¿Qué grados de metal entran en los edificios de acero estructural?

El acero estructural es uno de los materiales más utilizados en la construcción comercial e industrial. ¿Cómo?

Con alta resistencia, buena maquinabilidad y alta ductilidad, la placa de acero estructural es un material de construcción seguro y rentable que sirve como la columna vertebral de los edificios de acero estructural. Este artículo examina qué hace que el acero estructural sea un material de construcción tan ventajoso, los diferentes tipos de acero estructural y los diferentes tipos de grados de metal y sus propiedades correspondientes.

¿Qué es el acero estructural?

El acero estructural es un tipo versátil de acero al carbono. En peso, el acero estructural tiene un contenido de carbono de hasta el 2,1%. La Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales, ASTM International, establece estándares para la composición y tolerancias dimensionales para todos los grados de acero estructural.

Cuando el ahorro de peso y la durabilidad son factores clave de construcción, es probable que se utilicen placas de acero. Además de las placas de acero estructural, el acero estructural viene en una variedad de formas, lo que lo hace adaptable para diversos proyectos.

Vigas de acero estructural

Las vigas de acero estructural son la base de miles de construcciones residenciales y comerciales, armazones de plataformas de vehículos, puentes y bases de máquinas. El universal, o I-beam tiene un arriba y abajo, llamados bridas (a veces, patas). A menudo, estas bridas se estrechan. La sección media de la viga se llama web.. los web está construido para resistir la fuerza contundente, mientras que las bridas resisten doblando

vigas H

La viga H es más pesada que la viga I universal, con mayor tolerancia a la fuerza. Sus bordes no se estrechan.

vigas en T

Las vigas en T tienen forma de T, como la viga universal pero sin ala inferior. La falta de ala hace que la viga en T sea menos versátil, debido a la menor resistencia a la tracción. Por lo tanto, se utilizan con mayor frecuencia en el refuerzo.

Canales de acero estructural

Los canales están diseñados como vigas en I, donde las alas se dividen verticalmente por la red. Esto crea una cara plana con pestañas paralelas. Las caras planas permiten atornillar canales a otras caras planas.

canales C

Los canales en C tienen una ligera pendiente en la superficie del ala interior. Por lo general, no se aplican como vigas de soporte de carga primaria. Más bien, brindan una gran cantidad de soporte estructural, más útil como marcos y para arriostramiento.

Pilotes de rodamiento

Los pilotes de apoyo son similares a las vigas en I en que tienen la misma forma. Sin embargo, los pilotes de apoyo tienen un espesor uniforme en todas las secciones. Se utilizan principalmente para soportar cargas verticales.

H-pilotes

Los pilotes en H a menudo se colocan en el suelo para proporcionar un soporte de cimentación profundo para las superestructuras.

Ángulos de acero estructural

Los ángulos de acero estructural tienen diversas aplicaciones, que van desde usos cotidianos (en sillas y armazones de cama) hasta almacenes y torres de energía. Un ángulo de acero es una barra de acero que tiene una sección transversal en forma de L, formando un ángulo de 90 grados.

formas de L

Las formas en L pueden tener longitudes de piernas iguales o desiguales. Ambos son excelentes para reforzar.

Sección estructural hueca

La sección estructural hueca (HSS) se refiere a la tubería de acero soldado de alta resistencia. Se fabrican en formas redondas, cuadradas y rectangulares y soportan cargas multidireccionales. Como sugiere el nombre, independientemente de la forma, las secciones medias son huecas.

Atributos importantes del acero estructural

Importante para todas las estructuras es su potencial para absorber energía. Hay tres propiedades mecánicas importantes que respaldan la amplia funcionalidad del acero estructural:

Límite elástico

El límite elástico se refiere a la fuerza mínima requerida para lograr una deformación permanente. El límite elástico se determina con un ensayo de tracción, en el primer punto de desviación de la proporcionalidad en una curva de tensión-deformación. El acero de carga debe tener un límite elástico superior a 35 000 psi. La estructura de acero y el material que no soporta carga tiene un requisito mínimo de resistencia a la fluencia de 33,000 psi.

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción se conoce como la tensión última o máxima que un material puede soportar antes de fallar permanentemente. Si el límite elástico es el primer punto en el que un material se dobla permanentemente, la resistencia a la tracción denota el punto en el que se rompe el material. Las resistencias a la tracción tienen dimensiones de fuerza por unidad de área, comúnmente expresadas en unidades de libras por pulgada cuadrada (psi). 36 000–50 000 psi se considera una resistencia a la tracción normal para el acero estructural, pero puede alcanzar hasta 58 000–70 000 psi.

Alargamiento

El alargamiento es el grado de elasticidad antes de la ruptura. Cuanto mayor sea la resistencia a la tracción de un material, menos se alargará bajo tensión. Ya sea que un material esté doblado, estirado o comprimido, el alargamiento será un punto entre la resistencia a la tracción y el límite elástico y se expresa como un porcentaje de su longitud original. No existe un requisito de elongación para el acero no estructural.

Un material de construcción ventajoso

Los edificios de acero estructural requieren ciertas consideraciones de constructibilidad. ¿Los materiales son duraderos? ¿Sostenible? ¿Qué pasará con el material bajo el impacto causado por condiciones climáticas extremas? ¿Qué tan rentable y fácil de trabajar es el material de construcción?

