipos de columnas compuestas que

se utilizan en edificios. La columna de a) es un perfil de acero ahogado en

concreto, y las de las b) y c) son tubos de acero, de seccin transversal

circular o rectangular, rellenos de concreto.

Las columnas compuestas se emplean tanto en edificios de poca

altura como en los de muchos pisos ; en los primeros, las columnas de acero

se recubren frecuentemente con concreto, por requisitos arquitectnicos o

para protegerlas contra el fuego, la corrosin y, en algunos casos, el impacto

de vehculos, por lo que resulta conveniente, y econmico, que acero y

concreto trabajen en conjunto; En edificios altos se obtienen secciones

mucho menores que si las columnas fuesen de concreto reforzado, lo que

redunda en incrementos apreciables del rea til. Adems, las columnas

compuestas que forman parte del sistema que resiste las fuerzas

horizontales tienen ductilidad y tenacidad adecuadas para su empleo en

zonas ssmicas y mejores caractersticas de amortiguamiento que las de

acero, y el recubrimiento de concreto evita el pandeo del perfil metlico; por

todo ello, se usan con frecuencia como parte de los marcos que resisten las

acciones de los temblores.

Columnas mixtas

Son una combinacin de las columnas de hormign y de las de acero

reuniendo las ventajas de ambos tipos de columnas. Las columnas mixtas

tienen una mayor ductilidad que las de hormign y se pueden construir

uniones siguiendo las tcnicas de la construccin con acero. El relleno de

hormign no slo proporciona una capacidad de soportar cargas mayores

que la de las columnas de acero sino que tambin potencia la resistencia

frente al fuego.

Las estructuras mixtas estn hechas de acero estructural y hormign

armado o pretensado, conectado entre s para resistir conjuntamente las

cargas.

Estas podrn ser utilizadas para la construccin de losas, vigas,

pilares y prticos mixtos.

Las columnas mixtas de acero y hormign, especialmente las de

perfiles tubulares de acero rellenos de hormign, presentan una importante

serie de ventajas en el campo de la arquitectura, estructural y econmico, las

cuales son muy valoradas por los diseadores actuales y por los ingenieros

de la construccin. sujeto a la intuicin en lo referente a su forma de

ejecucin y su diseo.

CARGAS

Esfuerzos y cargas admisibles

Se ha descrito en forma adecuada a la ingeniera como la aplicacin

de la ciencia a las finalidades de la vida. Para cumplir esa misin, los

ingenieros disean una variedad de objetos aparentemente interminable,

para satisfacer las necesidades bsicas de la sociedad.

Entre esas necesidades estn vivienda, agricultura, transporte,

comunicaciones y muchos otros aspectos de la vida moderna. Los factores a

considerar en el diseo comprenden funcionalidad, resistencia, apariencia,

economa y efectos ambientales. Sin embargo, cuando se estudia la

mecnica de materiales, el inters principal para el diseo es la resistencia,

esto es, la capacidad del objeto para soportar o trasmitir cargas. Los objetos

que deben resistir cargas son, entre otros, construcciones, maquinas,

recipientes, camiones, aviones, barcos y cosas parecidas. Por simplicidad a

esos objetos los llamaremos estructuras; as, una estructura es cualquier

objeto que debe soporta o transmitir cargas

Factores de seguridad

Si se tiene que evitar una falla estructural, las cargas que una

estructura es capaz de soportar deben ser mayores que las cargas a las que

se va a someter cuando este en servicio. Como la resistencia es la

capacidad de una estructura para seguridad n:

Naturalmente, el factor de seguridad debe ser mayor que 1.0 para

evitar falla. Dependiendo de las circunstancias, los factores de seguridad

varan desde un poco ms que 1.0 hasta 10.

La incorporacin de factores de seguridad en el diseo no es asunto

sencillo, porque tanto la resistencia como la falla tienen muchos significados

distintos. La resistencia se puede medir con la capacidad portante, o de

carga, de una estructura o bien se puede medir por el esfuerzo en el

material. Falla puede equivaler a la fractura y el completo colapso de la

estructura o puede significar que las deformaciones se han vuelto tan

grandes que la estructura ya no puede realizar sus funciones. Esta ltima

clase de falla, puede presentarse con cargas muchos menores que las que

causan el colapso real.

