Vigas de acero
Las vigas de acero constituyen el sistema de soporte principal de edificios, puentes, barcos y otras estructuras grandes. Ambos están fabricados para transferir la fuerza que soporta el peso a las columnas de soporte y hacia los cimientos.
Muchas personas confunden el uso adecuado de las vigas de acero, ya que por medida y grosor se parecen entre sí. Pero como diseñador, arquitecto o ingeniero, debe conocer las diferencias entre todas las vigas de acero.
Las vigas de acero son del tipo de vigas colectoras, es quiere decir que, son los principales soportes horizontales de una estructura que a su vez soportan las vigas más pequeñas. Entonces, "todas son vigas pero no del mismo tipo ni utilidad.
Algunos aspectos de las vigas de acero se enumeran a continuación:
La principal diferencia entre las vigas de acero para soporte principal y las vigas de acero que se sostienen o hacen peso sobre la principal es el tamaño. Por lo general, las vigas grandes se conocen como vigas de acero principal.
Si una viga grande sostiene horizontalmente una estructura, entonces es una viga de acero principal.
Los fabricantes de acero estructural hacen diferentes tipos de vigas según su longitud, ancho y peso. Las vigas cargan menor peso, suelen ser de menor tamaño en comparación con las vigas de acero principales.
Las vigas de acero tienen una gran capacidad de carga. Pueden soportar cargas pesadas ya que el acero es muy duradero. Son responsables de la función de soporte de cualquier estructura. Las vigas transportan "cargas dinámicas" y "cargas rodantes". Esto es típico de las vigas de acero. Debido a su alta capacidad de carga, las vigas de acero se utilizan ampliamente en la industria de la construcción.
Básicamente, una viga principal y una viga normal tienen la misma función. Resisten las fuerzas externas siendo flexibles. Como se mencionó anteriormente, las vigas son el soporte horizontal principal de una estructura o una viga grande que soporta vigas pequeñas. Las vigas tienen una sección transversal en forma de I o pueden tener forma de caja o de Z.
El proceso de fabricación de las vigas de acero principal es diferente para vigas de acero no principal. Los fabricantes de acero estructural deben considerar las especificaciones de diseño, las conexiones soldadas, el tamaño de la placa y el tamaño de las bridas al hacer ambas estructuras de acero. También tienen en cuenta los requisitos de carga de las vigas de acero. La secuencia de colocación de la plataforma varía para ambos.
La función principal de una viga de acero es transferir la carga a las columnas sobre las que descansa. Una viga de acero transfiere la carga a la viga de acero principal. Este es otro factor clave que distingue entre una viga de acero principal y una viga de acero normal. Las vigas se utilizan a menudo para construir puentes.
Las vigas de acero estructural juegan un papel fundamental en cualquier proyecto que las requiera. Su trabajo es transferir cargas de peso directamente a las columnas de acero sobre las que descansan. El uso más común de vigas es en puentes. Si las vigas no están diseñadas y fabricadas correctamente, corren el riesgo de tener un rendimiento inferior, una receta para el desastre.
Las vigas de acero mas grandes son vigas horizontales que actúan como el soporte principal de un edificio, a las que se conectan todas las demás vigas más pequeñas, formando el "esqueleto" de la estructura. Esa es la forma más fácil de imaginar la diferencia: las vigas son vigas de gran tamaño.
Si bien es fácil etiquetar una viga grande como una viga, no existe un estándar industrial de medidas que oficialmente haga de una viga una viga. Más bien, el uso previsto de la viga es lo que significa que es una viga. Si la viga se fabrica para que sea lo suficientemente grande como para soportar otras vigas más pequeñas, es una viga de acero principal.
Las vigas de acero deben fabricarse con precisión para soportar el peso de una estructura. Esto incluye medidas exactas para las bridas y las almas. Los fabricantes de acero estructural confían en la tecnología de corte por plasma CNC de última generación como BeamCut para garantizar que su trabajo sea perfecto.
Vigas de acero estructural - Aplicaciones:
- Puentes.
- Estadios deportivos.
- Sistemas ferroviarios.
- Edificios.
Puentes:
El uso de acero de alta resistencia tiene el potencial de reducir la cantidad de acero utilizado en los puentes y, por lo tanto, facilitar una construcción más sostenible. En este estudio se presenta una optimización de un puente compuesto de acero y hormigón. El estudio tuvo como objetivo identificar los beneficios potenciales del uso de acero de alta resistencia, en comparación con el acero convencional, en términos de peso, costo de material e impacto ambiental. La rutina de optimización siguió lo que se describe en el Eurocódigo y satisfizo las condiciones de estado límite último y de servicio, con excepción de la fatiga. Para estudiar la influencia de la fatiga se realizó una verificación separada sobre las soluciones encontradas a partir de la optimización. El estudio mostró que se podrían lograr ahorros sustanciales en peso, impacto ambiental y costo de material mediante la implementación de acero de alta resistencia.
Una viga transversal para puentes es un tipo de viga grande y profunda que se utiliza en la construcción. Por lo general, tiene capacidad para tramos más largos y soporta mayores cargas que una viga normal , y a menudo se usa como soporte estructural horizontal principal para vigas más pequeñas , como en la construcción de puentes.
