Manual perfilles para web

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  • 1. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO
  • 2. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO los derechos de esta obra han sido reservados conforme a ley por ACESCO, por tanto sus textos y gráficos no pueden reproducirse por medio alguno sin previa autorización escrita del autor.MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Director Wilson Reyes Ing. Civil Investigación y Desarrollo Luis Angulo Ing. Civil Javier Noriega Ing. Mecánico Diseño y diagramación Victor Leyva Impreso en Colombia 2009
  • 3. Contenido1. Generalidades 41.1 Descripción de los perfiles de acero formados en frío 41.2 Ventajas 41.3 Proceso de fabricación 41.3.1 Laminación en frío 41.3.2 Galvanización 41.3.3 Formación en frío 5 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO1.4 Perfiles estructurales 61.5 Tipos de perfiles 61.6 Características de los materiales 61.7 Aplicaciones 62. Diseño estructura 82.1 Bases de diseño 82.1.1 Diseño con coeficientes de carga y resistencia, dccr (load and resistancefactor design, lrfd) 82.2 Combinaciones de carga, coeficientes de resistencia y factores de seguridad 82.2.1 Combinaciones de carga 82.2.2 Coeficientes de resistencia 82.3 Cálculo de esfuerzos y diseño de miembros estructurales 92.3.1 Miembros en tensión 92.3.2 Miembros a compresión cargados concéntricamente 92.3.2.1 Sección sencilla sometida a compresión 92.3.2.2 Resistencia nominal a la compresión por pandeo distorsional 102.3.3 Cortante 102.3.4 Miembros a flexión 112.3.4.1 Resistencia nominal a flexión de la sección (flexión arriostrada) 112.3.4.2 Resistencia al pandeo torso-lateral de secciones abiertas (secciones c, i y z) 112.3.4.3 Resistencia al pandeo lateral y torsional de secciones cajón 122.3.4.4 Miembros en flexión con una ala sujeta a un sistema de cubierta tipojunta continua (Standing Seam) 122.3.4.5 Resistencia nominal a la flexión por pandeo distorsional 132.3.4.6 Miembros a flexión conformados por dos secciones C espalda con espalda 132.3.5 Arrugamiento del alma 13
  • 4. 2.3.6 Esfuerzos combinados 14 2.3.6.1 Flexión y cortante 14 2.3.6.2 Flexión y arrugamiento del alma 14 2.3.6.3 Flexo-compresión 14 2.4 Diseño de conexiones 14 2.4.1 Conexiones soldadas 15 2.4.1.1 Tipos de soldadura 16 2.4.1.2 Ventajas y desventajas de la soldadura 17 2.4.1.3 Configuraciones de soldadura y posiciones del soldador 17MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 2.4.1.4 Materiales y procedimientos de soldaduras en perfiles Acesco 17 2.4.1.5 Aplicaciones de los electrodos, designación de la soldadura y preparación de bordes 24 2.4.1.6 Ecuaciones de diseño de conexiones soldadas 26 2.4.1.7 Inspecciones de la soldadura 29 2.4.1.8 Consideraciones económicas 30 2.4.1.9 Reducción de las reparaciones en soldaduras 31 2.4.1.10 Ejemplo de aplicación de soldadura de filete 33 2.4.2 Conexiones pernadas y atornilladas 34 2.4.2.1 Área de esfuerzo de elementos roscados 35 2.4.2.2 Espaciamiento y distancia 36 2.4.2.3 Tensión en la parte conectada 36 2.4.2.4 Fuerza cortante en la parte conectada 37 2.4.2.5 Resistencia al aplastamiento 38 2.4.2.6 Fuerza cortante y tensión en pernos 38 2.4.2.7 Combinación de cortante y desgarramiento del miembro que está en contacto con la cabeza del tornillo (pull-over) en tornillos 39 2.4.2.8 Ruptura por cortante en tornillos 40 2.4.2.9 Ejemplo de aplicación de diseño de placas pernadas 40 2.4.3 Anclajes al concreto 42 2.4.3.1 Método DEA 42 2.4.3.2 Método DCCR 42 2.4.3.3 Ejemplo de aplicación de diseño de anclajes 44 3. Aspectos constructivos 46 3.1 Empaque, transporte, descargue y almacenamiento de los perfiles Acesco 46
  • 5. 3.2 Manejo e izaje 473.3 Seguridad en obra 483.3.1 Generalidades 483.3.2 Seguridad en el trabajo con soldadura 493.3.3 Seguridad en los trabajos de alturas 503.4 Corrosión entre dos metales (corrosión galvánica) 503.4.1 Factores que afectan la corrosión galvánica 503.4.1.1 Efectos ambientales 503.4.1.2 Efectos de la distancia 53 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO3.4.1.3 Efectos del área 533.4.2 Recomendaciones para prevenir la corrosión. 533.5 Pintura para la protección del acero 553.5.1 Preparación de la superficie 553.5.2 Generalidades de pintura 553.5.3 Sistema de recubrimientos de pintura 563.5.4 Consumo de recubrimiento de pintura 563.6 Técnicas para ejecutar soldadura por arco 573.6.1 Encendido del arco eléctrico 573.6.2 Ejecución de un cordón de soldadura 583.7 Inspección visual en la soldadura 613.7.1 Guía antes de la soldadura 613.7.2 Guía durante la soldadura 613.7.3 Guía después de la soldadura 613.8 Corte en obra de los elementos, herramientas y métodos 623.8.1 Corte con oxicorte 623.8.2 Corte con electrodo metálico 633.9 Instalación de los pernos 633.9.1 Métodos de torque 643.9.1.1 Apriete controlando el torque 643.9.1.2 Apriete controlando el ángulo de giro 643.9.1.3 Apriete controlando la fluencia del material 653.9.1.4 Método de apriete por calor 653.9.1.5 Métodos indicadores de tensión 653.9.2 Practicas de torque 65
  • 6. 1 Generalidades 1.1 Descripción de los perfi- •Complemento para cual- con la mejor combinación de les de acero formados en frío quier sistema estructural de- propiedades mecánicas, ca- bido a su compatibilidad con lidad dimensional y acabado Los perfiles de acero forma- cualquier material o sistema superficial. dos en frío son elementos constructivo cuyo espesor varía entre 0.4 •Economía y facilidad en el 1.3.2 Galvanización mm y 6.4 mm, empleados en transporte con gran maneja- la industria blanca, industria bilidad en la obra Los rollos de acero para la automotriz, equipos contene- •Material reciclable, recupe- formación de perfiles ACES- 4 dores, drenajes y, también, en rable, no combustible y resis- CO pueden ser galvanizados el sector de la construcción tente al ataque de hongos o no. En dicho proceso las para la fabricación de estruc- •Elementos formados con láminas se sumergen en unMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO turas metálicas, como correas gran exactitud baño de zinc fundido logran- de cubiertas y como viguetas •Mantenimientos mínimos do los recubrimientos desea- para sistemas de entrepiso. El •Facilidad y sencillez de efec- dos, según las condiciones uso y desarrollo de estos per- tuar uniones en los miembros establecidas por las normas files estan regulados por las que conforman la estructura ICONTEC NTC 4011 especificaciones de la Norma empleándose soldaduras por (ASTM A653). Sismo Resistente para Co- cordones, remaches en frío, lombia NSR-09, acorde con grapas, anclajes, etc Se inicia el proceso remo- las disposiciones del Instituto viendo la capa de aceite, Americano del Acero y el 1.3 Procesos de fabricación grasa superficial y óxidos que Hierro (AISI – American Iron trae el material laminado en and Steel Institute ). 1.3.1 Laminación en frío frío y empacado en rollos. El desengrasante se prepara 1.2 Ventajas El material de trabajo para haciendo una mezcla de agua Los perfiles de acero for- este proceso son los rollos de de agentes humectantes, mados en frío fabricados acero laminados en caliente, surfactantes y tensoactivos. en ACESCO presentan una los cuales llegan con impure- Posteriormente, la lámina es serie de ventajas respecto a zas en la superficie (óxidos). limpiada por acción mecáni- los otros tipos de perfiles de Previo al proceso de lamina- ca de rodillos recubiertos con acero empleados para la cons- ción se realiza un proceso cerdas que giran para elimi- trucción, tales como: de decapado superficial para nar toda partícula sólida que eliminar esta condición se encuentre adherida a las •Economía de material con desfavorable, en el cual a caras de la lámina. Las etapas eficientes relaciones peso- las láminas se les aplica una de desengrase y cepillado se resistencia para diversos tipos solución de ácido clorhídrico hacen en forma dual (doble) de carga (elementos livianos), a presión, para finalmente ser para asegurar la limpieza del lo cual genera flexibilidad y enjuagadas con agua. material. versatilidad en los diseños •Fabricación masiva y en Los rollos de acero son lle- Después se aplica agua serie vados al laminador donde se limpia a presión sobre las •Excelente acabado para les aplica presión a través de dos caras de la lámina para estructuras a la vista rodillos, disminuyéndoles el eliminar los residuos y •Facilidad y rapidez en la espesor hasta el deseado, ob- entregar el material limpio instalación teniendo productos de acero antes de entrar al horno de
  • 7. precalentamiento, donde se de las láminas se hacen en corresponde a la longitudaplica gran cantidad de aire frío, a temperatura ambiente de desarrollo de la seccióncaliente para eliminar la mediante trenes de configu- transversal. Posteriormentehumedad del material. En el ración predefinida. En este estas tiras entran a una seriehorno se precalienta y recoce proceso primero se desenrro- de bastidores con parejas dela lámina para conseguir lla la lámina y se pasa por un rodillos complementarios quelas propiedades deseadas y rodillo de cuchillas ajustables poco a poco transforman laselevarla a la temperatura del que las cortan en tiras con tiras planas en los perfileszinc fundido. el ancho deseado, el cual deseados. 5Se sumerge la lámina enla cuba con zinc fundido, MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOel cual se adhiere, y a con-tinuación se le aplica aireen gran cantidad en ambascaras mediante mecanismosespeciales hasta conseguir el Perfil C Perfil Z Perfil Cajón Perfil I Perfil Tripleespesor de capa deseado. Este Figura 1.4-1 Geometrías producidas por ACESCO y posibles combinacionescambio brusco de temperatu-ra mediante chorros de aireacelera el secado de la capa de CLASIFICACIÓN DE LOS PERFILESzinc y evita imperfecciones al FABRICADOS POR ACESCOmomento del contacto con el Según su geometríaprimer rodillo. Perfiles C Y Perfiles Z Según el acabado R CFinalmente, se emplea una Perfil negro (PHR)solución pasivante para X Perfil galvanizado (PAG)prevenir la presencia de óxido Según sus dimensiones, A x B x C (mm) Ablanco y dar una mayor resis- cm X 100 x 50 x 15tencia a la corrosión. 120 x 60 x 15 150 x 50 x 171.3.3 Formación en frío 160 x 60 x 20 B 203 x 67 x 19 220 x 80 x 20Debido a la relativa facilidad 254 x 67 x 18y simplicidad de la operación 305 x 80 x 25 Yde doblado, al costo relati- 355 x 110 x 25 Cvamente bajo de los dados y Según su espesor “t” (calibre) Rde los rodillos formadores y 1.2mm : Calibre 18 Y2 X2al desarrollo de la soldadura 1.5mm : Calibre 16 automática, el proceso de 1.9mm : Calibre 14 (Galvanizado) A cm X tformado en frío realizado en 2.0mm : Calibre 14 (Negro)ACESCO se presta para una 2.5mm : Calibre 12 3.0mm : Calibre 11 variedad de producción de Según su resistencia a la fluenciageometrías de secciones. Grado 40 (f y = 275 MPa) B Grado 50 (f y = 340 MPa)Las operaciones de formado Tabla 1.5-1. Clasificación de los perfiles fabricados por ACESCO
  • 8. PHR PAG varios tipos de aceros, cuyas Espesor Calibre (Perfil Negro) (Perfil Galvanizado) propiedades se resumen en la Grado 40 Grado 50 Grado 50 Tabla 1.6-1 1.2 mm 18 1.5 mm 16 1.7 Aplicaciones 1.9 mm 14 2.0 mm Los perfiles de acero for- 2.5 mm 12 mados en frío pueden ser 3.0 mm 11 empleados: como viguetas en Tabla 1.5-2. Producción según calibre, acabado y resistencia a la fluencia tableros de pisos y muros de 6 1.4 Perfiles estructurales contención, en losas com- Dimensiones (mm) Perfil C Perfil Z puestas, en estructuras paraMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 100 x 50 ACESCO produce varios ti- cubiertas, cerchas, pórticos, 120 x 60 pos de perfiles que presentan 150 x 50 carrocerías, estanterías, silos, una gran variedad de geome- 160 x 60 torres industriales, paneles trías y dimensiones según las 203 x 67 divisorios, mezzanines, esca- necesidades del diseño. Los 220 x 80 leras, etc. espesores de estos perfiles 254 x 67 varían entre 1.2 mm hasta 305 x 80 La utilización de los perfiles 3.0 mm, y las alturas entre 355 x 110 de acero formados en frío 100 mm y 355 mm. Tabla 1.5-3. Producción según dimensiones ACESCO es idónea en la y geometría constitución de entramados Los perfiles formados en frío estructurales que han de ACESCO maneja una no- resistir cargas ligeras o mode- son complemento ideal en menclatura por color según edificaciones de gran altura radas, o bien en luces cortas, el calibre de los perfiles para en las cuales el empleo de como estructura secundaria una rápida y fácil identifi- (viguetas) vinculándose a los perfiles convencionales cación. Esta marca de color laminados en caliente resulta la estructura de concreto o se encuentra en uno de los acero y sirviendo de soporte antieconómico, motivo por extremos de los perfiles. el cual han adquirido un a las placas de entrepiso (Me- (ver tabla 1.5-4) taldeck u otros sistemas) extraordinario auge y repre- senta para el ingeniero un Calibre Espesor Color 1.5 Tipos de perfiles nuevo campo de aplicación 18 1.2 mm Rojo de incalculables posibilidades. 16 1.5 mm Azul ACESCO maneja varios tipos 14 2.0 ó 1.9 mm, de perfiles que pueden ser según el acabado Naranja El uso de los perfiles de clasificados según su geome- 12 2.5 mm Negro acero formados en frío tría, el acabado, dimensiones, 11 3.0 mm Blanco ACESCO no excluye como espesores (calibre) y resisten- tal la utilización de produc- Tabla 1.5-4. Nomenclatura de colores uti- cia a la fluencia, tal como se lizada en ACESCO según el calibre del perfil tos laminados en caliente, muestra en la Tabla 1.5 1: entendiéndose por tanto 1.6 Características de los que ambos tipos se comple- La producción de perfiles de materiales mentan mutuamente. En ACESCO, según la clasifica- algunos casos las estructuras ción anterior, se resume en la Según las características de se proyectan de manera que Tabla 1.5 2 y Tabla 1.5 3: los perfiles ACESCO emplea los miembros principales
  • 9. sometidos a cargas pesadas se Tipo de Negrodiseñan con perfiles lami- acabado y Laminación Laminación Galvanizadonados en caliente, armados, proceso en frío en calienteo en concreto reforzado, y Grado del acero 40 50 50los miembros secundarios, Designación Acero Estructural Acero Estructural Acero Estructuralsometidos a cargas bajas o del acero (Structural Steel, SS) (Structural Steel, SS) (Structural Steel, SS)ligeras, se diseñan utilizando Especificación NTC 5091 NTC 6 NTC 4011miembros de acero formados (ASTM A1008) (ASTM A1011) (ASTM A653)en frío. Resistencia a la 275 MPa 340 MPa 340 MPa fluencia mínima, fy (40 ksi) (50 ksi) (50 ksi) 7 Resistencia última 360 MPa 410 MPa 410 MPa MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO a la tensión, fu (52 ksi) (60 ksi) (60 ksi) Elongación mínima 20% 20% 20% en 50 mm Módulo de 203,000 MPa 203,000 MPa 203,000 MPa elasticidad, E Tabla 1.6-1. Propiedades de los materiales de los perfiles ACESCO
  • 10. 2 Diseño estructural Ru   R n Ec. 2.1.1-1 2.1 Bases de diseño R u = Resistencia requerida Donde: Lr= Carga viva sobre la  = Coeficiente de Las especificaciones brinda- cubierta das en este manual de diseño resistencia G= Carga debido a la lluvia o de perfiles ACESCO estarán R n = Resistencia nominal al granizo basadas en los principios del Rn = Resistencia de diseño Diseño con Coeficientes de Adicionalmente, para perfiles Carga y Resistencia (DCCR), soportando tableros de acero acorde con las disposiciones (Metaldeck) para entrepisos 2.2 Combinaciones de carga, 8 establecidas por la norma de de comportamiento com- coeficientes de resistencia y diseño y construcción para puesto; factores de seguridad Colombia, NSR-09. DebenMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO aplicar todos los requerimien- 2.2.1 Combinaciones de tos de esta sección para el 1.2Ds + 1.6Cw + 1.4C carga diseño con miembros estruc- Ec. 2.2.1-13 turales formados en frío, donde, La estructura y sus compo- excepto donde se especifique Ds = Peso muerto de la lámina nentes deben ser diseñados lo contrario. Metaldeck para resistir las más críticas solicitaciones generadas por Cw= Peso nominal concreto 2.1.1 Diseño con Coeficien- fresco las diferentes combinaciones tes de Carga y Resistencia, C = Carga nominal de cons- de carga (condiciones más DCCR (Load and Resistance trucción, incluyendo desfavorables). Las combi- Factor Design, LRFD) equipo, trabajadores naciones de carga a emplear para el cálculo de los esfuer- y formaletería, pero El diseño satisfará los re- excluyendo el peso del zos en los miembros estruc- querimientos del método de concreto fresco turales de acero formados en Diseño con Coeficientes de frío ACESCO, por el método Carga y Resistencia, DCCR, de Diseño con Coeficien- cuando la resistencia de tes de Carga y Resistencia, diseño de cada componente 2.2.2 Coeficientes de resis- DCCR, acorde con la NSR-09 estructural iguala o excede la tencia son las siguientes: resistencia requerida determi- nada con base en las cargas Para el método DCCR exis- nominales multiplicadas por ten coe-ficientes de reducción los apropiados coeficientes 1.4D de resistencia que dependen Ec. 2.2.1-1 de mayoración de carga, para de las solicitaciones a las que todas las combinaciones de 1.2D + 1.6L + 0.5 (Lr ó G) sean sometidos los miem- Ec. 2.2.1-2 carga aplicables. bros estructurales. A conti- 1.2D + 1.6 (Lr ó G) + (0.5 L ó 0.8 W) nuación del cálculo de cada Ec. 2.2.1-3 El diseño debe ser realizado solicitación se muestran los de acuerdo con la siguiente 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5 (Lr ó G) correspondientes coeficientes Ec. 2.2.1-4 ecuación: de reducción de resistencia 1.2D + 1.0E + 0.5L según la norma diseño y Ec. 2.2.1-5 construcción sismo-resistente 0.9D - (1.3 W ó 1.0E) NSR-09, mencionada en el Ru   R n Ec. 2.1.1-1 Ec. 2.2.1-6 Numeral 2.1 R u = Resistencia requerida  = Coeficiente de resistencia
  • 11. para  c  1.5 Fn  ( 0.658 c ) Fy 2 Ec. 2.3.2-2  0. 877  para  c  1.5 Fn    Fy  2 c Ec. 2.3.2-3 donde: Fy c  Fe Ec. 2.3.2-42.3 Cálculo de esfuerzos y Pn  A e Fn Fe = Esfuerzo determinado Ec. 2.3.2-1diseño de miembros estruc- a partir del menorturales  c  0.85 esfuerzo elástico de donde: pandeo por flexiónLa norma de diseño y cons- Pn = Esfuerzo nominal del elástica, torsional ytrucción, NSR-09, considera miembro en compresión flexo torsional.3el cálculo de las resistencias Ae = Área efectiva de ladisponibles para el diseño sección calculada en elde estructuras metálicas en Fn esfuerzo F • En el caso de secciones nacero formados en frío, de donde se pueda demos- = Esfuerzo que se 9acuerdo con los siguientes trar que no están sujetas a determina según elnumerales: pandeo torsional o flexo- valor de c : MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO torsional, el esfuerzo elástico para  c  1.5 Fn  ( 0.658 c ) Fy de pandeo por flexión, Fe, se 22.3.1 Miembros en tensión Ec. 2.3.2-2 calcula como: Para fluencia en la sección  0. 877  para  c  1.5 Fn    Fy 2 E bruta:  2 c Fe  K L / r  2 Ec. 2.3.2-5 Tn  Ag Fy Ec. 2.3.2-3 Ec. 2.3.1-1 donde: t  0.90 donde, Fy c  Para rotura en la sección Fe E = Módulo de elasticidad neta lejos de la conexión:2 Ec. 2.3.2-4 del acero Fe = Esfuerzo determinado K = Coeficiente de longitud Tn  An Fu Ec. 2.3.1-2 a partir del menor efectiva  t  0.75 esfuerzo elástico de L = Longitud sin arriostra- donde, pandeo por flexión miento lateral del elástica, torsional y miembro Tn = Esfuerzo nominal del miembro en tensión flexo torsional.3 La forma pandeada r = Radio de giro de la Ag= Área bruta o completa de la columna sección transversal de la sección transversal se indica con la no reducida Fy = Esfuerzo de fluencia del línea punteada acero An= Área neta de la sección transversal Valor teórico de K 0.5 0.7 1.0 1.0 2.0 2.0 Fu = Resistencia a tensión Valor recomendado del acero de K para el diseño 0.65 0.80 1.2 1.0 2.10 2.0 Rotación y traslación restringidas2.3.2 Miembros a compre-sión cargados concéntrica- Rotación libre y traslación restringida Condición demente los apoyos Rotación restringida y traslación libre2.3.2.1 Sección sencillas y Rotación y traslación librescajón sometidas a compre-sión Tabla 2.3-1. Coeficiente de longitud efectiva K para miembros a compresión debido a cargas concentradas2 Para rotura en la conexión debe remitirse al capítulo referente a CONEXIONES3 Remitirse al Capítulo F.4.3.4.1.1 a F.4.3.4.1.5 de la Norma Sismo Resistente, NSR-09
  • 12. E = Módulo de elasticidad del acero K = Coeficiente de longitud Para secciones simetría sen- Vn = A w Fv efectiva cilla, tómese el eje x como el Ec. 2.3.3-1 L = Longitud sin arriostra- eje de simetría.  c = 0.95 miento lateral del Para secciones doblemente Vn = Esfuerzo nominal del miembro simétricas sujetas a pandeo miembro a cortante. r = Radio de giro de la torsional, Fe se toma como el A w = Área del alma de la sección transversal menor entre Fe calculado con sección = ht no reducida Ec. 2.3.2-5 y Fe = σt, donde Fv = Esfuerzo nominal al σt está definido en la sección cortante, que puede ser10 2.3.4. determinado como: • En el caso de secciones de simetría sencilla o doble, • Para secciones con simetría a) paraMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO sujetas a pandeo torsional de punto (secciones Z de alas h / t  E k v / Fy o flexo-torsional, el esfuer- iguales): Ec. 2.3.3-2 zo elástico de pandeo por Fv = 0.60 Fy flexión, Fe, vendrá dado Para secciones de simetría de como el valor más pequeño b) para punto, Fe se tomará como entre las ecuaciones 2.3.2-5 y el menor valor entre σt, como E kv / Fy  h / t  1.51 E kv / Fy 2.3.2-6: es definido en la sección 2.3.4 0.60 E kv Fy y Fe como es calculado en la Fv = 1  ecuación 2.3.2-5 utilizando (h / t ) Ec. 2.3.3-3 Fe  ( σ + σ ex ) − ... 2β   t el eje principal menor de la c) para sección. 2  h / t  1.51 E k v / Fy ... (σ t + σ ex ) − 4 βσ t σex   2.3.2.2 Resistencia nominal  2 E kv 0.904E kv Ec. 2.3.2-6 a la compresión por pandeo Fv  = 12(1− 2) ( h / t ) 2 (h / t ) 2 distorsional Ec. 2.3.3-4 donde, El diseño bajo esta parte del σ t = Resistencia a la torsión manual aplicará a secciones calculada en la sección I, Z, C y otros miembros de h = Altura de la porción 2.3.4 sección transversal abierta plana del alma medida σex= Resistencia al momento en su plano que emplean alas con rigidi- por pandeo alrededor zadores de borde acorde con t = Espesor del alma del eje x calculada las disposiciones de la sección E = Módulo de elasticidad acorde con la sección F.4.3.4.2 de la Norma Sismo del acero 2.3.4 Fv = Esfuerzo nominal al corte Resistente, NSR-09. β = 1 − ( xo / r o) 2 kv = Coeficiente de pandeo ro = Radio polar de giro de 2.3.3 Cortante de corte, que debe ser la sección alrededor calculado de acuerdo a del centro de cortante 1. ó 2. como sigue Para el cálculo de los esfuer- 2 2 2 a continuación: = rx + ry + x o zos de diseño de cortante en los miembros estructurales, x o = Distancia del centro de se emplea la fórmula: cortante al centroide 1. Para almas no reforzadas, sobre el eje principal x Kv = 5.34
  • 13. M n = S e Fy Ec. 2.3.4-1 Para secciones con alas en compresión rigidizadas o parcialmente rigidizadas:  b = 0.95 Para secciones con alas no rigidizadas:  b = 0.902. Para almas con rigidi- donde,zadores transversales que Cb r o A S e = Módulo elástico de la Fe = σ ey σ tcumplan los requisitos de la Sf Ec. 2.3.4-6sección F.4.3.3.7 de la NSR- sección efectiva09: calculado considerando para secciones de simetría la fibra extrema a sencilla y doble tensión en Fy Cb ro A a Fy = Resistencia a la fluencia Fe = σey σtcuando ≤ 1.0 2S f h Ec. 2.3.4-7 5.34 para secciones de simetría dekv = 4.00 (a / h ) 2 punto 11 Ec. 2.3.3-5 2.3.4.2 Resistencia al pan- a deo torso-lateral de seccio- donde, MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOcuando > 1.0 nes abiertas (secciones C, I y h 12.5 M máx Z) Cb= 4.00 2.5 M máx + 3 M A + 4 M B + 3 M Ckv = 5.34 (a / h ) 2 Ec. 2.3.3-6 Ec. 2.3.4-8donde, M n = S c Fc Ec. 2.3.4-2 Cb = 1, para voladizos o cuando se desee una = Longitud del panel de S c = Módulo elástico de la valor conservador corte para el elemento sección efectiva calculado en todos los casos alma no reforzado considerando la fibra Mmáx= Valor absoluto del = Distancia libre entre extrema a tensión en Fc momento máximo rigidizadores transver- Fc = Se determina como sigue: del segmento no sales de elementos alma arriostrado para Fe ≥ 2.78 Fy reforzados MA = Valor absoluto delFy = Esfuerzo de fluencia de Fc = Fy Ec. 2.3.4-3 momento a un cuarto diseño determinado con del segmento no el ensayo de tensión para 2.78 Fy > Fe ≥ 0.56 Fy arriostradou = Relación de Poisson=0.3 10  10 Fy  MB = Valor absoluto del Fc = Fy 1 −  36 F   9  e  Ec. 2.3.4-4 momento en el centro del segmento no2.3.4 Miembros a flexión para Fe ≤ 0.56 Fy arriostrado Ec. 2.3.4-5 MC = Valor absoluto del2.3.4.1 Resistencia nomi- Fc = Fe momento a tresnal a flexión de la sección  b = 0.90 cuartos del segmento(flexión arriostrada) Fy = Esfuerzo de fluencia no arriostrado del acero ro = Radio polar de giro deM n = S e Fy Fe = Resistencia al pandeo la sección alrededor Ec. 2.3.4-1 torsional lateral elástico del centro de cortantePara secciones con alas en crítico 2 2 2 rx + ry + x ocompresión rigidizadas oparcialmente rigidizadas: rx, ry = Radio de giro de la b = 0.95 sección alrededor de a) Para secciones de simetría los ejes centroidalesPara secciones con alas no sencilla, simetría doble y de principalesrigidizadas: simetría de punto con flexión xo = Distancia del centro b = 0.90 alrededor del eje de simetría de cortante aldonde, centroide sobre el ejeS e = Módulo elástico de la principal x A = Área total de l sección efectiva sección sin reducir