La determinacin de un factor de seguridad tambin debe tener en

cuenta asuntos tales como los siguientes: probabilidad de sobrecarga

accidental de la estructura, debido a cargas que excede las cargas de

diseo; tipos de cargas (estticas o dinmica); si las cargas se aplican una

vez o se repiten; la exactitud con que se conozcan las cargas; posibilidad de

falla por fatiga; inexactitudes de construccin: variabilidad en la calidad de la

mano de obra: variaciones en las propiedades de los materiales: deterioro

debido a corrosin u otros efectos ambientales; exactitud de los materiales

de los mtodos de anlisis; el que la falla sea gradual (advertencia suficiente)

o repentina (sin advertencia): consecuencia de la falla (daos menores o

catstrofe mayor), y otras consideraciones parecidas. Si el factor de

seguridad es muy bajo, la probabilidad de falla ser alta, y la estructura ser

inaceptable; si el factor es muy grande, la estructura ser muy costosa y

quiz no sea adecuada para su funcin (por ejemplo puede ser demasiado

pesada).

De acuerdo con estas complejidades e incertidumbres, los factores de

seguridad se deben determinara en forma pirobalstica. En general, los

establecen grupos de ingenieros con experiencia, quienes escriben cdigos y

especificaciones que usan otros ingenieros y a veces hasta se promulgan

como leyes. Las disposiciones de los cdigos y reglamentos pretenden dar

grados razonables de seguridad sin que los costos aumenten demasiado.

Esfuerzos admisibles

Los factores de seguridad se definen e implantan de diversa formas.

Para muchas estructuras es importante que el material permanezca dentro

del intervalo linealmente elstico, para evitar deformaciones permanentes

cuando se quiten las cargas. En estas condiciones se establece el factor de

seguridad con respecto al esfuerzo de fluencia (o la resistencia de fluencia)

se obtienen un esfuerzo admisible (o esfuerzo de trabajo) que no se debe

rebasar en lugar alguno de la estructura.

Cargas admisibles

Despus de haber establecido el esfuerzo admisible para determinado

material y estructura, se podr determinar carga admisible para esa

estructura. La relacin entre la carga admisible y el esfuerzo admisible

depende de la clase de estructura.

En este captulo solo nos ocupan las clases ms elementales de

estructura, que son barra en tensin o en comprensin y pasadores o

tornillo) en corte directo y en apoyos.

En estas estructuras los esfuerzos estn uniformemente distribuidos (o

al menos se supone que los estn) sobre un rea. Por ejemplo, en el caso de

una barra en tensin el esfuerzo esta uniformemente distribuido sobre el rea

transversal, siempre que la fuerza axial resultante actu pasando por el

centroide del rea transversal. Lo mismo sucede con una barra en

comprensin, siempre que no se pandee. En el caso de un pasador sometido

a corte, solo tendremos en cuenta el esfuerzo cortante promedio sobre el

rea transversal, lo que equivale a suponer que el esfuerzo cortante esta

uniformemente distribuido. De igual modo solo consideremos un valor

promedio del esfuerzo de apoyo que acta sobre el rea proyectada del

pasador

Factor de seguridad

El conocimiento de los esfuerzos los utiliza el ingeniero para realizar

los siguientes trabajos:

1. Anlisis de estructuras y mquinas existentes o propuestas, para predecir

su comportamiento en condiciones de carga especificadas.

2. Diseo de nuevas estructuras y mquinas que cumplirn su funcin de

una manera segura y econmica.

Para poder realizar cualquiera de las anteriores tareas debe saberse

cmo se comportar el material que se utilizar, en condiciones de carga

conocidas. Para un material dado, esto se determina realizando pruebas

especficas en muestras preparadas del material. Por ejemplo, puede

prepararse una probeta de acero y colocarla en una mquina de prueba y

someterla a una fuerza axial de tensin conocida. Cuando se incrementa la

magnitud de la fuerza, se miden varios cambios en la probeta, por ejemplo,

cambios en su longitud y dimetro. Finalmente se alcanzar la mxima

fuerza que puede aplicarse a la probeta, y sta se romper o comenzar a

portar menor carga. Esta carga mxima es la carga ltima de la probeta y se

denota por PU. Como la carga aplicada es axial, puede dividirse la carga

ltima por el rea original de la seccin media de la barra para obtener el

esfuerzo normal ltimo del material en cuestin. Este esfuerzo, conocido

tambin como la resistencia ltima a la tensin del material es:

