Cálculo Básico en Estructuras de Acero.

Estos sencillos formularios pretende de ser una herramienta rápida para aquellos técnicos o cualquier otro profesional del sector, usualmente apresurados, tal que tengan a mano un recordatorio de métodos sencillos que le puedan ayudar a obtener un orden de magnitud de los problemas más usuales en estructuras metálicas.

Tener orden de magnitud significa saber si son ocho u ochenta. Estos formularios garantizan una aproximación del fenómeno, no un resultado exacto del mismo. Una aproximación en la que el tiempo gastado es cincuenta veces menos que el utilizado en hacer un número más exacto, a cambio de admitir una pequeña desviación del resultado, siempre del lado de la seguridad.

Es peligroso dejarse llevar sólo por las herramientas potentes y oscuras, cálculos por elementos finitos, expresiones a resolver por métodos interactivos, etc., porque la maraña de herramientas oculta el verdadero camino de las fuerzas y el sentido de las deformaciones. No se desprecia los detalles más relevantes, creemos que son muy importantes para obtener la solución más económica del problema.

Consideraciones previas.

Sobrecarga	Concarga
Uso	Peso propio
Nieve	Carga permanente
Viento	ACCIONES
Sismo
Ejecución

1. La mejor estructura es aquella que cumpliendo la norma resulta más económica.

2. Ante la duda, por exceso.

3. En edificación se tiende a estandarizar la estructura, apoyándonos en el caso más desfavorable.

4. Solo se considera empotramiento cuando este es perfecto, este caso sólo se da en soporte con cimentación y no en el reto de la estructura.

5. Evitar el empotramiento perfecto y considerar el caso más desfavorable: simple apoyo.

6. Es aconsejable, antes de calcular la sección de un perfil, razonar el funcionamiento de la estructura y establecer las solicitaciones que gobiernan el cálculo. Así, en la práctica las tres solicitaciones más frecuente la que se calcula una viga son: Momento flector, Cortante, Flecha (deformación).

Solicitaciones que gobiernan el cálculo según los casos.

Solicitación que gobierna el cálculo: Solicitación que te define el perfil mayor de las solicitaciones posibles.

           Viga               Gobierna el cálculo           Casos

    Luz           Carga

 Pequeña     Grande           Cortante                Cargaderos

    PG              PG         Momento flector      Vigas de forjados

 Grande       Pequeña          Flecha                Correas de naves

En vigas continuas lo más normal es que en el cálculo gobierne el momento y no la flecha. Los perfiles en viga normalmente cumplen a cortante, gobernando el cálculo el momento flector.

7. Normalmente las cargas uniformes de las vigas varían 25KN/m—35KN/m, mientras que la luz 3m-6m.

8. El peso propio de una estructura metálica se considera insignificante respecto al peso del forjado, no superando el 2% de peso del mismo.

9. Las vigas no se calculan a acciones térmicas, se disponen juntas para anular las acciones.

10. El método aplicado para el cálculo de soportes a compresión centrada o con pandeo es también aplicable en correas, así como para elementos trabajando a tracción; donde la magnitud N es la misma, solo varía el sentido.

11. En edificación es recomendable soportes con sección mayor a (10x10) cm2 y de la serie HEB, puesto que la series HEA y HEM no existen actualmente en el mercado.

12. Para soportes tubulares huecos, elegir aquellos cuyo espesor de pared sea mayor de 4mm, curándonos en salud en caso de perdida de sección por oxidación.

13. Perfil aconsejable para viga: HEB.220 y HEB.240.

14. El canto normal de una vigueta autoportante está en torno a 18cm, por lo que esta no puede embutirse en un HEB-200, considerando además la capa de compresión; ni apoyarse en un IPE, en este caso debido a la poca superficie de apoyo del ala inferior.

15. En el dimensionado de la sección de un perfil, solamente tendremos en cuenta las solicitaciones máximas.

El momento máximo de una viga continua generalmente se da en el vano y en el primer apoyo interior donde acomete mayor carga y luz.

Para vano exteriores: M.max = Mi x 0.69 x 1.15.    Para vanos interiores M.”max” = Mi  x 0.50 x 1.15.

Mi = qxl2/8   1.15: Coef. Del método plástico.   0.69: Vano exterior   0.50: Vano intermedio.

El cortante máximo de una viga continua generalmente se da en el primer apoyo interior donde acomete mayor carga y luz. Primer apoyo interior: V.max = 1.15 x qxl/2.   Resto de apoyos: V”max” = qxl/2.

16. Referente Al dimensionado del zuncho, la tensión de la fábrica segura está en torno a (5- 20)Kp/cm2, de donde cogemos para el caso práctico T = 10Kp/cm2. Al meterán coeficiente de seguridad en la tensión de la fábrica la carga puntual N no se mayora. Se dimensionará aquel zuncho más desfavorable, el cual será común para todos. En la realidad un zuncho de dimensiones aconsejable es de 20x100cm.