I.-INTODUCCIÓN
En el presente informe se pone en manifiesto las características principales que se tienen que tener en cuenta en la construcción de una estructura formada por acero y unida por soldadura. Este tipo de construcciones se basa fundamentalmente en el empalme de dos elementos de acero (principalmente) o de otro metal, que sea capaz de resistir y absorber los esfuerzos a los que va ha ser sometido la estructura.
Lo anteriormente dicho se refiere a que la estructura disponga principalmente de una alta resistencia lateral (capacidad resistente horizontal que es capaz de desarrollar una estructura antes de colapsar), y un comportamiento dúctil (capacidad de absorción y disipación de energía que una estructura puede ofrecer antes de colapsar.). En la medida que la estructura se diseña con mayor resistencia lateral, menor es la necesidad de ductilidad, y viceversa. Ambas características que intervienen en el diseño están relacionadas, y los colapsos que se producen están generalmente asociados a una deficiente provisión de ductilidad para la resistencia lateral que se ha considerado en el diseño.
La estructura que tendrá como fin servir como local comercial, soportara cargas vivas y cargas muertas, por lo cual será necesario que tenga la capacidad de absorber los impactos que ofrecerán dichas cargas a su diseño y por tanto no presentar fallas cuando se encuentre en funcionamiento.
Cabe recalcar que en la zona este tipo de construcciones son muy poco frecuentes debido a la falta de experiencia o la falta de conocimiento en el uso y elección de materiales adecuadas para tal fin.
II.-OBJETIVOS
-Conocer los elementos que forman una estructura de metal armado y diferenciarlos de acuerdo a la función que cumplen.
-Establecer los elementos principales que forman una estructura además de identificar las funciones que cumplen en ella.
-Observar el procedimiento de construcción, así como elaborar un informe en el cual se indiquen los puntos principales de la construcción con el respectivo análisis ejecutado.
-Aplicar los conocimientos aprendidos en el aula y relacionarlos con la realidad.
III.-LIMITACIONES DEL TRABAJO
El informe esta enmarcado en el análisis y/o interpretación de los acontecimientos ejecutados en la obra, no se tendrá en cuenta los análisis de costos u otros estudios que salgan de los alcances del curso de Análisis Estructural. Por tanto cabe señalar la importancia que tendrá u n manejo adecuado de los conceptos fundamentales de la ingeniería estructural.
IV.-JUSTIFICACIÓN
Elaborar un informe simple pero que contenga los datos principales y fundamentales para tener el conocimiento básico a cerca de las estructuras formadas por elementos metálicos, que mas sin prescindir de la importancia que tienen la teoría acompañada de una adecuada practica, enmarcada con la realidad de lo que es la ingeniería civil.
V.-GLOSARIO DE TÉRMINOS
-Soldadura.-Unión que se usa para empalmar dos superficies metálicas, para nuestro caso, pueden ser autógenas (que utilizan energía térmica para fundir los metales que se desean unir) y eléctricas (utilizan electricidad como fuente de energía, se hace contacto con un polo llamado electrodo con el polo de la superficie a unir logrando una reacción y por consiguiente el empalme), además existen otras que solo se usan en casos especiales.
-Resistencia lateral.- Capacidad resistente horizontal que es capaz de desarrollar una estructura antes de colapsa´.
- Dúctil.- Capacidad de absorción y disipación de energía que una estructura puede ofrecer antes de colapsar.
-Hormigón Armado.-Elemento rígido formado de concreto simple y acero corrugado, generalmente, que le dan mayor resistencia a todo el conjunto, el concreto trabaja a compresión mientras que el acero a tracción.
-Resonancia.-Propiedad que tienen los materiales de hacer fluir el sonido por su interior propagándose a una gran velocidad.
-Fatiga.-Propiedad de los materiales de generar esfuerzos internos que la van debilitando desde el interior al exterior hasta llegar a su falla.
