materiales acero riesgos sismicos

7/22/2019 Materiales Acero Riesgos Sismicos

1/8

WWW.METALACTUAL.COM

18

MA

TERIALES

Aceros Estructurales y RiesgoSsmico

Andrs Jimnez ArchilaPeriodista Metal Actual

Conozca laspropiedades

del lasbarrasde aceroestructural,sus usos ybeneficios.

Con un 87% de lapoblacin ubicada enzonas de amenaza ssmicaalta o media, se hace

necesario contar conestructuras capases deresistir un movimientotelrico. Usar los acerosestructurales indicados yaplicar las Normas tcnicas

y Reglamentos actualizadosminimiza el riesgo decatstrofe en el pas.

Debido al riesgo ssmico en que se encuentra el planetaen particular la regin ubicada en la zona norte del sub-continente americano, a causa de la interaccin efec-tuada debajo de su suelo por las placa tectnicas de Sura-

mrica, Nazca y del Caribe, todas las edificaciones debenestar construidas con materiales que aseguren la protec-cin de la vida; el acero estructural es uno de ellos.

La particular condicin ssmica de esta zona, ha plan-teado un enorme reto para ingenieros, arquitectos y, engeneral, para todos los profesionales involucrados en elproceso de construccin de edificaciones, ya que se hahecho necesario desarrollar estructuras sismorresisten-tes que protejan la vida de sus ocupantes, por medio de

Foto: www.boiler-tubes


2/8

MATERIALES 1

WWW.METALACTUAL.COM

diseos y materiales con propieda-des y condiciones especificas.

Precisamente, con el fin de minimi-zar los riesgos de catstrofe ante unmovimiento telrico, los constructo-

res hacen uso de sendos materialesque garanticen seguridad gracias asus caractersticas y facilidades deuso, entre ellos se destaca el acero,el cual, solo o combinado con otrosmateriales como el concreto esfundamental en la construccin detodas las edificaciones actuales.

Desarrollado especialmente para laconstruccin gracias a sus propieda-des mecnicas y qumicas, el aceroestructural es el resultado de la alea-cin de hierro, carbono y pequeas

cantidades de otros elementos comosilicio, fsforo, azufre y oxgeno, quele tributan caractersticas especficas,las cuales dependen de la cantidadde carbono (no mayor al 2%) y otroselementos utilizados en el proceso deproduccin; como nquel, titanio, vol-framio cromo, o vanadio, entre otros.

Elemento A 706

% carbono 0.33 mx.

% manganeso 1.56 mx.

% fsforo 0.043 mx.

% azufre 0.053 mx.% silicio 0.55 mx.

Composicin qumica de la barra de ace-ro estructural ASTM A 706 homologablecon la barra la NTC 2289.

Las formas ms comunes del acero es-tructural en la construccin incluyenla fabricacin de perfiles estructuralesen forma de I, H, L, T, [, 0, usadas enedificios e instalaciones para indus-trias; cables para puentes colgantes,atirantados y concreto preesforzado;varillas y mallas electro soldadas para

el concreto reforzado; lminas plega-das usadas para techos y pisos.

La mxima resistencia y capacidadde tensin, elongacin mnima yrelacin mxima resistencia sobremxima fluencia, son algunas de laspropiedades mecnicas del aceroestructural que, adems de la com-posicin qumica con porcentajes

exactos de carbono, magnesio, sili-cio, fsforo y azufre junto con los

parmetros tcnicos correctos, ha-cen del acero un material esencial encualquier construccin moderna.

Construir con acero estructural pre-senta beneficios que el hormign ar-mado o concreto reforzado no entre-ga, como bajo peso, amplios espaciosde obra, ya que posibilita mayoresdistancias entre columnas, agilidaden el montaje y menos tiempo deconstruccin; haciendo de este ma-terial el ideal para edificaciones enlas que es muy importante el espacio

libre, como aparcaderos y almacenesde grandes superficies; entre otros.

Vale sealar, la importancia de unbuen diseo estructural sismo re-sistente, el cual garantiza que losmateriales utilizados incluyendoel acero estructural funcionen se-gn sus propiedades mecnicas yqumicas.

El nfasis del diseo sismo resistentese ha enfocado en disear controlan-do el desempeo de la estructura. Lamayora de los cdigos modernos de

diseo sismo resistente estn basa-dos en una filosofa de diseo pordesempeo (PBD, por su nombre eningls), la que se expresa en nivelesde desempeo esperados para uncierto nivel de peligro ssmico.

