Aceros Antiguos

7/22/2019 Aceros Antiguos

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Cátedra de Ingeniería RuralEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real

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Aceros. Acciones.

1. Clases de acero.

La norma NBE EA-95 utiliza las designaciones de acero A-37, A-42 y A-52, en

la que el número indicado corresponde a la resistencia a tracción garantizada (en

kp/mm 2), con las calidades o grados b, c y d para cada uno de ellas; no obstante, la

designación comercial actual de aceros es la que figura en las normas UNE EN 10025 y

UNE EN 10210-1. En la tabla 1 se indican las correspondencias entre las designaciones

utilizadas en la NBE EA-95 y en la UNE EN 10025 para los productos laminados encaliente más usuales.

Tabla 1 .Designaciones de los aceros utilizados por la NBE EA-95

y su correspondencia con las de la UNE EN 10025

Designación según NBE EA-95 Designación según UNE EN 10025 (1)

A 37b S 235 JR- S 235 JR G2

A 37c S 235 JOA 37d S 235 J2 G3A 42 b -A 42c -A 42d -

(2) S 275 JR(2) S 275 JO(2) S 275 J2 G3

A 52b S 355 JRA 52c S 355 JJOA 52d S 355 J2 G3

(1) La designación de aceros para construcción metálica según UNE EN 10025utiliza una notación alfanumérica que comienza con la letra S seguida de tresdígitos que indican el valor mínimo del límite elástico expresado en N/mm 2 alos que se añaden otras letras y números que corresponden al grado y otrasaptitudes.

(2) Estas designaciones se corresponden con A 44b, A 44c y A 44d, respectiva-mente, según UNE 36080-73

Los aceros A-37, A-42 y A-52 se emplearán para los productos laminados,

según su calidad, con las siguientes consideraciones:

− Calidad b Utilizable en construcciones remachadas o soldadas ordinarias.




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− Calidad c Propio para construcciones soldadas con exigencias de alta

soldabilidad o de insensibilidad a la rotura frágil.− Calidad d Propio para construcciones soldadas con exigencias especiales

(de resistencia, de resiliencia, etc).

En la UNE 10025 se designan los aceros con la letra S seguidad de un número,

235, 275 ó 355, que hacen referencia al límite elástico garantizado ( σe) expresado en

N/mm 2 para espesores inferiores a 16 mm. Existen diferentes grados JR, JO, J2, que

además se dividen en subgrados G2 y G3. Los diferentes grados JR, JO, J2G3 se

diferencian por su soldabilidad y resiliencia, siendo la soldabilidad creciente desde elgrado JR al J2.

Los acero de grado G3 se suministran en estado normalizado (proceso que

consiste en calentar el acero por encima de latemperatura de cristalización, y enfriarlo

posteriormente al aire en calma).

Las características mecánicas de cada clase de acero se definen en la tabla 2.

Tabla 2.Características mecánicas de los aceros según la Norma NBE EA-95

Característicasmecánicas Espesor Probeta A

37bA

37cA

37dA

42bA

42cA

42dA

52bA

52cA

52d≤ 16 mm 24 24 24 26 26 26 36 36 36

> 16 mm

≤ 40 mm23 23 23 25 25 25 35 (1) 35 35Límite elástico σ e

mínimo (kp/mm 2)> 40 mm≤ 63 mm

22 22 22 24 24 24 34 (1) 34 34

≤ 40 mmLongitudinalTransversal

2624

2624

2624

2422

2422

2422

22 (1)20

2220

2220Alargamiento de

rotura δ mínimo(en %) > 40 mm

≤ 63 mmLongitudinalTransversal

2523

2523

2523

2324

2321

2321

21 (1)19

2119

2119

Resistencia a tracción σR mínimo-máximo(kp/mm 2) (2)

37-48 37-45 37-45 42-53 42-50 45-50 52-62 52-62 52-62

ResilienciaEnergía absorbida ρ

(kp m)Temperatura de ensayo ºC

2.82+20

2.80

2.8-20

2.82+20

2.80

2.8-20

2.82+20

2.80

2.8-20

(1) En los aceros del tipo A 52 el espesor límite de 40 mm se sustituye por 36 mm.(2) Salvo acuerdo en contrario, no será objeto de rechazo si en la resistencia a tracción se obtienen 2 kp/mm 2 de menos.

Tampoco si en los aceros de grados c y d se obtienen 2 kp/mm 2 de más.

Para los perfiles huecos de acero conformados en frío a partir de chapa de clase

A 42b, el fabricante garantizará las propiedades indicadas en la tabla 3.




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Tabla 3.

Características mecánicas de los perfiles huecos conformados en frío.

