Instituto Tecnológico de Chetumal
Índice Índice ................................................................................................................................................... 1 1.
Proceso de fabricación fabricación del acero (mineral-acero fundido) fundido)................... ............................ .................. .................. .................. ........... .. 3 1.2 1.2.1
Coquización Coquizaci ón ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ........................... .......... 3
1.2.2
Sinterización Sinteriz ación ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 3
1.2.3
Peletización Peletiza ción ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ........................... .......... 3
1.3
Arrabio Arrabi o y Acero.................................. ................ ................................... .................................. ................................... ................................... .............................. ............. 3
1.3.1
Altos Hornos ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 3
1.3.2
Bof ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 4
1.3.3
Colada Continúa ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 4
1.4
Laminados Lamina dos en caliente .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 4
1.4.1
Molino de placa ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 4
1.4.2
Molino de tira ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 4
1.4.3
Skin Pass .................................... .................. ................................... .................................. ................................... ................................... .............................. ............. 5
1.4.4
Perfiles pesados ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 5
1.5
2.
Procesos Proceso s Primarios Primar ios ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 3
Laminados Lamina dos en Frio .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 5
1.5.1
Molino reductor ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 5
1.5.2
Molinos templadores templado res ................................. ................ .................................. ................................... .................................... .............................. ............ 5
1.5.3
Estaño/ Cromado ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 5
1.5.4
Línea de tenso nivelado.................. nivelado. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 5
Proceso de fabricación del acero (reciclado- acero fundido) fundido) ............... ........................ .................. .................. .................. ........... .. 6 2.1 Fundición ................................................................................................................................... 6 2.2
Verificación Verific ación química .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... .... 6
2.3 Homogeneización ...................................................................................................................... 6 2.4 Colada continúa ......................................................................................................................... 6 2.5 Enfriamiento .............................................................................................................................. 7 3.
Tipos de acero estructural estructu ral y sus propiedades propiedad es................................... .................. ................................... ................................... ........................ ....... 7 1
Instituto Tecnológico de Chetumal 3.1 Tipos de acero estructural ......................................................................................................... 7 3.2 Graficas de diferentes aceros .................................................................................................... 8 4.
Proceso de fabricación de los perfiles laminados en caliente .................................................... 9 4.1 Método de rolado ..................................................................................................................... 9 4.2 Método de extrusión ................................................................................................................. 9
5.
Proceso de fabricación de los perfiles laminados en frio.......................................................... 10 5.1
Proceso de fabricación ...................................................................................................... 10
5.1.1 Método de prensa ............................................................................................................ 10 5.1.2 Método de rolado ............................................................................................................ 11 6.
Proceso de fabricación de los perfiles armados ó soldados ..................................................... 11 6.1 Unidos con soldadura .............................................................................................................. 12 6.1.1 Soldadura por Arco y Electrodo Recubierto ................................................................. 13 6.1.2 Soldadura por Arco Sumergido y Material de Aporte Desnudo .................................. 13 6.2 Unidos por tornillos ................................................................................................................. 13 6.3 Unión mixta ............................................................................................................................. 13
7.
Disponibilidad de perfiles estructurales en la localidad, región y nación ................................. 14
8.
Resumen de los factores de carga y sus combinaciones (AISC, ASCE) ...................................... 15 8.1 Factores de carga y combinaciones de carga .......................................................................... 15
9.
Comentario sobre el factor de carga del reglamento del D.F. .................................................. 17
Bibliografía ........................................................................................................................................ 18
1.
2
Instituto Tecnológico de Chetumal
1. Proceso de fabricación del acero (mineral-acero fundido) 1.2
Procesos Primarios
El carbón es extraído desde la mina pero en su forma básica, no es adecuado para ser quemado directamente en un alto horno por lo tanto se debe convertir en coque una mezcla de granos de mineral de hierro.