  • 14. la sección alrededor •Si la longitud no arriostrada del centro de cortante del miembro es mayor que Lu, la resistencia nominal a 2 2 2 rx + ry + x o flexión se calculará según la rx, ry = Radio de giro de la sección 2.3.4.2 y Fe se sección alrededor de calculará como: los ejes centroidales Cb π Cb π 2 E d I yc Fe = E G J Iy principales Fe = 2 Ky Ly Sf xo = Distancia del centro Sf (Ky L y) Ec. 2.3.4-14 de cortante al Ec. 2.3.4-11 donde, centroide sobre el eje para secciones I de simetría Iy = Momento de inercia principal x doble y secciones C de simetría sencilla alrededor del eje A = Área total de l centroidal de la sección sección sin reducir C b π 2 E d I yc Fe = paralelo al alma Sf = Módulo de sección 2 2Sf ( Ky L y) elástica de la sección Ec. 2.3.4-12 Cb = no reducida relativo 12.5 M máx para secciones Z de simetría a la fibra extrema de punto 2.5 M máx + 3 M A + 4 M B + 3 M C a compresión donde, Ec. 2.3.4-1512 π 2E σey = 2 d = Altura de la sección ( Ky L y / r y ) Iyc = Momento de inercia Cb = 1, para voladizos oMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Ec. 2.3.4-9 de la parte a compresión cuando se desee un E de la sección alrededor valor conservador en = Módulo de elasticidad del acero del eje centroidal todos los casos Ky paralelo al alma usando Mmáx= Valor absoluto del = Coeficiente de longi- tud efectiva alrededor la sección total no momento máximo Ly del eje y reducida del segmento no = Longitud no arriostrada arriostrado del miembro alrededor MA = Valor absoluto del del eje y 2.3.4.3 Resistencia al pan- momento a un cuarto deo lateral y torsional de del segmento no 1  π 2E Cw  arriostrado σt = G J +  secciones cajón 2 2 MB = Valor absoluto del Aro  (Kt L t )   Ec. 2.3.4-10 momento en el centro G = Módulo de cortante •Si la longitud no arriostrada del segmento no J = Constante de torsión del miembro es menor que arriostrado de Saint-Venant de la Lu, la resistencia nominal a •Si la longitud no arriostrada MC = Valor absoluto del sección cajón del miembro es menor que flexión se calculará según momento a tres Cw = Constante torsional L , la resistencia Lu se la usección 2.3.4.1.nominal a cuartos del segmento de la sección flexión se calculará según calculará como: no arriostrado Kt = Coeficiente de longitud 0.36 2.3.4.1. Lu se la secciónC π b efectiva para torsión Lu = calculará como: E G J I y FSy f Lt = Longitud no arriostrada 0.36C b π Ec. 2.3.4-13 2.3.4.4 Miembros en flexión del miembro para L u = longitud noE G J I y •Si la Fy Sf arriostrada con una ala sujeta a un sis- torsión del miembro es mayor que Lu, Ec. 2.3.4-13 tema de cubierta tipo junta •Si la longitud no arriostrada la resistencia nominal a continua (Standing Seam) b) Para secciones I, secciones flexión se calculará según laLu, del miembro es mayor que C o secciones Z con flexión sección 2.3.4.2 y Fe se a la resistencia nominal La resistencia disponible a flexión se calculará según la calculará como: flexión, Mn, de una sección alrededor del eje centroidal sección 2.3.4.2 y Fe se Cb π C o Z, cargada en un plano perpendicular al alma Fe = calculará como:E G J Iy Ky Ly Sf paralelo al alma con el ala Cb π Ec. 2.3.4-14 superior soportando un sis- Fe = E G J Iy Cb π 2 E d I yc donde, y Ly Sf K tema de cubierta tipo junta Fe = Sf (Ky L y) 2 Iy = Momento de inercia Ec. 2.3.4-14 continua se determinará donde, utilizando un arriostramien- Ec. 2.3.4-11 alrededor del eje para secciones I de simetría Iy =centroidal de la sección Momento de inercia doble y secciones C de paralelo aldel eje alrededor alma simetría sencilla centroidal de la sección C b π 2 E d I yc Cb = paralelo al alma
  • 15. L 2 g Τs smáx =≤ 6 mq Ec. 2.3.4-6 donde, L = Luz de la vigato de punto discreto (punto g = Distancia vertical entre to del alma se calcula con ladiferenciado) y las especifi- dos filas de conectores ecuación:caciones de la sección 2.3.4.2 cercanos a las aletaso como se describe en este superior e inferior  Rnumeral. Ts = Resistencia de diseño de Pn = C t 2Fy senθ 1− C R  ...  t + la conexión en tensión  Mn  RSe Fy m = Distancia del centro de  N  h ... 1 CN  1− C h b  0.90 cortante de una sección  t  t    donde, C al plano medio del Ec. 2.3.5-1 alma 13R = Factor de reducción q = Carga de diseño para el MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO determinado de acuerdo donde, espaciamiento de con conectores en vigas, el Pn = Esfuerzo nominal alAISI S9082, Se y Fy son cual debe ser calculado arrugamiento del almadefinidos en la sección 2.3.4.1 como: C = Coeficiente de arruga- •Dividiendo las cargas miento del alma2.3.4.5 Resistencia nominal concentradas o reacciones t = Espesor del almaa la flexión por pandeo dis- entre la longitud entre Fy = Esfuerzo de fluencia deltorsional apoyos. acero •En caso de carga distri- θ = Ángulo entre el planoEl diseño bajo esta parte del buida, q es igual a tres del alma y el plano de lamanual aplicará a secciones veces la carga distribuida superficie de apoyo,I, Z, C y otros miembros de crítica. 45° ≤ θ ≤ 90°sección transversal abierta CR = Coeficiente de radio deque emplean alas con rigidi- doblezzadores de borde acorde con En el caso que la distancia R = Radio de doblez internolas disposiciones de la sección entre cargas puntuales o CN = Coeficiente de longitudF.4.3.4.2 de la Norma Sismo reacciones sea menor que el de apoyoResistente, NSR-09. espaciamiento de la soldadura, N = Longitud de apoyo smáx = L/6 la resistencia de (mín. 19 mm)2.3.4.6 Miembros a flexión diseño se calcula como Ch = Coeficiente de esbeltezconformados por dos seccio- del almanes C espalda con espalda Τs = Ps m h = Dimensión plana del 2g Ec. 2.3.4-7 alma, medido en suEl máximo espaciamiento donde, mismo planolongitudinal de la soldadura u En el caso de un voladizo, para Ps = Carga concentrada ootros conectores en la unión secciones en C y Z: reacción de diseño.de dos perfiles C para formar Pnc = α Pnuna sección I es: Miembros a flexión Ec. 2.3.5-2 donde, L 2 g Τssmáx = ≤ Pnc= Esfuerzo nominal al 6 mq Ec. 2.3.4-6 2.3.5 Arrugamiento del alma arrugamiento del almadonde, de secciones C y Z enL = Luz de la viga La resistencia al arrugamien- voladizosg = Distancia vertical entre 1.34 ( L o / h ) 0.26 α= ≥ 1.0 dos filas de conectores 0.009 ( h / t ) + 0.3 cercanos a las aletas Lo = Longitud del voladizo superior e inferior
  • 16. Mux , Muy= Resistencias En el caso de un voladizo, para Se tiene en cuenta que requeridas a la secciones en C y Z:  = 0.90 flexión respecto Pnc = α Pn a los ejes centroi- Ec. 2.3.5-2 Se debe cumplir que: dales de la sección donde, Para perfiles con almas efectiva (DCCR) sencillas no reforzadas: Mnx, Mny= Resistencias nomi- Pnc= Esfuerzo nominal al arrugamiento del alma  Pu   Mu  nales a la flexión 0.91   +   ≤ 1.33 de secciones C y Z en  Pn   Mnxo  respecto a los ejes voladizos Ec. 2.3.6-5 centroidales de la 1.34 ( L o / h ) 0.26 Para perfiles que tengan sección efectiva α= ≥ 1.0 α x , αy = Coeficientes de 0.009 ( h / t ) + 0.3 almas múltiples no reforzadas (vigas I o cajón compuestas): mayoración Lo = Longitud del voladizo Cmx, Cmy = Coeficientes cuyos medida desde el eje del  Pu   M u  valores se toman 0.88   +   ≤ 1.46 apoyo al extremo del  Pn   M nxo  de la siguiente ma- miembro Ec. 2.3.6-7 nera para miembros Pn = Esfuerzo nominal al en compresión arrugamiento del alma según los casos14 siguientes: 2.3.6.3 Flexo-compresión • En pórticos sujetos a desMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 2.3.6 Esfuerzos combinados plazamiento lateral: C m = 0.85 • En pórticos arriostrados Por el método DCCR 2.3.6.1 Flexión y cortante contra desplazamiento lateral Pu Cmx Mux CmyMuy + + ≤1 sujetos a carga transversal  cPn  b Mnxαx  bMnyα y entre sus apoyos en el plano a) Para vigas con almas no Ec. 2.3.6-9 de flexión: Cm= 0.6 − 0.4 (M1 /M 2) reforzadas, se debe cumplir: Pu M ux M uy donde: M1 / M 2 es la relación + + ≤1 2 2  c Pno  b M nx  b Mny entre el momento menor y  Mu   Vu  mayor en los extremos de la    M +    V  ≤ 1.0  Ec. 2.3.6-10  b nx  v n   c = 0.85 porción no arriostrada del miembro en el plano de flexión Ec. 2.3.6-1  b = 0.90 considerado. Es positiva b) Para vigas con rigidizadores Cuando Pu /  c Pn ≤ 0.15 se cuando la deformación es con en el alma, cuando puede emplear la siguiente doble curvatura y negativa Mu / b Mnxo > 0.5 y Vu / vVn > 0.7 fórmula: cuando es en curvatura simple. se debe cumplir que: Pu M ux M uy • En pórticos arriostrados + + ≤ 1.0  c Pn  b M nx  b M ny contra desplazamiento lateral  Mu   Vu  en el plano de carga y sujetos 0.6    +    ≤ 1.3  Ec. 2.3.6-11   bM nx   vVn  a carga transversal en los Ec. 2.3.6-3 apoyos: Cm = 0.85 , para miembros con extremos donde, restringidos Cm = 1.00 , para miembros con extremos no 2.3.6.2 Flexión y arrugamien- P restringidos no = Ae Fy to del alma Mux , Muy= Resistencias requeridas a la Se tiene en cuenta que flexión respecto 2.4 Diseño de conexiones  = 0.90 a los ejes centroi- dales de la sección Las conexiones deben di- Se debe cumplir que: efectiva (DCCR) señarse para transmitir las Para perfiles con almas Mnx, Mny= Resistencias nomi- sencillas no reforzadas: máximas fuerzas que resul- nales a la flexión ten de las cargas mayoradas  Pu   Mu  respecto a los ejes 0.91   +   ≤ 1.33 que actúen en el miembro  Pn   Mnxo  centroidales de la conectado. La excentricidad Ec. 2.3.6-5 sección efectiva debe tenerse en cuenta en α x , αy = Coeficientes de Para perfiles que tengan almas múltiples no reforzadas mayoración Cmx, Cmy = Coeficientes cuyos (vigas I o cajón compuestas): valores se toman
  • 17. forma apropiada. Para la tamaño de grano y el espesor alejadas de la superficie;unión entre perfiles ACES- de la placa. el precalentamiento es laCO, se usan las conexiones solución más común parasoldadas y atornilladas, a. Composición química la disminución de la tasa demientras que para unir los enfriamiento y dureza.perfiles con estructuras de El elemento más importanteconcreto como base de apoyo que afecta la soldabilidad es Los electrodos son diseñadosse utilizan anclajes. el carbono, sin embargo, el usualmente para depositar efecto de otros elementos en un material de aporte con2.4.1 Conexiones Soldadas ésta se relaciona a través de un contenido del 0.008% a 15 una fórmula de carbono equi- 0.12% de carbono para evitarEs un proceso de unión de valente. Se obtienen mejores agrietamiento. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOpartes, principalmente im- resultados en la soldaduraplicando la cohesión locali- a medida que el carbono b. Tamaño de Granozada de ellas por fusión y/o equivalente es menor, ya quepresión, generalmente con la máxima dureza y la fragili- Una propiedad importanteun elemento o material de dad que un acero puede llegar en los materiales es su confi-aporte. Las piezas a unir se a alcanzar después de un guración granular. Un granoconocen como material base, rápido descenso de tempera- es una porción del materialel proceso conlleva a la for- tura con agentes enfriadores, dentro del cual el arreglo demación de cristales comunes es directamente proporcional los átomos es casi idéntico.por difusión en la frontera de al carbono equivalente. Esta Los materiales de ingenieríaunión. relación se puede observar en normalmente son policris- la Figura 2.4 1. talinos. La orientación delDentro de las característi- arreglo de átomos, o estruc-cas más importantes que se Aleaciones de Ni, Cr y Mo en tura cristalina, es distinta endeben tener en cuenta para el acero permiten el endure- cada grano vecino. La zonaobtener excelentes resultados cimiento con bajas tasas de donde se encuentran 2 ó másen el proceso de soldadura enfriamiento, incluso aumen- granos se denomina límiteestán: Composición química, tando la dureza a distancias de grano, y es la zona donde se detienen las dislocaciones 70 producto de las cargas exter- nas. Un método para con- 60 trolar las propiedades de un Esfuerzo de tensión equivalente ksiMáxima dureza, Rockwell C 50 255 material metálico es contro- lar su tamaño de grano. Al 40 Máxima dureza para aceros 180 reducir el tamaño de grano, al carbono y aleados se aumenta la cantidad de 30 140 estos, y en consecuencia se aumenta la cantidad de su- 20 perficies de límites de granos 10 aumentando la resistencia del 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.0 material. Se obtienen buenos Porcentaje de carbono resultados en la soldaduraFigura 2.4-1. Máxima dureza obtenida para tasas de enfriamiento elevadas en función del para aceros con un tamañoporcentaje de carbono del acero de grano fino.
  • 18. Porta potencial energético para la electrodo coalescencia se obtiene del Electrodo efecto joule sobre materiales Máquina a unir de mucha resisten- para soldar Arco cia eléctrica, no se utilizan consumibles, es un proceso Cable de masa Pieza automatizable especial para Cable del electrodo espesores delgados.16 Figura 2.4-2 Esquema general soldadura por arco eléctrico d. Soldadura por presión c. Espesor entre las piezas y un electro- Se aplica calor sin lograr laMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO do que puede ser de aporte fusión total, se llevan los En general, si se disminuye o no. El electrodo puede ser materiales hasta el estado el espesor a soldar, se mejora una varilla metálica recu- plástico y se aplica presión la soldabilidad del material. bierta, dicho recubrimiento hasta conseguir la unión. Las láminas gruesas absor- cuando se vaporiza es una de Dentro de esta naturaleza de ben el calor y se enfrían con las formas empleadas para procesos incluye la soldadura tasas más elevadas que las garantizar una atmósfera por forja. láminas delgadas, al usar el protectora para el material mismo tipo de soldadura. localmente fundido durante La figura 2.4-4 a muestra la Una solución parcial para ello el proceso. distribución de temperatura es precalentar la lámina y en las vecindades del metal mantenerla a una temperatu- b. Llama o Gas base al momento de aplicar ra de unos cientos de grados cualquier tipo de soldadura centígrados para las condicio- El potencial energético para nes de operación de la solda- obtener la coalescencia del dura y algún tiempo poste- metal base se obtiene de la rior. Esto reduce la dureza de llama generada en la que- la soldadura debido al brusco ma de un combustible (gas Manómetro de Llave de cambio de temperatura. natural, butano, propano, alta presión Manómetro de alta presión corte acetileno, gasolina, etc.) 2.4.1.1 Tipos de Soldadura en presencia de oxígeno. Llave de paso Normalmente, el metal Válvula Los procesos de soldadura de aporte es desnudo y se antirretroceso más conocidos son: Arco alcanzan temperaturas hasta Boquilla Extintor eléctrico, por llama o gas, por de 3300°C dependiendo del resistencia y por presión. Para material base. Soplete su elección, se debe realizar un análisis técnico económi- c. Soldadura por resisten- co. cia Válvula antirretroceso a. Arco eléctrico Las partes a unir se presio- nan una contra otra por un Mangueras flexibles El calor de fusión es obtenido electrodo, se hace circular Figura 2.4-3 Esquema general soldadura mediante un arco eléctrico una corriente elevada y el por llama
  • 19. 2.4.1.2 Ventajas y desventa- Zona Afectada por el Calor (ZAC)jas de la soldadura Estructura original Zona de Fusión (Metal de aporte)Dentro de las ventajas ydesventajas prácticas en laselección de la soldadura Metal Basecomo método de conexión sepueden listar las siguientes: Metal de aporte fundidoVentajas 17 Temperatura• Bajo cargas estáticas, no MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Punto de fusión del metal baseinducen concentracionesde esfuerzo importantes ypuede, por tanto, reemplazar Temperatura a la cual laa los remaches con bajo nivel Temperatura microestructura del metal original del base es afectado.de ruido. metal base• Es un método de unióneconómicamente ventajoso Figura 2.4-4 distribución de temperatura en ZAC (Zona Afectada por el Calor)para producción de volúme-nes pequeños. 2.4.1.3 Configuraciones de• Puede requerir procesos • Requiere de personal de elevada calificación para su soldadura y posiciones delmecánicos más simples que soldadorotros métodos de unión realización.como las roscadas o rema- • Introduce concentración de esfuerzos y tensiones resi- Las diferentes configuracio-chadas en determinados nes de uniones medianteespesores, especialmente en duales. • Introduce deformaciones soldaduras las encontramoslos bajos. en la• Es un proceso flexible en no deseables. • Puede requerir técnicas de Figura 2.4-5.que la maquinaria utilizadase puede adaptar fácilmente a inspección o ensayo especia- les para garantizar la eficien- Las diferentes posiciones delcambios en el diseño con bajo soldador en las que se puedecosto herramental. cia de la junta y controlar los defectos que pueden ser ejecutar las soldaduras se focos potenciales para la ilustran en la Figura 2.4-6Desventajas nucleación y crecimiento de 2.4.1.4 Materiales y proce-• Limitado desempeño a car- fisuras, especialmente en car- dimientos de soldaduras engas dinámicas que implica la ga dinámica o estática bajo perfiles Acescorealización de tratamientos determinadas condiciones demecánicos y térmicos para temperatura. El Instituto Americano demejorarlo. • Su diseño puede implicar Soldadura (American Wel-• Emisión de radiaciones y la aplicación de modelos de ding Society, AWS) utilizacalor que pueden afectar la mecánica de la fractura. un sistema de codificaciónsalud de los operarios. para los electrodos de consu-• Elevada dificultad para la mo con el objeto de designarseparación. el esfuerzo de fluencia y la
  • 20. Soldaduras de Filete Agudo Obtuso Sencillo Multiple Longitud del cateto Convexo Cóncavo Garganta Longitud del Soldaduras a tope Raiz cateto18 CuadradoMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Bisel simple V sencilla con apoyo V sencilla Bisel doble Doble V Bisel sencillo con apoyo J simple U simple Soldaduras traslapadas Soldadura de Esquina Soldadura de Borde Tipos de soldaduras Figura 2.4-5. Configuraciones de soldaduras combinación de sus recubri- Estos procesos usan energía a. Soldadura de arco con mientos. eléctrica de una descarga de metal de aporte protegido arco entre el electrodo de (SMAW) Los procesos de soldadura acero y el metal base para discutidos en este manual proporcionar el calor de En este proceso, se mantiene corresponden a los de arco fusión. Los más utilizados un Arco Eléctrico entre la eléctrico: Soldadura de arco para la formación de perfiles punta de un electrodo cu- con metal de aporte protegi- tipo “cajón” de Acesco y, en bierto (Coated Electrode) y la do (Shielded Metal Arc Wel- general, para el ensamble de pieza a trabajar. Las gotas de ding, SMAW), soldadura de estructuras metálicas con metal derretido son transfe- arco sumergido (Submerged perfiles formados en frío son ridas a través del arco y son Arc Welding, SAW), soldadu- el SMAW y el GMAW, y su convertidas en un cordón de ra de arco metálico gaseoso elección depende en gran soldadura; un escudo protec- (Gas-Metal Arc Welding, medida de las condiciones tor de gases es producido de GMAW), soldadura de arco ambientales del lugar donde la descomposición del ma- con núcleo fundente (Flux- se realice la obra. terial fundente que cubre el Cored Arc Welding, FCAW). electrodo, además, el fun-
  • 21. expulsados combinándose Soldadura de ranura Soldadura de filete para formar moléculas de H2 menos volátiles. Esta molécula de hidrógeno puedea) Plana combinarse con los esfuerzos de contracción para ejercer presión en las imperfecciones internas lo cual es suficiente para causar fisuras y grietasb) Horizontal en la soldadura. Lo anterior 19 puede prevenirse mantenien- do el contenido de humedad MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO de los electrodos consumibles bajo niveles específicos y apropiado precalentamiento.c) Vertical Existen dos tipos de Especi- ficaciones de la AWS para los electrodos del proceso SMAW: El AWS A5.1 y AWS A5.5 resumidos en las tablas 2.4-1 y 2.4-4.d) Sobrecabeza Los electrodos con bajo con-Figura 2.4-6. Posiciones de aplicación de soldadura tenido de hidrógeno E7015, E7016, E7018 y E7028 tienen recubrimientos especialesdente también puede proveer en el hierro fundido. Cuando generados por tratamientos,algunos complementos a la la soldadura se solidifica, el manteniendo un contenidoaleación. La escoria derretida hidrógeno se vuelve menos de humedad limitado (hi-se escurre sobre el cordón soluble y los átomos son drógeno) por peso. A medidade soldadura donde protegeel metal soldado aislándolo PRINCIPIOde la atmosfera durante la DE SMAGsolidificación; esta escoriatambién ayuda a darle forma Porta electrodoal cordón de soldadura, espe- Electrodo cubiertocialmente en soldadura ver-tical y sobre cabeza. Se debe Transferencia de metalremover la escoria después de Arcocada procedimiento. Gas de Protección Pieza deEn la corriente de arco, la trabajohumedad disminuye y liberaátomos de hidrógeno los cua-les son fácilmente solubles Figura 2.4-7. Esquema de aplicación de soldadura SMAW en perfiles formados en frío
  • 22. Ejemplo: E-6010 Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.1 E = Electrodo cubierto. Electrodo cubierto de acero “dulce” 60 = 60 X 1000 Psi = 60.000 E-X X X X Psi de fuerza de tensión. (1) (2) (3) (4) (5) 1 = Cualquier posición (pla- (1) Lo identifica como electrodo na, horizontal, sobrecabeza y vertical) (Ver Tabla 2.4 3) (2) y (3) Dos primeros dígitos indican su resistencia a la tensión x 1000 psi 0 = DCEP (Direct Current (4) Indica posición que se debe usar para optimizar la operación del electrodo Electrode Positive) Corriente (5) Indica la usabilidad del electrodo, Ej: tipo de corriente y tipo de fundente, en20 Directa “DC” Electrodo Posi- algunos casos, tercer y cuarto dígito son muy significativos tivo “+” (Ver Tabla 2.4 2) Tabla 2.4-1. Clasificación del electrodo según AWS A5.1MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Clasificación Posición Ejemplo: E-7018-Mo Mo = Molibdeno en el ma- EXX1X Cualquier posición E = Electrodo cubierto terial después de depositado. (plana, horizontal, 70 = 70 X 1000 Psi = 70.000 sobrecabeza y vertical) Psi de fuerza de tensión. EXX2X Horizontal y plana 1 = Cualquier posición que el esfuerzo de tensión de solamente (plana, horizontal, vertical diseño del metal base aumen- EXX3X Plana solamente y sobre cabeza) (Ver Tabla ta, se deben seleccionar elec- EXX4X Plana, sobrecabeza, 2.4 3) trodos con bajo contenido de horizontal y vertical 8 = AC o DCEP Corriente humedad para evitar el agrie- hacia abajo Alterna o Directa con Elec- tamiento de la soldadura. Los Tabla 2.4-3 Codificación para posición del trodo Positivo “+” (Ver Tabla electrodos se deben almace- electrodo 2.4 2) nar en hornos de secado para Clasf. Corriente Arco Penetración Fundente y Escorea EXX10 DCEP Penetrante Profunda Celuloso - Sodio (0 - 10% de polvo de Hierro) EXXX1 AC o DCEP Penetrante Profunda Celuloso - Potasio (0 - 10% de polvo de Hierro) EXXX2 AC o DCEN Mediano Mediana Titanio - Sodio (0 - 10% de polvo de Hierro) EXXX3 Ac o DCEP Suave Titanio - Potasio (0 - 10% de polvo de Hierro) o DCEN EXXX4 Ac o DCEP Suave Titanio - Polvo de Hierro (25 -40% de polvo de Hierro) o DCEN EXXX5 DCEP Mediano Mediana Bajo Hidrogeno - Sodio (0% de polvo de Hierro) EXXX6 AC o DCEP Mediano Mediana Bajo Hidrogeno - Potasio (0% de polvo de Hierro) EXXX8 AC o DCEP Mediano Mediana Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (25 -40% de polvo de Hierro) EXX20 AC o DCEN Mediano Mediana Oxido de Hierro - Sodio (0% de polvo de Hierro) EXX22 AC o DCEN Mediano Mediana Oxido de Hierro - Sodio (0% de polvo de Hierro) o DCEP EXX24 AC o DCEN Suave Lijera Titanio - Polvo de Hierro (50% de polvo de Hierro) o DCEP EXX27 AC o DCEN Mediano Mediana Oxido de Hierro - Polvo de Hierro (50% de polvo de Hierro) o DCEP EXX28 AC o DCEP Mediano Mediana Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (50% de polvo de Hierro) EXX48 AC o DCEP mediano Mediana Bajo Hidrogeno - Polvo de Hierro (25 - 40% de polvo de Hierro) DCEP - Corriente Directa Electrodo Positivo DCEP Corriente Directa Electrodo Negativo Nota: El porcentaje del polvo de Hierro esta calculado en base al peso del fundente Tabla 2.4-2. Codificación de usabilidad del electrodo