Varios mtodos de prueba estn disponibles para hallar el esfuerzo

cortante ltimo o resistencia ltima a cortante de un material. El ms comn

involucra la torsin de un tubo circular. Uno ms directo, aunque menos

exacto, consiste en fijar una barra rectangular o redonda en una herramienta

de cortante (ver la figura 1) y aplicar una carga creciente P hasta obtener la

carga ltima PU de cortante simple. Si el extremo libre de la muestra reposa

en los dos dados endurecidos (ver la figura 2) se obtiene la carga ltima a

cortante doble. En cualquier caso, el cortante ltimo tU se obtiene dividiendo

la carga ltima por el rea total donde el esfuerzo cortante tiene lugar.

Recurdese que en el caso del cortante simple el rea es la seccin

transversal A de la muestra, mientras que en el cortante doble es dos veces

la seccin transversal.

Figura 1

Figura 2

Un elemento estructural o componente de mquina debe disearse de

modo que su carga ltima sea bastante mayor que la carga que el elemento

o componente llevar en condiciones normales de uso. Esta carga menor es

la carga admisible y, a veces, la carga de trabajo o de diseo. As slo se

utiliza una fraccin de la carga ltima del elemento cuando se aplica la carga

admisible. El remanente de la capacidad del elemento se deja en reserva

para asegurar un desempeo seguro. La razn entre la carga ltima y la

carga admisible se define como factor seguridad. Escribimos:

En muchas aplicaciones existe una relacin lineal entre la carga y el

esfuerzo generado por ella. Cuando tal es el caso, el factor de seguridad

puede expresarse como:

La determinacin del factor de seguridad que deba usarse en las

diferentes aplicaciones es una de las ms importantes tareas de los

ingenieros. Por una parte, si se le escoge muy pequeo la posibilidad de falla

se torna inaceptablemente grande; y si se le escoge muy grande el resultado

es un diseo caro y no funcional. La escogencia del factor de seguridad

apropiado para determinada aplicacin requiere un buen juicio del ingeniero,

basado en muchas consideraciones tales como las siguientes:

1. Variaciones que ocurren en las propiedades de los materiales. La

composicin, resistencia y dimensiones de los materiales estn sujetas a

pequeas variaciones durante la manufactura. Adems, las propiedades

pueden alterarse y pueden generarse esfuerzos residuales por efecto de

calentamiento o deformacin que pueden ocurrir al material durante el

almacenamiento, transporte o la construccin.

2. Nmero de ciclos de carga que pueden esperarse durante la vida de la

estructura o mquina. Para la mayor parte de los materiales el esfuerzo

ltimo decrece cuando el nmero de ciclos de carga aumenta. Este

fenmeno se conoce como fatiga y si se le ignora puede producir alguna falla

sbita.

3. Tipo de cargas que se consideran en el diseo o que pueden ocurrir en el

futuro. Muy pocas cargas se conocen con completa certeza. La mayor parte

de las cargas de diseo son estimados ingenieriles. Adems, cambios

futuros en el uso pueden introducir cambios en el modo de carga. Para

cargas dinmicas, cclicas o de impulso se exigen mayores factores de

seguridad.

4. Tipo de falla que puede ocurrir. Los materiales frgiles fallan sbitamente,

usualmente sin aviso previo de que el colapso es inminente. Los materiales

dctiles, como el acero estructural, sufren deformaciones sustanciales antes

de fallar, conocidas como fluencia, advirtiendo as que existe carga excesiva.

Sin embargo, la mayor parte de las fallas por doblamiento o estabilidad son

repentinas sea frgil el material o no. Cuando existe la posibilidad de falla

sbita debe usarse un mayor factor de seguridad que cuando la falla est

precedida por avisos evidentes.

5. Incertidumbre debido a los mtodos de anlisis. Todos los mtodos de

diseo estn basados en hiptesis (simplificadas) que se traducen en que los

esfuerzos calculados son slo aproximaciones de los esfuerzos reales.

6. Deterioro que puede ocurrir en el futuro por mantenimiento deficiente o por

causas naturales no prevenibles. Un factor de seguridad mayor se requiere

en sitios donde la oxidacin y decadencia general son difciles de controlar o

aun de descubrir.

7. Importancia de un elemento con respecto a la seguridad de la estructura

total. Los elementos rigidizadores o secundarios pueden en muchos casos

disearse con un factor de seguridad ms bajo que el usado para elementos

principales.