1.2.1
Coquización
El carbón metalúrgico es procesado en las plantas coquizadoras durante 18 horas, en hornos verticales recubiertos con ladrillo refractario, a fin de extraerle el gas metano y otros subproductos como el alquitrán. El coque es energético básico de los altos hornos para producir arrabio (fierro de primera fusión). Durante la coquización entre otros derivados se obtiene gas coque combustible utilizado en etapas posteriores del sistema siderúrgico.
1.2.2
Sinterización
Polvos, finos de mineral de fierro y subproductos del proceso siderúrgico, escama de laminación, finos de coque y lodos de acerías, entre otros. Se mezclan y funden para producir un material poroso denominado “sinter”, utilizado como una de las materias primarias para los altos hornos.
1.2.3
Peletización
El mineral de fierro proveniente de yacimientos propios en forma de lodo, previamente pulverizado es sometido a filtrado donde se recupera el agua y el fierro seco es enviado a discos de boleo para mezclarlo con aglomerantes y ser transformado en esferas solidas de 12 milímetros de diámetro denominadas “pélets”, endurecidas en un horno. El pélet y el coque son los insumos fundamentales de los altos hornos.
1.3
Arrabio y Acero
1.3.1 Altos Hornos Mineral en trozo, pélets, sinter, coque y fundentes son cargados por la parte superior del alto horno. Al descender se funden por la combustión del coque y la introducción de aire caliente a alta presión que enciende el coque en un ambiente de 1650c°. El crisol inferior recibe el arrabio (fierro de primera fusión) para su carga en carros termo de 200 ton. de capacidad. Para eliminar contenidos de azufre en la planta desulfuradora se aplican al arrabio
3
Instituto Tecnológico de Chetumal reactivos como carburo de calcio o magnesio, la escoria generada durante la fusión es depositada en piletas y enfriada en agua.
1.3.2
Bof
Para la conversión del arrabio al acero se utiliza la técnica denominada BOF. El acero liquido se produce en los BOF (Horno básico al oxigeno). En un gran recipiente en forma de pera recubierto con ladrillo refractario, se cargan arrabio (80%) y chatarra solida (20%) y se inyecta oxigeno, argón y nitrógeno a presión para remover las impurezas como carbón, fosforo, azufre y silicio. Después de la obtención del acero líquido a este se le agregan ferroaleaciones a fin de ajustar su composición química de acuerdo al material requerido por los clientes.
1.3.3
Colada Continúa
El acero líquido es transportado a un molde oscilante de cobre enfriado por agua que convierte el acero solido en forma de una sección transversal denominada planchón. El planchón es cortado a las medidas requeridas para procesos posteriores, acorde a las especificaciones del cliente. Cada pieza es identificada para su posterior proceso en laminación en caliente o laminación en frio.
1.4
Laminados en caliente
1.4.1
Molino de placa
Recalentamiento al igual que en la línea de tira el planchón de 8 pulgadas de espesor es reducido en caliente en 2 castillos reversibles, provistos de rodillos horizontales. Se genera una placa de entre ¼’’ y 3’’ que es enfriada, nivelada y cortada a las dimensiones requeridas.
1.4.2
Molino de tira
Los planchones son recalentados a 1260 °C en hornos continuos, rolados en caliente a través de castillos en serie (Tándem) provistos de rodillos horizontales que reducen el planchón de un espesor de 8´´ hasta convertirse en una delgada cinta de 0.060´´ a 0.3´´, es enfriada y enrollada.
4
Instituto Tecnológico de Chetumal 1.4.3
Skin Pass
En un castillo provisto de rodillos y bridas de tensión, mediante prensado y elongación se mejora la calidad de la cinta de acero rolada en caliente, para aumentar su calidad en forma (planura), superficie (rugosidad) y dureza.
1.4.4
Perfiles pesados
Por laminado en caliente, a partir de un bloque cuadrado denominado tocho se producen perfiles estructurales (vigas, canales y ángulos). El tocho es procesado en una serie de pases a través de rodillos horizontales y verticales, hasta lograr las formas y dimensiones deseadas.