Hay varios tipos diferentes de vigas disponibles según las circunstancias y la carga que deben soportar:
- Las vigas de acero más pequeñas se pueden "enrollar" en la forma requerida. Sin embargo, cuando las vigas se hacen más grandes, es posible que no se disponga de una forma enrollada estándar y, en su lugar, se deba fabricar una viga de placa.
- Una viga de placa es típicamente una sección transversal de viga en I compuesta por placas de acero estructural separadas que están soldadas, atornilladas o remachadas para formar la red vertical más profunda y las alas horizontales más estrechas de la viga . Las vigas de placa se utilizan comúnmente para vanos de hasta 15 m.
Un pórtico de la viga se utiliza durante un pórtico grúa - típicamente consta de dos 'A' marcos conectados por una celosía transversal miembro que se extiende entre el trabajo área . El mecanismo de elevación está suspendido de la viga horizontal y puede moverse sobre rieles. - Una viga de caja se fabrica a partir de placas de acero que se utilizan para formar una caja rectangular. Esto resiste la torsión mejor que una viga de placa y se puede usar cuando las restricciones de profundidad impiden que una viga de placa se pueda hacer más profunda.
Tipos de vigas de acero:
Los diferentes tipos de vigas de acero que se utilizan para transportar las cargas desde la estructura hasta el soporte contiguo. Se pueden realizar diferentes clasificaciones para identificar los tipos de vigas de acero, clasificamos las vigas en función de su geometría y el proceso de fabricación.
- Viga I, viga H, sección W y S.
- Vigas de placa.
- Viga de pórtico / viga.
- Sección hueca rectangular y sección hueca circular.
- Vigas compuestas.
- Otros tipos de vigas.
La Viga I o Universal:
La viga I también se conoce como viga universal y es una sección laminada en caliente. Las vigas universales se pueden identificar como la sección de acero más utilizada en la construcción. En la mayoría de las estructuras podemos observar estas columnas de acero conectadas a las vigas universales para soportar las cargas.
Las vigas universales tienen mayor rigidez en la dirección vertical para soportar las cargas. La altura de la sección es mayor que el ancho de la sección. La viga I también se identifica como una viga H cuando tanto la altura como el ancho de la sección son iguales. Esa es la altura de la sección es igual al ancho del ala.
Secciones W y S:
El problema principal en la construcción de acero es la resistencia al fuego. Cuando el acero estructural se expone al fuego, su temperatura aumenta rápidamente, y también la sección de acero se somete a la rápida deformación. Además, las vigas de acero tienen menos capacidad de carga o rigidez en comparación con las vigas de hormigón de la misma altura.
Viga de acero placa:
Una viga de placa es una viga de acero que se utiliza principalmente en la construcción de puentes. Esas vigas son tipos personalizados de vigas de acero. La personalización se realiza en función de los requisitos del proyecto. Los puentes de vigas de placa se pueden observar ampliamente en las líneas ferroviarias.
Dos flangers y la red se conectan mediante soldadura para crear la viga. El diseño de las vigas de viga de chapa no es el mismo que el de los otros tipos de vigas . Dado que la soldadura se realiza para conectar las tres placas entre sí, la calidad de la soldadura se comprobará periódicamente durante la soldadura. Se debe realizar una prueba adicional para asegurarse de que la soldadura se realiza correctamente y tiene la resistencia adecuada.
Viga de acero pórtico:
El pórtico es un sistema mecánico que se utiliza para transferir material o mercancías de un lugar a otro. Dependiendo del propósito del uso, estos sistemas se clasifican. En los puertos utilizamos pórtico para levantar contenedores, en fábrica utilizamos pórtico para trasladar mercancías o material de un lugar a otro.
Un pórtico es un equipo en movimiento que transporta la carga. También se puede observar un mayor movimiento del peso a lo largo de la viga. El diseño del pórtico se puede realizar conspirando las cargas aplicadas, los efectos de las cargas móviles, etc. Generalmente, el diseño de este tipo de vigas de acero es más difícil que el de los otros tipos. Se podrían fabricar pórticos de mediana a pequeña escala a partir de las secciones laminadas en caliente. Sin embargo, los pórticos muy cargados se podrían fabricar como vigas de placa. Además, las vigas de pórtico se identifican como tipos especiales de vigas de acero.
Sección hueca rectangular y sección hueca circular:
La mayoría de estos elementos se utilizan en armaduras, columnas y vigas. La sección rectangular hueca y la sección circular son más eficientes en términos de fallas locales. Las vigas universales son más susceptibles al pandeo local debido a la sección de naturaleza.
Sin embargo, la sección hueca rectangular es más resistente al pandeo local. Además, las secciones huecas rectangulares están disponibles en diferentes secciones. Sin embargo, en general, no se producen como vigas de placas conectando placas de acero.
