Fundamentos de Diseño e Ingeniería en Estructuras Metálicas

Certamen 1: Fundamentos de Estructuras Metálicas

1. Producción de Arrabio y Acero

   El arrabio se produce industrialmente en altos hornos, como en la siderúrgica Huachipato en Chile. Las tres materias primas principales son: mineral de hierro, coque y caliza.

2. Desventajas del Acero en la Construcción

   Comparado con el hormigón armado, el acero presenta las siguientes desventajas:

   • Mayor costo de mantención debido a su susceptibilidad a la corrosión, requiriendo pintura periódica.
   • Menor resistencia al fuego en comparación con el hormigón armado.
   • Mala resistencia al frío, perdiendo ductilidad a temperaturas inferiores a 5°C.
   • Susceptible al pandeo elástico.

3. Empresas y Aplicaciones de Estructuras de Acero

   Las estructuras de acero son fabricadas y montadas por plantas de estructuras metálicas, talleres y maestranzas. Sus principales aplicaciones en construcciones no habitacionales incluyen centros comerciales, gimnasios, estaciones de servicio, galpones y pabellones.

4. Tipos de Carga en Estructuras Metálicas

   Los miembros de una estructura metálica pueden transmitir cuatro tipos de carga:

   • Tracción
   • Flexión
   • Compresión
   • Torsión

5. Tipos de Uniones en Estructuras Metálicas

   Existen varios tipos de uniones o conexiones en estructuras metálicas, entre ellas:

   • Roblones (remaches)
   • Apernado
   • Soldadura

Descripción de Uniones

Un remache consiste en una espiga con cabeza que se introduce en las piezas a unir, previamente perforadas. Luego, se forma una segunda cabeza para asegurar la unión.

Soldar es unir dos piezas mediante calor, con o sin presión, y con o sin material de aportación, logrando una unión perfecta.

Los pernos se utilizan para formar uniones desmontables y para una ejecución más rápida.

Perfiles Metálicos

6) ¿Qué entiende por perfil metálico? Dibuje y explique la confección  de perfiles laminados en caliente.

Los perfiles metálicos son productos fabricados industrialmente a partir de palanquillas o planchones calientes, que se laminan mediante rodillos a temperaturas de 950 a 1150°C.

Sufridera

7) ¿Qué entiende por Sufridera? Qué tipo de material para la fabricación de estructuras metálicas se obtiene de ellas.

La sufridera es una pieza metálica que se utiliza para sujetar la cabeza de un remache o roblón mientras se ajusta la cabeza de cierre.

Requisitos de un Taller de Fabricación

8) Indique 4 requisitos generales básicos, que debe cumplir un taller de fabricación de estructuras metálicas, para lograr una calidad satisfactoria.

Plantillas en Estructuras Metálicas

9) Que entiende y donde son usadas en la confección de estructuras metálicas las plantillas.

Las plantillas son reproducciones a tamaño natural de los elementos requeridos, indicando los diámetros y ubicación exacta de las perforaciones, así como la marca o número del elemento correspondiente.

Cortes de Planchas

10) Como deben ser ejecutados los cortes de planchas para la confección de perfiles soldados, indique los equipos utilizados.

Cálculo de Peso de Viga IN 90

11) Se debe mover una viga IN 90, de 4,25 m de largo, calcular su peso, suponiendo que mide 90 cm de alto, alas de 350 mm de ancho. 18mm de espesor. Alas de 12mm de espesor.

Pls 18mm (2 x 18 x 350 x 4250)                   18 x 7,850 kg/m3 = 141,3 kg/m2

Pls 18mm (2 x 0,350 x 4,25 m) = 2,97m2

                  2,97m2 x 141,3 kg/m2 = 419,6 kg

 Pl 12mm (0,864m x 4,25m) = 3,67m2                    12 x 7,850 = 94,2 kg/m2

          3,67m2 x 94,2 kg/m2 = 345,7 kg

           Total = 419,6 + 345,7 = 765,4 kg/4,25m = 180,1kg/m 

            IN90= 180,1kg/m.