Igualmente, el uso del acero incremen-ta la rentabilidad y beneficio para elconstructor gracias a la facilidad que

ofrece para automatizar procesos defabricacin de estructuras, con la con-

siguiente reduccin de tiempos deconstruccin y maximizacin de cali-dad final de la obra, lo que hace po-sible construcciones ms respetuosascon el medio ambiente (ya que es 100por ciento reciclable) que aumentanla seguridad de las personas en obray ofrecen espacios habitables, confor-tables y seguros para los usuarios.

En el caso de la fundicin de concre-to reforzado, sistema de construccinms usado en Colombia, el acero es-tructural representado en barras em-

bebidas dentro del concreto ofrecela torsin, flexin y tensin; que uni-da a la propiedad de compresin delcemento, hacen posible una estructu-ra capaz de soportar cargas y fuerzassuficientes para salvaguardar la vida,ante un movimiento de tierra.

Por consiguiente, para construccio-nes en zonas de mediano y alto ries-go ssmico en concreto reforzadoscon barras de acero, es necesario eluso de aceros estructurales dctiles yno quebradizos, que ante una accin

telrica se doblen y no se fracturen.

Las barras corrugadas de acero es-tructural disponen de un alto lmitede fluencia, (lmite a partir de la cualel material se deforma plsticamente)con muy buena ductilidad y excelen-te adherencia al concreto; haciendomenos vulnerables las construccionesante una accin telrica.

Como ventajas msreconocidas del aceroestructural es suconstruccin simultneade cimentacin yestructura.

Fotoww

w.gatorwelding.com

Foto www.buildpedia.com


3/8

MATERIALES20

WWW.METALACTUAL.COM

Barra corrugada usada en Colombia

Particularmente para las barras de acero corrugado exis-

ten unas especificaciones establecidas por el InstitutoColombiano de Normas Tcnicas ICONTEC, el cual for-mula las caractersticas y propiedades que ha de tenereste material estructural para uso en Colombia.

La NTC 2289, como una Norma Tcnica Colombiana, cuyaltima actualizacin fue en diciembre del 2007, la cual se-gn ICONTEC se aplica a las barras corrugadas y lisas deacero de baja aleacin, rectas o en rollos, para refuerzo deconcreto usado en aplicaciones donde las restricciones enlas propiedades mecnicas y de composicin qumica soncompatibles para la aplicacin de propiedades de traccincontrolada o requerida que sirvan para mejorar la soldabi-lidad. Esta norma es homologable con la Norma internacio-

nal Standard Specification for Low-Alloy Steel Deformedand Plain Bars for Concrete Reinforcement ASTM A 706

Algunas especificaciones extradas de la NTC 2289 refe-rentes al acero de refuerzo, son:

El acero de refuerzo debe ser corrugado, el liso slo pue-de utilizarse en estribos, espirales o tendones, y refuer-zos de reparticin de temperatura.

Para el uso de los aceros planos se debe indicar el refuerzoque vaya a ser soldado junto con el procedimiento de sol-dadura a utilizar. Las especificaciones para el uso del acerose han de complementar con un informe sobre las propie-dades del material necesarias para cumplir las tcnicas de

soldadura especificados en la norma NTC 4040 (Procedi-miento de soldadura para el acero de refuerzo ANSI/AWSD1.4. de la Sociedad Americana de Soldadura).

El refuerzo corrugado debe cumplir con las normas decalidad como se indica en las Tablas 1 y 2. La comproba-cin de la designacin de la barra se realiza por mediode su peso por metro de acuerdo con los valores dadosen las Tablas 1 y 2.

Adems deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

a. La resistencia a la fluencia debe corresponder a la deter-minada por ensayos sobre barras de tamao completo.Los esfuerzos obtenidos por medio del ensayo de trac-cin deben calcularse utilizando el rea nominal de labarra tal como se indica en las Tablas 1 y 2.

b. No se permite el uso de acero corrugado de refuerzofabricado bajo las norma NTC 245 (esta Norma estable-ce los requisitos que deben cumplir y los ensayos a quedeben someterse las barras trabajadas en frio lisas ocorrugadas, para ser usadas en obras de hormign re-forzado), ni ningn otro tipo de acero que haya sidotrefilado, a menos que est explcitamente permitidopor la norma bajo la cual se fabrica cualquiera de losmateriales permitidos por el Reglamento.

Igualmente, la norma hace nfasis en que nicamentese permite el uso de acero corrugado fabricado bajo lanorma NTC 248 o la ASTM A615 en zonas de amenazassmica baja.