Límite elástico σ e ≥ 26 kp/mm 2 Resistencia a tracción σR ≥ 42 kp/mm 2

Alargamiento de rotura δ ≥ 20%Doblado Satisfactorio realizando el ensayo según UNE 7 472

Aplastamiento Satisfactorio realizando el ensayo según UNE 7 208Salvo acuerdo en contrario, los perfiles huecos no serán objeto de rechazo si en laresistencia a tracción se obtienen 2 kp/mm 2 de menos.

Para los perfiles y placas conformados de acero a partir de chapa de clase A 37bse garantizarán las características mecánicas indicadas en la tabla 4.

Tabla 4.Características mecánicas de los perfiles conformados.

Límite elástico σ e ≥ 24 kp/mm 2 Resistencia a tracción σR ≥ 37 kp/mm 2

Alargamiento de rotura δ ≥ 26%Doblado Satisfactorio realizando el ensayo según UNE 7 472

Salvo acuerdo en contrario, los perfiles huecos no serán objeto de rechazo si en la

resistencia a tracción se obtienen 3 kp/mm2

de menos.

Finalmente, en la table 5 se dan según el Eurocódigo 3, los valores nominales

del límite elástico f y y la resistencia a la tracción f u, para los aceros laminados Fe 360, Fe

430 y Fe 510 de acuerdo con la EN 10025 (las denominaciones Fe 360, Fe 430 y Fe

510, utilizadas en el Eurocódigo, se corresponden con las denominaciones S 235, S 275

y S 355, respectivamente –UNE EN 10025–).

Obsérvese que estas clases resistentes de acero concuerdan aceptablemente conlas nacionales.




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2. Productos de acero.

2.1. Perfiles laminados.

Los productos de acero laminado en caliente se agrupan en series por las

características geométricas de su sección. En el anejo 2.A1 de la Norma se recogen las

características geométricas de las distintas series, así como las dimensiones y demás

constantes mecanogeométricas (radio de giro, momento de inercia, módulo resistente,

módulo de torsión, etc) de los perfiles normalizados de cada serie. Un resumen de lasseries de acero laminado es el siguiente:

a) Perfiles IPN (tabla 2.A1.1). Muy parecidos a la serie IPE, pero con peor

relación inercia/peso, por lo que tiende a utilizarse menos.

b) Perfiles IPE (tabla 2.A1.2). Muy utilizados como correas, vigas de cubierta o

pilares. En este último caso deben ir acompañados de arriostramientos

longitudinales, pues son perfiles resistentes en el eje X, pero muy débiles en

el eje Y.

c) Perfiles HEB, HEA, HEM (tabla 2.A1.3). Perfiles muy resistentes en los dos

ejes de trabajo. Muy utilizados como pilares y como vigas planas de forjado.

Los perfiles estándar son los HEB, mientras que los HEA (serie ligera) y los

HEM (serie pesada) pueden ser suministrados bajo consulta previa.

d) Perfiles UPN (tabla 2.A1.4). Es frecuente su uso como perfiles compuestos

(2 UPN) con las alas hacia adentro (soldados o empresillados, utilizados

como pilares)) o con las alas hacia fuera (unidos mediante cartelas, y

utilizados en estructuras trianguladas (cerchas).

e) Perfiles L (tabla 2.A1.5). Muy utilizados en cerchas como perfiles

compuestos (2L unidos mediante cartelas) o simples como perfiles de

arriostramiento.

f) Perfiles LD (tabla 2.A1.6). Son perfiles angulares de lados desiguales. Se

emplean menos que los anteriores. Son muy pocos los perfiles con

posibilidad de suministro permanente.




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g) Perfiles T (tabla 2.A1.7). Muy poco utilizados en estructuras de edificación,

y están disponibles bajo consulta previa.

h) Redondos (tabla 2.A1.8). Utilizados en arriostramientos.

i) Cuadrados ((tabla 2.A1.9). Igual que los anteriores, pero menos utilizados.

j) Rectangulares (tabla 2.A1.10). Son las placas de anchura menor de 500 mm,

pudiendo obtenerse por laminación directa o por corte de chapa. Utilizados

como placas de base de pilares.

k) Chapas (anejo 2.A1). Productos laminados de anchura mayor de 500 mm.Según su espesor se clasifica en chapa fi na (espesor menor de 3 mm), chapa

media (de 3 hasta 4.75 mm) y chapa gruesa (mayor de 4.75 mm).

2.2. Perfiles huecos.

Son perfiles huecos conformados en frío, de sección cerrado, no maciza, de

espesor pequeño con relación a las dimensiones características de la sección, destinados

a servir de elementos resistentes. Se fabrican a partir de chapa laminada en caliente de

acero A 42b mediante conformación en frío y soldadura.

