CONTRAVENTEOS, CRUZ DE SAN ANDRES.

El contraventeo puede ser de cuatro tipos:
1) Discreto
2) Continuo
3) Relativo
4) Dependiente
CONTRAVENTEO DISCRETO
El contraventeo discreto resiste y aporta rigidez lateral solo en sectores específicos y donde esté localizado
(unido) al marco y/o elemento estructural. También, se refiere a este contraventeo como contraventeo nodal.

Figura 6.8 Contraventeo discreto
Un ejemplo de contraventeo discreto teórico es el de la figura (6.9). Para abordar este problema de
estabilidad se puede tomar la solución de la columna para el desplazamiento en el eje  Y .


CONTRAVENTEO RELATIVO
Este tipo de contraventeo es aquel que proporciona control de distorsiones laterales bajo el principio de
compatabilidad de deformaciones de dos puntos, al unirse con algún elemento estructural.

Figura 6.10 Ejemplo de contravento relativo
Este tipo de contraventeo es muy “popular” y puede estar representado por diagonales a nodos, concentricas
en la viga del marco y excentricas en la viga del marco. Para ejemplificar la aportación de estas diagonales,
se puede tomar el ejemplo básico de la figura (6.11)

CONTRAVENTEO CONTINUO
El contraventeo continuo es aquel que se le proporciona a elementos estructurales y/o marcos de manera
constantes en alguno de sus planos. Un ejemplo es la figura (6.12) donde la viga tipo “i” esta anclada a una
losa y esta integración de trabe y losa, beneficia directamente a la trabe. Es común darle tambien el nombre

de arriostramiento cuando restringe de alguna manera la deformación del elemento contraventeado.










CONTRAVENTEO DEPENDIENTE
Para el contraventeo dependiente es basicamente la aportación de contraventeo siempre y cuando la
configuración deformada del elemento o estructura que es contraventeado haga depender y prescindir del
elemento que contraventea, ver la figura (6.13).

ARRIOSTRAMIENTOS Y CRUZ DE SAN ANDRES

Una   e s t ruc tur a  e s t á   ade cuadament e   a r r ios t r ada   cuando 

cua lqui e r  cambio a rbi t r a r io de  su configuración implica la 

deformación de elementos que  gene r an fuerzas suficientes 

como pa r a  r e s t i tui r  l a  configuración original. 

Al existir elementos que no tienen otra finalidad que lograr la 

estabilidad, la naturaleza del problema aparece de forma más 

nítida que en el caso del pandeo o la abolladura. 

el arriostramiento más simple es la cruz de San Andrés, que 

consiste en 2 tirantes que pueden trabajar alternativamente en 

tracción aunque hay otras alternativas que precisan barras que 

puedan trabajar alternativamente a compresión. 

también  pueden  usarse  pantallas  de  hormigón  armado  o 

recuadros macizados de ladrillo (que produce bielas comprimidas alternativas) 

los arriostramientos impiden el paso o lo dificultan (caso de la 

K) por lo que suelen colocarse en las fachadas o aprovechando las cajas de escalera.

SISTEMA AMORTIGUADOR SISMICO.

SISTEMA DE PREVENCIÓN CONTRA LOS TERREMOTOS

Los sistemas actuales de prevención contra los terremotos, son en general de carácter sismorresistente, siendo su objetivo el REFORZAR la construcción para RESISTIR los impactos de los movimientos sísmicos.

La energía sísmica, una vez penetra en el edificio, no desaparece hasta que se transforma totalmente en MOVIMIENTO, DEFORMACIÓN, ROTURA O CALOR. (Principio de Conservación de la Energía). Siendo la rotura, la que mayor energía absorbe.

Sistemas sismorresistentes	Sistemas EGEOMOL-AV.

El sistema EGEOMOL-AV® se anticipa al problema, cancelando las ondas sísmicas y absorbiendo gran cantidad de su energía asociada, sin llegar a penetrar en la construcción. “Más vale prevenir que curar”.

EMPLEO DE NUEVOS MATERIALES

La utilización de materiales plásticos en el sistema EGEOMOL-AV® , supone una innovación en el sector de la construcción, además con un coste de adquisición bajo.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El sistema EGEOMOL-AV® se compone de dos placas de material plástico unidas por un silentblock central; que albergan en su interior una abrazadera elástica, rellena de un material sólido con propiedades hidráulicas.

