Desde entonces, el acero ha mejorado mucho no sólo en sus propiedades materiales, sino también en sus métodos y tipos de aplicación. Las estructuras de acero actualmente famosas incluyen el puente Akashi Kaikyo en Japón, con un tramo en voladizo central de 65.438+0.900 metros (6.530 pies); la torre de transmisión de 2.120 pies de altura en Polonia y la Torre Sears de 109 pisos en Chicago; alto. La resistencia y la calidad del acero tienen su lugar (al menos en parte) en estas estructuras.
Esto no quiere decir que el acero pueda resolver todos los problemas estructurales. Otros materiales de construcción primarios de uso común (hormigón, bloques y madera) tienen su lugar y en muchos casos serán más útiles y económicos. Pero la relación masa-resistencia (resistencia por unidad de masa) adecuada para la construcción debe ser alta, y el acero puede proporcionar una opción viable.
El acero utilizado en las estructuras suele ser acero al carbono, que es una aleación de hierro y carbono. El contenido de carbono no suele superar el 1% en peso. Dependiendo de las propiedades deseadas, como la solidez y la resistencia a la corrosión, la composición química del acero se puede variar aumentando ligeramente el contenido de otros elementos de aleación como silicio, manganeso, cobre, níquel, cromo y vanadio. Cuando el acero contiene múltiples elementos de aleación, se denomina acero aleado. El acero no es un recurso renovable, pero se puede reciclar y su principal componente es rico en hierro.
Las ventajas del acero son la homogeneidad y previsibilidad del material. La estabilidad espacial, la facilidad de procesamiento y la rápida instalación también son propiedades favorables del acero. Algunos también podrían enumerar desventajas como la susceptibilidad a la corrosión (la mayoría de los aceros, pero no todos) y la pérdida de resistencia a altas temperaturas. El acero no es inflamable pero debe tratarse según su clasificación contra incendios.
La Figura 1-1 muestra algunos tipos comunes de estructuras de acero.
El acero estructural es un producto manufacturado que está disponible en una variedad de grados, tamaños y formas. El uso de manuales de normas es absolutamente importante para cualquiera que trabaje en todas las etapas de la construcción en acero.
El Instituto Americano de Construcción en Acero (AISC) es una asociación sin fines de lucro diseñada para servir a la industria de la construcción en acero. Su objetivo es mejorar e incentivar el uso del acero estructural. Como parte de sus múltiples funciones, AISC publica y promueve un conjunto relativamente completo de manuales, instructivos, suplementos, instrucciones y especificaciones, manuales, acciones y publicaciones especiales, incluidas publicaciones electrónicas y software.
Entre las publicaciones de AISC, se encuentran principalmente la 9ª edición de la Guía ASD para Estructuras de Acero (la llamamos ASDM) y la 2ª Edición de la Guía LRFD para Estructuras de Acero (la llamamos LRFDM).
ASDM incluye el Diseño AISC de tensiones permitidas para edificios de acero, así como un conjunto de pautas que cubren todos los aspectos del diseño de estructuras de acero y el diseño de acero estructural basado en este método de análisis tradicional. El capítulo 12 del texto principal se basa en el método de diseño de tensiones permitidas (ASD). ASDM debería ser una lectura obligatoria porque se utilizará una y otra vez. A la especificación AISC ASD la llamamos ASDS. AISC publica un suplemento a ASDM. Para el Suplemento del Volumen 2, no hay ninguna referencia en el texto ya que sólo se aplica a casos no especiales de ASDM.
LRFDM consta de dos volúmenes. El volumen 2 resuelve principalmente el problema de la conexión. El Volumen I contiene el Código AISC para el diseño de carga y reacción de edificios de acero. La publicación de la primera especificación moderna, AISC, en 1986 finalmente reemplazó a la especificación ASD. El método Diseño de Carga y Reacción (LRFD) es el tema de los Capítulos 13 y 14 del texto principal. Lo llamamos AISC·LRFD LRFDS. El texto vuelve a citar suficientes tablas y figuras del LRFDM.
Este manual contiene una gran cantidad de información útil sobre el producto, ayudas y ejemplos de diseño, pautas de construcción y otras instrucciones aplicables. Son herramientas indispensables para el análisis y diseño de acero estructural.
El primer código de construcción AISC se publicó en 1923. A lo largo de los años, la especificación se ha revisado varias veces para reflejar el desarrollo de nuevos productos, nuevos principios, métodos analíticos mejorados y resultados de investigación. Se considera que el código actual refleja requisitos y recomendaciones razonables basados en el análisis y diseño del acero estructural. Cuando un código, como uno de los códigos AISC actuales, se incorpora a las normas de construcción de un país o municipio (como suele ser el caso), se convierte en un documento legal y se convierte en la ley que rige las estructuras de acero en un área particular. .
Para hacer la elección correcta y decidirse por componentes y conexiones especiales, es necesario comprender las distintas propiedades del acero. Los diseñadores pueden utilizar pruebas de tracción para mostrar más claramente las propiedades mecánicas del acero. La prueba aplica tensión a una muestra de acero y mide simultáneamente la tensión y la tensión, a partir de las cuales se pueden calcular la tensión y la deformación.
Presión=
Tensión=