Suelen emplearse como correas de cubierta, como vigas de atado y como perfiles

de cerchas. Las series que comprenden son:

a) Perfiles huecos redondos (tabla 2.A2.1).

b) Perfiles huecos cuadrados (tabla 2.A2.2)

c) Perfiles huecos rectangulares (tabla 2.A2.3)

2.3. Perfiles y placas conformados.

Estos productos se fabrican conformados en frío. El acero comercial para estos

perfiles es el A 37b. No se consideran los perfiles y placas conformados fabricados con




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otros aceros de características superiores a las del A 37b, lo cual no impide que puedan

utilizarse.

Tienen espesor constante y pequeño en relación con la máxima dimensión de la

sección y constan de caras planas o cilíndricas enlazadas sin aristas vivas y sin

soldaduras. Antes o después de su conformación pueden someterse a procesos de

pintado, galvanizado, etc.

Hay que indicar que para estos perfiles, y debido a su reducido espesor, es

preciso un cálculo especial diferente al de los perfiles laminados o huecos, que viene

recogido en la parte 4 de la NBE EA-95. Así, es común el empleo de las correas en Z o

en Ω por el ahorro de peso que se consigue, siendo por tanto más económicas, mientras

que muchos proyectistas los calculan como si fuesen perfiles laminados, lo que puede

producir un fallo estructural grave, pues en este tipo de correas el cálculo a torsión es el

que más debe de preocupar, por su propia geometría.

En el cálculo de elementos estructurales mediante este tipo de perfiles hay que

tener en cuenta las siguientes circunstancias:

− La mayor influencia de los fenómenos de inestabilidad: abolladura,

combadura, pandeo con torsión, etc, y de la deformación de las secciones

transversales.

− El uso de procedimientos de unión específicos: remaches en frío, soldadura

por puntos, etc.

− El efecto de la corrosión en espesores menores de 4 mm.

− La posibilidad de tener en cuenta la elevación del límite elástico debida al

endurecimiento por la conformación en frío.

Los perfiles y placas conformados comprendidos en la norma se agrupan en

series por las características geométricas de su sección. También se incluyen las placas

nervadas, agrafadas y los paneles, aunque propiamente no constituten series porque

actualmente se fabrican con muy variadas formas y dimensiones.




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diferentes, con la justificación correspondiente. Así, el proyectista debe señalar en la

Memoria o en sus Anejos los valores de las acciones que ha considerado en el cálculo.

3.1. Clasificación de las acciones.

La NBE AE-88 clasifica las acciones de la siguiente forma:

• Acción gravitatoria . Es la producida por el peso de los elementos

constructivos, de los objetos que pueden actuar por razón de uso, y de la

nieve en las cubiertas. Son cargas siempre verticales. Pueden ser de lossiguientes tipos:

− Concarga . Es la carga cuya magnitud y posición es constante a lo

largo del tiempo (NBE AE-88, capítulo 2). Se descompone en:

§ Peso propio . Es la carga debida al elemento resistente.

§ Carga permanente . Es la carga debida a los pesos de todos los

elementos constructivos, instalaciones fijas, etc, que soporta laestructura.

− Sobrecarga . Es la carga cuya magnitud y/o posición puede ser

variable a lo largo del tiempo. Pueden ser:

§ De uso . Es la sobrecarga debida al peso de todos los objetos que

puedan gravitar por el uso, incluso durante la ejecución (NBE

AE-88, capítulo 3).

§ De nieve . Es la sobrecarga debida al peso de la nieve, sobre las

superficies de cubierta (NBE AE-88, capítulo 4).

• Acción del viento . Es la producida por las presiones y succiones que el

viento origina sobre las superficies en las que incide. De ella se trata en el

capítulo 5 de la NBE AE-88.

• Acción térmica . Es la producida por las deformaciones debidas a los

cambios de temperatura (capítulo 6). Tiene muy poca influencia en




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estructuras de poca longitud. En estructuras muy largas es recomendable

disponer juntas de dilatación a una distancia adecuada (entre 30 y 50 m).

• Acción reológica . Es la producida por las deformaciones que

experimentan los materiales en el transcurso del tiempo por retracción,

fluencia bajo las cargas u otras causas (capítulo 6). Son despreciables en

los materiales metálicos, debiendo considerarse en el hormigón.

• Acción sísmica . Es la producida por las aceleraciones de las sacudidas

sísmicas. La norma NCSR-02 (Norma de construcción sismorresistente:

parte general y edificación) ha entrado en vigor el día 12 de octubre de2002, día siguiente al de su publicación en BOE.

• Acción del terreno . Es la producida por el empuje activo o el empuje

pasivo del terreno sobre las partes del edificio en contacto con él. Se

desarrolla en los capítulos 8 y 9 de la NBE AE-88.

3.2. Combinación de acciones.

De acuerdo con la norma NBE EA-95 los coeficientes parciales de seguridad,

para las acciones más habituales, son los recogidos en la tabla 5.

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