El acero estructural satisface todas estas evaluaciones de uso.

Relación de alta resistencia a peso

Debido a que la relación resistencia/peso indica qué tan útil es el material para su peso, las evaluaciones de uso para la construcción tienden a priorizar una alta relación resistencia/peso. El acero estructural no solo es fuerte, sino que es relativamente liviano. Es conocido por su relación entre alta resistencia y bajo peso, lo que lo hace más fácil de usar y más económico que otros metales.

Buena maquinabilidad

Otra ventaja del acero estructural es su buena maquinabilidad. Un material de libre mecanizado requiere una potencia mínima para cortar, se puede cortar rápidamente, obtener fácilmente un buen acabado y no desgasta el utillaje. Nuevamente, esto beneficia la facilidad del proyecto a través de las preocupaciones económicas, ahorrando tiempo con un riesgo mínimo de daño y reparación de la herramienta.

Ductilidad

Una consideración especialmente relevante para la construcción de edificios es la ductilidad. La ductilidad describe la capacidad de un material para estirarse o deformarse sin fracturarse. En ingeniería sísmica, ductilidad es el término utilizado para identificar qué tan bien un edificio soporta los desplazamientos impuestos por el movimiento del suelo. Por lo tanto, si desea que un edificio esté preparado para terremotos, desea un material que tenga un marco de acero correctamente detallado con un grado de elasticidad que le permita tolerar grandes deformaciones antes del inicio de la falla (fractura). Al considerar los grados de acero estructural, tenga en cuenta que un aumento en el carbono aumentará la resistencia pero disminuirá la ductilidad.

100% Reciclable

¿Sabías que el acero es el material más reciclado del mundo? Esta es otra clara ventaja del acero. El acero es continuamente reciclable, lo que significa que puede reciclarse indefinidamente sin comprometer la calidad.

Económico

El acero estructural aporta mayor valor a un proyecto al tener costos iniciales más bajos y menos riesgos que otros materiales de construcción. Su facilidad de uso, versatilidad y relación resistencia/peso significan costos más bajos, lo que tiene una gran influencia en el costo total de construcción.

¿Qué es una prueba de Charpy y por qué es importante?

La prueba de impacto Charpy calcula la cantidad de energía que puede absorber un material específico, como metales, cerámicas y polímeros, y se utiliza para clasificar su deterioro. Es una prueba de evaluación generalizada que indica la dureza y la calidad relativas de un material. La prueba de impacto de péndulo o Charpy continúa utilizándose como un método económico de control de calidad y ayuda a determinar si un material es adecuado para un proyecto determinado.

Esta prueba consiste en golpear un espécimen de muestra con muescas con un martillo en un brazo de péndulo. El espécimen se sujeta de forma segura en cada extremo mientras el martillo golpea frente a la muesca. La medición de la disminución en el movimiento del brazo del péndulo indica la energía absorbida. Es importante tener en cuenta que la dureza de un material puede variar según el impacto en condiciones de baja temperatura y los concentradores de tensión adicionales, como muescas y grietas.

¿Cuáles son los tipos de acero estructural que entran en los edificios de acero estructural?

A36

El A36 es un acero de bajo costo con bajo contenido de carbono ampliamente preferido y versátil conocido por su límite elástico (36 000 psi) y su excelente maquinabilidad. A36 puede alargarse hasta aproximadamente un 20 % de su longitud original y se usa comúnmente para columnas, vigas, cubiertas y elementos de acabado. Si bien tiene una ductilidad decente, el acero A36 no se usa para refuerzo.

A572

A572 es una placa de acero de baja aleación y alta resistencia (HSLA). Este acero estructural de baja aleación y soldable tiene un rendimiento y una resistencia a la tracción similares al acero A36, pero es más adecuado para aplicaciones que requieren una mayor relación de resistencia por peso. Sin sacrificar la fuerza, A572 es más ligero que el equivalente fabricado con acero al carbono, lo que lo convierte en un excelente material para torres de transmisión, montañas rusas y puentes.

A588

El acero A588 tiene un límite elástico y una resistencia a la tracción superiores a 46 000 psi, superior tanto al A36 como al A572. Con una elongación similar, A588 se diferencia por su superior resistencia a la corrosión atmosférica, lo que lleva a un ciclo de vida más largo. Por lo tanto, A588 satisface las necesidades específicas de las industrias que requieren soluciones para exteriores.

A514

A514 es un acero de aleación templado y revenido con un límite elástico de 100 000 psi y un alargamiento entre 16 y 18 %. A514 es un acero estructural de alto rendimiento que proporciona buena soldabilidad y tenacidad a bajas temperaturas atmosféricas. Principalmente, A514 se usa para soportar cargas pesadas, en grúas y otras aplicaciones de máquinas de alto desgaste.

¿Cuál es la descomposición del acero estructural en edificios de acero estructural?

Aproximadamente el 25% de los edificios están hechos de acero estructural. Esto puede tomar la forma de marcos de acero, vigas, columnas, barras y placas. ¡Ahora sabes por qué!