  • 23. Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.5 El proceso MIG opera en Electrodo cubierto de baja aleación de acero DC (corriente directa), E-X X X X -XX usualmente con el alambre (1) (2) (3) (4) (5) (6)(7) como electrodo positivo. (1) Lo identifica como electrodo Las corrientes de soldadura (2) y (3) dos primeros dígitos indican su resistencia a la tensión x 1000 psi varían desde unos 50 ampe- (4) Indica la posición que se debe usar para optimizar la operación de este electrodo rios hasta 600 amperios, en muchos casos en voltajes de (5) Indica la usabilidad del electrodo, Ej: tipo de corriente y tipo de fundente, en algunos casos, tercer y cuarto dígito son muy significativos 15V hasta 32V; se obtiene un 21 (6) y (7) Composición química del material después de depositado arco auto-estabilizado con el uso de un sistema de fuente MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOTabla 2.4-4. Clasificación AWS A5.5 de poder de potencia cons-evitar que absorban humedad un alambre sólido que fun- tante (voltaje constante) ydel ambiente. Este método ciona como electrodo conti- una alimentación constante(SMAW) se emplea frecuen- nuo y la pieza de trabajo. El del alambre.temente cuando se presentan arco y la soldadura fundidaaltas velocidades de viento son protegidos por un cho- Existen dos especificacionesen el punto de ejecución de la rro de gas inerte o activo. El de la AWS para electrodos desoldadura. proceso puede ser usado en GMAW: A5.18 y A5.28. la mayoría de los metales yb. Soldadura de arco me- gama de alambres en diferen- Lo que determina la ejecu-tálico gaseoso (GMAW) tes aleaciones y aplicaciones. ción correcta de este proceso es: La Soldadura de Arco Metá- La soldadura MIG es inhe- •La fluidez de la soldaduralico Gaseoso (Gas Metal Arc rentemente más productiva fundidaWelding, GMAW) o soldadu- que la soldadura de arco ma- •La forma del cordón de lara MIG (Metal Inert Gas) es nual, donde las pérdidas de soldadura y sus bordesun proceso en el cual un arco productividad ocurren cada •La chispa o salpicaduras queeléctrico es mantenido entre vez que el soldador se detiene genera para reemplazar el electrodo •La condición de viento MIG (SOLDADURA METAL consumido. En la soldadura GAS INERTE) de arco manual también es Un buen procedimiento de Contacto notable la pérdida cuando soldadura está caracterizado Metal el restante del electrodo que por la poca presencia de po- Tubo - Vc es sujetado por el portae- rosidad, buena fusión y una lectrodo es desechado. Por terminación libre de grietas o cada kilogramo de varilla de rajaduras. Gas inerte electrodo cubierto comprado, Arco solamente alrededor del 65% La porosidad es una de las es aprovechado como parte causas más frecuentemente de la soldadura, el uso de citadas de una soldadura Pieza de alambre sólido y el alambre pobremente ejecutada, es trabajo tubular ha incrementado la causada por el exceso de oxí- (perfiles C) eficiencia entre 80-95% a los geno de la atmósfera, creadaFigura 2.4-8. Esquema de aplicación de sol-dadura GMAW en perfiles formados en frío procesos de soldadura. por el gas usado en el proceso
  • 24. Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.18 taller, donde el soldador se encuentre protegido de eleva- Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.18 das velocidades de viento, ya ER - XX S - X (1) (2) (3) (4) que este desplazará la capa protectora gaseosa y permi- 1) Las primeras dos letras lo identifican como alambre o varilla desnudas tirá la presencia de elementos (2) Resistencia a la tensión x 1000 psi indeseables provenientes de (3) La letra intermedia indica su estado físico sólido la humedad del ambiente que son perjudiciales para los (4) composición química del alambre22 resultados de la soldadura. Tabla 2.4-5. Clasificación del electrodo según AWS A5.18 c. Soldadura de arco su-MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Clasificación AWS para los metales de aporte de la especificación A5.28 mergido (SAW) Electrodos de acero al carbón para soldadura de arco protegida por gas Los procesos Soldadura de ER - XXX S - XXX (1) (2) (3) (4) arco sumergido (SAW) auto- máticos y semiautomáticos (1) Las primeras dos letras lo identifican como alambre o varilla desnudas proporcionan consistencia, (2) Los tres primeros números indican la resistencia a la tensión x 1000 psi alta calidad y depósitos (3) La letra intermedia indica su estado físico sólido económicos que son parti- cularmente apropiados para (4) Los últimos tres dígitos indican la composición química del alambre soldaduras largas. Su mayor Tabla 2.4-6. Clasificación del electrodo según AWS A5.28 limitación es que el trabajo debe ser en posiciones de y cualquier contaminación mientras está en su estado soldaduras plana u horizon- en el metal base, que, com- líquido, tiende a moverse sola tal. En el proceso SAW, los binado con el carbón en el llenando los espacios hasta fundentes pueden ser fusio- metal soldado forma diminu- los bordes produciendo una nados o aglomerados. Los tas burbujas de monóxido de forma rasa. Excesiva fluidez fundentes deben mantenerse carbono (CO). podría generar problemas secos en bodegas para evitar en la ejecución de la solda- un incremento en el conteni- Se han desarrollado alambres dura en ciertas posiciones o do de humedad para evitar el que contienen elementos haciendo soldaduras sobre agrietamiento en el acero. (desoxidantes), tales como filetes cóncavos horizontales. manganeso (Mn), silicio El incremento en el voltaje d. Soldadura de arco con (Si), titanio (Ti), aluminio del arco tiende a incrementar núcleo fundente (FCAW) (Al) y zirconio (Zr), con los la fluidez, haciendo las sol- cuales el oxígeno se combina daduras más rasas afectando Los electrodos de soldadura preferiblemente para formar la penetración de los bordes, de arco con núcleo fundente escorias inofensivas. generando más salpicaduras y (FCAW) son hechos median- podrían causar la perdida de te el formado de una cinta La fluidez de la soldadura elementos que forman parte de lámina delgada en una fundida en el cordón de de la aleación. forma de U y llenados con soldadura es muy importante fundente. Después de cerrar debido a que, cuando ésta Se debe ejecutar en sitios el tubo, éstos son llevados es suficientemente fluyente cerrados, preferiblemente en a su tamaño como un rollo
  • 25. Electrodo correcto para uso en trabajos en acero dulce Tipo No AWS y Aplicación Posición para Polaridad Gama de Hobart ASTM soldar corriente medidas E-6010 Para soldaduras para probar con rayos X, de tubos, estructurales y Todas las CC inversa 3/32 – 1/4 pulg. generales. Penetración profunda, escoria ligera y deposición posiciones promedio. 611 E-6011 Básicamente igual que el E6010; también se usa con ca. Cuando se Todas CA; CC directa o 3/32 – 1/4 pulg. 335A usa con cc de polaridad directa se logra un arco intenso para las posiciones. inversa 23 trabajo en lámina y de mucha velocidad. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 12 E-6012 Para excelente calidad en uso general, en soldadura de filete y para Todas las CA; CC 3/32 – 5/16 pulg. 212A puentear aberturas en piezas de ajuste difícil. Penetración mediana, posiciones polaridad 12A escoria semigruesa y buena deposición. directa 413 E-6013 Para trabajo general de alta calidad y pocas salpicaduras. El tipo de Todas las CA; CC 1/16 – 5/16 pulg. 447A uso más fácil por operadores inexpertos. Penetración suave. Posiciones polaridad 13A Escoria gruesa, buena deposición. El Hobart No 13A es para hasta 3/16” directa o inversa lámina. 111 E-6020 Para filete horizontal a alta velocidad y soldaduras en posición Filete horizontal CA; CC 1/8 – 5/16 pulg. 111 HT E-7020 plana. Calidad para rayos X, sólo en placa gruesa. Penetración plano. polaridad profunda, escoria gruesa, excelente deposición. Lo sustituyen directa gradualmente el E6024 y el E6027. 14A E-6014 Para fabricación general donde intervienen deposición rápida y Todas las CA; CC 3/32 – 5/16 pulg. E-7014 soldadura en posición incómoda. Mínima salpicadura, penetración posiciones polaridad suave y escoria semigruesa. Se puede usar técnica de arrastre. hasta 3/16” directa o inversa 24 E-6024 Para soldadura de filete en acero dulce, generalmente placa gruesa. Filete horizontal CA; CC 3/32 – 5/16 pulg. 24A E-7024 Excelente deposición, buena calidad, penetración suave, escoria plano. polaridad gruesa. Excelente aspecto de la soldadura. Se puede usar técnica directa o inversa de arrastre. 27 E-6027 Otro electrodo con recubrimiento grueso de hierro en polvo para Filete horizontal CA; CC 1/8 – 5/16 pulg. E-7027 deposición rápida en especial en soldaduras de filete ranurado o plano. polaridad filetes horizontales planos o cóncavos. Este electrodo tiene directa o inversa excelente ductilidad y ha sustituido al E6020 en muchas aplicacio- nes. Se puede usar técnica de arrastre. Sulkote E-4510 Este electrodo con polvo ligero es excelente en soldaduras que se Todas las CC polaridad 1/8 – 5/32 pulg. E-4520 van a galvanizar o pintar. No tiene resistencia o ductilidad en posiciones directa comparación con electrodos recubiertos. 710 E-7010-A1 Para soldaduras con calidad de rayos X y alta resistencia a la Todas las CC polaridad 1/8 – 3/16 pulg. tracción. La adición de 0.5% de molibdeno lo hace adecuado para posiciones inversa aceros de baja aleación de muchos tipos. Penetración profunda, escoria delgada, deposición promedio. LH-718 E-6018 Este electrodo de bajo hidrógeno, con hierro en polvo, es excelente Todas las CA; CC 3/32 – 1/4 pulg. E-7018 para aceros de baja aleación y aceros dulces en donde se necesitan posiciones polaridad calidad y confiabilidad. Muy buena deposición, penetración inversa mediana, escoria mediana. Aprobado por MIL –22200 IB LH-728 E-6028 Un nuevo electrodo que combina la alta velocidad de deposición del Filete horizontal CA; CC 1/8 – 5/8 pulg. E-7028 No 24 con la calidad de bajo hidrógeno del LH-718. Se puede usar y plano. polaridad la técnica de arrastre. inversaTabla 2.4-7. Aplicación de electrodos más usuales
  • 26. continuo. AWS clasifica estos Diámetro de electrodo Rango del espesor del material aplicable electrodos de acuerdo a: 1) 1/8” 1/16” a 3/32” (1.5 mm a 2.5 mm) Si se usa o no el dióxido de 3/32” 1/8” a 5/32” (3.0 mm a 4.0 mm) carbono como una protec- 5/32” 5/32” a 1/4” (4.0 mm a 6.5 mm) ción separada de gas. 2) Si es aplicación sencilla o de 5/32” a 3/16” 3/16” a 3/8” (5.0 mm a 9.5 mm) múltiples pasadas. 3) El tipo 3/16” a 1/4" 1/4" a 1/2" (6.0 mm a 13.0 mm) de corriente 4) La posición de 1/4” 3/8” a 1” (9.5 mm 25 mm) la soldadura y 5) propieda- Tabla 2.4-9 Relación diámetro del electrodo - espesor del material24 des mecánicas del metal de aporte. Se pueden conseguir altas tasas de producción deMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO se listan en la tabla 2.4-7 el espesor de la placa más soldaduras con un equipo como información general. delgada a unir. Los diámetros semiautomático que puede sugeridos según la AWS acor- usarse en cualquier posición Los electrodos pueden ser de con el espesor de placa se con el electrodo apropiado. revestidos de acuerdo a las muestran en la tabla 2.4-9. condiciones atmosféricas con el fin de proteger la unión 2.4.1.5 Aplicaciones de los de elementos indeseables, NOTA IMPORTANTE: El tamaño, electrodos, designación de la algunos revestimientos más tipo de electrodo y revestimien- soldadura y preparación de importantes según la AWS se to debe ser acorde con los bordes muestran en la tabla 2.4-8. materiales a unir, dimensiones, forma del cordón, posición, Los electrodos más utilizados El tamaño del electrodo se requerimientos del equipo dis- para aplicaciones específicas encuentra relacionado con ponible, corriente, etc Automático, poca penetración, para relleno se utiliza en electrodos Grueso de corte Oxidante Delgado Semiautomático, para relleno, poca resistencia Buena velocidad de fusión, buena penetración, muy sensible a Ácido (sílice y derivados) impurezas en el metal base Para posición horizontal, fusión lenta, bajo rendimiento del material Neutro (óxidos inestables) Tipos de de aporte, buena resistencia revestimiento Apropiado para la soldadura en posiciones difíciles (sobrecabeza, Rutílico (Rutilo) vertical) solidificación rápida Poca escoria, fusión rápida, buena penetración útil para láminas Orgánico (Celulosa 20%) delgadas Básico (carbonato y permanganato Para aceros de mala calidad, para bajos esfuerzos, elevada de calcio con algo de flúor) resistencia Tabla 2.4-8 Principales recubrimientos de los electrodos
  • 27. CONTORNO SOLDAR TODO SOLDADURA PAREJA CONVEXA ALREDEDOR EN OBRA LOCALIZACION NORMAL DE LOS ELEMENTOS DE UN SIMBOLO DE SOLDADURA SIMBOLO DE ACABADO APERTURA DE LA RAIZ. PROFUNDIDAD DEL RELLENO PARA SOLDADURAS SIMBOLO DE ENRASADO DE RANURA Y TAPON LONGITUD DE SOLDADURA EL ANGULO COMPRENDIDO O AVELLANADO PARA SOLDADURAS DE TAPON PASO (DISTANCIA DE CENTRO A CENTRO PARA SOLDADURAS DIMENSION O CONSISTENCIA DISCONTINUAS PARA SOLDADURAS POR SIMBOLO DE SOLDADURA EN OBRA RESISTENCIA LÍNEA DE REFERENCIA SIMBOLO DE SOLDAR TODO ALREDEDOR 25 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO ESPECIFICACIONES PROCESOS Y OTRAS REFERENCIAS FLECHA QUE UNE LA LINEA DE REFERENCIA A LA JUNTA O MIEMBRO COLA QUE HA DE ACANALARSE EL LADO DE LA JUNTA (PUEDE OMITIRSE CUANDO HACIA EL CUAL SEÑALA LA FLECHA ES EL LADO DE LA FLECHA. LO CERCANO Y LO OPUESTO NO SE USAN REFERENCIAS) ES EL OTRO LADO. LOS ELEMENTOS OBTENIDOS SIMBOLOS BASICOS DE LA EN ESTA AREA PERMANECEN SOLDADURAS O DETALLES MOSTRADOS CUANDO LA COLA NUMERO DE PUNTOS O PROYECCIONES DE REFERENCIA DE SOLDADURA Y LA FLECHA SE INVIERTEN SIMBOLOS BASICOS PARA SOLDADURA DE ARCO Y/O GAS RANURA REBORDE TAPON PUNTO DE ARCO FILETE O O CORDON BISEL ESPALDAR FUSION ACABADO J ABOCARDADO ESQUINA RANURA DE ARCO CUADRADO BISELADO U EN V ABOCAR- TERMINAL DADO Figura 2.4-9 Designación técnica de la soldadura Designación de las juntas soldadasLa designación y la represen- Símbolos para tipos de juntastación de las características B Junta tope. BC junta tope o de esquina.de la soldadura de acuerdo a C Junta esquina. TC junta en “T” o de esquina. T junta en “T”. BTC junta tope, “T” o de esquinala norma AWS se muestra enla figura 2.4-9. Símbolos para espesor y penetración de metal base L espesor limitado, penetración en la junta completa. U espesor ilimitado, penetración en la junta completa.Para un mejor resultado la P penetración en la junta parcial.norma AWS recomienda una Símbolos para tipo de soldadurapreparación de los bordes 1 De ranura cuadrada. 6 De ranura de “U” sencilla. 2 De ranura en V sencilla. 7 De ranura de “U” doble.para los elementos a unir, a 3 De ranura en doble “V”. 8 De ranura de “J” sencillacontinuación se citan algu- 4 De ranura de bisel sencillo. 9 De ranura de “J” doblenos ejemplos: 5 De ranura de bisel doble. 10 De ranura abocinada en bisel. Símbolos para procesos de soldadura si no es soldadura de arco de electrodo recubierto (SMAW) Si t 3mm (1/8”) S soldadura de arco sumergido SAW. t G soldadura de arco metálico gaseoso GMAW. F soldadura de arco con núcleo fundente FCAW. Símbolos para posiciones de soldadura 1.00 mm F Plano Electrodo = 3mm H HorizontalFigura 2.4 10. Preparación de bordes para V verticalconfiguración a tope OH Sobrecabeza Tabla 2.4-10. Simbología para designación de soldadura
  • 28. min Pn = LTe 0.6 Fxx min Ec. 2.4.1-2  = 0.80 Bor de de Bor LT e Fy Pn = 3 Ec. 2.4.1-3 1.50 mm  = 0.90 Arandela Oreja opcional t Pn = Resistencia nominal de26 soldadura de ranura L = Longitud de la soldadura Si t 6.35mm (1/4”)MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Te = Tamaño de la garganta Figura 2.4-11. Preparación de bordes para efectiva configuración en “t” Fy = Esfuerzo de tensión de Punto de soldadura de arco los materiales del metal Lámina base Arandela para soldar Fxx= Esfuerzo de tensión del 2.4.1.6 Ecuaciones de diseño de conexiones soldadas electrodo A continuación se presentan Miembro de apoyo las ecuaciones de diseño para b) Punto de soldadura de Figura 2.4-12 Configuración de puntos de las configuraciones más em- arco soldadura de arco y distancia mínima de pleadas en la obra de perfiles borde estructurales formados en Se permite el uso de este frío, acorde con la norma del tipo de soldadura para soldar sor de la placa más delgada Instituto americano del hie- láminas de acero a los miem- es menor a 0.711 mm, y no rro y el acero (American Iron bros de apoyo con mayor debe utilizarse para espesores and Steel Institute, AISI) espesor o entre láminas en mayores a 3.81 mm. posición plana. a) Soldadura de ranura de Por otro lado, el punto de juntas a tope Punto de soldadura de soldadura de arco debe estar arco sometida a cortante a una distancia mínima del Resistencia a la tensión o borde de la lámina o de otro compresión pura normal so- Al realizar los puntos de punto de soldadura adya- bre el área efectiva o paralela soldadura de arco, pueden cente acorde con la siguiente al eje de la soldadura: utilizarse arandelas de sol- expresión: daduras para incrementar el área efectiva de fusión. Pn = LTe Fy P Ec. 2.4.1-1 e mín =  Fu t Ec. 2.4.1-4 Estas arandelas se pueden encontrar con espesores Para Fu / Fsy ≥ 1.08 Resistencia al cortante puro entre 1.27 mm y 2.03 mm, Ec. 2.4.1-5 sobre el área efectiva: se debe con un agujero previamente  = 0.70 escoger el valor más pequeño punzonado de 9.53 mm de entre las siguientes relacio- diámetro. Además, deben Para Fu / Fsy < 1.08 nes. ser usadas cuando el espe-  = 0.60 P = Carga cortante aplicada Fu = Esfuerzo de tensión último t = Espesor total de la(s)
  • 29. 2 πde P Pn = 0.75 Fxxe mín = 4  Fu t Ec. 2.4.1-4 Ec. 2.4.1-6  = 0.60 Para Fu / Fsy ≥ 1.08 Ec. 2.4.1-5 Para (d a / t) ≤ 0.815 E  = 0.70 Fu Ec. 2.4.1-7 Para Fu / Fsy < 1.08 Pn = 2.20 td a Fu  = 0.60  = 0.70 P = Carga cortante aplicada La resistencia de diseño a Fu = Esfuerzo de tensión Para 0.815 E < (d a / t ) < ... cortante para uniones entre Fu último láminas se rige a partir de la ... 1.397 E t = Espesor total de la(s) Fu siguiente ecuación, cuando lámina(s) de metal base se cumplan las siguientes que se encuentra  E  limitaciones: sometido a cortante  Fu  Pn = 0.280  + 5.59 1 tdaFu da / t  (1) Fu ≤ 407 MPa(59 ksi )     Ec. 2.4.1-8 (2 ) Fxx > Fu  = 0.55 (3 ) 0.71 mm ≤ t ≤ 1.61 mm 27 Pn = 1.65td a Fu Para (d a / t ) ≥ 1.397 E MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Ec. 2.4.1-10 Fu  = 0.70 Ec. 2.4.1-9 Pn = 1.40 td a Fu  = 0.50 Punto de Soldadura de arco sometida a Tensión donde, La resistencia al esfuerzo de de = Diámetro efectivo del tensión nominal para cada área fundida en el plano una de las cargas concentra- de máximo cortante das en puntos de soldadura d = Diámetro visible de la de arco en conexiones se de- superficie exterior del termina a partir del mínimoFigura 2.4-13. Punto de soldadura de arco punto de soldadura de valor obtenido de las siguien-entre lámina y miembro de soporte arco tes expresiones, teniendo en da = Diámetro promedio del cuenta las siguientes limita-Para cada punto de soldadura punto de soldadura de ciones:de arco entre la(s) lámina(s) arco en el medio dely el miembro de apoyo de espesor de “t” dondemayor espesor, se debe esco- d a = (d − t ) para una lámina (1) tda Fu ≤ 13.34 kNger el valor de la resistencia o múltiples láminas sin (2 ) e min ≥ dmás pequeño obtenido de las exceder 4 de estas (3 ) Fxx ≥ 410 MPa ( 60 ksi )siguientes expresiones: traslapadas encima del (4 ) Fu ≤ 565 MPa (82 ksi ) miembro de apoyo de (5 ) Fxx > Fu mayor espesor π d e2 E = Modulo de elasticidad Pn = Fxx πde 2 4 Ec. 2.4.1-11 Pn = 0.75 Fxx del acero 2 4   Ec. 2.4.1-6 Pn = 0.8Fu  tda Fu  Fy  Ec. 2.4.1-12  = 0.60 Para aplicaciones de paneles y Para (d a / t) ≤ 0.815 E tableros: Fu  = 0.60 Ec. 2.4.1-7 Para todas las otras aplicaciones: Pn = 2.20 td a Fu Figura 2.4-14 Punto de soldadura de arco  = 0.50  = 0.70 entre láminas Para 0.815 E < (d a / t ) < ... Fu ... 1.397 E Fu
  • 30. c) Cordones de soldadura posición entre láminas y de arco entre lámina y miembro de apoyo de mayor espesor. La Los cordones de soldadura de soldadura de filete es uno de arco amparados por la AISI los tipos de soldadura más a) y b) Soldadura de filete se realizan con las siguientes usado y se diseña a cortante, sometida a carga transversal. configuraciones: soldadura es decir, se considera que las entre lámina delgada y el cargas externas soportan miembro de apoyo de mayor fuerzas cortantes en el área28 espesor en la posición plana de la garganta de la soldadu- y entre láminas en posición ra. Al no tomar en cuenta el c) Soldadura de filete horizontal y plana. esfuerzo normal en la gar-MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO sometida a carga longitudinal ganta, los esfuerzos cortantes se incrementan lo suficiente para hacer que el modelo sea conservador. Ancho min Para realizar un adecuado min procedimiento se debe selec- cionar a priori un conjunto Figura 2.4-17. Soldadura de filete sometida de a cargas longitudinales y transversales. Bor de Bor de especificaciones como: pa- trón del cordón de soldadura, La resistencia de diseño a electrodo, tipo de soldadura, cortante del metal base adya- Figura 2.4-15. Cordones de soldadura de longitud de la soldadura; lo cente a la soldadura de filete arco anterior para determinar el depende de la dirección de adecuado tamaño del cateto aplicación del mismo, longi- La resistencia de diseño a de soldadura (W1 o W2). tudinal o transversalmente, y cortante de los cordones de se determina con las expre- soldadura de arco se determi- siones: na con el mínimo valor de las siguientes expresiones: Para cargas longitudinales:  0.01L Pn =  − 1 LtF , paraL /t < 25 t  u π d 2   Ec. 2.4.1-15 Pn =  e + Ld e 0.75 Fxx  4     = 0.60 Ec. 2.4.1-13 Pn = 0.75LtFu , paraL / t ≥ 25 Pn = 2.5 tFu (0.25L + 0.96 d a) Ec. 2.4.1-16 Ec. 2.4.1-14  = 0.50  = 0.60 Para cargas transversales: Pn = LtFu Ec. 2.4.1-17 d) Soldadura de Filete  = 0.65 Para t > 2.54 mm la resistencia Se aplican a las uniones 2.4 16. Soldadura de filete nominal determinada ante- de soldadura en cualquier riormente no debe exceder: Pn = 0.75 Ltw Fxx Ec. 2.4.1-18  = 0.60 donde,
  • 31. Pn = 0.75LtFu , paraL / t ≥ 25 Ec. 2.4.1-16  = 0.50 Para cargas transversales: Pn = LtFu Ec. 2.4.1-17  = 0.65 Para t > 2.54 mm la resistencia nominal determinada ante- riormente no debe exceder: Pn = 0.75 Ltw Fxx Resistencia de diseño a una pasada, limitándose a Ec. 2.4.1-18 cortante de una soldadura de detectar imperfecciones sólo  = 0.60 ranura en bisel sometida a superficialmente. Es espe- una carga transversal: donde, cialmente efectiva cuando se t w = Garganta efectiva Pn = 0.833 Lt Fu tiene en cuenta, además de la Ec. 2.4.1-19  = 0.60 revisión detallada de la junta y una limpieza previa a lae) Soldaduras abocinadas Resistencia de diseño a cortante de una soldadura de soldadura, un cuidado en la ranura en bisel sometida a ejecución de la misma.Este tipo de soldaduras que- una carga longitudinal:dan cubiertas por esta espe- 29 Tintas Penetrantes (DPT)cificación cuando se sueldan Para t ≤ t w < 2 t o si la altura de MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOuniones en cualquier posición la pestaña, h, es menor que la En esta prueba se aplica unaentre: láminas para soldadura longitud de la soldadura, L: tinta roja que penetra cual-de ranura abocinada en V, Pn = 0.75 Lt Fu Ec. 2.4.1-20 quier grieta o hendidura deláminas para soldaduras de la soldadura para mostrarla  = 0.55ranura abocinadas en bisel superficialmente. Luego dey entre lámina a miembro Para t w ≥ 2 t con la altura de remover el exceso de tinta,de soporte de mayor espesor la pestaña, h, igual ó más se aplica un revelador blan-para soldaduras de ranura grande que la longitud de la co. Cuando hay presenciaabocinadas en bisel. soldadura, L: de grietas, la tinta roja se Pn = 1.50 LtFu filtra a través del revelador, Ec. 2.4.1-21  = 0.55 produciendo una imagen roja visible. Esta técnica Además para t > 2.54mm la podría usarse para detectar resistencia nominal deter- grietas pequeñas mientras se minada anteriormente no encuentren expuestas a la su- debe exceder: perficie. Sin embargo, se debe Pn = 0.75 Lt w Fxx tener cuidado al momento Ec. 2.4.1-22 de emplearla, ya que superfi-  = 0.60 cies con pequeñas ralladuras pueden dar indicios de una 2.4.1.7 Inspecciones de la falsa grieta. soldadura Partículas Magnéticas Los 4 métodos de inspección (MT) de soldadura más comunes son: En esta inspección se aplica una corriente magnetizada Inspección Visual (VT) en la estructura de elementos soldados. El campo magnéti- La inspección visual provee co inducido se distorsionará la propuesta más económica por cualquier grieta, junta, para revisar la calidad de inclusiones, etc., ubicadas la soldadura. Es ideal para aproximadamente a 2.54 mmFigura 2.4-18. Soldadura de ranura abocinada inspeccionar soldaduras de de la superficie. Se esparcirá
  • 32. un polvo magnético seco en leccionando el tipo y arreglo económica y debe ser selec- la superficie el cual se agru- de soldadura apropiado, que cionada en aplicaciones para pará a dichas discontinuida- requiera la mínima cantidad la cual la de ranura no sea des dejando evidencias del de material de aporte y tiem- requerida. Adicionalmente, la tamaño, ubicación y forma po de depósito. La selección soldadura de filete es la que de las mismas. Este método del personal con experiencia menos distorsión genera en detectará grietas superficia- en soldadura influye en la el material base. Sin embar- les que contengan escoria o reducción del costo de la go, la soldadura de ranura contaminantes que las tintas estructura. presenta mejor desempeño30 penetrantes (DPT) no pue- ante cargas dinámicas. Si se den detectar. a. Posición de soldadura requiere penetración comple- ta de juntas de soldadura deMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Prueba de ultrasonido En una posición plana, el de- ranura, es necesario realizar (UT) pósito de material puede ha- pruebas no destructivas, las cerse más rápido por acción cuales elevan los costos. Este método es similar de la gravedad, por lo que se al funcionamiento de un pueden utilizar electrodos de Las soldaduras de filete en radar y opera bajo el princi- gran longitud y elevadas co- un agujero requieren menos pio llamado pulso-eco. Un rrientes. En posición vertical metal de aporte que una corto pulso de sonido de alta y sobrecabeza, los diámetros soldadura de ranura (slot frecuencia se introduce en de los electrodos superiores weld) del mismo tamaño. el metal. Ayuda a detectar a 4 mm producen charcos de Cabe aclarar que, el diámetro cualquier discontinuidad metal fundido con tensiones de los agujeros y anchos de presente (ubicación y el área superficiales y fuerzas de la soldadura de filete deben de la misma) utilizando los arco, los cuales son incapaces ser un poco más grandes que reflejos de la onda de sonido. de soportar la fuerza de gra- las de soldadura de ranura en vedad causando que el metal metales con el mismo espesor El UT puede detectar en de soldadura se corra. Resulta para facilitar la inclinación favorables orientaciones, más económico diseñar en necesaria del electrodo. discontinuidades planas posiciones plana y horizontal menores de 0.4 mm que para soldaduras de filete de c. Volumen de metal de son difíciles de detectar. Sin una pasada sencilla (no ma- aporte embargo, se limita a ciertas yores a 8 mm), ya que la ve- geometrías de juntas y miem- locidad de depósito es 4 veces Las soldaduras sobredimen- bros con espesores mayores a más rápida que en la posición sionadas consumen material 7.94 mm. vertical y sobrecabeza. de aporte y tiempo de trabajo adicionales, generando costos 2.4.1.8 Consideraciones b. Tipo de Soldadura innecesarios en la conexión. económicas Así que, es importante usar En la posición plana, los pro- el tamaño adecuado de El costo del material de apor- cesos SAW, GMAW o FCAW soldadura requerido para el te excede considerablemente son más económicos que el esfuerzo o uno por encima el costo de cualquier otro ma- SMAW. Es conveniente que del tamaño de soldadura terial en una estructura. Sin el diseñador especifique el mínimo de la Especificación embargo, se puede alcanzar tipo de soldadura a usar. La del DCCR (LRFD). un ahorro significativo se- soldadura de filete es la más
