CONSTRUCCION IILa Carpintera MetlicaRicardo A. Sosa SandovalEL ACERO, SU OBTENCION Y MATERIA PRIMAEl hierro : Metal tenaz , dctil y maleable, que funde a 1535C, es de color grisceo y negruzco. Metal ms importantedel mundo ya que es la materia prima para la fabricacin delacero.El acero : Metal que resulta de la mezcla de hierro y menosdel 1.76% de carbonoLa tendencia a nivel mundial busca mejorar los procesostecnolgicos y mejorar los sistemas de recoleccin dechatarra con el fin de reciclarla.Tasa de reuso del acero (25 al 100% reciclado)Caractersticas: Econmico, Menor contaminacin, Menorutilizacin de recursos naturales.VENTAJASEl acero estructural, a pesar de su elevado costo, es el material idealpara construccin, especialmente para estructuras ubicadas en zonasssmicas, por las ventajas que a continuacin se indican:Material homogneo:Alta resistencia: Gran relacin de resistencia y rigidez por unidad devolumen.Ductilidad: Propiedad para soportar grandes deformaciones sin fallar alsometerse a grandes esfuerzos de tensin. Sus grandes deflexionesofrecen evidencia visible de la inminente falla.Tenacidad: Posee resistencia y ductilidad. Es la propiedad que lepermite absorber energa en grandes cantidades sin fracturarse.Resistencia a la fatiga: Esta propiedad le permite soportar muchosciclos de carga y descarga, o bien, de tensin o compresin.Durabilidad: Con un mantenimiento adecuado su vida til puedeprolongarse casi indefinidamente.Soldabilidad: Esta propiedad le permite ser unido a otro elemento de sumisma especie lo cual representa una gran ventaja como material deconstruccin.PesoLa estructura metlica pesa considerablemente menos que unaestructura de concreto para la misma geometra y cargas.Propiedad muy til en la construccin de edificios muy altos con malascondiciones para su cimentacin.Fuerzas ssmicas proporcionalmente menoresLa fuerzas ssmicas que actan en la estructura de un edificio sedeterminan multiplicando la masa por su aceleracin de respuesta.Mientras ms pequea sea la masa del inmueble (carga muerta) menorser la vulnerabilidad al dao por sismos.Versatilidad arquitectnicaMayores espacios rentablesFlexibilidad en el diseoCaractersticas estticas especialesGran eficiencia constructivaGran parte del proceso se lleva a cabo en el taller de fabricacin y unporcentaje menor del trabajo directamente en campo.Ampliacin de estructuras existentesUna estructura de acero puede adaptarse con relativa facilidad a loscambios arquitectnicos, modificacin de pisos, ampliaciones,reforzamientos, etc.Economa en los acabadosLos peraltes de vigas, trabes y armaduras de los marcos rgidos sonmenores que en una estructura de concreto, logrando con esto un ahorroen revestimiento de muros, fachadas y acabados en general.Rapidez constructivaMientras en el lugar de la obra se est construyendo la cimentacin, almismo tiempo en el taller se fabrica la estructura.Se minimiza la influencia de las condiciones metereolgicas en lacalidad de la construccin debido al trabajo de prefabricado hecho enplanta bajo un ambiente controlado.Propiedades diversasFacilidad de ensamble a travs de varios tipos de conexiones.Capacidad para laminarse en una gran cantidad de tamaos y formas.DESVENTAJASCosto de la estructura:Una estructura metlica requiere adems del acero estructural otrosmateriales o insumos complementarios como soldadura, tornillera ypintura.La diferencia de costo entre las diferentes calidades de aceroestructural son significativas.Costo de mantenimientoLa mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosin por loque deben pintarse peridicamente. Se requiere proteger la estructuradurante el proceso de construccin.Costo de la proteccin contra fuegoLa proteccin de estructuras de acero contra fuego es cara y enocasiones puede representar hasta un 5% del costo de la fabricacinde la estructura.VibracinEste aspecto es parte de un buen diseo.FUNDAMENTO TERICO1.