V.-MARCO TEÓRICO
INFORME DE CONSTRUCCIÓN DE LOCAL COMERCIAL
Una estructura metálica es un elemento resistente y rígido a diversos agentes tales como: cargas impuestas sobre ella, sismos, viento, lluvia, etc, formada por barras de acero u otros metales que le dan estabilidad y resistencia y por empalmes que sirven de unión entre sus diversos elementos.
En nuestra zona las construcciones de estructuras metálicas son de muy poca frecuencia, debido al empleo desmesurado del hormigón armado en las construcciones típicas.
1.-FINES DE LA EDIFICACIÓN
La estructura esta proyectada para tener dos pisos y servirá como el sustento de un local con fines comerciales.
2.-CARACTERÍSTICAS
La estructura presenta las siguientes características:
-Posee una base metálica, que le dará resistencia a los momentos torsores y flectores que se originaran en el interior de este debido al peso de la estructura.
-Es un elemento rígido, no más que una estructura de concreto armado, debido a que esta compuesta en casi un 100 % de metal, lo cual le dará posibilidades de resistir mejor a la tracción y al mismo tiempo a la compresión ya que el comportamiento elástico, característica principal de algunos metales le da estas propiedades.
-Es un elemento sensible a los efectos de la vibración mas que las estructuras de hormigón armado (en este tipo de estructuras el concreto absorbe mejor los efectos de la vibración) por lo que un pequeño movimiento se deja sentir en toda la estructura.
-Posee resonancia interna, debido a las barras que la conforman.
-Las paredes serán de superboard para contrarrestar los efectos del peso propio de la estructura y hacerla mas liviana.
-El peso de los elementos se ubicaran en la mayoría de los casos en sus centros de gravedad, principalmente en las barras, yendo a dar en los elementos de apoyo cargas puntuales que se originaron por la distribución adecuada de las cargas a lo largo de la estructura.
3.-EMPLEO DE PERFILES METÁLICOS
Los perfiles metálicos se emplearan principalmente porque son livianos, muy a parte de esto, otro aspecto por la que se opto por esta elección es que el terreno es alquilado.
Yendo a lo que es la estructura en si, el perfil metálico a parte de darle características especiales a la estructura (resistencia, estabilidad, etc) no le impone un excesivo impacto por la carga muerta que genera, de lo contrario estos perfiles disipan muy bien su propio peso cuando forman parte de una estructura en si.
4.-DIMENSIÓN DE LOS PERFILES USADOS
Los perfiles metálicos usados en la construcción de esta estructura son tubos de acero cuadrado y redondo, algunos negros estructurales y otros galvanizados, con un contenido de carbono relativamente bajo 0.05-0.3% aproximadamente, dándole uso de las siguientes formas:
-Bases: Tubo cuadrado de 4x4x0.2mm y 4x2x0.2mm
-Cobertura: Tubo cuadrado de 2x2x2mm Sirviendo este para fijar el superboard la estructura.
-Techo:
Perfiles transversales: Tubo cuadrado de 1 1/2x1/2x2mm
Tubo cuadrado de 2x2x2mm
- Perfiles Longitudinales o viguetas: Tubos cuadrados de 3x2x2mm
Cabe mencionar que los perfiles metálicos utilizados en la construcción se presentan en una forma muy variada, yendo desde ángulos, platinas, tees, vigas U, redondos lisos, cuadrados lisos, cuadrados ornamentales, hasta tubos redondos y cuadrados que pueden ser estructurales, galvanizados o electrosoldados.
Los tubos negros estructurales se utilizan mayormente en las estructuras tales como techos (vigas, soportes, etc) y como apoyo de soleras que no soportaran mayor peso .
Los tubos galvanizados se utilizan como barandas, travesaños de techos y como parte del armazón de los camiones de carga pesada (generalmente aquellos camiones que transportan fierros de construcción)
Los tubos electrosoldados se utilizan como marcos de ventanas, en estructuras que no soportaran pesos, como accesorios de los vehículos y en parte de los paneles publicitarios
Perfiles metálicos usados en la construcción del local.