VARIANTE A

VARIANTE B

VARIANTE C

Este granulado sólido con efecto hidráulico tiene la propiedad de transmitir la presión a la abrazadera elástica sin perder estanqueidad, además de permitir calibrar el Factor de Amortiguamiento del Sistema (Factor Damping) en función de su tamaño, forma y propiedades elásticas.

http://oa.upm.es/1500/1/MONO_AROCA_2000_02.pdf
http://www.cessarer.com/ICSESCRA/EDU/EE/APUNTES/APUNTES06_UL.pdf
http://www.egeomol.com/es/index.html

TIPOS DE UNIONES ENTRE PILARES Y VIGAS DE ACERO.

3.- Comportamiento de las uniones
Como ya se mencionó al inicio, las uniones tienen, dentro de los proyectos de las construcciones
metálicas, especial importancia y dificultad. Cualquier unión es una zona particularmente
peligrosa y la mayoría de los accidentes son debidos a uniones mal proyectadas o mal
ejecutadas.
Es muy sintetizar todos los modelos de unión que pueden presentarse. Los criterios de proyecto
y ejecución evolucionan constantemente y dependen, además, del proceso de fabricación,
transporte y montaje.
Dada su importancia conceptual y económica, ya que aproximadamente representan el 40% del
importe de la estructura, han de concebirse del modo más sencillo posible, eliminando elementos
innecesarios y procurando unificar y tipificar al máximo los diferentes modelos.
Puede resultar extraño a primera vista indicar que detalles constructivos con mayor cantidad de
acero pueden resultar más económicos que otros, con menos, pero con mayores exigencias de
mano de obra. Una basa de un pilar formada por una sola placa gruesa sin cartelas puede ser
más económica que la de otra basa fina acartelada.


Figura 02. Economía de ejecución
El análisis de las uniones, posiblemente, sea la parte más difícil de la construcción metálica. En
ellas hay una concentración de esfuerzos muy importantes y la evaluación de las tensiones y
deformaciones que se presentan solamente pueden obtenerse mediante el análisis experimental,
o utilizando métodos numéricos en el campo elastoplástico. De los resultados obtenidos se
desprenden procedimientos simplificados que son los que normalmente se utilizan en la práctica.



El estudio de una determinada unión comprende su diseño, el análisis de los esfuerzos que ha de
resistir y, en función de éstos, el cálculo de los elementos y medios de unión que la componen,
tales como cartelas, casquillos, cordones de soldadura o tornillos.
3.1.- Clasificación de uniones metálicas
En función de su capacidad de resistencia tenemos:
 - Uniones de resistencia total, en las que su capacidad de carga es igual o superior a la del
elemento más débil de la unión.
- Uniones de resistencia parcial, aquellas que su capacidad de carga es inferior a la del elemento
más débil de la unión pero, lógicamente, superior a los esfuerzos de cálculo.
Las uniones resistentes a esfuerzo de flexión podemos clasificarlas como:
- Rígidas, las que mantienen los ángulos que forman entre sí las piezas enlazadas. El giro del
nudo es igual al de las barras a él unidas.
- Semirrígidas, son las uniones flexibles en las que se produce un giro relativo entre las barras
enlazadas en el nudo, pero existiendo una transmisión de momentos. Para modelizar este tipo de
enlace se unen las barras a los nudos mediante muelles que coartan el giro.
- Simples, son enlaces que se comportan como uniones articuladas, en los que la barra se une al
nudo sin coartar sus giros.

Todas las uniones tienen que tener un comportamiento suficientemente dúctil, capaz de
desarrollar su capacidad resistente en el rango plástico sin que se presente un fallo prematuro
motivado por una deformación excesiva.
En la figura siguiente se muestran tres diferentes uniones de una barra traccionada, formada por
dos perfiles UPN, enlazada a dos cartelas.