1.5
Laminados en Frio
1.5.1
Molino reductor
Es un proceso de laminación en frio, por prensado y elongación, se modifican las propiedades mecánicas y la calidad superficial de la cinta de acero a través de rodillos horizontales situados a 4 ó 5 castillos en serie hasta reducir el espesor original entre 50 y 90%.
1.5.2
Molinos templadores
A fin de alcanzar las propiedades de dureza y forma (planura) requeridas, la cinta rolada en frio es sometida a templado (ligero prensado y elongación) en un molino con rodillos horizontales y bridas de tensión. La superficie de los rodillos determina la textura de la cinta (mate ó brillante).
1.5.3
Estaño/ Cromado
Mediante procesos de electrolisis, la lamina templada previamente nivelada, decapada y lavada recibe un recubrimiento de estaño o cromo en el espesor deseado para aumentar su resistencia a la corrosión por diversos agentes.
1.5.4
Línea de tenso nivelado
Destinado para proporcionar a la cinta de acero máxima planura, el tenso nivelado flexionado (con rodillos) y elongado (con bridas) las fibras metálicas deformadas por el prensado o estiramiento durante el templado
5
Instituto Tecnológico de Chetumal 2. Proceso de fabricación del acero (reciclado- acero fundido) Como vimos anteriormente el acero se produce con el mineral del hierro pero también de la chatarra que se suministra de autos aplastados, artefactos eléctricos, latas y otros desechos de hierro.
2.1 Fundición El metal es juntado por medio de un imán gigante que deposita la chatarra en un cesto cuyo peso es de 32 ton. Y puede contener la asombrosa cantidad de 62 ton. De metal que a su vez se convertirá en metal fundido, en un horno con temperatura de 1650c° y es capaz de licuar prácticamente cualquier cosa, el horno se calienta con 3 electrodos y 4 quemadores a gas natural, el contenido del cesto se vacía en el horno y es convertido en metal fundido.
2.2
Verificación química
En esta etapa un obrero extrae una muestra de acero para determinar su composición química.
2.3 Homogeneización Este proceso se realiza con un pitón que inyecta oxigeno en el metal fundido que reduce el nivel de carbono y así homogeniza la mezcla y acelera el proceso
2.4 Colada continúa Se coloca un cucharon en el horno para pasar desde el horno al cucharon, el cucharon pesa 55 ton. y contiene 115 ton. de acero fundido, una grúa aérea transporta su carga. Se agregan aditivos para que el acero sea de la consistencia correcta, se sacan los electrodos del cucharon del horno. El acero fundido entra a los moldes se enfría rápidamente y empieza a endurecerse, se producen lingotes de acero que varían entre 4.5m y 10.6m, el lingote se corta del tamaño deseado con un soplete a gas natural.
6
Instituto Tecnológico de Chetumal 2.5 Enfriamiento Con un lápiz de cera se marcan las barras con una identificación de vaciado, se realiza el aplanado del lingote. El lingote se mete en el horno y se recalienta a 1095 grados centígrados durante 2 horas, el inyector de lingote se enfría con chorros de agua, el lingote se coloca en el aplanador y son comprimidos con rodillos enfriados con agua, una vez que terminan el proceso son colocados en una cama de enfriamiento.
3. Tipos de acero estructural y sus propiedades Según la gaceta oficial, en el apartado de normas técnicas complementarias del reglamento de construcciones para el distrito federal sección “NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS”, se menciona lo siguiente: Los aceros que pueden utilizarse en estructuras diseñadas de acuerdo con estas Normas, así como los remaches, tornillos, conectores de cortante, metales de aportación y fundentes para soldadura, son los que se indican en esta sección. Pueden utilizarse otros materiales y productos, diferentes de los indicados, si son aprobados por el diseñador y la Administración. La aprobación puede basarse en especificaciones publicadas que establezcan las propiedades y características del material o producto, que lo hacen adecuado para el uso que se le pretende dar, o en ensayes realizados en un laboratorio acreditado por la entidad de acreditación reconocida en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Los valores del esfuerzo de fluencia Fy, y de ruptura en tensión, Fu, que se utilizarán en el diseño, serán los mínimos especificados en la norma correspondiente. No se emplearán en el diseño los valores reportados en certificados de ensayes de los productos laminados.