Vigas compuestas:
La acción compuesta es una combinación de dos o más materiales. Las vigas compuestas son tipos más eficientes de vigas de acero que se utilizan en la construcción de estructuras. Podría ser una combinación de una viga de acero con la losa o la construcción de una viga de acero junto con una viga de hormigón. Se obtiene una combinación de viga de acero y losa mediante montantes de corte. Los montantes de corte soldados a la viga de acero están incrustados en el hormigón. La acción compuesta de la viga cuando instalamos los montantes de cortante se puede considerar para el diseño de la viga. Debido a la simplicidad del diseño, se observa que algunos de los ingenieros no consideran la acción compuesta al diseñar la viga de acero. No es un diseño económico.
Otros tipos de vigas:
Las secciones angulares como los canales "C", los ángulos "L", etc. también se utilizan como vigas de acero en la construcción. Sin embargo, estos tipos de vigas de acero no se utilizan mucho como vigas de acero. Se utilizan principalmente como elementos en las cerchas o como parte de una estructura de acero.
¿Para qué se utilizan las vigas de acero estructural?
Edificios industriales o comerciales: los edificios de gran altura a menudo se diseñan con acero estructural debido a su excelente resistencia a la tracción, durabilidad y bajo peso. Los edificios más grandes a menudo requieren estructuras de acero. Las vigas de acero son perfectas para estos debido a la rapidez con que se pueden fabricar y a la facilidad de uso.
Aplicaciones residenciales : el acero se usa en favor de otros materiales de construcción en algunas estructuras domésticas, por las mismas razones por las que se usa en edificios comerciales e industriales. La confiabilidad y la facilidad de uso del acero lo ayudan a proporcionar un refuerzo sólido y consistente a una propiedad.
Otros edificios: el acero es uno de resistencia increíble, pero muchos fabricantes de acero son especialistas en soldar vigas de acero en marcos estructurales a medida. Estos se conocen como edificios con armazón de acero y, a menudo, forman el armazón completo de una estructura alrededor de la cual se construirá. Algunos ejemplos son los edificios agrícolas, los almacenes y los garajes.
Puentes : el acero es un material excelente para soportar aplicaciones para puentes grandes. Su tremenda relación fuerza-peso lo ayuda a soportar grandes cargas. Es evidente lo versátil que es el acero, tanto en las formas que puede adoptar como en el uso que se le puede dar.
Hay varios tamaños y formas de vigas de acero disponibles para comprar a los fabricantes de acero locales , pero en el clima actual, existe una manera más fácil y eficiente de comprar acero .
Las Vigas IPR:
La viga W o H es una viga estructural hecha de acero laminado. Es increíblemente fuerte. Recibe su nombre porque se ve como una H mayúscula en su sección transversal. La viga W o H tiene bridas más anchas que una viga en I, pero la viga en I tiene bordes cónicos. El ancho es la brida, y la altura es la Web. La diferencia entre los haces H y los I-beams es la relación brida por banda. El haz W o H tiende a ser más pesado que el haz en I, y es por eso que algunos dicen que es mejor que el haz en I, pero que es subjetivo, ya que el haz en W es generalmente más pesado.
Las Vigas IPR se usan principalmente para soporte y armazón en construcciones de acero estructural, comúnmente en edificios comerciales, industriales e institucionales, puentes, mezzanines y plataformas, sistemas de muro de contención, armazones de remolque y camionetas, bases de máquinas y mucho más.
Se usan en la industria de la construcción civil, como fundaciones o como soportes para edificios que tienen numerosos pisos. También se utilizan en la industria para la construcción de almacenes, soportes estructurales para máquinas y equipos, plataformas marítimas, grúas y monorrieles.
Designación y terminología:
- En los Estados Unidos, las vigas de acero se especifican comúnmente utilizando la profundidad y el peso de la viga. Por ejemplo, una viga "W10x22" tiene aproximadamente 10 pulgadas (25 cm) de profundidad (altura nominal de la viga en I desde la cara exterior de una brida a la cara externa de la otra brida) y pesa 22 lb / ft (33 kg / m). Cabe señalar que la sección de brida ancha a menudo varía de su profundidad nominal. En el caso de la serie W14, pueden tener una profundidad de 22.84 pulgadas (58.0 cm).
- En México, las vigas de acero se especifican comúnmente utilizando la profundidad y el peso del haz en términos métricos. Por ejemplo, una viga "IR250x33" tiene una profundidad de aproximadamente 250 mm (9,8 pulgadas) altura (de la viga IPS de patin a patín por el exterior) y pesa aproximadamente 33 kg/m (22 lb / ft).
Como se leen las dimensiones:
Altura (peralte) (A) X Espesor (alma) (B) X Patín (C)
M = Viga de Acero Junior
IPS = Viga IPS
IPR = Viga IPR
H-Pile = Viga H-Pile
Viga IPS:
La viga en I tiene bordes cónicos donde una viga en W no. Recibe su nombre por el hecho de que parece una I mayúscula cuando la ve desde su sección transversal. Con una viga en I, la altura de la sección transversal es más alta que el ancho de su brida. La viga en I es más ligera que la viga en H, lo que significa que I Beam es ideal para estructuras donde el peso ligero es importante.