- Carpintera Metlica:El trmino de carpintera metlica es muy reciente y sueleaplicarse al Arte de elaboracin, construccin y montaje deproductos metlicos como muebles, puertas, ventanas, rejas, mamparas, cerramientos, escaleras, barandillas, celosas,toldos, persianas y marquesinas , para los mercados de laconstruccin, Industria y decoracin, utilizando comomateria prima: acero, hierro, aluminio, entre otros metales.Es por eso que podemos decir que tienen un uso estructuraly tambin de acabado.Principales Materias Primas: 1. Hierro: El hierro es el metal duro ms usado,con el 95% en peso de la produccin mundial demetal. El hierro tiene su gran aplicacin paraformar los productos siderrgicos. Es de colorgrisceo y negruzco. Los hierros empleados enconstruccin se obtienen por procedimientos delaminacin (estirado y compresin por medio decilindros que giran a igual velocidad), forjado (darforma con golpes) y moldeado (doblado).2.- Acero: El acero es una aleacin constituida por hierro ycarbono, reduciendo durante el proceso los contenidos deCarbono (0,05 y 1,7 %). Las propiedades del acero dependende la cantidad de carbono empleada en el proceso defabricacin. Su gran resistencia se traduce en poco peso, yaque se requieren elementos de poco tamao para satisfacer losrequisitos de resistencia.3.- Aluminio: Es el elemento metlico ms abundante en lacorteza terrestre. Este metal posee una combinacin depropiedades que lo hacen muy til en ingeniera de materiales.Es relativamente barato. Es un metal plateado muy ligero,tiene un punto de fusin de 660C. Al contacto con el aire, secubre rpidamente con una capa dura y transparente de oxidode aluminio que resiste la posterior accin corrosiva, por estarazn los materiales hechos de aluminio no se oxidan.PERFILES DE ACERO USADOS EN LA CONSTRUCCIONEl acero estructural puede laminarse de maneraeconmica en una gran variedad de formas y tamaossin cambios apreciables en sus propiedades fsicas.La fabricacin de construcciones metlicas, se consiguemediante el ensamblado de perfiles, los cuales pueden serlaminados o ensamblados. Los perfiles laminados seencuentran normalizados y sus caractersticas pueden serconsultadas en manuales de diseo o en catlogos defabricantes.Los perfiles ms comnmente empleados son los de tipo Io H, los angulares, las canales, las barras redondas, tuboscirculares, rectangulares o cuadrados, y las Tee.Los perfiles se denominan en forma abreviada para su uso enplanos, especificaciones y diseos.PERFILES LAMINADOS EN CALIENTESECCIN TCANALNGULOTUBULARSECCIN I (W)PERFILES PLEGADOS (en fro)ZETASCANALESSECCIN INGULOSOMBREROPERFILES SOLDADOSCVSCSVSPERFILES SOLDADOSPLANCHAS METALICASUniones de Elemento EstructuralesUno de los aspectos importantes enel diseo de elementosestructurales lo constituye eldiseo de sus conexiones. Eldiseador cuenta con varias formaspara unir piezas metlicas.1.- Conectores mecnicos:Remaches: Son piezas de seccintransversal circular de acero dctil,forjado en terreno para unir variaspiezas metlicas. Se fabrican conuna cabeza manufacturada en unode sus extremos. Generalmente elproceso de remachado se hace encaliente, dada la facilidad con queste puede ser trabajado.Pernos Corrientes: Un perno es un pasador de metalcon una cabeza hexagonal en un extremo y el vstagocon hilo en el otro, en el cual atornilla una tuercatambin hexagonal. Debido a las variaciones en losdimetros de los vstagos se pide que el agujero seapunzonado o taladrado.Pasadores: En ocasiones se utiliza un solo pasadorcilndrico de acero para conectar miembros metlicos,que debe tener una rotacin relativa entre uno y otro.Sus dimensiones son mayores que las de un remache operno. El tipo ms comn tiene extremos hilados y dostuercas.Son: Sencillas y econmicas, Requieren menos trabajo en taller, Mano deobra calificada, Dificultad en la inspeccin visual, y Aplicacin de calordurante el proceso2.