5.-SOLDADURA EMPLEADA EN LA UNIÓN DE LOS PERFILES METÁLICOS
La soldadura empleada en el empalme o unión de los elementos metálicos, son electrodos celulósicos convencionales (punto azul y cellocord de 1/8) cuyas características son:
-Penetración uniforme diseñado para corriente alterna o continua.
-Arco estable y uniforme de fácil encendido y remoción de sus escorias.
-Presenta buena soldabilidad sobre superficies ligeramente contenidas de oxido.
-Se solidifica con rapidez facilitando hacer soldaduras en varias posiciones.
6.-TIPOS DE APOYOS DE LA ESTRUCTURA
-APOYOS DE LA BASE
Puesto que estamos trabajando en tres dimensiones en los apoyos de las bases se encuentran tres tipos de reacciones: una vertical, otra horizontal y un momento flector, muy aparte del momento torsor que se dará a lo largo del eje de los apoyos debido al movimiento de la estructura por causa de las carga vivas y del mismo peso que soporta.
-APOYOS DE LAS BASES PARA SOPORTAR EL SUPERBOARD
En este tipo de apoyo se presenta una reacción vertical y una horizontal, a parte de un momento que tiende a flexar la estructura. Cuando sucede esto los apoyos se van debilitando y por consiguiente disminuyen la resistencia de la estructura a la abrasión y fatiga.
-UNIÓN ENTRE ELEMENTOS METÁLICOS
En la estructura se puede observar que la unión entre los elementos metálicos se realizó con soldadura eléctrica, presentándose aquí tres tipos de reacciones, momento flector, fuerza cortante y fuerza normal.
ANÁLISIS DE LAS BARRAS DE LA ESTRUCTURA DEL TECHO
Las barras que forman el techo proporcionan dos fuerzas axiales, una cortante y una normal, un momento flector y a parte un momento torsor que se dirige en el sentido del eje de la barra y que tienden a torcerlo.
El análisis se ha hecho aislando una barra de la estructura (encerrada con color azul), en la idealización se muestra las reacciones de la barra.
7.-UNIÓN ENTRE EL METAL Y LA TIERRA APISONADA
La unión entre las bases de la estructura y la tierra apisonada se logro mediante anclajes con fierro corrugado de 40 cm, mezcla de concreto simple y una adecuada compactación.
La perfecta unión entre estos elementos proporciona una adecuada estabilidad a la estructura cuando esta sometida a las cargas y a la acción de otros elementos como el viento, fuertes lluvias y probablemente hasta sismos.
8.-TIJERALES DE LA ESTRUCTURA
Los perfiles usados son de acero de bajo contenido de carbono (0.3 % aproximadamente), por lo que resulta muy sencillo unirlos con soldadura eléctrica simple sin necesidad de usar las especiales como el cellocord u otros recubrimientos especiales.
9.-OTRAS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA OBRA
-Piso.-Será de madera machambrada y pulida para disminuir el peso de todo el conjunto.
-Cobertura del techo.-Será de calamina de fierro de grado 30 de 1.83 m por 0.25 mm de espesor.
-Pasa manos.-Serán de tubo redondo estructural de 1 ¼”x2mm el vertical, el transversal será de 1”x2mm, su característica principal de estos tubos es que el mercado se los conoce como livianos, los pesados son de 3.0 mm de espesor y son usados donde se requiera mayor resistencia, como por ejemplo para barandas de seguridad.
-Pintura.-Antes de efectuar la pintura se lavo los perfiles con detergente para librarlos de la grasa que la adicionan en la fábrica para su conservación luego se uso pintura anticorrosiva para evitar los efectos dañinos de la corrosión y oxidación, ya que se sabe que los aceros que tengan contenido de acero se corroen rápidamente.