3.1 Tipos de acero estructural B-254 (ASTM A36) Acero estructural. B-99 (ASTM A529) Acero estructural con límite de fluencia mínimo de 290 MPa (2 950 kg/cm²). B-282 (ASTM A242) Acero estructural de baja aleación y alta resistencia. B-284 (ASTM A572) Acero estructural de alta resistencia y baja aleación al manganeso –Vanadio. (ASTM A588) Acero estructural de alta resistencia y baja aleación de hasta 100 mm de grueso, con
límite de fluencia mínimo de 345 MPa (3 515 kg/cm²). (ASTM A913) Perfiles de acero de alta resistencia y baja aleación, de calidad estructural,
producidos por un proceso de tratamiento térmico especial. 7
Instituto Tecnológico de Chetumal (ASTM A992) Acero estructural para perfiles H laminados para uso en edificios. B-177 (ASTM A53, grado B) Tubos de acero, con o sin costura. B-199 (ASTM A500) Tubos de acero al carbono para usos estructurales, formados en frío, con o sin
costura, de sección circular o de otras formas. B-200 (ASTM A501) Tubos de acero al carbono para usos estructurales, formados en caliente, con
o sin costura.
3.2 Graficas de diferentes aceros
8
Instituto Tecnológico de Chetumal 4. Proceso de fabricación de los perfiles laminados en caliente Los perfiles laminados en caliente se forman moldeando acero caliente semi plástico repetidamente a través de una serie de rodillo que le dan forma al elemento lineal con una sección transversal constante. Se moldean formas simples de varilla redondas y barras planas, flejes, placas y ángulos de lados iguales y desiguales, perfiles en C, IC, TR, IR. Se fabrican por dos métodos diferentes: el método de rolado y el método de extrusión, los cuales se describen a continuación:
4.1 Método de rolado En el método de rolado se fabrica pasando el material a través de rolado de rodillos, los cuales aplican presión para reducir el espesor de la sección y alargar el metal. Este proceso es muy común para la manufacturación de tubos de acero, consiste en un proceso continuo mediante el cual una lámina es sometida a la acción de una serie de rodillos que le proporcionan a la tira de acero una forma específica. El producto obtenido de la fabricación puede ser utilizado en una amplia variedad de procesos incluyendo el hidroformado y la soldadura laser. En el proceso de rolado uno de los materiales mas utilizados es el acero inoxidable y las características que definen el producto que sale del rodado son el diámetro del tubo y su espesor de pared.
4.2 Método de extrusión Es un proceso de conformado mecánico, de compresión indirecta en el cual una mase de material dúctil fluye a través de un orificio de una matriz( dado) de forma determinada; por medio de un 9
Instituto Tecnológico de Chetumal impacto o una fuerte compresión para formar una pieza de secciones constante, hueca o no, y cuya longitud depende básicamente de la aportación de material.
5. Proceso de fabricación de los perfiles laminados en frio Las estructuras de acero son utilizadas para la construcción de espacios, en donde las distancias existentes entre columnas sean grandes y las alturas libres considerables. Los perfiles laminados en frio se dividen en dos grupos: los miembros estructurales individuales y los paneles y decks.
5.1
Proceso de fabricación
Existen dos métodos de laminado en frio: método de prensa y el método de rolado.
5.1.1 Método de prensa Este método consiste en el uso de una prensa que hace presión sobre unos moldes o plantillas muy largos en comparación con su ancho. La plantilla se coloca sobre una cama estacionaria, que al bajar la prensa, presiona la lámina dándole la geometría del molde. En algunos casos una parte de la plantilla se coloca sobre la prensa. Perfiles C, Z y angulares se pueden formar fácilmente con la prensa, ya que no requieren por lo general, más de las dos operaciones de la prensa. El método resulta económico si cumple con las siguientes condiciones: 1. La sección debe tener una configuración sencilla, de tal manera que no requiera más de dos movimientos la prensa para la formación del perfil. 2. La cantidad de producción requerida es menor de 92 metros por minuto.