- Unión a): La unión soldada es totalmente resistente. La curva carga - desplazamiento alcanza
prácticamente la deformación máxima coincidiendo con la plastificación de la sección.
- Unión b): La unión atornillada desarrolla también la totalidad de la capacidad de carga de la barra, pero su comportamiento, al cortarse la barra por la sección debilitada por los taladros, es
frágil. En este caso no es posible aprovechar la capacidad plástica de los elementos enlazados, ni
realizar un cálculo plástico con la redistribución de esfuerzos que conlleva.
- Unión c): La otra unión atornillada es parcialmente resistente y por lo tanto un punto débil en la
estructura. El fallo de la unión no permite desarrollar, siquiera, la capacidad de carga de la barra
cuya tensión no alcanza el límite elástico, ya que antes se presenta el fallo de la unión.
3.2.- Uniones viga – soporte
Son las uniones que se producen entre un elemento estructural, trabajando a flexión y cortadura,
que transmite sus cargas a otro, sometido principalmente a compresión. El Código Técnico de la
Edificación clasifica las uniones en función de su rigidez y de su resistencia, así tendremos:
En función de su rigidez:
- Nominalmente articuladas; son aquellas en las que no se desarrollan momentos significativos
que puedan afectar a los miembros de la estructura. Tienen que ser capaces de transmitir las
fuerzas y de soportar los giros de cálculo.
- Rígidas; aquellas cuya deformación no tiene influencia significativa sobre la distribución de
esfuerzos en la estructura, ni sobre su deformación global. Tienen que ser capaces de transmitir
las fuerzas y momentos de cálculo.
- Semirrígidas; las que no son rígidas ni nominalmente articuladas.
En ausencia de análisis precisos se pueden considerar como:
- Articuladas; las uniones “por soldadura” del alma de una viga metálica en doble T sin unión de
las alas al pilar. Nótese que aunque el Código Técnico indica únicamente la unión mediante
soldadura, el medio puede ser otro (uniones atornilladas).
- Rígidas; Las uniones “soldadas” de vigas en doble T a soportes en las que se materialice la
continuidad de las alas a través del soporte mediante rigidizadores de dimensiones análogas a
las de las alas.
Otra clasificación, como he indicado, es en función de su resistencia:
- Nominalmente articuladas; aquellas capaces de transmitir los esfuerzos obtenidos en el análisis
global de la estructura y su resistencia de cálculo a flexión no es mayor de la cuarta parte del
momento resistente plástico de cálculo de la pieza de menor resistencia unida y siempre que
exista una capacidad de giro suficiente.
- Totalmente resistentes o de resistencia completa; su resistencia es igual o superior que la de
los elementos que conecta.
- Parcialmente resistentes; su resistencia es inferior que la de los elementos unidos, pero
siempre debe ser capaz de transmitir las fuerzas y momentos obtenidos en el análisis de la
estructura.
3.2.1.- Uniones viga – soporte soldadas articuladas
Es conveniente realizar la unión por medio de angulares, debido a la dificultad de conseguir la
necesaria exactitud dimensional. Nunca deben soldarse las alas y, además, la longitud de los
cordones debe ser la requerida estrictamente por el cálculo.

Si la unión se realiza soldando directamente el alma de la viga a la columna mediante cordones
en ángulo la disposición será la de la figura inferior, recomendándose como valor de la longitud
del cordón de soldadura, lv, el comprendido entre la mitad y dos tercios de la altura útil del alma.
Una longitud de soldadura superior a este valor hace que esta unión no sea considerable como
articulada, ya que se crea un momento de empotramiento que, al no ser despreciable, puede
originar el agrietamiento de la soldadura. 

3.2.2.- Uniones viga – soporte atornilladas articuladas
Es, posiblemente, la unión más aconsejable si la unión se tiene que realizar en obra. La unión al
pilar y el juego que proporcionan los tornillos permiten considerar este enlace como una
articulación. La unión se ejecuta enlazando el alma de la viga con dos angulares con el ala o
alma del pilar.

En los tres ejemplos anteriores se transmite un momento flector tan pequeño que la unión
responde, a efectos prácticos, como una articulación. Además los ensayos y la experiencia
adquirida han confirmado que estas uniones permiten las rotaciones necesarias que exigen los
cálculos teóricos para ser consideradas de todo punto como articuladas.
3.2.3.- Uniones viga – soporte sobre casquillos
Otro tipo de uniones son las que emplean un casquillo de apoyo sobre el que descansa la viga.
Cuando en el enlace viga-columna se dispone un angular de asiento, este se deforma quedando
solicitado bajo tensiones de flexión provocadas por la carga de la viga. Con ángulos de reducido
espesor la parte superior de la unión tiende a fallar por flexión.

bibliografia

http://es.scribd.com/doc/56117845/ITEA-Tomo-13-Diseno-de-uniones

ACERO TIPOS DE UNIONES, SOLDADURAS Y BISEL.