- Soldadura: La soldadura es un proceso mediante el cual se unenentre s dos piezas de metal, por la aplicacin de calor, con o sinpresin. Existen muchos tipos de soldadura como:Soldadura elctrica: La soldadura manual por arcoelctrico con electrodo revestido es la forma mscomn. Mediante una corriente elctrica (ya seacorriente alterna o corriente continua) se forma unarco elctrico entre el metal a soldar y el electrodoutilizado, produciendo la fusin de ste y sudepsito sobre la unin soldada. Los electrodossuelen ser de acero suave, y estn recubiertos conun material fundente que crea una atmsferaprotectora que evita la oxidacin del metal fundido yfavorece la operacin de soldeo. La intensidad y latensin adecuada para la operacin de soldeo seobtiene mediante un transformador (mquina desoldar).Soldadura Autgena oxiacetilnica: Estetipo de soldadura puede realizarse con materialde aportacin del material base (soldadurahomognea) o de diferente material(heterognea). Si se van a unir dos chapasmetlicas, se colocan una junto a la otra. Seprocede a calentar rpidamente hasta el puntode fusin de ambos materiales y se produceuna costura.Para lograr una fusin rpida (y evitar que elcalor se propague) se utiliza un soplete quecombina oxgeno (como comburente) yacetileno (como combustible). El acetileno seproduce en un gasgeno al colocar carburo conagua.Soldadura de puntos por resistencia: Lasoldadura de puntos por resistencia es unproceso en el cual se obtiene la fusin en unaposicin de las superficies mediante una uninsuperpuesta mediante electrodos opuestos apresin.Es un Mtodo muy utilizado en la industria, yexisten diversidad de mquinas para realizardiferentes operaciones de soldadura de puntos.El inconveniente es que slo es aplicablesatisfactoriamente, para espesorescomprendidos entre 0,5 y 3mm.VIGA - COLUMNATRATAMIENTOS Y PROTECCIONDebido a la facilidad que tiene el acero para oxidarsecuando entra en contacto con la atmsfera o con elagua, es necesario proteger la superficie de loscomponentes de acero contra la oxidacin ycorrosin. Muchos tratamientos superficiales estnmuy relacionados con aspectos decorativos de losmetales.Los tratamientos superficiales ms usados son lossiguientes:Galvanizado: Llamado tambin cincado, es elprocedimiento ms generalizado; consiste en recubrircon una pelcula de zinc, para lo cual y previamentelimpias, se sumergen las piezas caldeadas en un baode zinc fundido.Cromado: Recubrimiento superficial de cromo paraproteger a los metales de la oxidacin y tambin paraembellecerlos.TRATAMIENTOS Y PROTECCIONNiquelado: Es un recubrimiento metlico de nquel, realizadomediante bao electroltico. Hay dos tipos de niquelado: Niqueladomate y Niquelado brillante.Pavonado: Consiste en la aplicacin de una capa superficial de xidoabrillantado, de composicin principalmente Fe2O3 de color azulado,negro o caf, con el que se cubren las piezas de acero para mejorarsu aspecto y evitar su corrosin. tratamiento superficial que se da apiezas pequeas de acero, como la tornillera.Pintura: Usado comnmente , requiere un tratamiento con basesantioxidantes y acabado definitivo. Se utiliza en autos, barcos, etc.Carpinteria metlica de acabadoPUERTASVENTANASEJERCICIO DE APLICACINCALCULAR EL METRADO DEPERFILES METALICOS PARAUNA PUERTA DE 1.20X2.40m. Croquis 0.45 0.45 0.30m.