  • 33. Mientras la resistencia de son más costosas debido a impacto de dureza al diseñaruna soldadura de filete es que deben tener una mayor conexiones de soldadura.directamente proporcional planificación.a su tamaño, el volumen del a. Desgarramiento lami-metal de aporte se incremen- d. Tiempo de depósito narta cuadráticamente con eltamaño de la soldadura. Por Los tamaños de soldadura El desgarramiento laminaresta razón, es mejor especi- de filete hasta de 7.94 mm es la separación o grieta en elficar una soldadura de filete deben ser depositados en metal base causado por de-larga de menor garganta que pasadas simples cuando formaciones por contracción 31una corta de mayor garganta. las posiciones sean plana y de la soldadura a lo largo del horizontal. Las soldaduras espesor. Cuando el acero es MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOLas soldaduras de ranura de gran tamaño deben ser laminado en caliente, sulfa-dobles (de bisel doble, en V depositadas en múltiples tos u otras inclusiones redu-doble, J doble y U doble) son pasadas las cuales requerirán cen la resistencia del acero engeneralmente más económi- un mayor tiempo y conside- la dirección del espesor máscas que una soldadura simple rable metal de aporte. Así, que en la dirección longitudi-del mismo tipo, ya que usan los tamaños de soldaduras de nal o transversal.menos material de aporte. filete no superiores de 7.94Como un beneficio adicio- mm, en lo posible, resultarán Aunque existen técnicas quenal, la simetría obtenida en un ahorro significativo de permitan la producción deresulta con menos esfuerzo tiempo de depósito, material acero de bajo sulfuros re-de distorsión rotacional. de aporte y costo. sistentes al desgarramientoSin embargo, las soldaduras laminar y la ASTM A770dobles requieren más labor e. Experiencia del perso- propone métodos de pruebaen la preparación de bordes nal para medir la resistencia eny limpieza apropiada de la la dirección del espesor delraíz de la soldadura previo El ingeniero de la obra debe metal base, es difícil aseguraral comienzo de la misma en cerciorarse de la habilidad de por completo la posibilidadel segundo lado. También, los soldadores y operadores de evitar el desgarramientopuede aumentar el costo si la de las máquinas de soldar en laminar, ya que es un fenó-pieza tiene que ser reubicada los procedimientos de sol- meno inherente del materialpara desempeñar la soldadura dadura. Lo anterior influye aun si tiene elevadas propie-en el segundo lado. Por esta en poder obtenerse ahorros dades mecánicas. Debido arazón, se recomienda una económicos significativos. esto, el detalle de la juntasoldadura simple en espesores resulta ser de mayor impor-por encima de 25.4 mm. 2.4.1.9 Reducción de las tancia para prevenirlo. reparaciones en soldadurasDonde se requieran soldadu- Algunos diseños de juntasras de ranura simple o doble, Se pueden minimizar los son inherentemente suscepti-se pueden usar de bisel o de costos por reparación de bles al desgarramiento lami-ranura en V, las cuales son soldaduras, si el diseñador nar, que puede ser detectadogeneralmente menos costosas tiene en cuenta la posibilidad con UT y son mostradas conpor lo que pueden ser corta- de desgarramiento laminar, detalles mejorados en lasdas por soplete. Las solda- agrietamiento por fatiga, siguientes figuras.duras de ranura en J y en U desarrollo de muescas, y bajo
  • 34. servicio ante la presencia de variaciones de esfuerzos. En una estructura bajo carga dinámica, la fatiga agrieta Detalle susceptible Detalle mejorado las imperfecciones a una tasa proporcional al esfuer- zo y al número de ciclos de carga. Un cambio gradual de sección ayuda a minimizar32 estas concentraciones. La re- sistencia de una junta a tope en miembros a tensión, porMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Detalle susceptible Detalle mejorado ejemplo, puede ser mejorada aproximadamente en 25% por un pulido a ras en el refuerzo de soldadura. Toda imperfección en el área de tensión debe ser limpiada. c. Aparición de muescas Detalle susceptible Detalle mejorado Figura 2.4-19. Configuración de detalle mejorado de juntas para evitar el desgarramiento laminar Cuando un miembro está sujeto a movimiento lateral, Este fenómeno puede pre- Se puede minimizar la pro- se produce una muesca apre- sentarse en conectores de babilidad de desgarramiento ciable a un lado del mismo. cortante, entre la vigueta laminar mediante un buen En la Figura 2.4 21, para la y la losa de Metaldeck. Las diseño de junta y apropiados junta soldada en filete sujeta fórmulas del AISI tienen en procedimientos de soldadu- a cargas laterales, el lado sin cuenta este efecto. ra. El diseño de junta debe soldar no tiene resistencia en minimizar el tamaño de la tensión y se puede formar soldadura y por lo tanto las una muesca. Usando una sol- deformaciones resultantes dadura de filete en cada lado por contracciones. Soldaduras se elimina esta condición. con procesos de bajo hidró- También se aplica para juntas geno y efectivo precalenta- Detalle susceptible miento también tienden a minimizar el desgarramiento Lado debil Lado fuerte laminar. b. Agrietamiento por Muesca fatiga Debido a su rigidez inhe- Detalle mejorado rente, los miembros solda- Figura 2.4-20. Detalle mejorado de la dos están sujetos a severas conexión mediante una cartela para evitar el restricciones por cargas de Figura 2.4-21. Junta susceptible a la apa- desgarramiento laminar rición de muesca
  • 35. de soldadura de ranura conpenetración parcial. 1.00 2.00d. Golpes de Arco 0.70Ocurren si la vara de solda- 2.50dura del punto de trabajo selevanta mientras la corrienteestá fluyendo, o durante la 10.00prueba de partículas magné- 33 Dimensiones en metrosticas cuando la punta mag- Figura 2.4-22. Pórtico analizadonética se levanta del punto MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOde trabajo mientras fluye la estima que las cargas muer- El perfil PHR C 220 x 80 concorriente. No necesita ser tas son de 90 kgf/m (0.9 espesor de 2.0 mm (calibreremovido en estructuras kN/m) y las cargas vivas de 14) grado 50 en sección cajóncargadas estáticamente. 210 kgf/m (2.1 kN/m). resiste adecuadamente a las solicitaciones mencionadase. Electrodos correspon- A partir del programa estruc- anteriormente.dientes tural de ACESCO, Arquimet, se analiza el pórtico aplican- SoluciónSe permite el uso de electro- do las combinaciones de car-dos de un nivel de resisten- ga correspondientes al DEA. Siguiendo con el proce-cia mayor que la junta. Los Se desea diseñar la soldadura dimiento recomendadogrados de acero estructural que une la columna a la placa anteriormente, se debentípicos con Fy igual a 252 base de anclaje como se ob- seleccionar a priori las especi-MPa (36 ksi) y 350 MPa (50 serva en la siguiente figura. ficaciones de la soldadura:ksi) se sueldan normalmentecon un electrodo de 490 MPa a) Acorde con la Tabla 2.4 7,(70 ksi) resistencia nominal, un electrodo apropiado paraindicado como E70XX para este tipo de aplicaciones es elSMAW. E6011. b) El diámetro del electrodof. Limpieza para la solda- debe ser de 2.38125 mmdura (3/32’’) como se observa en la Tabla 2.4 9.Es necesaria la limpieza del c) El patrón de soldadura seráárea de trabajo para permi- 160mm 220mm filete en los dos lados corres-tir al soldador realizar una pondientes a la dimensiónsoldadura apropiada. Figura 2.4-23 Estado de carga y configu- ración de la soldadura de filete2.4.1.10 Ejemplo de aplica- Tipo de solicitación Efecto por cargas de servicioción de soldadura de filete Fuerza axial, P 2.017 Ton 20.17 kN Fuerza cortante, V 0.933 Ton 9.33 kNSe tiene un pórtico como el Momento flector, M 0.845 Ton.m 8.45 kN.mmostrado en la Fig. 2.4-22, se Tabla 2.4-11. Solicitación de la soldadura
  • 36. del ancho de la sección cajón, Sobre cada cordón de solda- 20.17 kN Figura 2.4 23. Pt = = 10.09kN dura se aplica la misma carga d) Resistencia del acero a la 2 cordones P calculada anteriormente. tensión: 9.33 kN A continuación, se halla el Fu = 460 MPa Pv = = 4.67 kN valor mínimo del tamaño de 2 cordones garganta tw. Verificación de la resistencia 8.45 kN_m PM = = 38.41kN a cortante transversal del 0.22 m 0 .75 Lt wFxx material base adyacente a la P= Fuerza resultante aplicada Ω34 soldadura sobre la soldadura: 48.72 kN = t w Se determinará la longitud 0.75( 0.160m)(420×10 3 kN/ m 2 )MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 2 2 P = (Pt + PM) + (Pv ) mínima de soldadura que se 2.55 ha de aplicar (ancho = 160 2 2 t w = 2.5 mm P = (10.09+38.41) + (4.67) mm), cuando se aplican las cargas en la conexión. = 48.72kN Se halla el valor de la Sobre la dimensión del ancho longitud mínima del cordón se coloca un cordón de 160 de soldadura para la fuerza mm de cada lado y como calculada: practica adicional se reco- LtFu mienda sobre la dimensión P = de la altura coloca un cordón Ω 48.72 kN = adicional. ( 0.002 m )( 460 ×10 3 kN / m 2 ) L 2.35 2.4.2 Conexiones pernadas y L = 124 mm atornilladas Por simplicidad, la longitud Las tuercas y los tornillos del cordón de la soldadura L de un diseño podrían pare- se tomará en toda la medida cer uno de los aspectos de Figura 2.4-24. Carga neta sobre soldadura del ancho del perfil L = 160 menor interés, pero el éxito de filete mm o fracaso de un diseño tal vez dependa de la selección Los valores de la compre- Verificación de la soldadura adecuada y el empleo de sus sión y de la fuerza cortante sometida a corte transversal sujetadores. Las uniones se distribuyen entre los dos cordones de soldadura, generando las fuerzas Pt y Pv. El momento flector debe descomponerse en un par de fuerzas equivalentes (PM), 160mm E6011 de tal forma que la soldadura 2.5mm crítica será aquella que resis- 160mm Soldadura adicional ta la combinación resultante de las cargas. Figura 2.4-25. a) Longitud y configuración final de la soldadura b) Detalle técnico de la soldadura
  • 37. mediante elementos roscados en el mercado se clasifican Los conceptos básicos que seson un sistema de unión que como sigue: manejan en la nomenclaturatiene como objetivo realizar de los pernos son:las siguientes funciones: • Pernos: Se utilizan paraUnir o juntar los elementos, elevadas cargas, están conce- • Diámetro Básico Mayorajustar y/o sellar, transmitir bidos para trabajar con tuerca (D): Es el diámetro del cilin-las cargas entre los miembros y para apretarse por ella, dro donde están contenidaso hacia el entorno y sobre- tienen rosca solo en parte de las crestas del hilo roscado.todo realizan la unión entre su longitud. • Diámetro Básico Menorlos elementos garantizando • Tornillos: Tienen rosca en (dm): Es el diámetro del cilin- 35la independencia y desmon- toda su longitud, se aprietan dro donde están contenidastabilidad de los elementos a por la cabeza del tornillo y las raíces del hilo roscado. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOunir. Este proceso, además de trabajan normalmente sobre • Paso (P): Es la distanciaser rápido, requiere mano de agujeros roscados. axial que hay entre dos pun-obra menos especializada que • Tuercas: Elementos de cor- tos correspondiente de hiloscuando se trabaja con rema- ta longitud con rosca interna. adyacentes.ches y soldadura. Estos fac- Pueden ser de mariposa, de • Avance: Es la distanciatores dan a las juntas atorni- seguridad o contratuercas. axial que avanza un elemen-lladas una ventaja económica • Espárragos: No tienen ca- to roscado al dar una vuelta.en comparación con los otros beza, permiten alineamiento • Flanco: Es la superficie late-tipos de conexión, aunque el y facilitan el montaje. ral de la rosca que conecta lacosto de adquisición de un • Accesorios: Elementos raíz con la cresta.remache es más económico de retención y seguridad. • Ángulo de rosca: es elque el de un tornillo, el costo Arandelas planas, pasadores, ángulo entre dos flancos detotal de la conexión ator- arandelas dentadas, etc. hilos adyacentes.nillada es menor que el dela construcción remachada Diametro mayordebido a los bajos costos de Diametro medio Diametro menormano de obra y equipos, y al Paso pmenor número de tornillos (Perno)requerido para resistir las 45º Biselmismas cargas.Las desventajas más im-portantes que se pueden Raíz Cresta Angulo de la rosca 2enunciar son: Tendencia al (Tornillo) Figura 2.4-29. Partes de un pernoaflojamiento ante cargasdinámicas y vibraciones, 2.4.2.1 Área de esfuerzo decuando se usan se introducen elementos roscadosconcentradores de esfuerzosen los elementos a unir, nece- Cuando un elemento ros-sitan operaciones de mecani- (Espárrago) cado es sometido a tensión,zado previo sobre las partes. su resistencia a la tensión se define mejor en función delLos tipos de elementos rosca- promedio de los diámetrosdos que se pueden encontrar Figura 2.4-26. Tipos de elementos roscados menor y medio, de acuerdo a:
  • 38. de 75% de la resistencia de instalar arandelas o platinas 2 π d m + d r  prueba. de respaldo sobre huecos con At =   4 2  sobretamaño o alargados en Ec. 2.4.2-1 El par de apriete es una fun- una capa externa a menos ción de la precarga requerida, que se demuestre por medio Los pernos deben instalarse de factores o parámetros de ensayos de carga que su y apretarse para alcanzar un propios de la geometría de comportamiento es adecua- comportamiento satisfactorio las roscas y de las fuerzas do. de las conexiones involu- de fricción entre los hilos, cradas bajo las condiciones la cabeza del sujetador o36 2.4.2.2 Espaciamiento y usuales de servicio. la tuerca con las partes a distancia unir. A su vez, las fuerzasMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Los pernos y tornillos para de fricción dependen de la aplicaciones estructurales o La mínima distancia en- precarga misma y del factor para cargas elevadas deberán tre centros de huecos para de fricción, este último está seleccionarse con base en su pernos y tornillos no debe ser determinado por el grado de resistencia a la prueba Sp, menor que tres veces el diá- acabado de las superficies en que es el esfuerzo al cual el metro nominal del elemento contacto y por la presencia o perno empieza a tomar una roscado ( ). También, la dis- no de lubricante. deformación permanente, tancia del centro de cualquier y es cercana a, pero inferior hueco estándar al extremo u Los huecos para pernos no que, el límite de fluencia otro borde del miembro de la deben exceder los tamaños elástico del material. conexión no debe ser menor especificados en la Tabla 2.4 que. 12, excepto en los detalles de Es práctica común precargar bases de columnas y sistemas la unión apretando los pernos 2.4.2.3 Tensión en la parte estructurales conectados con un par de torsión sufi- conectada a paredes de concreto en ciente para crear cargas a ten- donde pueden usarse hue- sión cercanas a su resistencia a. En pernos cos de mayor diámetro. En de prueba. Para ensambles las conexiones atornilladas cargados estáticamente, a deben usarse huecos están- Pn = A n Ft Ec. 2.4.2-2 veces se utiliza una precarga dares, excepto cuando sean • Cuando se tienen arandelas que genere un esfuerzo en el aprobados por el diseñador, tanto debajo de la cabeza del perno tan elevado como el huecos con sobretamaño o perno como de la tuerca. 90% de la resistencia de prue- alargados. La longitud de ba. Para ensambles cargados los huecos alargados debe Para un solo perno, o pernos dinámicamente, se utiliza ser normal a la dirección de en línea perpendicular a la comúnmente una precarga fuerza la carga cortante. Se deben Ft = (0 .1 + 3 d / s ) Fu ≤ Fu Diámetro Diámetro Diámetro Dimensiones del DimensionesEc. 2.4.2-3 del nominal del del hueco del hueco hueco alargado de hueco alargado perno, d estándar, d agrandado, d ranura cortaPara varios de ranuraen línea pernos larga mm mm mm mm paralelos a la fuerza mm < 12.7 ( d+0.8 ) ( d+1.6 ) ( d+0.8 ) × ( d+6.4= Fu Ft ) ( d+0.8 ) × ( 2.5 d ) Ec. 2.4.2-4 ≥ 12.7 ( d+1.6 ) ( d+32 ) ( d+1.6 ) × ( d+6.4 ) conexiones )con2.5 d ) Para ( d+1.6 × ( corte Tabla 2.4-12. Tamaño máximo de huecos para pernos, mm doble (Ver Figura 2.4 30)  = 0.65
  • 39. Para varios pernos en línea Pn = A n Ft paralelos a la fuerza Ec. 2.4.2-2• Cuando se tienen arandelas Ft = Fu = 0.50 Ec. 2.4.2-6tanto debajo de la cabeza del = 0.65 Donde,perno como de la tuerca. A n= Área neta de la parte d = Diámetro nominal delPara un solo perno, o pernos conectada tornilloen línea perpendicular a la s = espaciamiento de los d ′w = Diámetro efectivo defuerza aplastamiento del pernos perpendicular aFt = (0 .1 + 3 d / s ) Fu ≤ Fu la línea de esfuerzo. En tornillo5 Ec. 2.4.2-3 caso de un perno sencillo, Pnot = Resistencia nominal alPara varios pernos en línea s = ancho de la lámina desgarramiento delparalelos a la fuerza d = diámetro nominal del material que no está en Fu perno contacto con la cabezaFt = Fu Ec. 2.4.2-4 = Resistencia a la tensión del tornilloPara conexiones con corte de la parte conectada Pnov= Resistencia nominal aldoble (Ver Figura 2.4 30) desgarramiento del = 0.65 b. En tornillos material que está en contacto con la cabeza 37 Para tornillos sometidos del tornillo P ts = Resistencia nominal a MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOP P/2 P/2 a tensión, el diámetro del tornillo o de la arandela (si tensión del tornilloFigura 2.4-30. Conexión con corte doble la hay) dh ó dw debe ser según el fabricante t c = La menor entre la mínimo de 7.94 mm y lasPara conexiones con corte arandelas de espesor mínimo distancia de penetraciónsencillo (Ver Figura 2.4 31) de 1.27 mm. La resistencia del tornillo y t2 t 1 = Espesor del miembro nominal a tensión del torni-φ= 0.65 llo debe ser menor que algu- que en contacto con la no de las siguientes valores: cabeza del tornillo o laP arandela P t 2 = Espesor del miembro • Resistencia al desgarra-Figura 2.4-31. Conexión con corte sencillo miento del tornillo (Pull-out) que no está en contacto con la cabeza del tornillo o la arandela• Cuando no se tienen aran- Pnot = 0.85 t c d Fu 2 Ec. 2.4.2-7 Fu1 = Resistencia a tensióndelas debajo de la cabeza del del miembro enperno y de la tuerca, o sólo se • Resistencia al desgarra- contacto con la cabezatiene una arandela bien sea miento del miembro que está del tornillo o la arandeladebajo de la cabeza del perno en contacto con la cabeza del Fu 2 = Resistencia a tensióno de la tuerca: tornillo (Pull-over) del miembro que no está en contacto con laPara un solo perno, o pernos Pnov = 1.5 t 1dw Fu1 ′ Ec. 2.4.2-8 cabeza del tornillo laen línea perpendicular a la arandelafuerza Debe tomarse como la resis- 2.4.2.4 Fuerza cortante en laFt = (2.5 d / s ) Fu ≤ F u Ec. 2.4.2-5 tencia nominal a tensión del parte conectadaPara varios pernos en línea tornillo según el fabricante,paralelos a la fuerza Pts. a. En pernosFt = Fu = 0.50 Ec. 2.4.2-6 La resistencia de diseño a= 0.65 Donde, cortante de la parte conec- A n= Área neta de la parte d = Diámetro nominal del tada a lo largo de dos líneas conectada tornillo paralelas en la dirección de s = espaciamiento de los d ′w = Diámetro efectivo de la fuerza aplicada, se debe pernos perpendicular a aplastamiento del determinar así: tornillo55 Para la determinación del valor del diámetro efectivo de desgarramiento, remitirse a la sección E.4.4.2 de la norma AISI mencionada en el numeral 2.1 la línea de esfuerzo. En caso de un perno sencillo, Pnot = Resistencia nominal al s = ancho de la lámina desgarramiento del d = diámetro nominal del material que no está en
  • 40. Pns , es: Para t 2 / t 1 ≤ 1.0 Pns , es el menor de: Pns = 4.2 ( t 3 d )1/ 2 Fu 2 Ec. 2.4.2-10 Pns = 2.7 t 1 d Fu1 Ec. 2.4.2-11 Pns = 2.7 t 2 d Fu 2 Ec. 2.4.2-12 Pn = t e Fu Para t 2 / t 1 ≥ 2.5 Pns , es el menor Pn = Cmf d t F u Ec. 2.4.2-9 Ec. 2.4.2-16 de: cuando Fu ≥ 1.08 Pns = 2.7 t 1 d Fu1  = 0.60 Fsy Ec. 2.4.2-13 Donde,  = 0.70 Pns = 2.7 t 2 d Fu 2 Ec. 2.4.2-14 C = Factor de aplastamiento Fu de acuerdo a la Tabla cuando < 1.08 Para 1.0 < t 2 / t 1 < 2.5 Pns , se Fsy calcula con una interpolación 2.4 13 lineal entre los dos casos mf = Factor de modificación  = 0.60 anteriores. de acuerdo a la Tabla38 Donde,  = 0.50 2.4 14 Pn = Resistencia nominal del d = Diámetro nominal delMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO perno perno e = Distancia medida en la Resistencia a cortante de la t = Espesor de la lámina sin línea de la fuerza desde conexión por la distancia al el recubrimiento el centro del hueco Fu = Resistencia a la tensión borde estándar al borde más Pns = t e Fu de la lámina cercano de un hueco Ec. 2.4.2-15 adyacente o al borde de  = 0.50 la parte conectada Resistencia teniendo en Resistencia a cortante del t = Espesor de la parte cuenta la deformación del tornillo conectada más delgada agujero del perno Fu = Resistencia a la tensión Debe tomarse como la resis- Pn = (4.64 α t + 1.53) d t Fu de la parte conectada tencia nominal a tensión del Ec. 2.4.2-17 Fsy= Punto de fluencia de la tornillo según el fabricante, Pss  = 0.55 parte conectada  ≥ 0.63 Donde, Donde, α = Coeficiente de conver- b. En tornillos e = Distancia paralela a la sión de unidades línea de acción de la = 1 para unidades en • Resistencia nominal al cor- fuerza desde el centro Sistema Inglés (en pulg) tante de la conexión limitada del agujero hasta el borde = 0.0395 para unidades de por inclinación (tilting) y más cercano de la parte SI (en mm) aplastamiento (bearing) conectada = 0.394 para unidades de Fu= Resistencia a la tensión MFS (t en cm) de la lámina donde se La resistencia nominal a mide la e. cortante para cada tornillo, Pns , es: 2.4.2.6 Fuerza cortante y Para t 2 / t 1 ≤ 1.0 Pns , es el menor tensión en pernos de: 2.4.2.5 Resistencia al aplas- tamiento La resistencia nominal del Pns = 4.2 ( t 3 d )1/ 2 Fu 2 perno, Pn , como resultado Ec. 2.4.2-10 Resistencia sin tener en de la fuerza cortante, tensión Pns = 2.7 t 1 d Fu1 Ec. 2.4.2-11 cuenta la deformación del o combinación de cortante Pns = 2.7 t 2 d Fu 2 agujero del perno y tensión se calcula como Ec. 2.4.2-12 sigue: Para t 2 / t 1 ≥ 2.5 Pns , es el menor de: Pns = 2.7 t 1 d Fu1 Ec. 2.4.2-13
  • 41. Espesor de la parte Relación entre diámetro del Vu Tu C + 0.71 ≤ 1.10  conectada, t (mm) sujetador y el espesor del miembro Pns Pnov d/t Ec. 2.4.2-21 d / t < 10 3.0  = 0.65 0.024 ≤ t ≤ 0.1875 10 ≤ d / t ≤ 22 4 − 0.1 ( d / t ) d / t > 22 1.8 Donde,Tabla 2.4-13. Factor de aplastamiento, C Q = Esfuerzo admisible requerido a cortante Tipo de conexión de soporte mf en la conexión 39 Vu = Esfuerzo requerido a Conexión a cortante simple y láminas externas a cortante en la conexión MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO doble cortante con arandelas bajo el perno y la tuerca 1.00 Solicitación Conexión a cortante simple y láminas externas a Fuerza mayorada por cargas mayoradas doble cortante sin arandelas bajo axial y la tuerca Fuerza el perno 302.6 kgf 30.26 kN T = Esfuerzo admisible o con sólo una arandelaFuerza cortante 144.8 kgf 0.75 14.48 kN requerido a tensión en Láminas internas con conexión doble cortante 126.7 kgf_m Momento flector 12.67 kN_m con o sin arandelas 1.33 la conexión Tu = Esfuerzo requerido aTabla 2.4-14. Factor de modificación, mf , para tipos de conexión de soporte tensión en la conexión por cargas mayoradas Nota importante: Pns = Resistencia nominal a Cuando los pernos están sujetos Se considera el análisis cortante de la conexión a sólo fuerza cortante o sólo combinado sólo cuando el = 2.7 t1 d w Fu 1 tensión: valor del esfuerzo cortante Pnov= Resistencia nominal a Pn = A b Fn es superior a 0.3 Fnv . Por otro desgarramiento del Ec. 2.4.2-18 lado dicho esfuerzo no debe Cuando los pernos están sujetos miembro que está en exceder el valor de Fnv . a una combinación de fuerza contacto con la cabeza Donde, del tornillo (Pull-over) cortante y tensión, Fn se A b = área total de la sección de la conexión reemplaza por Fnt : ′ transversal del perno = 1.5 t1 d w Fu 1 Fnt Fnt = 1.3 Fnt − ′ f v ≤ Fnt  Fnv Fnt = Esfuerzo de tensión ′ Ec. 2.4.2-19 nominal modificado que incluye el efecto de Estas ecuaciones son validas esfuerzo cortante para conexiones que cumplan fv = Esfuerzo cortante lo siguiente: Nota importante: requerido Fnv = está dado en la Tabla 0.724 mm ≤ t 1 ≤ 0.0445 mm Se considera el análisis combinado sólo cuando el 2.4 15. Tornillos autoperforantes valor del esfuerzo cortante Fnt = está dado en la Tabla N° 12 y N° 14 con o sin es superior a 0.3 Fnv . Por otro 2.4 15 arandelas lado dicho esfuerzo no debe d w ≤ 19.1 mm exceder el valor de Fnv . 2.4.2.7 Combinación de cor- Fu1 ≤ 483 MPa Donde, tante y desgarramiento del t 2 / t 1 ≥ 2.5 A b = área total de la sección miembro que está en contac- to con la cabeza del tornillo transversal del perno (Pull-over) en tornillos Fnt = Esfuerzo de tensión ′ nominal modificado que incluye el efecto de