10.-CARACTERÍSTICAS FINANCIERAS Y PLAZO DE EJECUCIÓN
-Características Financieras.-La obra tendrá un periodo de prueba de 5 años para recuperar el capital invertido que se aproxima a los 60 000 nuevos soles, incluidos mano de obra.
-Plazo De Ejecución.- La empresa ejecutora de la construcción se denomina “TAWA S .A” la cual deberá entregar la obra en seis semanas, cuando iniciamos la recolección de datos para el informe ya tenían trabajados dos semanas.
-Las bases no se encuentran adheridos firmemente al suelo como sucede con una estructura que tiene cimientos, por lo tanto presentara irregularidad e inestabilidad al ser sometida a cargas extremas.
-Es cierto que es una estructura liviana, pero en construcciones de este tamaño el mismo peso ayuda a mantener estable una estructura durante un viento fuerte, cosa que no sucede durante un fenómeno sísmico.
-La soldadura se fatiga muy rápidamente, por lo que a veces es necesario adherir placas de soldadura entre los elementos con remaches, para evitar la fatiga en estos elementos estructurales.
VI.-OTRAS CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA
En las siguientes imágenes se muestra el complemento del informe que será necesario ver para completar la idea expresada anteriormente y los puntos que hayan quedado sin explicar.
Vista frontal de la estructura
Vista principal de la segunda planta
En la imagen se ve a un trabajador de la obra ejecutando la cobertura del techo. La seguridad en este tipo de obra es muy importante ya que de esta depende la vida de los trabajadores, se puede apreciar que en esta toma no hay arnés de seguridad y andamios para mejor comodidad del trabajo.
Se puede observar las viguetas que formaran parte de la estructura del techo todas estas tratadas son un anticorrosivo para evitar su deterioro con el paso del tiempo.
Trabajador ejecutando labores de soldadura debidamente protegido con un equipo especial. 
En la imagen se señala los apoyos principales que soportan la estructura.
Imagen clara de la vista principal de la segunda planta, desde el interior y de la parte de arriba de la construcción.
Trabajadores en sus labores diarias en la obra.
VII.-ANEXOS
ESTADO ACTUAL DE LA ESTRUCTURA
Ala fecha 31/07/2008 la construcción se encuentra en en las siguientes condiciones, como se muestra acontinuación:
VISTA FRONTAL DE LA ESTRUCTURA
Vista desde el interior de la estructura, en la cual se aprecia el acabado del piso de la segunda planta y los trabes entre los elementos del techo.
En la imagen se aprecia el acabado del techo y de los pasamanos los cuales han sido tratados con pintura anticorrosiva para alargar su periodo de funcionamiento y para evitar gastos en mantenimiento.
Las escaleras han sido diseñadas de esta manera por que no soportara grandes pesos, el empleo de perfiles es una buena alternativa para aminorar los gastos de construcción
Se puede apreciar el acabado del piso de la segunda planta, esta hecho de madera machinbrada para dar aspectos decorativos a la construcción.
El techo tiene como sustento los perfiles usados. los cuales sujetan a las calaminas mediante soldadura.
Detalle de los pasamanos de la segunda planta, diseñadas por motivos de seguridad
OTROS COMENTARIOS
-Se cumplira el plazo de entrega de la obra ya que en estos momentos se encuentra en un 90%
de ejecución.
-Los perfiles metálicos usados en la construcción son adquiridos en la ciudad debido a que existten gran numero de distribuidores.
-Se aprovecharos las paredes de los costados para cerrar la estructura, lo que ahorro gastos que pueden ser de regular costo.
2 comentarios:
Saludos, podrias indicarme por favor que seccion tienen las columnas de tubo cuadrado y que dimensiones de tubos los elementos que conforman el tijeral. Muchisimas gracias por tu ayuda. Por si acaso te dejo mi correo ncuetoch@hotmail.com
Que taño es ese tijeral de largo
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