Adems de lo anterior existe la consideracin sobre el riesgo para la vida y la

propiedad que una falla implicara. Cuando una falla no implique riesgo para

la vida y un riesgo mnimo para la propiedad, puede considerarse el uso de

un menor factor de seguridad. Finalmente, est la consideracin prctica de

que, a menos que se efecte un diseo cuidadoso con un factor de

seguridad no excesivo, la estructura o mquina podr o no realizar su funcin

de diseo. Por ejemplo, algunos grandes factores de seguridad en aviacin

pueden tener un efecto inaceptable en el peso de los aviones.

Consideraciones con respecto a las normas

La seguridad, como preocupacin de diseo tiene precedencia sobre

todas las otras consideraciones de diseo. La "seguridad" de cualquier

estructura depende, naturalmente, de las cargas subsiguientes. Como la

estructura, despus de su construccin, siempre estar sometida a cargas, y

no siempre del modo o manera con que fue diseada, la seleccin de las

cargas de diseo constituye un problema de estadstica y probabilidad. Esta

parte del problema resultara bastante subjetiva, y producira diseos

extremadamente dispares, si no fuese por los cdigos de construccin que

se han desarrollado (y que en una forma u otra se usan casi universalmente);

estos cdigos establecen lmites mnimos requeridos o sugeridos en aquellos

casos en que la seguridad pblica constituye un factor importante.

El diseador que se ocupe de la ingeniera estructural tiene que

apegarse estrictamente a los requerimientos mnimos de diseo del cdigo

apropiado de construccin y las especificaciones del cuerpo local de control.

Los requisitos especiales del propietario o el cliente puede que requieran un

diseo ms estricto que el que estableceran los criterios del cdigo de

construccin. Slo en casos contados podr el diseador obtener permiso

del organismo local de control para desviarse del cdigo de manera menos

conservativa. Estas variaciones por lo general requieren mucha

documentacin y la presentacin de consultores adicionales para obtener la

aprobacin. Hay cosas buenas y malas, asociadas con este aspecto del

diseo estructural. Por una parte, a veces lleva tiempo considerable obtener

la aprobacin de nuevos mtodos y materiales; por otra parte, tiene sus

ventajas "el no ir demasiado rpido". Si se sigue cuidadosamente el cdigo

local de construccin y se cumple con los requerimientos mnimos de diseo,

o se sobrepasan, y resultase a pesar de todo una catstrofe, hay siempre la

prueba de que se han seguido las buenas prcticas de la ingeniera.

Finalmente, se supone que los cdigos de construccin reflejan aquella

parte de las prcticas estructurales que resultan ser nicas para dicha

localidad, como son las temperaturas, sismos, la cantidad de nieve y lluvia,

profundidad a que llegan las heladas, y las velocidades promedio del viento.

Segn el criterio de estados lmite de falla, las estructuras deben

dimensionarse de manera que la resistencia de diseo de toda seccin con

respecto a cada fuerza o momento interno que acte en ella (fuerza axial,

fuerza cortante, momento flexionante, momento de torsin) o a la

combinacin de dos o ms de ellos, sea igual o mayor que el o los valores de

diseo de dicha fuerza o momento internos. Las resistencias de diseo

deben incluir el factor de resistencia FR correspondiente. Las fuerzas y

momentos internos de diseo se obtienen, en general, multiplicando por el

factor de carga FC correspondiente los valores de las fuerzas y momentos

internos calculados bajo acciones nominales.

En los casos en que los efectos geomtricos de segundo orden

influyan significativamente en la respuesta de la estructura, las fuerzas y

momentos internos de diseo deben obtenerse multiplicando las acciones

nominales por los factores de carga antes de efectuar el anlisis, el que se

lleva a cabo con las acciones nominales factorizadas.

Adems de los estados lmite de falla, deben revisarse tambin los estados

lmite de servicio; es decir, se comprobar que las respuestas de la

estructura (deformaciones, vibraciones, entre otros.) queden limitadas a

valores tales que el funcionamiento en condiciones de servicio sea

satisfactorio.

BIBLIOGRAFA

Paginas consultadas:

http://www.angelfire.com/pro2/resmat/U02/02factorseguridad/factor.htm

http://raydeacero.blogspot.com/2012/02/tipos-de-uniones-acero-

estructural.html.

https://unionesacero.wordpress.com/