  • 42. Resistencia a tensión Resistencia a cortante Descripción de los pernos Esfuerzo Esfuerzo   d en mm nominal nominal (DCCR) Fnt, MPa (DCCR) Fnv , MPa NTC 4034 (ASTM A307) 279 165 Grado A ( 6 . 3 ≤ d ≤ 12 . 7 ) NTC 4034 (ASTM A307) 310 186 Grado A ( d ≥ 12 . 7 ) ASTM A325 Rosca 621 372 incluida en los planos de corte40 ASTM A325 Rosca excluida de los planos de corte 621 496MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO ASTM A354 Grado B ( 6 . 3 ≤ d ≤ 12 . 7 ) Rosca 696 407 incluida en los planos de corte ASTM A354 Grado B ( 6 . 3 ≤ d ≤ 12 . 7 ) Rosca 696 621 excluida en los planos de corte 0.75 0.65 NTC 858 (ASTM A449) ( 6 . 3 ≤ d ≤ 12 . 7 ) Rosca 558 324 incluida en los planos de corte NTC 858 (ASTM A449) ( 6 . 3 ≤ d ≤ 12 . 7 ) Rosca 558 496 excluida en los planos de corte NTC 4028 (ASTM A490) Rosca incluida en los 776 465 planos de corte NTC 4028 (ASTM A490) Rosca excluida en los 776 621 planos de corte Tabla 2.4-15. Coeficientes de resistencia para fuerzaVn = 0.6tensión wnpernos cortante y Fu A en Ec. 2.4.2-23  = 0.75 2.4.2.8 Ruptura por cortante Donde, 2.4.2.9 Ejemplo de aplica- en tornillos ción de diseño de placas Awn= ( h wc − n d h t ) pernadas hwc = Altura del alma En las conexiones de los ex- tremos de vigas, la resistencia recortada Consideraciones a priori n = Número de huecos en requerida a cortante no debe exceder: el plano crítico Para el pórtico de la Figura d h = Diámetro del hueco 2.4 22 se tiene la conexión Fu = Resistencia a la tensión que se aprecia en la Figura Vn = 0.6 Fu A wn de la parte conectada 2.4 32. Las cargas a las que se Ec. 2.4.2-23 t = Espesor del alma encuentra sometida la unión  = 0.75 recortada son: Donde, Awn= ( h wc − n d h t ) hwc = Altura del alma recortada
  • 43. Solicitación Fuerza mayorada Fuerza axial 327.209 kgf 3.272 kN Fuerza cortante 69.996 kgf 0.699 kN Momento flector 43.806 kgf_m 0.438 kN_m Tabla 2.4-16. Solicitaciones en la conexión Por norma, la distancia mí- Finalmente el estado de carga nima de cada perno al borde total de los pernos críticos debe ser mayor a 1.5 d, es de- queda de la siguiente manera: cir, e >21 mm y la distancia 41 entre dos pernos continuos MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOFigura 2.4-32. Esquema de la conexión debe ser mayor a 3d, es decir,pernada (vista isométrica) 3.272 2.576 d y f >42 mm. Teniendo en P= + kN = 2.106 kN 4pernos 2 pernos cuenta lo anterior se utilizará 0.699 d = 25mm , e = 130 mm y f = V= kN = 0.17475 kN 4 pernos 170 mm.Los perfiles a unir mediantelas placas son PHR C 160 El esfuerzo mínimo requerido Revisión de la resistencia para el estudio combinado es:x 60 de 2.0 mm de espesor de los pernosgrado 50 en cajón, se realiza- 0.3 Fnv = 0.3× 0.65 ×186 = 36.27MPará el diseño de la unión con como V < 0.3  Fnv , se infiere El momento flector tendrá que el esfuerzo cortante no es4 pernos A 307 de 14 mm de un efecto equivalente a undiámetro rosca fina y unas significativo para el estudio y par de fuerzas (de tensión, se analizaran los pernos soloplacas de acero estructural en los pernos inferiores, y1020 de 220 x 180 de 20 mm a tensión. de compresión, en los pernosde espesor. superiores). Se observa que Pn > P CumpleLa configuración de los Mpernos quedará como se apre- P= Revisión de la resisten-cia en la Figura 2.4 33, las f cia de la parte conectadadistancias d y e mostradas P : Fuerza axial que produce (láminas)en dicha figura serán deter- el momentominadas. M: Momento flector aplicado f : Distancia entre pernos A tensión.  P n =  A n Ft d e La carga axial generada será En este caso la conexión entonces: tendrá una sola arandela del e 0.438 kN m lado de la tuerca, por lo tanto: P= = 2.576 kN 0.17m Ft = (2.5 d / s) Fu ≤ Fu f Ft = (2.5 (14 mm) /(170 mm ) ) × El perno critico será aquel 380MPa = 78.23MPa que tenga la solicitación más  Pn = 0.65( 0.0396)×(78.23) = elevada, en este caso son 2013.64kNFigura 2.4-33. Detalle de la conexión los pernos inferiores ya quepernada tienen una carga axial mayor. Como  Pn > P Cumple A Corte Fu = 1.81 > 1.08 Fsy
  • 44. tendrá una sola arandela del lado de la tuerca, por lo tanto: Ft = (2.5 d / s) Fu ≤ Fu Ft = (2.5 (14 mm) /(170 mm ) ) × 380MPa = 78.23MPa  Pn = 0.65( 0.0396)×(78.23) = 2013.64kN Como  Pn > P Cumple A Corte to, para lograr la transmisión esté sometido a tensión y Fu de los esfuerzos generados fuerza cortante simultánea- = 1.81 > 1.08 por las cargas desde la estruc- mente, debe cumplirse que: Fsy tura hacia el suelo. P n = te Fu 5 5  = 0.70  Ps  3  Vs  3 Para lograr el anclaje de la es-   +  ≤1  Pn = 0.70× 0.02 ×0.025×380 = tructura, se utilizan tornillos  Pt   Vt  133 kN o pernos, los cuales deben Ec. 2.4.3-1 Como  Pn > V Cumple quedar embebidos en el con- Ps = Fuerza de tensión en el42 creto para lograr el funciona- anclaje producto de las Resistencia al aplastamiento miento de los mismos. combinaciones de cargaMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Se tendrá en cuenta la defor- Pt = Fuerza de tensión 2.4.3.1 Método DEA admisible mación del agujero para este estudio, por lo tanto: Vs= Fuerza cortante en el Resistencias para fuerzas anclaje  Pn =  (4.64 α t + 1.53 ) d t Fu de servicio producto de las combina-  Pn = 0.65(4.64 (0.0395)( 20)+ ciones de carga Para tornillos y pernos de Vt = Fuerza cortante admisible 1.53)× 0.014× 0.02×380= 359.32kN anclaje con cabeza, las resis- Como  Pn > P  Pn > V tencias, al nivel de fuerzas Cumple de servicio, para cortante y 2.4.3.2 Método DCCR tensión, no deben exceder los valores dados en la tabla Resistencia de los anclajes 2.4.3 Anclajes al concreto 2.4-17. La resistencia de los anclajes Los anclajes al concreto per- Combinación de tensión y embebidos en concreto debe miten la unión de los perfiles cortante tomarse como la menor de de la estructura a las bases o las resistencias asociadas con cimientos hechos en concre- Cuando el tornillo o perno la falla del concreto o la falla Diámetro Anclaje Distancia Separación, Resistencia nominal del concreto, f’c Tornillo, mínimo, a borde, mm 14 MPa 21 MPa 28 MPa mm mm mm Tensión Cortante Tensión Cortante Tensión Cortante 6.4 (1/4”) 65 40 75 0.9 2.3 0.9 2.3 0.9 2.3 9.5 (3/8”) 75 60 115 2.3 5.0 2.3 5.0 2.3 5.0 12.7 (1/2”) 100 75 150 4.3 5.7 4.3 5.7 4.3 5.7 100 130 150 6.4 7.0 6.8 7.5 7.0 7.9 15.9 (5/8”) 115 95 190 6.8 12.5 6.8 12.5 6.8 12.5 115 160 190 9.3 13.1 10.0 13.6 11.0 14.0 19.1 (3/4”) 130 115 230 10.2 13.3 10.2 16.0 10.2 16.0 130 190 230 12.3 19.3 13.4 19.5 14.5 20.0 22.2 (7/8”) 155 135 270 11.6 15.2 11.5 18.5 11.5 18.2 25.4 (1”) 180 150 305 12.9 17.0 14.7 20.4 16.5 24.0 28.7 (1-1/8”) 205 170 345 15.4 21.5 15.4 21.5 15.4 21.5 32.3 (1-1/4”) 230 190 380 18.0 26.3 18.0 26.3 18.0 26.3 Tabla 2.4-17. Fuerzas, en servicio, Pt y Vt , permitidas para tornillos y pernos con cabeza (kN)
  • 45. del anclaje. Se debe asegurar P tros de anclaje y la distancia Superficie del Asque la falla del anclaje se concreto desde la fila de anclajes másinicie con la falla del acero y cercanos al borde es mayorno con la del concreto. de 6 diámetros de anclaje, • Para grupos de anclajes db la resistencia a cortante seResistencia a tensión cuando la separación entre o determina por medio de las 45 anclajes es menor que dos ecuaciones:Cuando gobierna el acero: veces la longitud de anclaje: Cabeza Figura 2.4-34. Cono de falla para un solo Para el acero: anclaje con f ( 0.23 A p + 0.33A t ) Pnc = cabeza c• Cuando gobierna el acero: Vns = Ab f s n 43 Ec. 2.4.3-4 Ec. 2.4.3-5Pns = A b f s n Ec. 2.4.3-2  = 0.65 ó,  = 0.85 si existe  = 0.75 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO = 0.90 refuerzo de confinamiento Para el concreto: Donde que pase por la superficie de Vnc =  67A b f c n Ab= Área vástago del tornillo falla. Ec. 2.4.3-6  = 0.65 o perno As = Área de la superficie f s = Resistencia nominal del inclinada de falla para acero del anclaje anclajes individuales • Cuando la dirección de la n = Número de anclajes en f c = Resistencia nominal del fuerza cortante es hacia el el grupo concreto a la compresión borde del concreto, y éste se Ap = Área de la superficie de encuentra a una distancia de,Cuando gobierna la falla delconcreto: falla para grupos de medida desde la fila de ancla- anclajes jes más alejada del borde, me- At = Área del plano de fondo nor a 15 diámetros de anclaje• Para anclajes individuales,o grupos de anclajes con una y la distancia desde la filaseparación entre anclajes de anclajes más cercanos alindividuales mayor que dos Ap Ap borde es menor de 6 diáme-veces su longitud de anclaje, tros de anclaje, la resistenciay localizados al menos una a cortante se determina porlongitud de anclaje del borde Ap medio de las ecuaciones:del concreto. 45o ApPnc = 0.23 f c A s n Para el acero: Ec. 2.4.3-3 At Vns = Ab f s n b = 0.65 ó,  = 0.85 si existe Figura 2.4-35. Pirámide truncada de falla Ec. 2.4.3-7refuerzo de confinamiento para un grupo de anclajes con cabeza  = 0.75que pase por la superficie de Para el concreto:falla. Resistencia al cortante Vnc = Vnc C w Ct Cc Ec. 2.4.3-8 • Cuando la dirección de la  = 0.65• Para grupos de anclajescuando la separación entre fuerza cortante es hacia el dondeanclajes es menor que dos borde del concreto, y éste se encuentra a una distancia de, Vns = Resistencia nominalveces la longitud de anclaje: medida desde la fila de an- al cortante cuandoPnc = f c ( 0.23 A p + 0.33A t ) clajes más alejada del borde, gobierna el acero del Ec. 2.4.3-4 mayor o igual a 15 diáme- tornillo o perno Vnc = Resistencia nominal = 0.65 ó,  = 0.85 si existe al cortante cuandorefuerzo de confinamiento gobierna el concretoque pase por la superficie de V nc = 5.29 d 1.5 f c ≤  67 A b f c efalla.
  • 46. Para el concreto: Vnc = Vnc C w Ct Cc Ec. 2.4.3-8  = 0.65 donde Vns = Resistencia nominal al cortante cuando gobierna el acero del tornillo o perno Vnc = Resistencia nominal Los perfiles a unir mediante al cortante cuando b las placas son PHR C 220 gobierna el concreto x 80 de 2.0 mm de espesor V nc = 5.29 d 1.5 f c ≤  67 A b f c grado 50 en cajón, se realiza- e de resistencia nominal de rá el diseño de la unión con un anclaje en la fila 4 anclajes y unas placas de más alejada del borde de V acero estructural 1020 de 310 de = Distancia desde la fila x 270 de 10 mm de espesor. de anclajes más alejada h44 del borde del concreto La configuración de los y el borde del concreto pernos quedará como se aprecia en la Figura 2.4 37, lasMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO nb = Número de anclajes en Figura 2.4-36. Cortante en un grupo de anclajes con cabeza distancias d y e mostradas la fila más alejada del borde en dicha figura serán deter- Cw = 1 + b /( 3.5d e ) ≤ n b minadas. La resistencia a la  Vu   compresión del concreto es (coeficiente de ajuste  V  < 1 .0  por efectos de grupo)  nc  de 21 MPa y la resistencia del Ec. 2.4.3-9 Ct = h /(1.3 d e ) ≤ 1 .0 acero es de 380 MPa.  Pu  (coeficiente de ajuste    P  < 1 .0  por espesor del elemento  nc  Ec. 2.4.3-10 de concreto) 2 2 Cc = 0.4+ 0.7 (d c /d e ) ≤ 1.0  Pu   Vu  P  + V  ≤ 1 .0     (Coeficiente de ajuste  nc   nc  Ec. 2.4.3-11 por efectos de esquina) 2 2  Pu   Vu  Cuando la dirección de la  P  +  V  ≤ 1 .0     fuerza cortante es hacia el  ns   ns  Ec. 2.4.3-12 f d interior de la sección de e e concreto, la resistencia a Figura 2.4-37. Detalle de la conexión anclada cortante se determina por (placa-perfil-anclajes) 2.4.3.3 Ejemplo de aplica- medio de la ecuación: ción de diseño de anclajes La distancia e es de 40 mm,  Vns =  A b f s n d es de 190 mm y f es de 230 Consideraciones a priori mm. Para el pórtico de la Figura Diseño y verificación a ten- Tensión y corte combina- 2.4 22, se muestra el anclaje sión dos a diseñar. Las cargas a las que se encuentra sometido el Tensión producida por el Cuando la tensión y el anclaje son: momento flector: cortante actúan simultánea- mente, deben cumplir todas Solicitación Fuerza mayorada las condiciones siguientes, to- Fuerza axial 302.6 kgf 30.26 kN mando en cada caso el valor Fuerza cortante 144.8 kgf 14.48 kN del coeficiente de reducción Momento flector 126.7 kgf_m 12.67 kN_m de resistencia, f, apropiado: Tabla 2.4-18. Solicitaciones en la conexión
  • 47. π d 2 π (10mm ) 2 Ab = = Vus =  Vns =  A b f s n b = 0.75 4 4 × ( 72.54× 10−6 m 2 )× 380MPa× 2 = 78.53mm2 Pu =  A b f sn = 0.90 × 78.53mm2 = 44.76 kN × 380 MPa × 4 = 107.44kN • Cuando gobierna el concreto Vnc = V nc Cw Ct C c • Cuando gobierna el concreto para grupos de anclajes: V nc = 5.29d 1.5 f c = 375.32kN e Pnc = f c (0.23A p + 0.33At ) ≤  67 Ab f c = 14369 kN Mu Se considera una longitud de Cw = 1 + b /( 3.5de ) = 1.96≤ n b = 2TMu = distancia entre pernos externos anclaje de 180 mm. Las áreas Ct = h /(1.3de) = 2.02 >1.0 Ct =1 12.67 kNm de la pirámide truncada de = = 55.08kN Cc = 0.4+0.7(d c / d e)= 0.875 ≤ 1.0 0.23m falla (como se muestra en la Figura 2.4 35), generan las Vuc =  Vnc = 0.65 × 375kN• Cuando gobierna el acero áreas × 1.96× 1.00 × 0.875= 418.03kN PuPus = Pns =  Ab f s n Ab = Ap=104369mm 2 y At = 94187mm2 V us < V nc Cumple f sn Pnc = 21 (0.23 × 0.1043m Tu+TMu 30.26kN + 55.08kN Verificación de tensión y= = + 0.33 × 0.0942m ) = 484.5kN 45 f s n 0.90× (380kN/ m 2 )× 4 corte combinados Pus < Pnc Cumple Vu 14.48 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO =62.38mm2 =  Vnc 0.65 ( 418.03) 4 Ab 4 × 62.38mm 2 Verificación a cortanted= = d e < 15d entonces se usan las = 0.053< 1 Cumple π π expresiones: Pu 85.34= 8.91mm 10 mm = • Cuando gobierna el acero Pnc 0.65(484) π d 2 π (10mm ) 2Ab = = = 0.271< 1 Cumple 4 4 Vus =  Vns =  A b f s n b = 0.75 × ( 72.54× 10−6 m 2 )× 380MPa× 2 2 2= 78.53mm2  Pu   Vu Pu =  A b f sn = 0.90 × 78.53mm2   +   = 44.76 kN  Pnc   Vnc × 380 MPa × 4 = 107.44kN • Cuando gobierna el concreto = 0.076 < 1 Cumple• Cuando gobierna el concreto Vnc = V nc Cw Ct C c 2 2para grupos de anclajes:  Pu   +  Vu     V nc = 5.29d 1.5 e f c = 375.32kN  Pns   Vns     Pnc = f c (0.23A p + 0.33At ) ≤  67 Ab f c = 14369 kN = 0.91 < 1 CumpleSe considera una longitud de Cw = 1 + b /( 3.5de ) = 1.96≤ n b = 2anclaje de 180 mm. Las áreasde la pirámide truncada de Ct = h /(1.3de) = 2.02 >1.0 Ct =1falla (como se muestra en la Cc = 0.4+0.7(d c / d e)= 0.875 ≤ 1.0Figura 2.4 35), generan las Vuc =  Vnc = 0.65 × 375kNáreas × 1.96× 1.00 × 0.875= 418.03kNAp=104369mm 2 y At = 94187mm2 V us < V nc CumplePnc = 21 (0.23 × 0.1043m Verificación de tensión y+ 0.33 × 0.0942m ) = 484.5kN corte combinadosPus < Pnc Cumple Vu 14.48 =Verificación a cortante  Vnc 0.65 ( 418.03)d e < 15d entonces se usan las = 0.053< 1 Cumpleexpresiones: Pu 85.34• Cuando gobierna el acero = Pnc 0.65(484)Vus =  Vns =  A b f s n b = 0.75 = 0.271< 1 Cumple× ( 72.54× 10−6 m 2 )× 380MPa× 2 2 2  Pu   Vu = 44.76 kN  P  +  V   nc   nc • Cuando gobierna el concreto = 0.076 < 1 CumpleVnc = V nc Cw Ct C c 2 2
  • 48. 3 Aspectos constructivos 3.1 Empaque, transporte, altos de oxidación y garanti- asegurados entre sí mediante descargue y almacenamien- zar la calidad del producto. zunchos para garantizar la to de los perfiles acesco estabilidad en el transporte. Para el transporte de los Los perfiles se agrupan en perfiles laminados en frío, se Debe disponerse de un acceso paquetes de elementos de requiere de un vehículo con adecuado a la obra y contar igual calibre y referencia, plataforma rígida y así evitar con el personal entrenado especificando la longitud posibles alabeos y deflexiones para el manejo de perfiles con una tarjeta, los cuales que puedan presentarse en de acero. El material debe46 se encuentran sujetados los mismos, adicionalmente, contarse e inventariarse al mediante zunchos. Estos se colocarán estibas sobre recibirse. Cualquier dife- paquetes llegan a pesar entre el planchón del camión, los rencia en el material, debeMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 1.1 y 3.8 ton, según el tipo cuales previenen deforma- informarse inmediatamente y dimensiones del perfil. En ciones. Se recomienda que al distribuidor. el caso de requerirse pesos el camión sea un vehículo diferentes para el manejo en carpado y, de esta manera, Los paquetes de perfiles obra se debe especificar en la evitar la posibilidad de que requieren de un manejo ade- orden de pedido. La longitud los perfiles sean expuestos cuado según la forma de los de los perfiles varía según el a condiciones atmosféricas, mismos y el equipo con que pedido, pero por restricciones tales como lluvia. se cuente para su manipula- de producción y transporte, ción. Entre los paquetes y so- oscilan entre 1.80 y 12.00 m. Al colocar los empaques en bre el piso, se deben colocar el camión, debe tenerse en unas estibas de madera con Según las dimensiones de las cuenta que encima de un em- el fin de separar los paquetes secciones de los perfiles, los paque se coloca un empaque entre sí, de la misma manera paquetes están ordenados en con perfiles de igual o menor como se ubicaron durante el cantidades según muestra la calibre, para evitar que hayan transporte. tabla 3.1-1. deformaciones en los perfiles de menor calibre. Cada paquete tendrá una Debe asegurarse que la identificación en tinta in- Película Stretch, que cubre el En el caso que en el pedido deleble indicando el tipo de paquete, no sufra deterioro ni haya menos unidades de per- producto, calibre, espesor en perforaciones para evitar que files que las estipuladas an- mm, grado del material y el el producto tenga niveles más teriormente, éstos deben ser correcto lado de instalación. Altura de la Número de Para el descargue mecáni- sección del perfil unidades empaquetadas co mediante grúa, se debe 100 mm 100 y 50 constar con un dispositivo 120 mm 100 y 50 conformado por un gancho 150 mm 100 y 50 de grúa, araña para izado y 160 mm 80 y 40 bandas de izaje que permita 203 mm 60 y 30 el traslado de los paquetes. 220 mm 60 y 30 Se levantan los paquetes y 254 mm 60 y 30 se descargan sobre maderos 305 mm 40 y 20 previamente colocados sobre 355 mm 20 Tabla 3.1-1. Número de unidades empacadas según la altura del perfil el sitio de almacenamiento.
  • 49. inclinación a los paquetes, para que, en el caso que llegue a caer agua sobre ellos, ésta pueda escurrirse y no se estanque. 3.2 Manejo e izaje 2 maderos de 75x75x2350 Medio paquete Perfil 160x60 cada 3 m Se deben tomar todas las o medio paquete de Perfil 120x60 2 maderos de 75x75x2350 precauciones necesarias para 47 Espesores inferiores o 1.5 cada 3 m garantizar seguridad en los Paquete trabajos en altura. Las rutas MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Perfil 160x60 Espesores 1.5 o 2.5 y áreas de acceso deben ser Paquete monitoreadas permanente- Perfil 160x60 Espesores mayor o 2.5 mente para evitar la presen- cia de equipos, materiales o 2 maderos de 75x75x2350 desechos que puedan retrasar cada 3 m el proceso de instalación.Figura 3.1-3. Esquema ejemplo de disposición de los paquetes en camión para transporteCuando los perfiles sean El almacenamiento de los Los bordes y las esquinas detrasportados mediante paquetes debe realizarse en los perfiles son peligrosos pormontacargas se recomienda un lugar plano, aislado del lo que sólo personal capacita-utilizar un madero en éstos terreno natural y cercano al do consciente de los riesgos ypara evitar que las uñas del lugar de instalación, colo- peligros debe manipularlos.montacargas marquen o cándose una protección quemaltraten el producto. puede ser una carpa, plástico Para el manejo e izaje de o techo provisional. Al igual los perfiles Acesco se debenCuando se realice descargue que el transporte, deben colo- tener en cuenta las siguientesmanual, no arrastre un perfil carse estibas de madera sobre recomendaciones:sobre el otro, ya que los bor- el piso y entre los paquetes.des pueden rayar la superficie Es importante garantizar • Al momento de la instala-del siguiente perfil. Siempre una buena ventilación para ción de los perfiles, se debelevante el perfil y luego des- prevenir la condensaciónplácelos. Evite el movimiento de humedad y asegurar quebrusco e innecesario de los se mantenga a temperaturaperfiles; estos no deben ser ambiente.arrojados o golpeados contraalgún elemento rígido ya que Los paquetes deben estarse deteriora el acabado super- forrados por la Películaficial. Si los perfiles tienen Strech, en lo posible, hasta elmás de 3.0 m de longitud se momento en que se requierarequiere de dos ó más per- el perfil para la construcciónsonas para el movimiento para evitar niveles altos dedependiendo de la longitud oxidaciones en el producto.de los perfiles. Figura 3.1-4. Descargue mecánico de los Debe darse una pequeña perfiles ACESCO mediante grúa
  • 50. 3.3 Seguridad en obra 3.3.1 Generalidades Para el desarrollo exitoso de una obra de construcción, es necesario seguir las recomen- daciones de seguridad para evitar accidentes y contra-48 1,5m 1,5m tiempos en la ejecución de la misma. Las siguientes son algunas recomendacionesMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Hasta 3 metros de seguridad importantes a tener en cuenta: 2m 2m 2m • Utilizar siempre los ele- mentos de seguridad: casco, botas de punta de acero, Hasta 6 metros gafas industriales, guantes. • Asegurarse que las bandas de izaje estén bien ajustadas para mantener las cargas 2m 2m 2m 2m colgantes bien balanceadas. • No estacionarse bajo cargas que estén siendo elevadas. Hasta 8 metros • Mantener siempre las car- gas a la vista. • Utilizar señales de mano apropiadas para los operado- 1,5m 3m 3m 3m 1,5m res de las grúas o comunica- ción por radio. • Verificar que los paquetes Hasta 12 metros estén seguros y estables antes de cortar las bandas. • Al cortar los zunchos de los Figura 3.1-5 Manejo manual de los perfiles ACESCO paquetes, utilizar las dos ma- nos y alejarse debido a que haber realizado la ubicación peso de los perfiles, cubiertas, los zunchos se encuentran a de los ejes de la estructura, cargas de trabajo, etc. Como tensión. Se recomienda usar debidamente marcados y la estructura metálica va protección visual. señalados. anclada al concreto, deben • Mantenerse alerta de los • Para el caso de construc- haberse dejado los pernos bordes afilados. ción e instalación de cerchas, correspondientes embebidos • Mantener limpio el sitio de donde la estructura que en el concreto con la ubica- trabajo. sostiene la cercha es de con- ción indicada en los planos • No instalar perfiles dobla- creto, debe estar finalizada de construcción. dos o deteriorados. y curada para que soporte el
  • 51. Zona libre para • Deberá contar con manga ventilación larga de unos 20 cm. • Deberá estar totalmente forrado. • Deberá estar cosido en su totalidad, estando a su vezPlásticos de Plásticos de las costuras protegidas. protección protección • Deberá poder lavarse in- dustrialmente en seco cuan- do su estado así lo aconseje. 49 Prendas de protección para MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Bloque de madera sobre el piso y entre los soldadura: Tienen la función paquetes con inclinación para drenaje de proteger al soldador de pe-Figura 3.1 6. Esquema de almacenamiento de paquetes de perfiles ACESCO queñas salpicaduras de metal• Nunca instalar perfiles en fundido. Las prendas que setiempo lluvioso. Los filtros de las pantallas de deben utilizar se muestran• Utilizar gafas de seguridad soldadura son componentes en la siguiente figura.o de sol para evitar el reflejo que sirven para proteger losdel perfil, si es el caso. ojos de los rayos UV pro- Mascarillas: Las mascarillas• En caso que los perfiles ducido por el arco eléctrico. tienen como objetivo prote-sean anclados al concreto, no Sus adecuadas características ger al soldador de la inhala-usar aditivos o acelerantes geométricas y físicas per- ción de humo y gases tóxicosen el concreto que conten- miten al soldador tener una producto del proceso degan sales clorhídricas a que visión sin distorsiones y pre- soldadura. Se deben utilizarpueden producir corrosión en vienen el cansancio ocular. obligatoriamente cuando lalos perfiles. soldadura se realice en recin- Las configuraciones de las tos cerrados de pequeñas di-3.3.2 Seguridad en el trabajo diferentes pantallas comer- mensiones y sin ventilación.con soldadura ciales se muestran a conti- nuación. Diferentes tipos de mas-Para el proceso de soldadura carillas se presentan en lase debe utilizar elementos Guantes: Los guantes de siguiente figura:de protección personal más protección de soldadura sonespecíficos dependiendo del aquellos que evitan cualquier Además tener en cuenta lastipo de tarea a realizar. tipo de contacto térmico ó siguientes consideraciones: agresión cuando se está eje-Pantallas de soldadura: Las cutando la soldadura. • Comprobar que el áreapantallas de soldadura son de soldar tenga un piso desuperficies que ofrecen pro- Estos deben tener las siguien- cemento o de mampostería.tección a los ojos y en general tes recomendaciones: • Mantener el equipo de sol-a la cara de las emisiones dar en perfectas condiciones,producto de un trabajo de • Será un guante de 5 dedos limpio y seco.soldadura. En ellas se encuen- (no manoplas). • Asegúrese que todas lastran incorporados los filtros • Será de un mínimo de 1.5 conexiones eléctricas estánde soldadura. mm de espesor extra flexible. firmes, limpias y secas.