10
Instituto Tecnológico de Chetumal 3. La sección por producir debe ser ancha (mayor de 18’’ (457mm) ), secciones para decks y paneles.
5.1.2 Método de rolado Para este método se requiere de maquinas roladoras, que trabajen en base a una serie de rodillos, por los cuales se alimenta la lamina de acero, que van doblando de una forma progresiva hasta formar el perfil deseado. Una sección simple requiere por lo general 6 pares de rodillos, pero una mas complicada puede llegar a requerir de 15 a 20 pares de rodillos. El material de los rodillos es usualmente de acero endurecido, los cuales son colados en posición vertical o en posición horizontal. La mayoría de las maquinas roladoras manejan dos tipos de posiciones. Normalmente estas maquinas ya cuentan con conjuntos de rodillos disponibles para las secciones C y Z. Cuando el fabricante requiere la producción de otro perfil tiene que cambiar el conjunto de rodillos. Por lo general requiere un tiempo considerable, por lo que debe tener en cuenta el volumen de producción a realizar, para que el impacto de los costos por el cambio de la pieza terminada no sea grande. La fabricación de secciones muy complicadas impacta en el costo de las piezas.
6. Proceso de fabricación de los perfiles armados ó soldados Los perfiles solados son aquellos fabricados mediante el corte, la composición y soldadura de chapas planas de acero. Son elementos ensamblados generalmente de forma rectangular, la ventaja que tiene este tipo de perfil es que se adecua perfectamente a los requerimientos de diseño de acuerdo al análisis estructural que se realiza, lo que permite obtener una gran variedad de formas y dimensiones de secciones. Las relaciones de las dimensiones en perfiles típicos H, I, son las siguientes: CS, tienen la forma de H y su altura es igual al ancho del ala, h=b. CVS, tienen forma de H y la proporción entre la altura y el ancho es de 1.5:1. VS, son de sección tipo I y la proporción entre la altura y el ancho del ala es de 2:1 y 3:1.
11
Instituto Tecnológico de Chetumal
Los perfiles electrosoldados se fabrican a partir de bandas de acero estructural laminadas en caliente mediante el proceso continuo y automático de alta productividad. La versatilidad de la línea de electrosoldadura permite obtener perfiles de diferentes secciones y longitudes.
Estos perfiles su procedimiento de fabricación es el mismo simplemente que el acero fabricado en la siderúrgica es recalentado nuevamente y cortado con grandes cortadoras de acero que son operadas por un operario que se encarga de realizar el menor número de cortes para conseguir las medidas necesarias para armar el perfil y cumplir con los requerimientos del constructor. Estos perfiles pueden estar armados de 3 tipos:
6.1 Unidos con soldadura Son los perfiles que se arman exclusivamente con puntos de soldadura, esta soldadura dependiendo de las necesidades de resistencia que se requieran es la propiedad que tendrá la soldadura y estará normada en la norma correspondiente.
12
Instituto Tecnológico de Chetumal 6.1.1 Soldadura por Arco y Electrodo Recubierto
Es un proceso de soldadura manual a través de una varilla de acero recubierta por una capa de material orgánico que se quema y funde creando el ambiente adecuado para el proceso. Al mismo tiempo que la varilla se consume (material de aporte) se va depositando en la zona de unión o contacto. 6.1.2 Soldadura por Arco Sumergido y Material de Aporte Desnudo
Proceso automático que emplea material de aporte desnudo, que es fundido bajo una capa de material fundente que al depositarse parte de el en forma de escoria sólida, cumple la función de protección del cordón y evita el enfriamiento rápido de la soldadura, mientras que el resto del material fundente es reciclado y reutilizado.