Tabla 1

Dimensiones nominales de las barras de refuerzo(Dimetros basados en milmetros)

DesignacinBarra*

Dimetromm

reamm

Permetromm

MasaKg/mm

6M 6.0 28.3 18.85 0.222

8M 8.0 50.3 25.14 0.394

10M 10.0 78.5 31.42 0.616

12M 12.0 113.1 37.70 0.887

16M 16.0 201.1 50.27 1.577

18M 18.0 254.5 56.55 1.996

20M 20.0 314.2 62.83 2.465

22M 22.0 380.1 69.12 2.982

25M 25.0 490.9 78.54 3.85132M 32.0 804.2 100.53 6.309

45M 45.0 1590.4 141.37 12.477

55M 55.0 2375.8 172.79 18.638* La M indica que son dimetros nominales en mm

Tabla 2Dimensiones nominales de las barras de refuerzo

(Dimetros basados en octavos de pulgada)

Designacinde la barra*

Dimetro dereferencia

en pulgadas

Dimetromm

reamm

Permetromm

MasaKg/m

N 2 6.4 32 20.0 0.250

N 3 3/8 9.5 71 30.0 0.560

N 4 12.7 129 40.0 0.994

N 5 5/8 15.9 199 50.0 1.552N 6 19.1 284 60.0 2.235

N 7 7/8 22.2 387 70.0 3.042

N 8 1 25.4 510 80.0 3.973

N 9 1-1/8 28.7 645 90.0 5.060

N 10 1-1/4 32.3 819 101.3 6.404

N 11 1-3/8 35.8 1006 112.5 7.907

N 14 1-3/4 43.0 1452 135.1 11.380

N 18 2-1/4 57.3 2581 180.1 20.240* El N de la barra indica el nmero de octavos de pulgada del dimetro de referencia

El acero de refuerzo debe ser corrugadomientras el acero liso slo puede utilizarse enestribo, espirales o tendones y refuerzos dereparticin y temperatura.

Foto:Camacol


4/8

WWW.METALACTUAL.COM

Aceros antissmicos? Fin del mito

Las fuerzas ssmicas que actan sobre una edificacin de-ben ser distribuidas por los componentes estructuralesque la forman; la combinacin de estos elementos, msel tipo de terreno, junto con el diseo arquitectnico yestructural, integran globalmente las caractersticas sis-mo resistentes de una edificacin.

De all que no hay ningn metal estructural que sea antissmico, puesto que nada evita el fenmeno natural,lo que existe son estructuras que, gracias a su diseo ymateriales, soportan mejor un temblor de tierra sin des-truirse por completo; con lo cual dan un margen de ac-cin para que los ocupantes puedan evacuarlas sin que-dar lesionados o heridos.

Ante la constante amenaza ssmica en Colombia, los ace-ros estructurales que se utilizan en las construccionesdeben ser dctiles y no frgiles, puesto que la finalidad

de la estructura ante un movimiento telrico es que lasedificaciones se deformen y no colapsen; con lo cual senecesitan estructuras menos rgidas y ms elsticas.

Con el fin de lograr estructuras ms livianas y flexibles elacero tiene como principales puntos a favor la:

Ductilidad o propiedad que tiene un material de sopor-tar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzosde tensin. La naturaleza dctil de los aceros estructu-rales comunes les permite fluir localmente, evitando asfallas prematuras.

Durabilidad: si el mantenimiento de las estructuras deacero es adecuado durarn indefinidamente.

Resistencia a la fatiga o fuerzas repetidas aplicadas so-bre el material.

Tenacidad: propiedad que tiene un material para absor-ber energa en grandes cantidades.

Una de las ventajas del acero como material deconstruccin es que mantiene sus caractersticas sindegradarse a lo largo del tiempo.

Foto:www.madein

china.com


5/8

MATERIALES22

WWW.METALACTUAL.COM

En este sentido, afirma Zulma PardoVargas, Vicepresidenta de la Comisinde Estructuras de la Sociedad Colom-biana de Ingenieros y miembro de laAmerican Institute of Steel Construc-tion (AISC), que una de las principalespropiedades del acero estructural esla capacidad de deformarse inels-ticamente sin perder resistencia, conlo cual, ante la accin de una fuerza,pueden deformarse sin que se pre-sente la fractura. Los aceros que sefracturan fcilmente correspondena aleaciones frgiles con alto conte-nido de azufre, fosforo y magnesio ylas dctiles contienen los elementosanteriores ms molibdeno, manga-neso, columbio y/o vanadio, en por-centajes controlados

Todas las barras corrugadas produci-das en Colombia bajo la norma NTC-2289 son aptas para ser usadas comorefuerzo de concreto en construccio-nes sismo-resistentes, pero hay quetener cuidado, porque no todas lasbarras importadas tienen propieda-des de sismo-resistencia. La raznes que en muchos casos, el pas deorigen de esos productos no poseeriesgo ssmico.