Uniones y Conexiones

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.).

Hoy en día estas variables se analizan en forma conjunta e integral, bajo el concepto de constructividad, materia en la que el acero muestra grandes ventajas.

Remaches en caliente o roblones
Las primeras estructuras metálicas empleadas en los puentes a mediados del siglo XIX se construían a partir de hierro colado y/o forjado, materializándose las uniones mediante remaches en caliente o roblones. Para hacer este tipo de uniones, las planchas que se debían unir se perforaban en un régimen que se determinaba por cálculo, reforzando los empalmes y traslapes con planchas igualmente perforadas de acuerdo al mismo patrón. Muchas veces estas planchas adicionales llegaron a representar hasta el 20% del peso total de la estructura. Los roblones o remaches tienen una cabeza ya preformada en forma redondeada y se colocan precalentados a una temperatura de aprox. 1.200ºC, pasándolos por las perforaciones y remachando la cara opuesta hasta conformar la segunda cabeza. Al enfriarse, su caña sufrirá una contracción que ejercerá una fuerte presión sobre los elementos que se están uniendo. Este sistema de conexión funciona por la enorme dilatación térmica del acero que permite que, aún elementos relativamente cortos como los roblones, se contraigan significativamente al enfriarse desde los 1.200ºC hasta la temperatura ambiente. (El coeficiente de expansión lineal del acero es 0,0000251 x longitud del elemento x diferencial de temperatura = contracción/expansión de la pieza).

En la práctica, este procedimiento está superado por el desarrollo y evolución del acero como de las posibilidades de unirlo. Hoy existen básicamente dos procedimientos para materializar las uniones entre los elementos de una estructura metálica: las Uniones Soldadas y las Uniones Apernadas.

Soldadura
La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra.

Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno

Uniones y Conexiones

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.).

Hoy en día estas variables se analizan en forma conjunta e integral, bajo el concepto de constructividad, materia en la que el acero muestra grandes ventajas.

Remaches en caliente o roblones
Las primeras estructuras metálicas empleadas en los puentes a mediados del siglo XIX se construían a partir de hierro colado y/o forjado, materializándose las uniones mediante remaches en caliente o roblones. Para hacer este tipo de uniones, las planchas que se debían unir se perforaban en un régimen que se determinaba por cálculo, reforzando los empalmes y traslapes con planchas igualmente perforadas de acuerdo al mismo patrón. Muchas veces estas planchas adicionales llegaron a representar hasta el 20% del peso total de la estructura. Los roblones o remaches tienen una cabeza ya preformada en forma redondeada y se colocan precalentados a una temperatura de aprox. 1.200ºC, pasándolos por las perforaciones y remachando la cara opuesta hasta conformar la segunda cabeza. Al enfriarse, su caña sufrirá una contracción que ejercerá una fuerte presión sobre los elementos que se están uniendo. Este sistema de conexión funciona por la enorme dilatación térmica del acero que permite que, aún elementos relativamente cortos como los roblones, se contraigan significativamente al enfriarse desde los 1.200ºC hasta la temperatura ambiente. (El coeficiente de expansión lineal del acero es 0,0000251 x longitud del elemento x diferencial de temperatura = contracción/expansión de la pieza).

En la práctica, este procedimiento está superado por el desarrollo y evolución del acero como de las posibilidades de unirlo. Hoy existen básicamente dos procedimientos para materializar las uniones entre los elementos de una estructura metálica: las Uniones Soldadas y las Uniones Apernadas.

Soldadura
La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra.

Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno

Uniones y Conexiones

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.).

Hoy en día estas variables se analizan en forma conjunta e integral, bajo el concepto de constructividad, materia en la que el acero muestra grandes ventajas.