6.2 Unidos por tornillos Son perfiles muy raros ya que generalmente se encuentran los que son unidos por soldadura o los mixtos, aquí los puntos mas importantes son las uniones donde se encuentran los tornillos, cada tornillo debilita el perfil pero a su vez le da una resistencia que es la que marca el tornillo, por ello es muy importante que quien diseñe el perfil tome en cuenta ciertas recomendaciones dadas en la norma.
6.3 Unión mixta Estos perfiles se arman con puntos de soldadura y también con tornillos, son las mas comunes en el área del diseño estructural ya que las propiedades que agrega la soldadura y los tornillos hacen que técnicamente el perfil sea una sola pieza y las posibilidades de falla por uniones se reduzca significativamente.
13
Instituto Tecnológico de Chetumal 7. Disponibilidad de perfiles estructurales en la localidad, región y nación En la localidad de la ciudad de Chetumal, Quintana Roo contamos con muy pocas empresas dedicadas a la venta de aceros y perfiles estructurales: En nuestra ciudad podemos encontrar perfiles comerciales que son:
Perfil tubular Perfil cuadrado Ángulos iguales Solera Viga IPR Viga IPS HSS
En nuestra localidad las empresas que se encargan de proporcionarlos son Herrería Moderna, Construrama (aceros de Chetumal S.A. de C.V), Perfiles y Aceros de Chetumal S.A. de C.V., Cabe mencionar que la mayoría de los productos comerciales depende de su disponibilidad y si algún perfil no se consigue generalmente se pide que sea soldado en la ciudad de Cancún o Mérida. En nuestro estado Cancún cuenta con un número más grande de empresas de las cuales destacan
Perfiles Jasso Perfiles y Aceros de Quintana Roo Ferreaceros Cancún S.A. de C.V.
Aquí podremos encontrar un poco más de perfiles comerciales:
Vigas Canales Soleras Ángulos Cuadrados Redondos
En nuestro país existen diversas empresas que ya compiten contra una de las mas antiguas AHMSA (Altos Hornos de México S.A. de C.V.) esta empresa se dedica no solo a la venta de los perfiles si no a la fabricación misma del acero y todos sus productos, generalmente AHMSA maneja en disponibilidad perfiles comerciales como son:
Vigas W ( Rectangular, IPR) 14
Instituto Tecnológico de Chetumal
Canales C ( Canal estándar, CPS) Ángulos L ( Ángulo perfil estándar, APS)
Pero de igual forma es posible fabricar un perfil de acuerdo a las necesidades del constructor. La competencia de AHMSA es PECCSA (Perfiles Comerciales Cuatitlan S.A. de C.V. dedicado también a la fabricación de perfiles estructurales y ATSA (Aceros Torices) que se nombran como el distribuidor número 1 de la republica mexicana.
8. Resumen de los factores de carga y sus combinaciones (AISC, ASCE) El manual de construcción de acero LRFD editado por el Instituto Americano de Construcción de Acero estipula que todas aquellas estructuras y elementos estructurales de acero deben ser diseñados para no exceder su límite de esfuerzo cuando estos sean expuestos a diferentes tipos de combinación de cargas, para lo que señala diversos factores de carga a aplicar. Representando esta ecuación:
Donde
γ = factor de carga de acuerdo al tipo de la misma R = carga (muerta o viva; fuerza, momento o esfuerzo) φ = factor de Resistencia Rn = carga nominal (capacidad ultima)
8.1 Factores de carga y combinaciones de carga Las cargas nominales que deben ser consideradas son: D = carga muerta. L = carga viva Lr = carga viva del techo W = carga de viento S = carga de nieve 15
Instituto Tecnológico de Chetumal E = carga de sismo R = carga inicial de lluvia o agua de hielo exclusiva de los acumulamientos en la estructura La resistencia de diseño, φRn , de cada elemento estructural debe igualar o exceder el diseño de esfuerzos basado en las siguientes combinaciones de factores de carga nominal del ASCE 7 (2005), donde U representa la carga última: U= 1.4(D ) U= 1.2(D ) + 1.6(L) + 0 .5(Lr or S or R ) U= 1.2D + 1.6(Lr or S or R ) + (L or 0.8W ) U= 1.2D + 1.6W + L + 0.5(Lr or S or R ) U= 1.2D + 1.0E + L + 0.2S U= 0.9D + 1.6W + 1.6 H U= 0.9D + 1.0E + 1.6 H
En las especificaciones LRFD se da otra combinación de cargas para tomar en cuenta la posibilidad del levantamiento. Esta condición se incluye para cubrir los casos donde se desarrollan fuerzas de tensión debidas a momentos de volteo; regirá solo en edifici os altos donde se presentan fuertes cargas laterales. En esta combinación las cargas muertas se reducen en un 10% para tomar en cuenta situaciones en las que se haya sobrestimado. La posibilidad de que las fuerzas de viento y sismo puedan tener signos más o menos necesita tomarse en cuenta solo en esta última ecuación A4-6. Así entonces, en las ecuaciones precedentes los signos usados para W y E son los mismos que los signos usados para los otros conceptos en estas ecuaciones.