El constructor debe verificar que subarra este bajo la norma NTC 2289.

Si es venezolana con norma Covenin,debe asegurarse que tenga la letra W.Si tiene otra letra, evite que la usencomo barra de refuerzo, pues esta po-dra tener problemas de ductilidad yno cumplir con la Norma de Sismo Re-sistencia en su ltima versin NRS-10.

En este aspecto, Pardo Vargas afirmaque: segn las propiedad especificasde cada barra se genera su uso y nuncasegn su precio, por lo cual se debecomprar las barras de aceros estruc-tural segn lo que este estipulado en

cada ficha tcnica, dependiendo deluso que se le de al material y la normao disposicin a que este sujeta.

De esta forma se hace imperati-vo tanto para el vendedor comoel constructor conocer y aplicar lanormatividad vigente, junto con susactualizaciones e innovaciones.

Nuevo Reglamento de SismoResistencia en Colombia

Desde el 15 de diciembre de 2010rige el nuevo Cdigo Colombiano

de Sismo Resistencia, renovado re-cientemente por el Decreto 926 del2010 el cual remplaza al Decreto 33de 1998 y ms conocido como NSR-10 que tiene por objeto amparar lasvidas humana ante un sismo fuerte yproteger el patrimonio del Estado yde los ciudadanos en caso de un mo-vimiento telrico.

Las estructuras construidas bajo laNSR-10 tienen por objeto ser capacesde resistir temblores de poca intensi-dad sin dao, temblores de mediana

intensidad sin dao estructural y untemblor fuerte sin colapsar.

Segn la Asociacin Colombiana deIngeniera Ssmica, el nuevo regla-

mento actualiza diversos aspectoscon el fin de que con la aplicacinde tecnologa en el anlisis, diseoy construccin, cada da las edifi-caciones sean ms seguras en unpas donde el 87 por ciento de supoblacin se encuentra ubicadasen zonas de amenaza ssmica alta eintermedia.

En el momento de construir, Ma-nuel Ramrez, profesional de Nor-malizacin de ICONTEC, afirma queel reglamento NSR-10 exige queun supervisor garantice el cumpli-miento de los requisitos y materialesindicados en la NSR-10, las curadu-ras urbanas otorgan la licencia deconstruccin en la que se evalan elcabal cumplimiento del reglamento

de sismo resistencia en los diseos.Cualquier anomala o incumplimien-to se resuelve ante el Ministerio deAmbiente y Desarrollo Territorial.

Distribucin de la Amenaza Ssmica en Colombia

Fuente:AIS


6/8

WWW.METALACTUAL.COM

El Cdigo colombiano de Sismo Resistencia NSR-10(Reglamentado por el Decreto 926). Es el que establececomo se debe construir, y hace alusin a la estructura oconstruccin con todos sus componentes (acero, cemen-to, mampostera estructural, entre otros) y la NTC 2289,nicamente a las condiciones de calidad que tienen lasbarras corrugadas como producto, afirma la IngenieraZulma Pardo Vargas.

Asimismo Ramrez recuerda que El reglamento que re-gula las funciones y usos de los aceros estructurales paraconstrucciones sismorresistentes es el NSR-10, el cualfue desarrollado en el seno de la comisin Asesora del

Rgimen Sismo Resistente del Ministerio de AmbienteVivienda y Desarrollo Territorial y comenta que, en laactualidad, se adelanta el desarrollo de un reglamentotcnico por parte del Gobierno para la comercializacinde refuerzos de acero.

Segn Hernn Ziga, miembro del Comit Tcnico deResoluciones del Ministerio de Industria, Comercio y Tu-rismo este proyecto de Resolucin Por la cual se expi-de el Reglamento Tcnico aplicable a barras corrugadas

para refuerzo de concreto en construcciones sismo re-sistentes que se fabriquen, importen o comercialicen enColombia est en ciernes y aun no se puede asegurarsu aplicacin.

Por el momento, el tema de aceros estructurales sigueestando regulado por el Decreto 926, expedido por elMinisterio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territo-rial Por el cual se establecen los requisitos de carctertcnico y cientfico para construcciones sismo resistentesNSR-10 realizada para establecer criterios y requisitosmnimos para el diseo, construccin y supervisin tc-nica de edificaciones nuevas enmarcadas en la Ley 400de 1997.

Un diseoestructuralconfiablegarantiza laefectividad

sismo resistentede cualquierconstruccin.