  • 52. • Desconectar el equipo de que las consecuencias suelen cercanos en la serie galváni- la corriente eléctrica antes de ser muy graves o mortales. ca, como el hierro fundido y limpiar y hacer ajustes. Como en la mayoría de los el acero, están relativamente • Seguir las reglas del fa- accidentes, podemos clasifi- libres de corrosión galváni- bricante sobre operación de car las causas por humanas y ca. Las combinaciones de interruptores y para hacer por materiales. metales lejos en esta escala, otros ajustes. como el aluminio y el cobre, • Asegurar que los cables, En la tabla 3.3-4 se presentan experimentarán una severa porta electrodos y conexio- las distintas medidas preven- corrosión ante un electroli-50 nes están debidamente tivas asociadas a los equipos to y hasta ante un entorno aislados. más comunes en trabajos en húmedo. • No cambiar la polaridad altura.MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO mientras que la máquina este El acero y el zinc se corroen trabajando. 3.4 Corrosión entre dos me- por si mismos pero cuando • Mantener el área de soldar tales (corrosión galvánica) están juntos (en contacto) siempre limpia y seca. el zinc se corroe y el acero • Retirar o proteger debida- La corrosión entre dos es protegido por este. Bajo mente los materiales infla- metales o corrosión galvá- ambientes excepcionales, mables que se encuentran en nica, fenómeno presentado tal como agua normal a una el área de soldar. en la interfase zinc – acero temperatura de 82°C, el • No soldar cerca de gases o de los perfiles galvanizados comportamiento de la pareja líquidos volátiles o inflama- formados en frío, es la más se invierte y el acero se con- bles. común y se establece cuando vierte en el material anódico. • Tener siempre al alcance dos metales distintos entre Bajo esta circunstancia los equipo extintor de fuego. sí actúan uno de ellos como productos de la corrosión • Almacenar los restos de ánodo, aquel que tiene el sobre el zinc lo hacen actuar electrodos en recipientes potencial de reducción más como una superficie noble metálicos. negativo, el menos noble para el acero (catódico). • Asegurar adecuada venti- o aquel electrolíticamente lación en el área de trabajo. más activo, y el otro como 3.4.1 Factores que afectan Siempre es necesario bas- cátodo, aquel que exhibe un la corrosión galvánica tante aire más aún cuando comportamiento contrario al se suelda con plomo, zinc, anterior, en presencia de un 3.4.1.1 Efectos ambientales cobre, cadmio. electrolito conductor como el aire, el agua, entre otros. En La naturaleza y agresividad 3.3.3 Seguridad en los traba- este proceso se produce un del medio ambiente determi- jos de alturas flujo de electrones causando nan en gran forma el grado una pérdida de material en el de corrosión galvánica o de Se considera trabajo en altura ánodo así como un depósito dos-metales. Usualmente el todas aquellas operaciones de material sobre el cátodo. metal con menos resistencia que se realicen por encima a un ambiente dado llega a del nivel del suelo. Histórica- La siguiente tabla muestra ser el miembro anódico de la mente este tipo de trabajos el grado de oxido-reducción pareja. han supuesto uno de los ma- de diferentes metales estruc- yores problemas en lo que a turales, tenga en cuenta que La corrosión galvánica es mu- seguridad se refiere debido a las combinaciones de metales cho más seria en estructuras
  • 53. Las escaleras de mano deben sujetarse a un lugar 1m fijo (preferentemente de la parte superior de la escalera) y deberá sobrepasar al menos 1 metro del lugar donde se quiere llegar.Sobrepasará al menos 1m el lugar donde se quiere llegar Las bajadas y las subidas se realizaran siempre de Subidas y bajadas frente y con las manos libres. de frente con las manos libres Para una correcta colocación de las escaleras, es 51 importante que la inclinación de las escaleras sea aproximadamente de unos 15-20°. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Las escaleras deben apoyar sobre suelos estables, contra una superficie sólida y fija, y de forma que no se pueda resbalar ni puedan bascular. En el momento de cargar con materiales en el andamio, las cargas se deben repartir por igual en toda la superficie. Cuando exista riesgo de caída de más de 2 m. Se instalarán barandillas. Los andamios deben estar totalmente nivelados antes de su uso. Los andamios deben estar totalmente nivelados antes de su uso.
  • 54. En el momento de un desplazamiento, no debe permanecer nadie sobre la plataforma de trabajo del andamio, trasladándolo descargado. Siempre utilizar arnés bien ajustado y en buenas52 condiciones que permita el libre movimiento del operador, cómodo y ligero de peso para alturas considerables.MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Si se unen más de un modulo de andamio entre sí, la longitud máxima horizontal de una tramada no deberá exceder de 8 metros. La unión de los diferentes andamios se hará por medio de dispositivos de seguridad o trinquetes dispuestos en los puntos de articulación. Utilizar pasarelas como medios auxiliares para solventar un problema de acceso o desplazamiento horizontal a través de un hueco o vano. Utilizar diferentes tipos de protección cuando se trabaje sobre cubiertas. Figura 3.3-4. Recomendaciones para evitar situaciones de riesgo en trabajos de altura.
  • 55. sistema de pintura adecuado para prevenir la corrosión. Anódico (Más propicio a la corrosión) Magnesio de toda la unión; y en caso Zinc que esto no sea posible, se Existen varias practicas Aluminio pinta solamente el compo- recomendadas para combatir Acero al carbono y aceros de alta resistencia y baja aleación nente más noble, esto es, el o minimizar la corrosión Hierro fundido cátodo. galvánica y en general todo Estaño tipo de corrosión. La preven- Cobre, Latón, Bronce Níquel (pasivo) 3.4.1.2 Efectos de la distan- ción se considera un aspecto Titanio cia importante que influye en Aceros inoxidables 430/304/316 (pasivos) la economía del proyecto, 53 Catódico (Menos propicio a la corrosión) La aceleración de la corrosión ya que logra una mayor vida debido a los efectos galvá- útil de la estructura a un MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOTabla 3.4-1. Potenciales de oxido-reducciónestándar para metales estructurales. nicos es, usualmente, más costo mínimo. Algunas veces grande cerca de la unión un solo procedimiento esinmersas en agua o ente- de los dos materiales, con suficiente pero en otros casosrradas, pero en ambientes un decreciente ataque al podría requerirse la com-menos agresivos (atmósferas irnos alejando de ese punto. binación de dos o más. Lasde baja y mediana agresivi- La distancia afectada por más importantes se listan adad), los aceros inoxidables la corrosión depende de la continuación:podrían conectarse a aceros conductividad de la soluciónestructurales sin grandes donde están inmersos los dos • Seleccionar combinacionesproblemas. Sin embargo la metales. de metales, en la medida deseveridad del proceso se in- las posibilidades, lo más cercacrementa en atmosferas muy 3.4.1.3 Efectos del área posible en la escala en la seriehúmedas o cercanas a las galvánica (Ver tabla Tablacostas donde existe conden- Otro factor importante en la 3.4 1).sación de sales creando así corrosión galvánica es el efec-ambientes más conductivos to del área o la relación de • Evitar el efecto desfavora-(por ende corrosivos) y más las áreas anódicas a las áreas ble del área de un pequeñoelectrolítico que en locacio- catódicas. Una desfavorable ánodo y un gran cátodo.nes alejadas de las costas, aún relación, por ejemplo, con-bajo las mismas condiciones siste en un gran cátodo y un • Aplicar recubrimientosde temperatura y humedad. pequeño ánodo. La densidad cuidadosamente. Se deben de corriente es más grande conservar los recubrimientosLa corrosión galvánica no para un pequeño electrodo en buen estado, particular-ocurre cuando los metales que para uno grande. La mente los colocados sobre elestán completamente secos mayor densidad de corriente miembro anódico.ya que no hay electrolitos en un área anódica incre-para llevar la corriente entre menta la rata de corrosión. • Agregar inhibidores am-las dos áreas de electrodos. La corrosión del área anódica bientales, si es posible, paraEn situaciones de gran riesgo, puede ser 100 ó 1000 veces disminuir la agresividad deldebemos tratar de aislar eléc- más grande que si las áreas medio.tricamente los dos metales, anódicas y catódicas fuerande modo de impedir el flujo de igual tamaño. • Evitar juntas atornilladasde electrones. Otra solución para materiales muy alejadoseficaz es la utilización de un 3.4.2 Recomendaciones en la serie galvánica (con
  • 56. potenciales muy alejados). Problema Solución típica Problema Solución típica La humedad y suciedad Utilice perfil T Humedad penetra Utilice cordón de pueden acumularse • Diseñar con la posibilidad en la fisura u otra geometria en la fisura soldadura de partes anódicas reempla- zables o hacerlas con más espesor para una larga vida. • Instalar un tercer metal que sea anódico para los Potencial de corrosión Elimene la fisura mediante Condición Condición favorable soldadura o sellante54 dos primeros en el contacto (fisura) (epoxi o poliuretano) desfavorable galvánico.MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO • Debe evitarse en lo posible la formación de grietas y cavidades en los elementos de la estructura. En caso de no Cantos vivos y Cantos redondeados Los refuerzos crean acumulación de agua Elimine la acumulación soldadura discontinua y soldura continua de agua y suciedad ser posible, se debe emplear y de suciedad un sellante, ya sean epóxico, poliuretano o silicona. • En las uniones, se prefie- ren las uniones soldadas que Cuidado con la acumulación Cree situaciones que eviten la acumulación de agua y de suciedad las atornilladas, ya que las de agua y suciedad primeras, al ser sellantes, evitan la penetración de agua y suciedad en las juntas. • Donde se necesite, se deben disponer espacios de drenaje Humedad y suciedad Use sellante para dificultar Agua retenidad No acumular agua pueden acumularse la entrada de agua para el escurrimiento del en la fisura agua. Soldadura en la base Soldadura del tope produce grieta de la unión • Permitir la libre circulación del aire en torno a la estruc- tura. La chapa de base La chapa de base encima Los rigidazadores Deje espacio de drenaje • Sellar las vigas cajón, para y los bulones de anclaje del suelo sobre la base de impiden el drenaje evitar la acumulación del a nivel del suelo pueden producir retención de agua concreto favorece la protección, inclinación agua dentro de ellas. para el drenaje de agua • En la zona donde la estruc- Formación de grieta Eliminación de grieta tura esté en contacto con concreto armado, la arma- dura metálica debe tener un recubrimiento adecuado. Tabla 3.4-2. Aspectos constructivos recomendados para evitar la corrosión en general
  • 57. • Es más fácil proteger super- al del acero, por lo que se la superficie se seca natural-ficies de geometría simple. rompe en ciclos naturales de mente o con aire comprimidoEn caso de que la estructura calentamiento y enfriamien- limpio y seco.posea formas complejas, los to; además, por ser muy lisa,componentes deben permitir no brinda la rugosidad nece- En el presente manual deel acceso para inspección y saria para la adherencia. perfiles ACESCO, se harámantenimiento. un bosquejo general de las La limpieza de la superficie características de las pinturasAlgunos aspectos cons- puede realizarse de manera empleadas para la proteccióntructivos se muestran en la manual, utilizando herra- a la corrosión del acero. Es 55siguiente tabla. mientas tales como cepillos, responsabilidad del profe- raspadores y lijas; mecánica, sional encargado realizar las MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO3.5 Pintura para la protec- utilizando herramientas tales consultas y recomendacionesción del acero como cepillos rotatorios, neu- pertinentes a los fabricantes máticos o eléctricos; o por de pinturas y a quienes las3.5.1 Preparación de la chorro abrasivo, mediante el apliquen.superficie impacto de partículas (ge- neralmente abrasivas, como 3.5.2 Generalidades deLa preparación de la superfi- arena, granos de acero, vi- pinturacie es un aspecto importante drio, hierro fundido, escorias,en la aplicación de la pintura. etc.) a alta velocidad contra la La pintura es una suspensiónCon esto se busca que la superficie a limpiar. homogénea de partículas sóli-superficie quede limpia de das, llamadas pigmentos, quesustancias que impidan una Debe tenerse en cuenta que se encuentran dispersas enaplicación uniforme y, ade- la superficie metálica debe un líquido, llamado vehículo,más, brindar rugosidad para ser lavada previamente con en presencia otros compo-garantizar la adherencia de la agua y tensoactivos neutros, nentes (aditivos).pintura. usando un cepillo de nylon, para remover los aceites, gra- Los pigmentos proporcionanDebe tenerse en cuenta que sas y sales de la superficie, ya color, opacidad, cohesión,la cascarilla de laminación es que el uso de las herramien- consistencia, dureza y resis-un contaminante que afecta tas de cepillado (manuales, tencia de la película, evitandola adherencia de la pintura, mecánicas y de chorreado) no la corrosión. Entre los pig-debido a que posee un coefi- los eliminan. Posteriormente, mentos utilizados se encuen-ciente de dilatación diferente Cascarilla de laminación H2O Cascarilla de laminación fisurada H2O Cascarilla H2O O2 de laminación O2 O2 (Cátodo) Acero Acero (ánodo) Ciclos de calentamiento y enfriamientoFigura 3.5-1. Degradación de la cascarilla de laminación ante ciclos de calentamiento y enfriamiento del material
  • 58. Clasificación según el tipo de resina Alquídicas Son esmaltes sintéticos y deben ser utilizados en interiores secos y abrigados o exteriores no contaminados, ya que no resisten la humedad. Epoxídicas Son más resistentes a los agentes químicos y a la humedad, pero no son indicadas a la exposición a exteriores porque pierden su brillo y color. Poliuretánicas Resisten a la intemperie y por muchos años con poca pérdida de brillo y color. Compatibles con imprimantes epoxídicos. Acrílicas Aptas para acabados y resistentes al sol. Clasificación según su función56 Pinturas de fondo Proporcionan adherencia y contienen pigmentos inhibidores de la corrosión (fosfato de Zinc, ZincMANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO metálico o aluminio). Pinturas intermedias Proporcionan protección por barrera, mas no anticorrosiva, por lo que deben aplicarse varias manos hasta llegar al espesor adecuado. Pinturas de acabado Protegen contra el medio ambiente y dan color y brillo al sistema. Clasificación según la protección a la corrosión Protección por barrera La protección se cumple al lograr el espesor indicado de capa de pintura seca, sólida y maciza. Protección anódica Los pigmentos anticorrosivos son de comportamiento oxidante.V = e h ×A Protección catódica Donde: La protección la proporcionan los pigmentos a base de cinc que forman pares galvánicos con el acero. Tabla 3.5-1. Clasificación de las pinturas usadas en la protección a la corrosión V : Volumen de pintura a emplear. tran el fosfato de cinc, el cinc tenga cierta rugosidad para e h : Espesor de pintura metálico, óxido de hierro, garantizar la adherencia de húmedo. aluminio, entre otros. Los la pintura de fondo, el área A : Área proyectada. solventes más empleados son real de contacto que hay que los líquidos orgánicos y el cubrir resulta mayor que el Pero el espesor de pintura agua. Los ligantes usados en área proyectada de la super- húmeda posee componentes pinturas son las resinas, los ficie. Lo anterior genera un que se evaporan al momento óleos y los silicatos solubles. volumen adicional al teórico de la aplicación, quedando un calculado, el cual llena los espesor de menor magnitud 3.5.3 Sistema de recubri- espacios entre los valles de la denominado espesor de mientos de pintura superficie, llamado volumen pintura seca es , este se puede muerto. A medida que la calcular de la siguiente En la tabla a continuación, rugosidad aumenta, aumen- manera: se muestran los diferentes ta el área real y, a su vez, el es = eh × ( % S V ) sistemas de recubrimientos volumen requerido. de pintura para la protección Donde: El volumen teórico de pintu- a la corrosión recomendados ra para un recubrimiento se % S V :Porcentaje de sólidos para los perfiles ACESCO. calcula con la ecuación de en volumen un prisma: El porcentaje de sólidos en 3.5.4 Consumo de recubri- volumen es la fracción de V= e h × A capa permanente en la miento de pintura Donde: estructura después del secado Debido a que se requiere V : Volumen de pintura a de la pintura. Finalmente se que la superficie metálica emplear. obtiene: e h : Espesor de pintura es V= ×A húmedo. % SV A : Área proyectada. Incluyendo factores de conversión para utilizar
  • 59. La siguiente tabla muestra algunas pautas para los sistemas de pintura.Ambiente Tipo Pintura Manos Espesor Espesor Costo Expectativa seco por seco total de durabilidadV= e h × A mano (µm) (µm) (años) Rural 1Donde: Fondo y Alquídica doble función 1 75 75 Bajo 3a6 acabadoV : Volumen de pintura a Rural 2 Fondo y Imprimante alquídico 1 40 120 Medio 4a7 emplear.e h : Espesor de pintura Esmalte alquídico acabado 2 40 Rural 3 Fondo Imprimante epoxídico 1 40 120 Medio 6a9 húmedo. 57 2 40A : Área proyectada. Esmalte epoxídico Urbano 1 acabado Fondo Imprimante alquídico 2 40 160 Bajo 4a7 MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOPero el espesor de pinturaEsmalte alquídico Urbano 2 acabado 2 40 1 120 120 Medio 6a9húmeda posee componentes Epoximástic Fondo Colores Urbano 3 acabadoque se evaporan al momento 2 70 140 Alto 7 a 10de la aplicación, y Fondo quedando un doble función Poliuretano de acabadoespesor 1 menor magnitud Industrial 2 125 250 Medio 6a9denominado espesor de Colores Epoximástic Fondo y acabadopintura seca es , este se puede Industrial 2 Fondo Imprimante epoxídico 1 75calcular de la siguiente acabado Esmalte epoxídico 2 100 275 Medio 6a9manera: Industrial 3 Fondo Imprimante epoxídico 1 125es = eh × ( % S V ) acabado Esmalte Poliuretano 2 75 275 Alto 7 a 10Donde: Marino 1 Fondo Imprimante Etil–Silicato de Cinc 1 75 265 Alto 8 a 12 Intermedia epoxídico–Poliamida(tie–coat) 1 40% S V :Porcentaje de sólidos Marino 2 acabado Esmalte Poliuretano 2 75en volumen Fondo Imprimante Epoxi rico en cinc 1 75 275 Alto 7 a 11El porcentaje de sólidos enEsmalte Epoxi Intermedia 1 125volumen esacabadola fracción de Esmalte Poliuretano 1 75capa permanente en la Imprimante epoxídico Marino 3 Fondo 2 125 300 Alto 6 a 10estructura después del secado Poliuretano acabado Esmalte 1 50de la pintura. Finalmente seTabla 3.5-2. Sistemas de pintura recomendados para ambientes de diferente agresividadobtiene: es A este volumen calculado se 3.6 Técnicas para ejecutarV= ×A le debe agregar un volumen % SV soldadura por arco adicional debido a la rugosi-Incluyendo factores de dad, para obtener un espesor 3.6.1 Encendido del arcoconversión para utilizar real uniforme por encima de eléctricounidades adecuadas todas las crestas superficialesobtenemos que: del metal. El consumo extra Este es uno de los procesos 1 es de pintura puede estimarse bases para realizar un buen V= × ×A por medio de la tabla 3.5-4. 1000 % SV proceso de soldadura de arco,V : En litros (Lts) se recomienda hacerlo de lae s : En micras (µ) Cabe mencionar que este vo- siguiente manera: lumen adicional debe dividir-A : En metros cuadrados (m2) se entre el %SV para obtener • Se mueve el electrodo sobre el espesor real adicional. la lámina, inclinándolos
  • 60. PROTECCIÓN A LA CORROSIÓN PARA PERFILES NEGROS (PHR) Epóxico : ambientes Tipo de Epoxi - uretano : Alquídico : ambientes agresivos (humedad y pintura exposición al sol y alta de agresividad clorudos) y productos y ambiente contaminación. intermedia. químicos corrosivos. Limpieza con chorro Limpieza con chorro Preparación abrasivo grado comercial abrasivo grado comercial Limpieza manual y de superficie o limpieza manual y o limpieza manual y mecánica mecánica mecánica Imprimante alquídico Imprimante epóxico Imprimante epóxico Recubrimiento fosfato de cinc : e = fosfato de cinc : e = 90 fosfato de cinc: e = 7558 base 65 - 75 µm cada una - 100 µm película seca - 100 µm película seca película seca Barrera Epóxica Gris: e Barrera Epóxica Gris :MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Recubrimiento = 90 - 100 µm película e = 90 - 100 µm película --- de barrera seca seca Recubrimiento Esmalte Epóxico : e = Esmalte Uretano: e = Esmalte Alquídico: e = de acabado 50 - 75 µm película seca 50 - 75 µm película seca 50 - 75 µm película seca Expectativa 6 a 9 años 6 a 10 años 3 a 6 años de durabilidad PROTECCIÓN A LA CORROSIÓN PARA PERFILES GALVANIZADOS (PAG) Limpieza manual con paño impregnado con disolvente en presencia de grasa. Preparación Lavar con agua y detergente neutro (opcional el uso de cepillo plástico). Lijar de superficie suavemente. No usar cepillos de alambre. Recubrimiento Barrera Epóxica (e = 40 - 75 µm película seca) base A la intemperie: Esmalte Uretano (e = 40 - 50 µm película seca) Recubrimiento Bajo techo: Esmalte Epóxico (e = 40 - 50 µm película seca) o Esmalte de acabado Alquídico (e = 50 - 65 µm cada una película seca) Expectativa 5 a 7 años de durabilidad Tabla 3.5-3. Sistema de recubrimientos para la protección a la corrosión para perfiles ACESCO Rugosidad (µ) Volumen • Cuando el arco se ha normal, aproximadamente adicional encendido, se retira un poco igual al diámetro del núcleo (Lts / m2) el electrodo, para formar un del electrodo. 15 1 aro ligeramente largo, y luego 20 2 establecer el arco de longitud 45 3 3.6.2 Ejecución de un cordón 60 4 Electrodo al de soldadura Electrodo al quedar establecido 75 5 iniciarse el arco 90 6 el arco • Regular la corriente eléctri- 105 7 ca de acuerdo al diámetro del 180 8 electrodo seleccionado. Tabla 3.5-4. Volumen adicional requerido • Encender el arco eléctrico. según la rugosidad de la superficie6 • Mantener el electrodo perpendicular al metal base, ligeramente. Pieza de trabajo con un ángulo de inclinación • Cuando la punta del elec- acorde con la posición de la trodo toca la lámina, el arco Figura 3.6-1. Esquema del encendido del ejecución de la soldadura en se enciende. electrodo la dirección de avance. 6 Estos valores son de referencia que deben ser verificados en campo según el producto utilizado
  • 61. • Mantener un arco de una Debido a que los cráteres cau- • Otro método consiste enlongitud de 1.5 a 3 mm y san zonas de tensiones y son apagar el arco a una distan-mover el electrodo sobre la los lugares más débiles de la cia de 2 a 5 mm del final dellámina a una velocidad uni- soldadura deben rellenarse cordón o extremo de la uniónforme para formar el cordón. debidamente, a continuación y reanudar el arco en el borde• A medida que el arco va se presenta dos formas para de la lámina, para ejecutarformando el cordón, obser- rellenar los cráteres cuando un cordón en el sentido con-var el cráter y notar como la el cordón llega al borde de la trario al ya realizado. Conti-fuerza de arco excava el me- lámina: nuar soldando hasta el crátertal base y deposita el metal del primer cordón y apagar 59de aporte. • Levantar el electrodo el arco cuando los bordes de• Depositar cordones de 4 a 6 lentamente, moviéndolo cada cráter se junten. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOcm de largo y apagar el arco. hacia atrás sobre el cordón ya ejecutado. Cordones anchos y bien for-Para reanudar un cordón de mados so obtienen moviendosoldadura, sin dejar espa- el electrodo de lado a lado en Levantar el electrodo lentamentecios o abultamientos, que desplazandose hacia atrás sentido transversal mientrasdesmejoren su aspecto y se avanza. En la figura 3.6-5uniformidad se debe hacer lo se observan los diferentessiguiente: movimientos oscilatorios.• Mantener el electrodo enposición perpendicular conun ángulo de inclinaciónacorde con la posición de la Figura 3.6-3 Método para evitar formación de cráter Movimiento en “Zig-Zag”ejecución de la soldadura enla dirección de avance.• Encender el arco a unos 5 Movimiento en “Media Luna”cm delante del cráter dejadopor el cordón anteriormente 30ointerrumpido. Movimiento en “B”• Regresar al cráter y moveral electrodo dentro de estehasta rellenarlo y luego se- Movimiento “Circular”guir adelante con la ejecucióndel cordón. Movimiento en “Media Luna Circular” Cráter Figura 3.6-5 Formas de cordones de solda- Encender el arco y formar dura de arco un cordón hacia el cráter Figura 3.6-4 Método alternativo para evitar La orientación del electrodo formación de cráter para las diferentes confi- guraciones y posiciones de soldadura se muestran en lasFigura 3.6-2. Cráter formado al finalizar uncordón de soldadura siguientes figuras:
  • 62. 45o 40o - 90o Electrodo 50o - 75o 40o - 50o Electrodo 90o 70o - 80o60MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO 85o - 90o 90o o- o 40 45 Figura 3.6-7 Orientación del electrodo para realizar soldadura de arco posición horizontal Figura 3.6-8 Orientación del electrodo para realizar soldadura de arco posición vertical: a) Ascendente b) Descendente c) De solape. 65o - 75o 45o 10o - 15o 40o - 90o 90o 60o - 75o 45o o 45 Figura 3.6-6 Orientación del electrodo para realizar soldadura de arco posición plana 70o - 90o 40o - 90o Preferible
  • 63. 45o 70o - 90o para la aceptación o rechazo inspección. de un producto. • Desarrollar un plan para Preferible recolectar los resultados de la Un programa efectivo de VT, inspección y almacenarlos. antes, durante y después de • Desarrollar un sistema Inconveniente la aplicación de la soldadura, para identificar rechazos. da como resultado la detec- • Verificar la condición del ción de la mayoría de las dis- equipo de soldadura. continuidades que se podrían • Verificar la calidad y la 90o encontrar más tarde, con condición del metal base y el 61 otros métodos de prueba no de aporte que serán usados. destructivos más costosos. • Verificar la preparación de MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO la soldadura. No todas la personas pue- • Verificar la preparación de 70o - 90o den ejercer esta actividad; la junta. solamente un Inspector o • Verificar el montaje de la un Supervisor preparado. junta. El Inspector o Supervisor • Verificar el alineamiento. debe tener experiencia y • Verificar el precalentamien-Figura 3.6-9 Orientación del electrodo conocimiento sobre todas las to, cuando se requiera.para realizar soldadura de arco posición técnicas usadas para realizar • Verificar la limpieza de lasobrecabeza las uniones soldadas. Se debe junta.3.7 Inspección visual en la llegar a familiarizar con lossoldadura requerimientos de la soldadu- 3.7.2 Guía durante la solda- ra, para determinar cuándo duraLa inspección visual (visual deben ser ejecutadas las ins-testing, VT) es considerado pecciones y para desarrollar • Verificar que las variablescomo el método de ensayo sistemas de reporte y mante- de soldadura estén de acuerdomás sencillo para las solda- nimiento de la información con el procedimiento.duras, comparado con las de inspección. Estas guías de • Verificar la calidad de cadaotras técnicas de ensayos no ayuda se subdividen en tres pase individualmente.destructivos existentes. partes. • Verificar la limpieza entre pases.Para cualquier programa 3.7.1 Guía antes de la solda- • Verificar la temperaturaefectivo de control de calidad dura entre pases.de soldaduras, la inspección • Verificar el sitio y la se-visual suministra los elemen- • Revisar la documentación cuencia de colocación de cadatos básicos para la evaluación pertinente. pase individual.de estructuras, componentes, • Verificar los procedimien- • Verificar las superficies deproductos y materiales que se tos de soldadura. respaldo.hayan fabricado. • Verificar las calificaciones • Realizar ensayos no des- individuales de los soldado- tructivos cuando se necesi-En soldadura, los códigos y res. ten.estándares contemplan a la • Establecer sus puntos deVT como el mínimo nivel de vista. 3.7.3 Guía después de laevaluación que se requiere • Desarrollar un plan de soldadura
  • 64. • Verificar su apariencia Válvula reguladora para el oxígeno de combustible final. Entrada del oxígeno • Verificar sus dimensiones. Entrada del combustible • Verificar su longitud. Válvula reguladora de • Verificar la precisión de sus combustible dimensiones. • Desarrollar ensayos no des- tructivos adicionales cuando se requiera. Figura 3.8-1 Esquema general del proceso oxicorte en perfiles formados en frío62 • Monitorear el tratamien- to térmico post-soldadura, cuando este se requiera. en la reacción fuertemente velocidad de corte elevada,MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO • Preparar los reportes de exotérmica de la oxidación llama de calefacción econó- inspección. del hierro en presencia de mica, flexibilidad de la llama, oxígeno. Un hilo de hierro regulación fácil. Profundidad Ciertos implementos ayudan se lleva a la temperatura de de corte hasta 700 mm. al Inspector o Supervisor de rojo y se coloca en presencia soldadura a ejecutar más fácil de oxígeno puro, el cual arde Gas Natural: Económico con y efectivamente su trabajo, rápidamente, continuando la poder calorífico adecuado tales como linternas, lupas, combustión por la reacción para cortar laminas delgadas. galgas, instrumentos térmi- de oxidación. cos y de medida, espejos, etc. Los pasos a seguir para un Este proceso consta de un buen corte son los siguientes: 3.8 Corte en obra de los soplete ordinario que permite elementos, herramientas y calentar un punto del acero • Abrir toda la válvula de métodos a la temperatura de corte, es oxígeno de combustión en el decir, de 1200 a 1300° C y soplete. En el caso que se requieran de un dispositivo que aporta • Abrir un poco la válvula de cortes por ajustes a la geo- el oxígeno necesario para la combustible. metría de la estructura, se oxidación del hierro; a este • Encender la mezcla. requieres sistemas de corte y último se le da el nombre de • Reducir el gas combusti- herramientas que se apliquen oxígeno de corte, mientras ble hasta obtener una llama tanto al acero negro como al que a la llama del soplete neutra. galvanizado. El más utilizado destinada a mantener la re- • Abrir la válvula de oxígeno es el corte por acetileno, me- acción, se le da el nombre de de corte. diante soplete ó con electro- llama de calefacción. dos, mediante soldadura. El siguiente esquema muestra Para el corte de perfiles for- los procedimientos de corte 3.8.1 Corte con oxicorte mados en frío se recomienda manual con oxicorte. utilizar acetileno ó gas natu- El término Oxicorte indica la ral el cual tiene las siguientes El chorro de oxígeno para operación de seccionamiento ventajas: el corte tiene que salir de la o corte del acero por medio boquilla recto y cilíndrico, de un soplete alimentado por Acetileno: Poder calorífico no debe fluctuar. Para cortes un gas combustible y oxíge- elevado, gran temperatura sobre superficies limpias, con no. Esta operación se basa de calefacción, por tanto: buen acabado se requiere 2
  • 65. defectuosas, remover solda- duras antiguas, preparar bi- seles y ranuras para la solda- dura en toda clase de metales Precalentar Para chapas gruesas, Abrir paulatinamente Perforación total ferrosos y no ferrosos. El área levantar un poco el soplete y moverlo lentamente la válvula de oxígeno de corte de corte es pequeña y, como hacia adelante el metal es fundido y rápi-Figura 3.8-2 Procedimiento de oxicorte damente removido, el área circundante no llega a altas temperaturas; esto reduce la 63 máquina. posibilidad de distorsión y • De la boquilla de corte rajadura. MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Corte oblicuo de 30º 25% Corte oblicuo de 45º 45% elegida. Corte en curva 10% Con los electrodos de corte Escogiendo una adecuada puede removerse acero dulceTabla 3.8-1 Reducción de la velocidad deavance según el ángulo de inclinación del secuencia de corte se puede a una velocidad de hasta 10corte evitar la deformación que se kg por hora, mientras que produce por la aportación de con un disco esmerilador delitros de oxígeno por centí- calor de la llama. Para ello alta velocidad solo se llega a 2metro cuadrado de sección. se debe tener en cuenta las kg por hora máximo. siguientes recomendaciones:La velocidad de avance se Con respecto al corte oxiace-debe seleccionar en la ficha • Cortar primero los sectores tilénico, el corte por electro-técnica de corte y depende en interiores. dos metálicos presenta venta-gran medida de las siguientes • Elegir el sentido de corte jas ya que el oxicorte solo sevariables: e tal forma que los recortes emplea para cortes de acero puedan separarse solos. dulces, mientras que por elec-• Del tipo de corte: si es • Cortar dentro del marco. trodos se puede emplear paravertical u oblicuo, si es recto cortar cualquier tipo de aceroo curvilíneo; para cortes obli- 3.8.2 Corte con electrodo laminado, forjado, o hierrocuos y para cortes en curvas metálico fundido, aceros inoxidables,de radios pequeños, hay que así como el cobre, bronce,reducir la velocidad según: Es posible cortar metales fun- aluminio y cualquier metal o diéndolos mediante el inten- aleación no ferrosa.• De las exigencias para la so calor que se produce entresuperficie del corte, si se trata un electrodo especial y la 3.9 Instalación de los per-de un corte estructural o de pieza. La aplicación de estos nosseparación. electrodos se realiza utilizan-• De la composición del do equipos convencionales de Un mecanismo de sujeciónmaterial. soldadura eléctrica manual, apernado está sujeto a dos• De las características de sin requerir equipos o acceso- tipos de esfuerzos cuando esla superficie del material, si rios adicionales. apretado: tensión y torsión,tiene escorias, está oxidada o siendo la tensión el esfuerzotiene una imprimación. El proceso de corte con elec- deseado y la torsión el inde-• De las características trodos se utiliza para cortar, seado debido a que es causa-(suavidad de marcha) de la perforar, eliminar secciones do por la fricción, esfuerzo
  • 66. partes del ensamble y esfuer- tado, su cuerpo sostiene un zos cíclicos del mecanismo esfuerzo directo debido a de sujeción dando origen a la tensión de estiramiento pequeñas grietas. Eventual- y un esfuerzo torsional por mente, estas grietas progresa- la acción del torque actuan- rán hasta el punto en donde do sobre las roscas, el cual el mecanismo de sujeción se traduce en fricción. Un no puede soportar la carga problema fundamental de de diseño y en consecuencia este método es que, como Fricción en las roscas 45%64 fallará. la mayor parte del torque Fricción en la cara de la tuerca 40% (alrededor del 85%) es usa- Deformación del tornillo 8,1% 3.9.1 Métodos de torque do para vencer la fricción,MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO Torque real aplicado 6.9 % pequeñas variaciones en los Uno de los mayores proble- valores de fricción pueden Figura 3.9-1 Distribución del torque aplicado en juntas pernadas. mas que tienen las uniones conducir a grandes cambios apernadas es la precisión con en la precarga del tornillo. que consume la mayor parte la que se puede lograr una Por esta situación, es impor- del torque aplicado, de tal determinada precarga del tante que se consideren todos manera que se desea que solo tornillo, según el método los factores que afectan la el de tensión permanezca de apriete del tornillo. Una transformación del torque después de apretar. Realmen- precarga insuficiente, causa- en precarga de tensión, tales te la fricción consume alrede- da por un método de apriete como coeficiente de fricción dor de 85% del torque (50% impreciso, es una causa fre- entre la tuerca y el tornillo, bajo la cabeza del tornillo y cuente de fallas en uniones deformaciones locales del tor- 35% en las roscas), dejando atornilladas. Hay 6 métodos nillo y la tuerca, desalinea- solo alrededor de 15% para principales para controlar miento de los componentes, tensionar el tornillo. la precarga en este tipo de tornillos doblados, velocidad uniones. de apriete, tornillos reusados, Para que un tornillo sea etc, los cuales pueden aumen- precargado apropiadamente • Apriete controlando el tar la fricción y por lo tanto por una tuerca y se preven- torque disminuir el porcentaje de ga una falla prematura, se • Apriete controlando el torque para tensión o precar- requiere aplicar un deter- ángulo de giro ga del tornillo. minado torque. Con este se • Apriete controlando la reduce la posibilidad de que fluencia o esfuerzo de fluen- Cuando se usa este método el mecanismo de sujeción se cia para medir la relación entre afloje cuando está en servi- • Apriete por calor tensión y torque, se tienen cio. Las fallas por fatiga de • Métodos indicadores de variaciones de más de 35% en los mecanismos de sujeción tensión la precarga, aún en situacio- son la causa de la mayoría de nes controladas. sus problemas. Las roturas 3.9.1.1 Apriete controlando por fatiga son causadas por el torque 3.9.1.2 Apriete controlando insuficiente apriete y la falta el ángulo de giro de una precarga o fuerza Es el método más popular de agarre adecuada, lo cual para controlar la precarga. En este método, la tuerca o el origina movimiento entre las Cuando el tornillo es apre- tornillo a apretar, se gira un
  • 67. determinado ángulo después tornillo, el cual al calentarse estándar, sin uso de lubrican-de haberse aplicado un tor- por una fuente externa, se tes, con una tensión del 90%que inicial. Es usado general- expande. La tuerca es apre- del esfuerzo de fluencia, paramente con llaves de potencia tada a un valor determinado una aplicación de torque cony da variaciones de alrededor y se permite que el conjunto una secuencia final suavede 20%. Es necesario tener se enfríe. Cuando el tornillo y lenta hasta que el valorla especificación precisa de trata de contraerse longitu- máximo se obtiene. A con-los valores a utilizar. Limita dinalmente, la tuerca no lo tinuación se mencionan lasel número de veces que se permite, resultando en la pre- principales fuentes de errorpuede reutilizar un tornillo tensión deseada. Este método en una llave de torque: 65porque se trabaja cerca del lí- no es muy utilizado y se usamite del esfuerzo de fluencia solamente en aplicaciones • Fricción estática y dinámi- MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍOdespués del cual el material con tornillos de diámetros ca: a medida que un tornillopuede fallar. grandes, dando variaciones es tensionado, dos superficies de alrededor de 15% en la se deslizan una contra la3.9.1.3 Apriete controlando precarga. otra. Sí al estar cerca de lala fluencia del material tensión objetivo se para y 3.9.1.5 Métodos indicadores luego se continúa, despuésMétodo basado en la identi- de tensión de reposicionar la llave deficación del punto de fluen- torque, se permite que hayacia del tornillo que está Incluye el uso de tornillos in- una mayor fuerza de fricciónsiendo apretado. Una rápida dicadores de tensión, arande- estática, dando a entenderdetección del cambio en la las indicadoras de carga y el que ya se ha llegado al torquecurvatura de la gráfica indica uso de métodos que determi- objetivo.que se ha llegado al punto de nan el cambio en la longitudfluencia, indicando parar el del tornillo o del mecanismo • Irregularidades superfi-proceso de apriete. Es usado de sujeción. Las arandelas ciales: a nivel microscópicogeneralmente en aplicaciones indicadoras de carga son causan cambios en el coefi-críticas, tales como tornillos ampliamente usadas en ciente de fricción. Los cam-de culatas y de bielas con el estructuras y en algunas co- bios pueden ser uniformes ofin de tener consistentemen- nexiones eléctricas y aunque más pronunciados en ciertaste altas precargas. Debido indican cuando se ha logrado posiciones de torqueo.al alto costo de los equipos la precarga, no indican ennecesarios, es improba- cuanto se ha excedido. El • Lubricantes: son usadosble utilizar este método y cambio en la extensión de generalmente para conse-normalmente solamente lo un tornillo puede ser medido guir lecturas de torque másutilizan algunos fabricantes. usando un micrómetro u consistentes, ayudando másEste método da variaciones otros métodos sofisticados a algunas irregularidadesde alrededor de 10% en la como el ultrasonido. que a otras. Cuando se usaprecarga. lubricante, el valor del torque 3.9.2 Practicas de torque a aplicar es más bajo que el3.9.1.4 Método de apriete especificado para torque secopor calor Generalmente las especifica- y dependiendo del coeficien- ciones de torque se dan para te de fricción del lubricanteUtiliza las características tornillos y tuercas nuevas, aplicado. Lo anterior sede la expansión térmica del con acabado superficial debe a que al perderse me-
  • 68. nor esfuerzo de tensión por algunas aplicaciones con múl- fricción debido al lubricante, tiples tornillos. La secuencia 9 5 1 4 queda un mayor porcentaje de torque se debe dar en 8 de torque para tensionar el varios pasos incrementales y 10 tornillo. Si se aplica el mismo siguiendo el orden indicado, 6 2 3 7 torque se corre el riesgo de para asegurar una fuerza de sobrepasar el límite de fluen- agarre uniforme y un asenta- Figura 3.9-1 Secuencia de apriete para una cia del tornillo y en conse- miento adecuado en toda la configuración típica de pernos cuencia puede fallar durante superficie de la pieza que está66 su apriete u ocasionar una siendo fijada. falla prematura. Figura 3.9 1 Secuencia de • Todos los tornillos de cabe-MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO • Técnico u Operador: si no apriete para una configura- za hexagonal, mayor o igual se mantiene el torque a 90 ción típica de pernos a 5 mm de diámetro, deben grados de la superficie duran- tener su marca de identifica- te el torqueo. • El uso de cualquier tipo de ción. Un tornillo sin marcas extensión con una llave de indicará que es de un grado • Roscas del tornillo: no torque cambia la lectura del bajo. No deben usarse torni- todas las roscas reciben la indicador hacia un menor llos que, aunque estén em- misma carga. Lo mismo valor. pacados con un número de aplica a las irregularidades referencia del fabricante, no superficiales en contacto con • No se recomienda el uso de tengan las marcas del grado. otra superficie. palancas y tubos para apretar Podrían ser de procedencia tornillos debido a la imposi- no confiable. • Calibración: cada conjunto bilidad de saber el valor del de tornillo-tuerca es diferen- torque aplicado. Pueden que- • Cuando se instale una te. dar excesivamente apretados tuerca en un perno o espárra- o flojos. go, un mínimo de dos hilos • Tensión de carga lateral: de rosca deben sobresalir de si el tornillo tiene alguna • No se puede confiar en la cara de la tuerca, después tensión de este tipo, el perfil la inspección visual para de haber sido torqueada, de tensión no será uniforme. detectar tornillos flojos: debe para asegurar un correcto y Un lado del tornillo estará en usarse una llave de torque. completo enrosque. Se debe mayor tensión que el otro. tener en cuenta que una • No deben mezclarse excesiva longitud libre es un Teniendo en cuenta los po- tornillos de diferentes gra- riesgo para el personal. Si sibles errores se recomienda dos en una junta, flanche se tienen demasiadas roscas además seguir las siguien- o conexión, debido a que libres, pueden ser expuestas tes prácticas para pernos y conducirán a problemas con a la corrosión y a su daño tornillos: el apriete, produciendo cargas haciendo difícil su remoción. de agarre incorrectas y dispa- Mientras sea posible, no debe En la Figura 3.9 1 se indica la rejas. Unos tornillos estarán haber más de 5 roscas libres y secuencia de apriete reco- recibiendo más carga que en ningún caso deben sobre- mendado más usual para otros, pudiéndose producir su salir más de 10 roscas. falla.
  • 69. Anexos de diseño Propiedades mecánicas y 20MANUAL TÉCNICO DE PERFILES DE ACERO FORMADOS EN FRÍO
  • 70. Y X PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETA PERFIL ESTRUCTURAL C NEGRO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Xo corte St Venant Warping j tors. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm2) (mm) (mm) J (mm 4) Cw (mm6) (mm) Ix (mm4) ly (mm4) Sx (mm3) Sy (mm3) rx (mm) ry (mm) ro (mm)PHR C 100 x 50 - 3.0mm 3.0 11 100 50 15 5.06 620.52 17.047 -38.787 1861.60 411359072 58.615 952813 198665 19056 6029 39.185 17.893 57.966PHR C 100 x 50 - 2.5mm 2.5 12 100 50 15 4.22 523.17 17.056 -39.400 1089.90 362593760 59.100 813385 171906 16268 5218 39.430 18.127 58.614PHR C 100 x 50 - 2.0mm 2.0 14 100 50 15 3.38 423.40 17.064 -40.011 564.53 306571456 59.585 666448 142748 13329 4334 39.674 18.362 59.263PHR C 100 x 50 - 1.5mm 1.5 16 100 50 15 2.53 321.19 17.073 -40.621 240.89 242810944 60.069 511822 111085 10236 3374 39.919 18.597 59.912PHR C 100 x 50 - 1.2mm 1.2 18 100 50 15 2.03 258.70 17.077 -40.986 124.18 200633216 60.360 415282 90841 8306 2759 40.066 18.739 60.301PHR C 120 x 60 - 3.0mm 3.0 11 120 60 15 6.12 740.52 19.609 -45.129 2221.60 9.46705E+08 70.769 1671544 335164 27859 8298 47.511 21.275 68.894PHR C 120 x 60 - 2.5mm 2.5 12 120 60 15 5.10 623.17 19.620 -45.742 1298.30 827091008 71.241 1421339 288454 23689 7143 47.758 21.515 69.542PHR C 120 x 60 - 2.0mm 2.0 14 120 60 15 4.08 503.40 19.630 -46.354 671.20 693275264 71.713 1160070 238253 19334 5902 48.005 21.755 70.189PHR C 120 x 60 - 1.5mm 1.5 16 120 60 15 3.06 381.19 19.641 -46.965 285.90 544478592 72.186 887521 184436 14792 4570 48.252 21.996 70.837PHR C 120 x 60 - 1.2mm 1.2 18 120 60 15 2.45 306.70 19.647 -47.331 147.22 447675296 72.469 718487 150357 11975 3726 48.401 22.141 71.226PHR C 150 x 50 - 3.0mm 3.0 11 150 50 17 6.31 782.52 14.549 -34.450 2347.60 1.07760E+09 78.430 2536912 242032 33825 6827 56.938 17.587 68.834PHR C 150 x 50 - 2.5mm 2.5 12 150 50 17 5.26 658.17 14.535 -35.022 1371.20 942218432 78.658 2154637 209069 28728 5895 57.216 17.823 69.411PHR C 150 x 50 - 2.0mm 2.0 14 150 50 17 4.21 531.40 14.522 -35.594 708.50 790381824 78.889 1756495 173314 23420 4885 57.493 18.060 69.989PHR C 150 x 60 - 1.5mm 1.5 16 150 50 17 3.16 402.19 14.509 -36.165 301.60 621178368 79.123 1342224 134651 17896 3794 57.769 18.297 70.569PHR C 150 x 50 - 1.2mm 1.2 18 150 50 17 2.52 323.50 14.501 -36.507 155.30 510940352 79.265 1085811 110007 14477 3099 57.935 18.440 70.917PHR C 160 x 60 - 3.0mm 3.0 11 160 60 20 7.16 890.52 18.479 -43.970 2671.60 2.19110E+09 84.968 3400208 418866 42503 10088 61.792 21.688 78.879PHR C 160 x 60 - 2.5mm 2.5 12 160 60 20 5.97 748.17 18.472 -44.551 1558.70 1.90170E+09 85.299 2881149 359557 36014 8658 62.056 21.922 79.475PHR C 160 x 60 - 2.0mm 2.0 14 160 60 20 4.77 603.40 18.465 -45.131 804.50 1.58380E+09 85.631 2343414 296234 29293 7132 62.319 22.157 80.071PHR C 160 x 60 - 1.5mm 1.5 16 160 60 20 3.58 456.19 18.459 -45.711 342.10 1.23610E+09 85.965 1786715 228757 22334 5507 62.583 22.393 80.669PHR C 160 x 60 - 1.2mm 1.2 18 160 60 20 2.86 366.70 18.455 -46.058 176.00 1.01260E+09 86.166 1443477 186220 18043 4482 62.740 22.535 81.028
  • 71. Y X PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETA PERFIL ESTRUCTURAL C NEGRO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Xo corte St Venant Warping j tors. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm2) (mm) (mm) J (mm 4) Cw (mm6) (mm) Ix (mm 4) ly (mm4) Sx (mm3) Sy (mm3) rx (mm) ry (mm) ro (mm)PHR C 203 x 67 - 3.0mm 3.0 11 203 67 19 8.43 1055.50 18.49 -44.87 3166.6 4.6014E+09 107.97 6377136 579848 62829 11954 77.73 23.44 92.76PHR C 203 x 67 - 2.5mm 2.5 12 203 67 19 7.03 885.67 18.48 -45.44 1845.2 3.9743E+09 108.16 5389788 496620 53101 10235 78.01 23.68 93.33PHR C 203 x 67 - 2.0mm 2.0 14 203 67 19 5.62 713.40 18.47 -46.00 951.2 3.2941E+09 108.35 4372715 408242 43081 8412 78.29 23.92 93.90PHR C 203 x 67 - 1.5mm 1.5 16 203 67 19 4.22 538.69 18.45 -46.57 404.0 2.5587E+09 108.54 3325560 314554 32764 6479 78.57 24.16 94.48PHR C 203 x 67 - 1.2mm 1.2 18 203 67 19 3.37 432.70 18.45 -46.91 207.7 2.0901E+09 108.66 2682677 255725 26430 5267 78.74 24.31 94.82PHR C 220 x 80 - 3.0mm 3.0 11 220 80 20 9.56 1190.50 22.540 -54.720 3571.60 8.72360E+09 118.590 8690372 943603 79003 16421 85.440 28.150 105.290PHR C 220 x 80 - 2.5mm 2.5 12 220 80 20 7.97 998.17 22.530 -55.300 2079.50 7.49840E+09 118.850 7333024 804923 66664 14006 85.710 28.400 105.880PHR C 220 x 80 - 2.0mm 2.0 14 220 80 20 6.37 803.40 22.520 -55.880 1071.20 6.18580E+09 119.120 5939783 659059 53998 11467 85.980 28.640 106.470PHR C 220 x 80 - 1.5mm 1.5 16 220 80 20 4.78 606.19 22.520 -56.450 454.60 4.78280E+09 119.390 4510252 505823 41002 8800 86.260 28.890 107.060PHR C 220 x 80 - 1.2mm 1.2 18 220 80 20 3.82 486.70 22.510 -56.800 233.60 3.89630E+09 119.550 3634953 410265 33045 7137 86.420 29.030 107.410PHR C 254 x 67 - 3.0mm 3.0 11 254 67 18 9.56 1202.50 16.1 -39.96 3607.6 7.3463E+09 140.97 10830953 603975 85283 11865 94.9 22.41 105.39PHR C 254 x 67 - 2.5mm 2.5 12 254 67 18 7.97 1008.20 16.07 -40.50 2100.4 6.3349E+09 140.83 9140007 517490 71969 10160 95.21 22.66 105.92PHR C 254 x 67 - 2.0mm 2.0 14 254 67 18 6.37 811.40 16.04 -41.05 1081.9 5.2423E+09 140.70 7403970 425564 58299 8350 95.52 22.90 106.46PHR C 254 x 67 - 1.5mm 1.5 16 254 67 18 4.78 612.19 16.01 -41.59 459.1 4.0656E+09 140.58 5622388 328026 44271 6433 95.83 23.15 107.00PHR C 305 x 80 - 3.0mm 3.0 11 305 80 25 11.73 1475.50 20.040 -50.510 4427.00 2.06740E+10 166.070 19389458 1141419 127144 19036 114.630 27.810 128.320PHR C 305 x 80 - 2.5mm 2.5 12 305 80 25 9.77 1235.70 20.010 -51.050 2574.00 1.77050E+10 165.990 16323594 972436 107040 16210 114.940 28.050 128.850PHR C 305 x 80 - 2.0mm 2.0 14 305 80 25 7.82 993.40 19.980 -51.590 1324.50 1.45530E+10 165.910 13192153 795229 86506 13249 115.240 28.290 129.390PHR C 305 x 80 - 1.5mm 1.5 16 305 80 25 5.86 748.69 19.950 -52.130 561.50 1.12120E+10 165.840 9994609 609596 65538 10151 115.540 28.530 129.930PHR C 355 x 110 - 3.0mm 3.0 11 355 110 25 14.25 1805.50 27.890 -70.210 5417.00 6.20550E+10 192.380 33554588 2613640 189040 31830 136.320 38.050 157.990PHR C 355 x 110 - 2.5mm 2.5 12 355 110 25 11.87 1510.70 27.870 -70.770 3147.00 5.28310E+10 192.470 28195212 2215429 158846 26975 136.620 38.300 158.550PHR C 355 x 110 - 2.0mm 2.0 14 355 110 25 9.50 1213.40 27.850 -71.330 1618.00 4.31720E+10 192.560 22743454. 1802626 128132 21944 136.910 38.540 159.110
