Tipos de estructuras de acero

Un gran número de grados de acero estructural están disponibles para los perfiles, placas y perfiles huecos estructurales y tuberías en el mercado. Los más importantes se discuten brevemente a continuación.

Partiendo de la base que las estructuras metálicas son artificiales ya que las ha inventado el ser humano podremos entonces destacar qué tipos de estructuras hay:

Estructuras Abovedadas: Estas estructuras son todas aquellas en las que se emplean bóvedas, cúpulas y arcos para repartir y equilibrar el peso de la estructura, como por ejemplo puede verse en las catedrales o iglesias.

Estructuras Entramadas: Estas son las más comunes ya que son las que utilizan la mayoría de los edificios que podemos ver en cualquier ciudad. Emplean una gran cantidad de vigas, pilares, columnas y cimientos, es decir, una gran cantidad de elementos horizontales y

verticales para repartir y equilibrar el peso de la estructura. Estas estructuras son más ligeras porque emplean menos elementos que las abovedadas por ejemplo y así pueden conseguirse edificios de gran altura.

Estructuras Trianguladas: Las trianguladas se caracterizan como su propio nombre indica por disponer sus elementos de forma triangular, suelen ser muy ligeras y económicas. Suelen utilizarse para la construcción de puentes y naves industriales. En estos casos hay dos formas que son las más utilizadas, la cercha y la celosía.

Estructuras Colgantes: Las estructuras colgantes o colgadas son aquellas que utilizan cables o barras (tirantes) que van unidos a soportes muy resistentes (cimientos y pilares). Los tirantes estabilizan la estructura, como puede verse por ejemplo en los puentes colgantes.

Estructuras Laminares: Todas aquellas formadas por láminas resistentes que están conectadas entre sí y que sin alguna de ellas la estructura se volvería inestable, como pueden ser las carrocerías y fuselajes de coches y aviones.

Estructuras Geodésicas: Son estructuras poco comunes que están formadas por hexágonos o pentágonos y suelen ser muy resistentes y ligeras. Son estructuras que normalmente tienen forma de esfera o cilindro.

Perfiles estructurales de acero

Elementos

Columnas

Las columnas son elementos que trabajan principalmente a carga axial de

compresión o esta combinada con flexión. Los perfiles con que se forman las

columna generalemte son perfiles W tubo circular, tubo cuadrado, combinacion

de perfiles c y a veces una combinacion angulares.

Vigas

Las vigas son elementos horizontales, en algunos casos inclinados cuya

funcion es transmitir cargas que producen principalmente flexion.

Arriostres

Son elementos en diagonal, formando triangulos en la estructura. Los

arriostres, trabajan a carga axial de tension o de compresion, evitando el ladeo

de la estructura. Los perfiles mas apropiados para formar los arriostres son

perfiles W.S.C y angulares.

Mienbros A Tension

Estos se encuentran sometidos unicamente a cargas axial de tension. Los

perfiles comunmente usados son perfiles W.S.C. angulares y barras. Es comun

encontrarlos en armaduras, sistemas de rriostre y en miembros utilizados como

tirantes.

Cables

Son mienbros

flexibles que

pueden ser

unicamente

sometidos a

tensión,

consisten en

uno o mas

grupos de

alambres,

torones o

cuerdas. Un torón esta formado de alambres dispuestos en forma helicoidal

alrededor de un alambre central para producir una seccion simetrica, de la

misma manera un cable es un grupo de torones colocados en forma helicoidal

alrededor de un núcleo central que esta compuesto de un corazon de fibras o

de otro torón (Figura 1).

Sistemas Estructurales

Marcos Rigidos

Están formados por vigas y columnas con uniones rigidas capaces de transmitir

momento flector (Figura 2). Las fuerzas verticales y horizontales son resistidas

por accion de marco, en la cual las vigas y columnas trabajan a flexion o a

flexocompresión. La

unión viga-columna

puede estar hecha por

medio de soldadura o

pueden ser uniones

peradas, remachadas o

una combinachión de

soldaduras y pernos.

Este tipo de marcos

puede ser de uno o

varios pisos.

Figura 1. Diferencia entre Cable y Torón

Figura 2. Ejemplos de Marcos Rigidos

Marcos Arrios-Trados

Al igual que los

marcos rigidos,

estos estan

formados por vigas

y columnas,

teniendo

adicionalmente

elementos en

diagonal formando

triangulos en la

estructura. Los

arriostres, miembros

diagonales, trabajan

a carga axial de

tensión o de compresión, evitando el ladeo de la estructura. La colocacion de

los elementos diagonales pueden ser en X, K o V (Fig. 3) .

Armaduras

Esta formada por un gruo de miembros (tambien llamados barras) que forman

uno o mas triangulos, en un solo plano, y estan dispuestos de manera que las

cargas externas se aplican en los nudos o juntas y teoricamente sólo producen

tensión, o compresión axiales en los miembros (Figura 4).

Entrepisos

Figura 3. Marcos en forma de X, K y V

Figura . Ejemplo de Armaduras

Generalmente estan formados por un sistema de vigas de cargas apoyadas

sobre columnas, paredes, armaduras, etc. sobre las que se apoya una serie de

vigas de menor dimensión, llamadas viguetas o vigas secundarias (Figura 5).

Techos O Cubiertas

Es muy comun encontrar cubiertas con armaduras de acero o simplemente de

vigas inclinadas, como elementos que soporten las cargas del techo (Figura 6).

Figura . Procesos Constructivos de Entrepisos

Figura . Esquema de Cubiertas o Techos