Remaches en caliente o roblones
Las primeras estructuras metálicas empleadas en los puentes a mediados del siglo XIX se construían a partir de hierro colado y/o forjado, materializándose las uniones mediante remaches en caliente o roblones. Para hacer este tipo de uniones, las planchas que se debían unir se perforaban en un régimen que se determinaba por cálculo, reforzando los empalmes y traslapes con planchas igualmente perforadas de acuerdo al mismo patrón. Muchas veces estas planchas adicionales llegaron a representar hasta el 20% del peso total de la estructura. Los roblones o remaches tienen una cabeza ya preformada en forma redondeada y se colocan precalentados a una temperatura de aprox. 1.200ºC, pasándolos por las perforaciones y remachando la cara opuesta hasta conformar la segunda cabeza. Al enfriarse, su caña sufrirá una contracción que ejercerá una fuerte presión sobre los elementos que se están uniendo. Este sistema de conexión funciona por la enorme dilatación térmica del acero que permite que, aún elementos relativamente cortos como los roblones, se contraigan significativamente al enfriarse desde los 1.200ºC hasta la temperatura ambiente. (El coeficiente de expansión lineal del acero es 0,0000251 x longitud del elemento x diferencial de temperatura = contracción/expansión de la pieza).

En la práctica, este procedimiento está superado por el desarrollo y evolución del acero como de las posibilidades de unirlo. Hoy existen básicamente dos procedimientos para materializar las uniones entre los elementos de una estructura metálica: las Uniones Soldadas y las Uniones Apernadas.

Soldadura
La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra.

Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno

Uniones y Conexiones

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. El proyecto y detalle de las conexiones puede incidir en forma significativa en el costo final de la estructura. La selección del tipo de conexiones debe tomar en consideración el comportamiento de la conexión (rígida, flexible, por contacto, por fricción, etc.), las limitaciones constructivas, la facilidad de fabricación (accesibilidad de soldadura, uso de equipos automáticos, repetición de elementos posibles de estandarizar, etc.) y aspectos de montaje (accesibilidad para apernar o soldar en terreno, equipos de levante, soportes provisionales y hasta aspectos relacionados con clima en el lugar de montaje, tiempo disponible, etc.).

Hoy en día estas variables se analizan en forma conjunta e integral, bajo el concepto de constructividad, materia en la que el acero muestra grandes ventajas.

Remaches en caliente o roblones
Las primeras estructuras metálicas empleadas en los puentes a mediados del siglo XIX se construían a partir de hierro colado y/o forjado, materializándose las uniones mediante remaches en caliente o roblones. Para hacer este tipo de uniones, las planchas que se debían unir se perforaban en un régimen que se determinaba por cálculo, reforzando los empalmes y traslapes con planchas igualmente perforadas de acuerdo al mismo patrón. Muchas veces estas planchas adicionales llegaron a representar hasta el 20% del peso total de la estructura. Los roblones o remaches tienen una cabeza ya preformada en forma redondeada y se colocan precalentados a una temperatura de aprox. 1.200ºC, pasándolos por las perforaciones y remachando la cara opuesta hasta conformar la segunda cabeza. Al enfriarse, su caña sufrirá una contracción que ejercerá una fuerte presión sobre los elementos que se están uniendo. Este sistema de conexión funciona por la enorme dilatación térmica del acero que permite que, aún elementos relativamente cortos como los roblones, se contraigan significativamente al enfriarse desde los 1.200ºC hasta la temperatura ambiente. (El coeficiente de expansión lineal del acero es 0,0000251 x longitud del elemento x diferencial de temperatura = contracción/expansión de la pieza).

En la práctica, este procedimiento está superado por el desarrollo y evolución del acero como de las posibilidades de unirlo. Hoy existen básicamente dos procedimientos para materializar las uniones entre los elementos de una estructura metálica: las Uniones Soldadas y las Uniones Apernadas.

Soldadura
La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras.

Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra.

Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno

Los tipos de conexiones de perfiles y planchas por soldadura son las siguientes:


Fuente: Indura en Véliz S, Sebastián; Seminario FAU 2009
Por su parte, los tipos de soldaduras que se pueden practicar se detallan en el siguiente esquema:


Fuente: Indura en Véliz S, Sebastián; Seminario FAU 2009
A su vez, hay diferentes formas de practicar los biseles en los perfiles o planchas a soldar:


Fuente: Indura en Véliz S, Sebastián; Seminario FAU 2009

Entre los variados tipos de soldadura se pueden mencionar:

• Soldadura Oxiacetilénica, en que la temperatura se logra encendiendo una mezcla de gases de oxígeno y acetileno en el soplete capaz de fundir los bordes de las planchas a unir a la que se le agrega el material de aporte proveniente de una varilla con la que se rellena el borde a soldar. El principio de la soldadura con mezcla de oxígeno y acetileno se emplea también en el corte de planchas.
• Soldadura al Arco, los procesos más utilizados hoy son la soldadura por arco eléctrico en que se genera un arco voltaico entre la pieza a soldar y la varilla del electrodo que maneja el operador que produce temperaturas de hasta 3.000ºC. Los materiales que revisten el electrodo se funden con retardo, generando una protección gaseosa y neutra en torno al arco eléctrico, evitando la oxidación del material fundido a tan alta temperatura. Este proceso puede ser manual, con electrodo revestido o automática con arco sumergido.

Soldadura por Electrodo Manual Revestido (Stick Metal Arc Welding)
Consiste en un alambre de acero, consumible, cubierto con un revestimiento que se funde bajo la acción del arco eléctrico generado entre su extremo libre y la pieza a ser soldada. El alambre soldado constituye el metal de relleno, que llena el vacío entre las partes, soldándolas.


Fuente: Curso Ilafa, arquitecto Sandro Maino Ansaldo

Soldadura por arco sumergido (Submerged Arc Welding)

Para la soldadura de arco sumergido se emplea un equipo compuesto de un alambre de acero desnudo, asociado a un dispositivo inyector de fundente. Al generarse el arco eléctrico, el alambre se funde soldando las partes y el fundente es depositado sobre la soldadura, protegiéndola.

El proceso de arco sumergido, es un proceso industrial que al ser automático le confiere mayor calidad a la soldadura.


Fuente: Curso Ilafa, arquitecto Sandro Maino Ansaldo

La soldadura por resistencia se logra generando el arco voltaico entre dos electrodos que están presionando las planchas a unir, el que encuentra una resistencia en las planchas generando una alta temperatura que las funde y las une. Se emplea principalmente en la unión de planchas superpuestas como soldadura de punto. También se aplica entre electrodos en forma de rodillos generando una soldadura de costura.

En el cálculo de las estructuras, la resistencia de las uniones está dada por la longitud de la soldadura en el sentido longitudinal de los elementos traccionados o comprimidos. Cada unión deberá tener determinada cantidad de centímetros lineales de soldadura. Sin embargo, esta situación es, frecuentemente, imposible de lograr, especialmente si se está trabajando con perfiles de menor tamaño. Para suplir esta dificultad se agregan planchas en las uniones llamadas “gousset”, cuyo único objeto es permitir conexiones entre elementos a unir y lograr el largo de soldadura requerido para el nudo.

La soldadura es una operación que requiere un trabajo delicado, realizado por un operario calificado. Una soldadura mal realizada puede quedar porosa y frágil y expone a la totalidad de la estructura a un desempeño diferente al que ha sido diseñado con el consecuente riesgo de colapso. En muchos países la calificación de los soldadores se hace ante instituciones certificadoras y debe revalidarse cada cierta cantidad de años.

Conexiones apernadas

Otra forma frecuente de materializar uniones entre elementos de una estructura metálica es mediante pernos. Hoy, el desarrollo de la tecnología ha permitido fabricar pernos de alta resistencia, por lo que estas uniones logran excelentes resultados.


Pernos y uniones apernadas: Fuente: Curso Ilafa, arquitecto Sandro Maino Ansaldo

Ha sido generalmente aceptado que es mejor que las uniones soldadas se realicen en taller o maestranza, en que se puede trabajar en un ambiente controlado, en forma automatizada (soldadura de arco sumergido, por ejemplo) o con los operadores en posiciones suficientemente cómodas para garantizar un buen cordón de soldadura. Asimismo, en taller es mucho más factible el someter las soldaduras a un exigente control de calidad, que incluye la certificación mediante rayos-x o ultrasonido de las soldaduras, lo que en terreno frecuentemente es costoso y a veces imposible de realizar.