  • 72. Y X PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETA PERFIL ESTRUCTURAL C GALVANIZADO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Xo corte St Venant Warping j tors. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm 2) (mm) (mm) J (mm4 ) Cw (mm6) (mm) Ix (mm4 ) ly (mm 4 ) Sx (mm3) Sy(mm 3) rx (mm) ry (mm) ro(mm)PAG C 100 x 50 - 1.9mm 1,9 14 100 50 15 3,19 397,06 17,066 -40,17 462,82 290758176 59,711 626992 134760 12540 4092 39,738 18,423 59,432PAG C 100 x 50 - 1.5mm 1,5 16 100 50 15 2,50 312,91 17,073 -40,67 222,33 237361520 60,108 499115 108440 9982,3 3293,4 39,938 18,616 59,964PAG C 100 x 50 - 1.2mm 1,2 18 100 50 15 2,00 250,31 17,078 -41,035 112,27 194779648 60,399 402194 88070 8043,9 2675,1 40,085 18,758 60,353PAG C 120 x 60 - 1.9mm 1,9 14 120 60 15 3,86 471,86 19,633 -46,513 550 656061632 71,836 1090301 224614 18172 5564 48,069 21,818 70,357PAG C 120 x 60 -1.5mm 1,5 16 120 60 15 3,03 371,31 19,642 -47,014 263,8 531903904 72,224 865224 179970 14420 4459 48,272 22,016 70,889PAG C 120 x 60 -1.2mm 1,2 18 120 60 15 2,41 296,71 19,648 -47,38 133,08 434328480 72,507 695634 145709 11594 3611 48,42 22,161 71,277PAG C 150 x 50 -1.9mm 1,9 14 150 50 17 3,98 498,04 14,519 -35,742 580,5 748094912 78,95 1650346 163546 22005 4609 57,565 18,121 70,14PAG C 150 x 50 -1.5mm 1,5 16 150 50 17 3,12 391,75 14,508 -36,211 278,4 606866112 79,142 1308378 131428 17445 3703 57,791 18,316 70,615PAG C 150 x 50 -1.2mm 1,2 18 150 50 17 2,49 312,95 14,5 -36,553 140,37 495733280 79,285 1051174 106637 14016 3004 57,957 18,459 70,964PAG C 160 x 60 - 1.9mm 1,9 14 160 60 20 4,52 565,36 18,464 -45,282 659 1,49630E+09 85,718 2200507 279095 27506 6719 62,388 22,218 80,227PAG C 160 x 60 -1.5mm 1,5 16 160 60 20 3,54 444,31 18,458 -45,757 315,7 1,20690E+09 85,992 1741352 223176 21767 5372 62,604 22,412 80,717PAG C 160 x 60 -1.2mm 1,2 18 160 60 20 2,82 354,70 18,454 -46,105 159,1 981878976 86,193 1397185 180430 17465 4343 62,761 22,554 81,076PAG C 203 x 67 - 1.9mm 1.9 14 203 67 19 5.32 668.21 18.46 -46.15 778.9 3.1083E+09 108.40 4103362 384401 40427 7920 78.36 23.98 94.05PAG C 203 x 67 - 1.5mm 1.5 16 203 67 19 4.17 524.61 18.45 -46.62 372.8 2.4974E+09 108.56 3240477 306825 31926 6320 78.59 24.18 94.53PAG C 203 x 67 - 1.2mm 1.2 18 203 67 19 3.32 418.50 18.44 -46.96 187.7 2.0261E+09 108.68 2596128 247730 25578 5102 78.76 24.33 94.87PAG C 220 x 80 - 1.9mm 1,9 14 220 80 20 6,03 752,36 22,52 -56,03 877 5,82980E+09 119,19 5571611 619934 50651 10786 86,06 28,71 106,62PAG C 220 x 80 -1.5mm 1,5 16 220 80 20 4,73 590,31 22,52 -56,5 419,4 4,66650E+09 119,41 4394310 493240 39948 8581 86,28 28,91 107,11PAG C 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 3,77 470,70 22,51 -56,85 211,1 3,77550E+09 119,58 3517244 397316 31975 6911 86,44 29,05 107,46PAG C 254 x 67 - 1.9mm 1.9 14 254 67 18 6,03 759.84 16.3 -41.19 885.7 4.945E+09 140.67 6945155 400750 54686 7862 95.6 22.97 106.60PAG C 254 x 67 - 1.5mm 1.5 16 254 67 18 4,73 596.15 16 -41.63 423.6 3.968E+09 140.57 5477882 319975 43133 6275 95.86 23.17 107.05PAG C 305 x 80 - 1.9mm 1,9 14 305 80 25 7,40 930,01 19,97 -51,73 1084 1,37020E+10 165,89 12367179 747785 81096 12457 115,32 28,36 129,53PAG C 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 5,80 729,01 19,95 -52,17 518 1,09360E+10 165,83 9735936 594375 63842 9897 115,56 28,55 129,97PAG C 355 x 110 - 1.9mm 1,9 14 355 110 25 8,99 1135,70 27,85 -71,47 1324 4,05890E+10 192,58 21310786 1692872 120061 20607 136,98 38,61 159,26
  • 73. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL Z NEGRO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Xo corte St Venant Warping j tors. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm 2 ) (mm) (mm) J (mm4) Cw (mm 6) (mm) Ix (mm 4) Iy(mm4) Sx(mm 3) Sy(mm3) rx(mm) ry(mm) ro(mm)PHR Z 160 x 60 - 3.0mm 3,0 11 160 60 20 7,16 910,68 68,50 80,0 2732,00 3,49530E+09 60,0 3535379 817170 44192 11929 62,307 29,955 69,134PHR Z 160 x 60 - 2.5mm 2,5 12 160 60 20 5,97 763,51 68,75 80,0 1590,60 2,99680E+09 60,0 2986915 695757 37336 10120 62,547 30,187 69,450PHR Z 160 x 60 - 2.Omm 2,0 14 160 60 20 4,77 614,50 69,00 80,0 819,30 2,46610E+09 60,0 2422463 568624 30281 8241 62,787 30,419 69,768PHR Z 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 3,58 463,64 69,25 80,0 347,70 1,90210E+09 60,0 1841786 435630 23022 6291 63,027 30,653 70,086PHR Z 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 2,86 372,24 69,40 80,0 178,70 1,54740E+09 60,0 1485492 352959 18569 5086 63,172 30,793 70,277PHR Z 220 x 80 - 3.Omm 3,0 11 220 80 20 9,56 1210,70 88,50 110,0 3632,00 1,36780E+10 60,0 8943624 1691311 81306 19111 85,949 37,376 93,724PHR Z 220 x 80 - 2.5mm 2,5 12 220 80 20 7,97 1013,50 88,75 110,0 2111,00 1,16500E+10 60,0 7529888 1433572 68454 16153 86,195 37,610 94,043PHR Z 220 x 80 - 2.Omm 2,0 14 220 80 20 6,37 814,50 89,00 110,0 1086,00 9,52460E+09 60,0 6085846 1166428 55326 13106 86,440 37,843 94,361PHR Z 220 x 80 - 1.5mm 1,5 16 220 80 20 4,78 613,64 89,25 110,0 460,20 7,29930E+09 60,0 4611166 889685 41920 9968 86,686 38,077 94,680PHR Z 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 3,82 492,24 89,40 110,0 236,30 5,91520E+09 60,0 3711514 718958 33741 8042 86,833 38,218 94,872PHR Z 305 x 80 - 3.0mm 3,0 11 305 80 25 11,73 1495,70 91,00 152,5 4487,00 3,26290E+10 60,0 19889894 1926243 130426 21168 115,317 35,887 120,772PHR Z 305 x 80 - 2.5mm 2,5 12 305 80 25 9,77 1251,00 91,25 152,5 2606,00 2,77230E+10 60,0 16712433 1631367 109590 17878 115,582 36,112 121,092PHR Z 305 x 80 - 2.Omm 2,0 14 305 80 25 7,82 1004,50 91,50 152,5 1339,00 2,26110E+10 60,0 13480558 1326289 88397 14495 115,845 36,337 121,411PHR Z 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 5,86 756,14 91,75 152,5 567,00 1,72870E+10 60,0 10193818 1010816 66845 11017 116,109 36,562 121,730
  • 74. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL Z GALVANIZADO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Xo corte St Venant Warping j tors. Momento de Inercia Modulo de Sección. Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm 2) (mm) (mm) J (mm 4) Cw (mm6 ) (mm) Ix (mm4) Iy (mm4) Sx (mm3) Sy (mm3) rx (mm) ry (mm) ro (mm)PAG Z 160 x 60 - 1.9mm 1,9 14 160 60 20 4,52 575,46 69,07 80,0 670,80 2,32270E+09 60,0 2273057 534615 28413 7741 62,849 30,480 69,850PAG Z 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 3,54 451,50 69,27 80,0 320,80 1,85550E+09 60,0 1794623 424733 22433 6132 63,046 30,671 70,111PAG Z 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 2,82 360,01 69,42 80,0 161,50 1,49910E+09 60,0 1437536 341770 17969 4923 63,191 30,811 70,302PAG Z 220 x 80 - 1.9mm 1,9 14 220 80 20 6,03 762,46 89,06 110,0 889,00 8,95570E+09 60,0 5705390 1095405 51867 12300 86,504 37,903 94,443PAG Z 220 x 80 - 1.5mm 1,5 16 220 80 20 4,73 597,50 89,27 110,0 424,50 7,11690E+09 60,0 4491858 867127 40835 9714 86,705 38,095 94,705PAG Z 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 3,77 476,01 89,42 110,0 213,50 5,72780E+09 60,0 3590715 695927 32643 7783 86,853 38,236 94,897PAG Z 305 x 80 - 1.9mm 1,9 14 305 80 25 7,40 940,11 91,56 152,5 1096,00 2,12470E+10 60,0 12631301 1245275 82828 13601 115,914 36,395 121,493PAG Z 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 5,80 736,20 91,77 152,5 523,00 1,68520E+10 60,0 9928500 985124 65105 10735 116,130 36,580 121,755
  • 75. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL C CAJÓN NEGRO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Y cent. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm 2 ) (mm) (mm) Ix (mm 4 ) ly (mm 4 ) Sx (mm 3 ) Sy (mm 3 ) rx (mm) ry (mm) ro (mm)PHR C 100 x 50 - 3.0mm 3,0 11 100 50 15 10,13 1241,00 50,0 50,0 1905627 1744979 38113 34900 39,186 37,498 54,237PHR C 100 x 50 - 2.5mm 2,5 12 100 50 15 8,44 1046,30 50,0 50,0 1626770 1479443 32535 29589 39,431 37,603 54,486PHR C 100 x 50 - 2.0mm 2,0 14 100 50 15 6,75 846,80 50,0 50,0 1332895 1204072 26658 24081 39,674 37,708 54,735PHR C 100 x 50 -1.5mm 1,5 16 100 50 15 5,06 642,38 50,0 50,0 1023644 918656 20473 18373 39,919 37,816 54,987PHR C 100 x 50 - 1.2mm 1,2 18 100 50 15 4,05 517,41 50,0 50,0 830564 742497 16611 14850 40,065 37,882 55,139PHR C 120 x 60 - 3.0mm 3,0 11 120 60 15 12,25 1481,00 60,0 60,0 3343088 3086590 55718 51443 47,511 45,652 65,890PHR C 120 x 60 - 2.5mm 2,5 12 120 60 15 10,21 1246,30 60,0 60,0 2842677 2609168 47378 43486 47,759 45,755 66,139PHR C 120 x 60 - 2.Omm 2,0 14 120 60 15 8,16 1006,80 60,0 60,0 2320140 2117281 38669 35288 48,005 45,858 66,389PHR C 120 x 60 - 1.5mm 1,5 16 120 60 15 6,12 762,38 60,0 60,0 1775043 1610678 29584 26845 48,252 45,964 66,641PHR C 120 x 60 - 1.2mm 1,2 18 120 60 15 4,90 613,41 60,0 60,0 1436975 1299546 23950 21659 48,400 46,028 66,792PHR C 150 x 50 - 3.0mm 3,0 11 150 50 17 12,62 1565,00 50,0 75,0 5073825 2450951 67651 49019 56,939 39,574 69,341PHR C 150 x 50 - 2.5mm 2,5 12 150 50 17 10,52 1316,30 50,0 75,0 4309274 2073756 57457 41475 57,217 39,692 69,636PHR C 150 x 50 - 2.0mm 2,0 14 150 50 17 8,42 1062,80 50,0 75,0 3512990 1684360 46840 33687 57,493 39,810 69,930PHR C 150 x 60 - 1.5mm 1,5 16 150 50 17 6,31 804,38 50,0 75,0 2684448 1282528 35793 25651 57,769 39,930 70,226PHR C 150 x 50 - 1.2mm 1,2 18 150 50 17 5,05 647,01 50,0 75,0 2171621 1035360 28955 20707 57,934 40,003 70,403PHR C 160 x 60 - 3.0mm 3,0 11 160 60 20 14,32 1781,00 60,0 80,0 6800416 3908291 85005 65138 61,793 46,845 77,542PHR C 160 x 60 - 2.5mm 2,5 12 160 60 20 11,93 1496,30 60,0 80,0 5762299 3299688 72029 54995 62,057 46,960 77,822PHR C 160 x 60 - 2.0mm 2,0 14 160 60 20 9,55 1206,80 60,0 80,0 4686828 2674347 58585 44572 62,319 47,075 78,101PHR C 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 7,16 912,38 60,0 80,0 3573431 2031990 44668 33867 62,583 47,192 78,382PHR C 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 5,73 733,41 60,0 80,0 2886954 1638292 36087 27305 62,740 47,263 78,550PHR C 203 x 67 - 3.0 mm 3,0 11 203 67 19 16,86 2111,0 67,0 101,5 12754272 6126791 125658 91445 77,73 53,87 94,57PHR C 203 x 67 - 2.5 mm 2,5 12 203 67 19 14,06 1771,3 67,0 101,5 10779576 5163392 106203 77066 78,01 53,99 94,87PHR C 203 x 67 - 2.0 mm 2,0 14 203 67 19 11,24 1426,8 67,0 101,5 8745429 4177329 86162 62348 78,29 54,11 95,17PHR C 203 x 67 - 1.5 mm 1,5 16 203 67 19 8,44 1077,4 67,0 101.5 6651120 3168286 65528 47288 78,57 54,23 95,47PHR C 203 x 67 - 1.2 mm 1,2 18 203 67 19 6,74 865,41 67 101.5 5365353 2551693 52861 38085 78,74 54,3 95,65PHR C 220 x 80 - 3.0mm 3,0 11 220 80 20 19,12 2381,00 80,0 110,0 17380746 9749384 158007 121867 85,439 63,990 106,745PHR C 220 x 80 - 2.5mm 2,5 12 220 80 20 15,94 1996,30 80,0 110,0 14666047 8203249 133328 102541 85,712 64,103 107,032PHR C 220 x 80 - 2.0mm 2,0 14 220 80 20 12,75 1606,80 80,0 110,0 11879564 6626110 107996 82826 85,984 64,217 107,318PHR C 220 x 80 - 1.5mm 1,5 16 220 80 20 9,56 1212,40 80,0 110,0 9020504 5017594 82005 62720 86,257 64,332 107,605PHR C 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 7,65 973,41 80,0 110,0 7269906 4037266 66090 50466 86,420 64,401 107,778PHR C 254 x 67 - 3.0 mm 3,0 11 254 67 18 19,12 2405,0 67,0 127 ,0 21661908 7439803 170566 111042 94,9 55,62 110,00PHR C 254 x 67 - 2.5 mm 2,5 12 254 67 18 15,94 2016,3 67,0 127,0 18280016 6265886 143937 93521 95,22 55,75 110,33PHR C 254 x 67 - 2.0 mm 2,0 14 254 67 18 12,79 1622,8 67,0 127,0 14807938 5066012 116598 75612 95,52 55,87 110,66PHR C 254 x 67 - 1.5 mm 1,5 16 254 67 18 9,56 1224,4 67,0 127.0 11244775 3839837 88542 57311 95,83 56,00 111,00PHR C 305 x 80 - 3.0mm 3,0 11 305 80 25 23,46 2951,00 80,0 152,5 38778916 12892696 254288 161159 114,634 66,098 132,325PHR C 305 x 80 - 2.5mm 2,5 12 305 80 25 19,55 2471,30 80,0 152,5 32647188 10839242 214080 135491 114,937 66,227 132,652PHR C 305 x 80 - 2.0mm 2,0 14 305 80 25 15,64 1986,80 80,0 152,5 26384306 8748217 173012 109353 115,238 66,356 132,977PHR C 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 11,73 1497,40 80,0 152,5 19989218 6619208 131077 82740 115,539 66,487 133,303PHR C 355 x 110 - 3.0mm 3,0 11 355 110 25 28,50 3611,00 110,0 177,5 67109176 29574700 378080 268861 136,326 90,500 163,630PHR C 355 x 110 - 2.5mm 2,5 12 355 110 25 23,75 3021,30 110,0 177,5 56390424 24810804 317693 225553 136,617 90,620 163,940PHR C 355 x 110 - 2.0mm 2,0 14 355 110 25 19,00 2426,80 110,0 177,5 45486912 19981550 256264 181650 136,907 90,740 164,248
  • 76. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL C CAJÓN GALVANIZADO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Area X cent. Y cent. Momento de Inercia Modulo de Sección. Radio de Giro 2 4 4 3 3 Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm) (mm) (mm) Ix (mm ) ly (mm ) Sx (mm ) Sy (mm ) rx (mm) ry (mm) ro (mm) PAG C 100 x 50 - 1.9mm 1,9 14 100 50 15 6,39 794,12 50,0 50,0 1253984 1130838 25080 22617 39,738 37,736 54,801 PAG C 100 x 50 - 1.5mm 1,5 16 100 50 15 5,01 625,82 50,0 50,0 998230 895383 19965 17908 39,938 37,825 55,007 PAG C 100 x 50 - 1.2mm 1,2 18 100 50 15 3,99 500,61 50,0 50,0 804387 718728 16088 14375 40,085 37,891 55,159 PAG C 120 x 60 - 1.9mm 1,9 14 120 60 15 7,73 943,72 60,0 60,0 2180602 1986990 36343 33117 48,069 45,886 66,454 PAG C 120 x 60 - 1.5mm 1,5 16 120 60 15 6,05 742,62 60,0 60,0 1730448 1569507 28841 26158 48,272 45,973 66,661 PAG C 120 x 60 - 1.2mm 1,2 18 120 60 15 4,83 593,41 60,0 60,0 1391269 1257652 23188 20961 48,420 46,037 66,812 PAG C 150 x 50 - 1.9mm 1,9 14 150 50 17 7,96 996,08 50,0 75,0 3300693 1581090 44009 31622 57,565 39,841 70,007 PAG C 150 x 50 - 1.5mm 1,5 16 150 50 17 6,24 783,50 50,0 75,0 2616756 1249837 34890 24997 57,791 39,940 70,250 PAG C 150 x 50 - 1.2mm 1,2 18 150 50 17 4,98 625,89 50,0 75,0 2102347 1002056 28031 20041 57,957 40,013 70,427 PAG C 160 x 60 - 1.9mm 1,9 14 160 60 20 9,03 1130,70 60,0 80,0 4401014 2508983 55013 41816 62,388 47,106 78,175 PAG C 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 7,08 888,62 60,0 80,0 3482703 1979858 43534 32998 62,604 47,202 78,404 PAG C 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 5,65 709,41 60,0 80,0 2794370 1585325 34930 26422 62,761 47,273 78,573 PAG C 203 x 67 - 1.9mm 1,9 14 203 67 19 10,64 1336,4 67 102 8206723 3917202 80854 58466 78,36 54,14 95,25 PAG C 203 x 67 - 1.5mm 1,5 16 203 67 19 8,34 1049,2 67 102 6480953 3086559 63852 46068 78,59 54,24 95,49 PAG C 203 x 67 - 1.2mm 1,2 18 203 67 19 6,64 837,01 67 102 5192255 2468843 51155 36848 78,76 54,31 95,67 PAG C 220 x 80 - 1.9mm 1,9 14 220 80 20 12,07 1504,70 80,0 110,0 11143222 6210931 101302 77637 86,056 64,247 107,393 PAG C 220 x 80 - 1.5mm 1,5 16 220 80 20 9,45 1180,60 80,0 110,0 8788620 4887546 79897 61094 86,280 64,342 107,629 PAG C 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 7,54 941,41 80,0 110,0 7034488 3905689 63950 48821 86,442 64,411 107,801 PAG C 254 x 67 - 1.9mm 1,9 14 254 67 18 12,06 1519,7 67 127 13890310 4749751 109373 70892 95,6 55,91 110,75 PAG C 254 x 67 - 1.5mm 1,5 16 254 67 18 9,46 1192,3 67 127 10955764 3740596 86266 55830 95,86 56,01 111,02 PAG C 305 x 80 - 1.9mm 1,9 14 305 80 25 14,80 1860,00 80,0 152,5 24734358 8198349 162193 102479 115,317 66,391 133,063 PAG C 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 11,59 1458,00 80,0 152,5 19471872 6447235 127684 80590 115,565 66,498 133,331 PAG C 355 x 110 - 1.9mm 1,9 14 355 110 25 17,98 2271,40 110,0 177,5 42621584 18715170 240122 170138 136,983 90,772 164,329
  • 77. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL I NEGRO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Área X cent. Y cent. Momento de Inercia Modulo de Sección Radio de Giro Perfil (mm) # (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm2 ) (mm) (mm) Ix (mm 4) ly (mm 4) Sx (mm 3 ) Sy (mm 3 ) rx (mm) ry (mm) ro (mm)PHR C 100 x 50 - 3.0mm 3,0 11 100 50 15 10,13 1241,00 50,0 50,0 1905627 757979 38113 15160 39,186 24,714 46,329PHR C 100 x 50 - 2.5mm 2,5 12 100 50 15 8,44 1046,30 50,0 50,0 1626770 648193 32535 12964 39,431 24,890 46,629PHR C 100 x 50 - 2.0mm 2,0 14 100 50 15 6,75 846,80 50,0 50,0 1332895 532072 26658 10641 39,674 25,067 46,929PHR C 100 x 50 - 1.5mm 1,5 16 100 50 15 5,06 642,38 50,0 50,0 1023644 409406 20473 8188 39,919 25,245 47,232PHR C 100 x 50 - 1.2mm 1,2 18 100 50 15 4,05 517,41 50,0 50,0 830564 332577 16611 6652 40,065 25,353 47,413PHR C 120 x 60 - 3.0mm 3,0 11 120 60 15 12,25 1481,00 60,0 60,0 3343088 1239790 55718 20663 47,511 28,933 55,628PHR C 120 x 60 - 2.5mm 2,5 12 120 60 15 10,21 1246,30 60,0 60,0 2842677 1056667 47378 17611 47,759 29,118 55,935PHR C 120 x 60 - 2.0mm 2,0 14 120 60 15 8,16 1006,80 60,0 60,0 2320140 864481 38669 14408 48,005 29,303 56,242PHR C 120 x 60 - 1.5mm 1,5 16 120 60 15 6,12 762,38 60,0 60,0 1775043 662978 29584 11050 48,252 29,489 56,550PHR C 120 x 60 - 1.2mm 1,2 18 120 60 15 4,90 613,41 60,0 60,0 1436975 537498 23950 8958 48,400 29,601 56,735PHR C 150 x 50 - 3.0mm 3,0 11 150 50 17 12,62 1565,00 50,0 75,0 5073825 815351 67651 16307 56,939 22,825 61,344PHR C 150 x 50 - 2.5mm 2,5 12 150 50 17 10,52 1316,30 50,0 75,0 4309274 696256 57457 13925 57,217 22,999 61,666PHR C 150 x 50 - 2.0mm 2,0 14 150 50 17 8,42 1062,80 50,0 75,0 3512990 570760 46840 11415 57,493 23,174 61,987PHR C 150 x 60 - 1.5mm 1,5 16 150 50 17 6,31 804,38 50,0 75,0 2684448 438628 35793 8773 57,769 23,352 62,310PHR C 150 x 50 - 1.2mm 1,2 18 150 50 17 5,05 647,01 50,0 75,0 2171621 356064 28955 7121 57,934 23,459 62,504PHR C 160 x 60 - 3.0mm 3,0 11 160 60 20 14,32 1781,00 60,0 80,0 6800416 1445889 85005 24098 61,793 28,493 68,045PHR C 160 x 60 - 2.5mm 2,5 12 160 60 20 11,93 1496,30 60,0 80,0 5762299 1229688 72029 20495 62,057 28,667 68,358PHR C 160 x 60 - 2.0mm 2,0 14 160 60 20 9,55 1206,80 60,0 80,0 4686828 1003947 58585 16732 62,319 28,843 68,670PHR C 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 7,16 912,38 60,0 80,0 3573431 768390 44668 12807 62,583 29,020 68,984PHR C 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 5,73 733,41 60,0 80,0 2886954 622228 36087 10370 62,740 29,127 69,172PHR C 203 x 67 - 3.0 mm 3,0 11 203 67 19 16,86 2,111 67 101,5 12754272 1881669 125658 28085 77,73 29,86 83,26PHR C 203 x 67 - 2.5 mm 2,5 12 203 67 19 14,06 1771,3 67 101,5 10779576 1598154 106203 23853 78,01 30,04 83,59PHR C 203 x 67 - 2.0 mm 2,0 14 203 67 19 11,24 1426,8 67 101,5 8745429 1303030 86162 19448 78,29 30,22 83,92PHR C 203 x 67 - 1.5 mm 1,5 16 203 67 19 8,44 1077,4 67 101,5 6651120 995978 65528 14865 78,57 30,40 84,25PHR C 203 x 67 - 1.2 mm 1,2 18 203 67 19 6,74 865,41 67 101,5 5365353 805888 52816 12028 78,74 30,52 84,45PHR C 220 x 80 - 3.0mm 3,0 11 220 80 20 19,12 2381,00 80,0 110,0 17380746 3096583 158007 38707 85,439 36,063 92,738PHR C 220 x 80 - 2.5mm 2,5 12 220 80 20 15,94 1996,30 80,0 110,0 14666047 2623250 133328 32791 85,712 36,250 93,063PHR C 220 x 80 - 2.0mm 2,0 14 220 80 20 12,75 1606,80 80,0 110,0 11879564 2133312 107996 26666 85,984 36,437 93,386PHR C 220 x 80 - 1.5mm 1,5 16 220 80 20 9,56 1212,40 80,0 110,0 9020504 1626395 82005 20330 86,257 36,626 93,711PHR C 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 7,65 973,41 80,0 110,0 7269906 1313939 66090 16424 86,420 36,740 93,906PHR C 254 x 67 - 3.0 mm 3,0 11 254 67 18 19,12 2405,0 67 127 216 61908 1831096 170566 27330 94,90 27,59 98,83PHR C 254 x 67 - 2.5 mm 2,5 12 254 67 18 15,94 2016,3 67 127 18280016 1555450 143937 23216 95,22 27,77 99,18PHR C 254 x 67 - 2.0 mm 2,0 14 254 67 18 12,79 1622,8 67 127 14807938 1268451 116598 18932 95,52 27,96 99,53PHR C 254 x 67 - 1.5 mm 1,5 16 254 67 18 9,56 1224,4 67 127 11244775 969758 88542 14474 95,83 28,14 99,88PHR C 305 x 80 - 3.0mm 3,0 11 305 80 25 23,46 2951,00 80,0 152,5 38778916 3467894 254288 43349 114,634 34,281 119,65 PHR C 305 x 80 - 2.5mm 2,5 12 305 80 25 19,55 2471,30 80,0 152,5 32647188 2934243 214080 36678 114,937 34,458 119,991 PHR C 305 x 80 - 2.0mm 2,0 14 305 80 25 15,64 1986,80 80,0 152,5 26384306 2383417 173012 29793 115,238 34,636 120,33 PHR C 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 11,73 1497,40 80,0 152,5 19989218 1815009 131077 22688 115,539 34,815 120,671PHR C 355 x 110 - 3.0mm 3,0 11 355 110 25 28,50 3611,00 110,0 177,5 67109176 8035608 378080 73051 136,326 47,173 144,25PHR C 355 x 110 - 2.5mm 2,5 12 355 110 25 23,75 3021,30 110,0 177,5 56390424 6777680 317693 61615 136,617 47,363 144,59PHR C 355 x 110 - 2.0mm 2,0 14 355 110 25 19,00 2426,80 110,0 177,5 45486912 5487950 256264 49890 136,907 47,554 144,931
  • 78. Y XPROPIEDADES MECÁNICAS DE LA SECCIÓN COMPLETAPERFIL ESTRUCTURAL I GALVANIZADO Referencia Espesor Calibre A B C Peso Área X cent. Y cent. Momento de Inercia Modulo de Sección. Radio de Giro 2 4 4 3 3 Perfil (mm) (mm) (mm) (mm) (kgf/m) (mm) (mm) (mm) Ix (mm ) ly (mm ) Sx (mm ) Sy (mm ) rx (mm) ry (mm) ro (mm) PAG C 100 x 50 - 1.9mm 1,9 14 100 50 15 6,39 794,12 50,0 50,0 1253984 500817 25080 10016 39,738 25,113 47,008 PAG C 100 x 50 - 1.5mm 1,5 16 100 50 15 5,01 625,82 50,0 50,0 998230 399304 19965 7986 39,938 25,260 47,256 PAG C 100 x 50 - 1.2mm 1,2 18 100 50 15 3,99 500,61 50,0 50,0 804387 322147 16088 6443 40,085 25,367 47,438 PAG C 120 x 60 - 1.9mm 1,9 14 120 60 15 7,73 943,72 60,0 60,0 2180602 812996 36343 13550 48,069 29,351 56,322 PAG C 120 x 60 - 1.5mm 1,5 16 120 60 15 6,05 742,62 60,0 60,0 1730448 646448 28841 10774 48,272 29,504 56,575 PAG C 120 x 60 - 1.2mm 1,2 18 120 60 15 4,83 593,41 60,0 60,0 1391269 520505 23188 8675 48,420 29,617 56,760 PAG C 150 x 50 - 1.9mm 1,9 14 150 50 17 7,96 996,08 50,0 75,0 3300693 537053 44009 10741 57,565 23,220 62,071 PAG C 150 x 50 - 1.5mm 1,5 16 150 50 17 6,24 783,50 50,0 75,0 2616756 427763 34890 8555 57,791 23,366 62,336 PAG C 150 x 50 - 1.2mm 1,2 18 150 50 17 4,98 625,89 50,0 75,0 2102347 344865 28031 6897 57,957 23,473 62,530 PAG C 160 x 60 - 1.9mm 1,9 14 160 60 20 9,03 1130,70 60,0 80,0 4401014 943658 55013 15728 62,388 28,889 68,752 PAG C 160 x 60 - 1.5mm 1,5 16 160 60 20 7,08 888,62 60,0 80,0 3482703 749113 43534 12485 62,604 29,035 69,009 PAG C 160 x 60 - 1.2mm 1,2 18 160 60 20 5,65 709,41 60,0 80,0 2794370 602462 34930 10041 62,761 29,142 69,197 PAG C 203 x 67 - 1.9mm 1,9 14 203 67 19 10,64 1336,4 67 101,5 8206723 1224356 80854 18274 78,36 30,27 84,01 PAG C 203 x 67 - 1.5mm 1,5 16 203 67 19 8,34 1049,2 67 101,5 6480953 970889 63852 14491 78,59 30,42 84,27 PAG C 203 x 67 - 1.2mm 1,2 18 203 67 19 6,64 837,01 67 101,5 5192255 780205 51155 11645 78,76 30,53 84,47 PAG C 220 x 80 - 1.9mm 1,9 14 220 80 20 12,07 1504,70 80,0 110,0 11143222 2003161 101302 25040 86,056 36,487 93,471 PAG C 220 x 80 -1.5mm 1,5 16 220 80 20 9,45 1180,60 80,0 110,0 8788620 1585097 79897 19814 86,280 36,642 93,738 PAG C 220 x 80 - 1.2mm 1,2 18 220 80 20 7,54 941,41 80,0 110,0 7034488 1271802 63950 15898 86,442 36,755 93,932 PAG C 254 x 67 - 1.9mm 1,9 14 254 67 18 12,06 1519,7 67 127 13890310 1191930 109373 17790 95,60 28,01 99,62 PAG C 254 x 67 - 1.5mm 1,5 16 254 67 18 9,46 1192,3 67 127 10955764 945346 86266 14110 95,86 28,16 99,91 PAG C 305 x 80 - 1.9mm 1,9 14 305 80 25 14,80 1860,00 80,0 152,5 24734358 2237342 162193 27967 115,317 34,682 120,420 PAG C 305 x 80 - 1.5mm 1,5 16 305 80 25 11,59 1458,00 80,0 152,5 19471872 1768763 127684 22110 115,565 34,830 120,699 PAG C 355 x 110 - 1.9mm 1,9 14 355 110 25 17,98 2271,40 110,0 177,5 42621584 5147342 240122 46794 136,983 47,604 145,019