Propiedades y formas del acero estructural

Para mantener su ventaja competitiva con otros materiales, el acero de calidad estructural fabricado para aplicaciones de construcción tiene propiedades incorporadas que proporcionan la resistencia, la tenacidad y la soldabilidad necesarias dentro de especificaciones relativamente estrictas.

Este nivel de control de calidad en el proceso de fabricación permite la máxima flexibilidad en el diseño y la facilidad de fabricación. Los estándares de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) brindan pautas para la producción y el análisis físico de todos los aceros estructurales, lo que garantiza la uniformidad en toda la industria.

Una buena selección de formas estructurales proporciona al diseñador de acero estructural una amplia variedad de opciones para garantizar un diseño económico. Las secciones ampliamente disponibles incluyen W (secciones de brida ancha), S (secciones estándar I), HSS (secciones estructurales huecas), WT (secciones en T cortadas de secciones de brida ancha), formas C (secciones de canal), secciones de pilotes en forma de HP CH , ángulos (formas en L con patas iguales y patas desiguales) y placas.

Secciones laminadas en caliente en forma de I

Las secciones en forma de I laminadas en caliente utilizadas para fines estructurales vienen en dos estilos básicos: formas S y formas W. Las formas S o las vigas en I estándar tienen bridas relativamente estrechas que están inclinadas en la cara interior. Las formas W o las secciones de bridas anchas, como su término lo indica, tienen bridas relativamente anchas con caras paralelas.

Las formas S se utilizan para aplicaciones especiales, como los sistemas de monorriel elevado. Las formas W se usan como vigas, columnas, arriostramiento y componentes de armadura. Las formas de producción W están disponibles desde 4 pulg. (100 mm) de profundidad nominal hasta 44 pulg. (1.120 mm) y varían en peso de 13 lb / ft a más de 600 lb / ft (19 a 885 kg / m). Las formas W son las formas más comunes en los marcos de acero estructural porque sus bridas proporcionan suficiente ancho para las conexiones atornilladas.

Tees estructurales

Las secciones en T estructurales se cortan en forma de W y se usan como secciones de refuerzo, cuerdas de armadura y conexiones de asiento de cojinete para vigas. Estas secciones se pueden obtener directamente de la acería o se pueden cortar en el taller de fabricación de acero según sea necesario.

Canales

Los canales estándar o las formas C son secciones que se usan donde las formas W son demasiado engorrosas o poco prácticas. Debido a su forma única, las secciones de canal se prestan para usos como marcos secundarios como correas de techo, faldones de paredes, marcos de puertas, marcos de ventanas, zancas de escaleras y peldaños de escaleras.

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Las formas de los canales están disponibles en profundidades nominales que varían de 3 a 15 pulgadas (75 a 375 mm) en una buena gama de pesos. También se encuentran disponibles formas especiales de canales, conocidas como canales misceláneos o formas MC. Estas secciones vienen en profundidades de 8 a 18 pulgadas (200 a 450 mm) y están disponibles en secciones más pesadas que los canales estándar.

Ángulos

Las formas de los ángulos están disponibles en dos tipos: ángulos iguales y ángulos desiguales. Las formas de ángulo son las secciones menos visibles en un marco estructural, pero tienen la mayor cantidad de aplicaciones. Se usan en conexiones como ángulos de clip, arriostramiento de tensión, puntales de compresión, soportes de suspensión, marcos de ventanas, cerchas y viguetas de tela abierta.

Se pueden usar individualmente o en parejas como secciones acumuladas. Los tamaños de las patas varían de 1 pulg. (25 mm) a 8 pulg. (200 mm) y varían en grosor de 1 / s (3 mm) a 3/4 pulg. (20 mm).

Secciones estructurales huecas

Las secciones estructurales huecas (HSS) vienen en tres formas básicas: cuadrada, rectangular y redonda. Las secciones huecas cuadradas varían de 1-1/2 a 12 pulgadas. Cada tamaño de sección viene en varios incrementos de espesor de pared, proporcionando una buena selección para el diseñador. El grosor de la pared varía de 1/8 a 1/2 pulg. Dependiendo del tamaño de la sección. Las secciones rectangulares vienen en una gama similar de tamaños. Los diámetros de sección redonda varían de 1-7/8 a 42 pulgadas de diámetro con un rango de grosor de pared muy similar al de las secciones cuadradas y rectangulares.

El HSS redondo no debe confundirse con el tubo redondo. La tubería redonda también está disponible en una gama de diámetros, pero solo en tres clases de peso: STD o peso estándar, XS o extra fuerte, y XXS o doble extra fuerte.

HSS se utilizan en todas las áreas del marco estructural. Con su apariencia limpia, alta resistencia y rigidez, los HSS son populares entre los diseñadores para usar como secciones de columnas, armaduras, arriostramientos y marcos espaciales.

Vigas especiales

En situaciones donde las formas W laminadas regulares no son adecuadas debido a largos tramos y cargas pesadas, se pueden fabricar vigas especiales. Algunos proveedores de acero proporcionan secciones especiales de bridas anchas formadas por tres placas soldadas en forma de I, llamadas vigas de placa. Estas secciones están disponibles en tamaños que van desde 14 pulg. (350 mm) de profundidad nominal hasta 79 pulg. (2,000 mm).

Cuando las cargas y los tramos son tales que se requieren secciones extra profundas, las secciones de vigas se diseñan y fabrican a medida. Estas secciones generalmente requieren refuerzos intermedios verticales y horizontales y bridas extra pesadas. En algunos casos, se pueden usar formas laminadas regulares, tales como formas W, formas C y ángulos en alguna disposición para desarrollar la capacidad de carga necesaria.

Formas estructurales formadas en frio

Las formas estructurales conformadas en frío normalmente se laminan de chapa de acero como formas C o Z y se usan en estructuras preingeniería livianas. El proceso de laminado en frío permite a los diseñadores utilizar mayores tensiones permitidas que en las secciones laminadas en caliente. Por lo general, las formas se enrollan con acero de alta resistencia, como ASTM A570M Grado 50. Secciones similares de material de calibre más ligero también se utilizan como pernos para soportar el revestimiento de la pared.