En concordancia con lo anterior, la tendencia actual y creciente es a realizar las uniones apernadas en terreno (cuya inspección y control de obra es mucho más fácil y económica de hacer) y las uniones soldadas en taller. Aún así, la construcción y materialización de estas uniones apernadas requiere de un cuidadoso y detallado planeamiento en los planos de fabricación, cuya precisión milimétrica debe ser estrictamente respetada en la maestranza a fin de evitar descalces o problemas en el montaje. Entre las ventajas de las uniones apernadas se cuenta con que existe una amplia gama de dimensiones y resistencia, no se necesita una especial capacitación, no exige un ambiente especial para el montaje y simplica los procesos de reciclado de los elementos.

Tornillos
Los tornillos son conexiones rápidas utilizadas en estructuras de acero livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de bajo espesor (steel framing). Las fuerzas que transfieren este tipo de conexiones son comparativamente bajas, por lo que normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de tornillos (hay que tener presente que los tornillos deben ser utilizados preferentemente para unir chapas delgadas). Los tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no necesitan de perforación guía y se pueden utilizar para metales más pesados). Entre las ventajas de estas conexiones hay que destacar que son fáciles de transportar, existe una gran variedad de medidas, largos, diámetros y resistencia; y finalmente, que son fáciles de remover, factor importante para el montaje y desmontaje de los componentes de la estructura.

Diseño de Uniones

Un aspecto importante en el diseño de uniones y conexiones es la determinación, que se debe hacer en la etapa de proyecto de estructura, del tipo de conexión que se diseña: si es rígida o articulada (flexible). Se llaman conexiones rígidas aquellas que conservan el ángulo de los ejes entre las barras que se están conectando, en tanto serán articuladas o flexibles, aquellas que permitan una rotación entre los elementos conectados (aunque en la realidad no existan conexiones 100% rígidas ni 100% flexibles). Ambas se pueden ejecutar por soldadura o apernadas, pero será determinante el diseño, el uso de elementos complementarios (ángulos, barras de conexión, nervaduras de refuerzo, etc.), las posición de los elementos de conexión y las holguras y/o los elementos que permitan la rotación relativa de un elemento respecto del otro.


Uniones Rígidas: Reliance Control factory, Swindon (1967) Richard Rogers Uniones articuladas o flexibles: Aeropuerto Stansted      
BIBLIOGRAFIA: http://www.arquitecturaenacero.org/index.php?option=com_content&view=article&id=41&Itemid=31

TIPOS DE COLUMNAS MAS USADAS:Columnas de acero. Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales se usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo, y el Angulo de lados iguales o desiguales.

bibliografia:
http://www.arqhys.com/articulos/acero-columnas.html

TIPOS DE PERFILES DE ACERO

EXISTEN VARIOS TIPOS DE PERFILES DE ACERO ESTRCUTURAL COMO LO SON:

Ángulos Iguales y Desiguales.

Zeta Tee, Redondos, cuadrados y Redondos Púlidos.



Soleras

Canales CPS

Vigas IPS

Vigas IPR

Varilla Corrugada

Es varilla de acero fabricada especialmente para usarse como refuerzo de concreto. La superficie de la varilla está provista de rebordes o salientes llamados corrugaciones los cuales inhiben el movimiento relativo longitudinal entre varillas y concreto que la rodea.

Las características de la varilla son las siguientes:
- Resistencia 42 kg/mm2
- Adherencia por corrugada
- Varilla de12mm.
- Temperatura 16º C
- 2.5: Número de designación por calibre en octavos de pulgada
- La procedencia del acero (palanquilla de vaciado continuo)
- 42: Límite de fluencia mínima en kg/mm2.



El acero mas común  usado en la ciudad de México es : es acero A-36

Es el grado de acero que es más idóneo para trabajar por su ductilidad y economía ya que en nuestro país es rara la estructura que demande aceros de mayor grado.

El A-36 es el acero que prácticamente satisface cualesquier estructura metálica, salvo condiciones muy muy especiales, como por ejemplo la que se empleó en la Torre Mayor de la Cd de México, que se tuvo que importar el acero.

aun que en los ultimos años se ah estado usando el acero A-50 el cuales es mucho mas resistente y tambien cuesta casi lo mismo que el A-36.

La temperatura de fundicion del  Hierro es:
1,808°K - 1,534.85°C - 2250°F

http://www.losacero.com.mx/Angulos_Iguales_Desiguales.html

http://foros.construaprende.com/acero-a36-ayuda-a-36-vt3642.html

http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20061106194538AAdOCeH