U=0.9D +- (1.3W o 1.0E)
16
Instituto Tecnológico de Chetumal 9. Comentario sobre el factor de carga del reglamento del D.F. Las cargas a las que puede estar sujeto cualquier edificio (cargas vivas, muertas, sismo, viento) se multiplican por factores de carga antes de hacer el análisis estructural. Estos factores son números que sirven para incrementan las cargas tomando en cuenta las incertidumbres, de tal manera que con ellos se aumenta o se disminuye, respectivamente, la probabilidad de que las cargas sean excedidas o no sean alcanzadas. Los factores de carga toman en cuenta la posibilidad de que se presenten sobrecargas y las imprecisiones en los métodos de análisis estructural. La probabilidad de que varias acciones existan simultáneamente con su máxima intensidad es pequeña por eso generalmente se especifican factores de carga menores para acciones combinadas. Así, el Reglamento del Distrito Federal establece los factores de carga que deben usarse al diseñar en nuestro país. El reglamento menciona acciones que se deben tomar en cuenta al momento de diseñar y recalca sobre la seguridad estructural debido a los diferentes tipos de cargas a que puede estar sometido el edificio, por ello establece que es necesario considerar no solo las cargas por si solas sino también combinadas. Para ello establece factores de carga de acuerdo a dichas combinaciones. Para combinaciones que incluyan exclusivamente acciones permanentes y variables, el factor de carga, Fc, será de 1.4, excepto en estructuras que soporten pisos en los que pueda haber normalmente aglomeración de personas, o en construcciones que contengan equipo sumamente valioso, caso en el cual el factor de carga será de 1.5. Para combinaciones de acciones que incluyan una accidental, como viento o sismo, además de las acciones permanentes y variables, el factor de carga, Fc, será de 1. Para acciones cuyo efecto sea favorable a la resistencia o estabilidad de la estructura, se tomará un factor de carga, Fc, de 0.9. En estos casos, como ya se explicó anteriormente, se utiliza la carga nominal mínima. De manera matemática los factores de carga quedan representados así: 1.4 CM 1.4CM + 1.4 CV 0.9 CM +- 1.0 CV 1.1 CM +- 1.1CV +- 1.1V 0.9CM +- 1.0 S 1.1 CM + 1.1 CV +- 1.1 S 17
Instituto Tecnológico de Chetumal Donde:
CM = carga muerta CV = Carga Viva V = Viento S = Sismo La norma mexicana maneja los mismo criterios que la AISC y ASCE sin embrago no toma en cuenta las cargas de posibilidad de levantamiento y además las cargas vivas de techo y normales las engloba en una sola.
Bibliografía
Diseño de estructuras de acero método LRFD, McCormac, 2da edición. Aspectos fundamentales del concreto reforzado, Gonzales Cuevas y Robles Fernández, cuarta edición. Manual de la AISC 13va edición. Reglamento de construcciones para el Distrito Federal Manual AHMSA
18