Foto: www.verkaufsbro-brauch.com


7/8

MATERIALES24

WWW.METALACTUAL.COM

Consumo de aceroestructural

La constante demanda de aceros es-tructurales para uso en los diversossistemas de construccin, se ha vistoevidenciada en datos de ILAFA (Insti-tuto Latinoamericano del Fierro y elAcero), en lo que del 100 por cientodel acero consumido en Amrica Lati-na, es la construccin, el sector que de-manda mayor cantidad de aceros conun 44% frente a otros sectores como

los materiales mecnicos, con un 18%y automviles, con slo el 16%.

Las siderrgicas colombianas gene-ran productos de acero para aten-der principalmente la demanda delsector de la construccin, las cualeshacen un suministro de acero paraconcreto equivalente al 52% de laproduccin total, y en menor medi-da alambrn en un 8%, perfiles al8%, barras al 2% y el resto de la pro-duccin (30%) est destinada para elconsumo industrial (principalmente

productos planos).

En el caso del consumo per cpita deacero, Colombia ha tenido un con-sumo bajo, pero ha sido el pas conel ms alto incremento en un perio-do de 10 aos; con un aumento del86.2% entre 1998 y el 2008 y un pro-medio de crecimiento de aproxima-damente el 60%.

Asimismo, el consumo aparente deacero evidenciado en miles de tone-ladas, presenta un incremento entrelos aos 2001 y 2008, con un prome-dio de 2000 toneladas por ao.

Segn datos suministrados por elDANE frente al rea de construccinaprobada con licencia en 77 munici-pios colombianos, entre el periodode enero - abril del 2009 y el 2010estas crecieron en un 14,72%. Asi-mismo entre los meses de junio del2009 a junio del 2010, la variacin

del ndice de costos de construccinpesada ICCP se increment en 0.63puntos porcentuales, el registro delpresente ao es de 0.21% frente al-0,42% del mismo periodo del aoanterior.

La variacin que ms influy en elresultado del ndice fue materiales(0,34%), con una contribucin de0,19 puntos porcentuales a la varia-cin total (0,21%). En este grupo decostos, las principales alzas se regis-traron en almohadilla de neopreno

(2,16%), acero de refuerzo (2,12%),alambre de amarre (1,94%), ngulo(1,92%), lmina de acero (1,64%),platina (1,38%), alambre de pas(1,21%) y rejilla (1,15%).

En relacin al comportamiento delos precios locales del acero, estoshan sido demasiado vulnerables antecambios en la oferta y la demanda

del mercado. En pocas donde lademanda por productos de aceroha cado y con ellas los precios, losproductores recortan la produccincon el fin de equilibrar la oferta y lademanda de acero; pasa lo contra-rio cuando la oferta se incrementa,aumentan los precios y aumenta laproduccin para poder suplir la de-manda y equilibrar nuevamente elmercado.

El mercado del acero, siempre enconstante crecimiento, muestra unconsumo aparente de acero a lo lar-go de los aos, el cual ha presentadoen promedio crecimientos alrededordel 10,1% desde el 2005, ademseste sector es uno de los ms im-portantes en la economa del pas al

aportar aproximadamente un 11,5%al PIB industrial y un 13% al empleoindustrial.

El precio internacional del acero,resultado de una gran oferta, se hamantenido bajo respecto de otros in-sumos de la construccin, lo cual hagenerado una importante compe-tencia en el mercado de materialesy estructuras de acero, adems, losmodernos sistemas de clculo de losproyectos, que permiten economasconsiderables en cuanto a peso y

costos de construccin, tambin hanimpulsado un mayor uso del aceropor parte de los profesionales de laconstruccin en Colombia.

Fuentes

Zulma Stella Pardo Vargas. Vicepresidentade la Comisin de Estructuras de la SociedadColombiana de Ingenieros y miembro dela American Institute of Steel Construction(AISC). [email protected]

Hernn Ziga. Comit Tcnico de Resolu-ciones del Ministerio de Industria, Comercio

y Turismo. Manuel Ramrez. Profesional de Normaliza-

cin de ICONTEC. [email protected]

ACIS .Asociacin Colombiana de IngenieraSsmica. www.asosismica.org.co

www.andi.com.co www.camacol.org.co,www.dane.gov.co, www.icontec.org.co, www.ilafa.org, www.minambiente.gov.co, www.mincomercio.gov.co, www.sci.org.co, www.manizales.unal.edu.co, www.arqhys.com.

Las barras corrugadasde acero estructuralconstituyen un materiaindispensable parala construccin enconcreto reforzado;stas deben cumplircon los estndares decalidad y requisitostcnicos.

Foto www.tettafa.com


8/8

materiales acero riesgos sismicos

Documents