EL CÁLCULO Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO
Cada vez con mayor frecuencia se aprecia cómo las estructuras de acero adquieren mayor relevancia y han venido constituyéndose progresivamente en una alternativa cada vez más demandada, al ser incorporadas al campo y desarrollo de la Construcción Civil y; en el ámbito arquitectónico en particular, se observan cómo los perfiles estructurales de vigas, columnas, cerchas, tensores y diversidad de accesorios particulares de conexión, se han integrado al diseño con una sutil gracia ornamental y hasta con aires de carácter artístico, espacial y plástico que retan la imaginación; y más allá, retan la estabilidad y resistencia de las estructuras. Análogamente, en las instalaciones industriales, satisfacen inimaginables condiciones funcionales de infinidad de procesos.
Razón de ser
Ello ha sido posible gracias a la gran versatilidad del acero como elemento estructural; con una extremada capacidad resistente y como soporte en todas las condiciones de carga que se le imponen, aún en las más extremas e inusuales que (por ejemplo) pueden exigirle las “peculiaridades” del Diseño Arquitectónico o requerimientos y fines de naturaleza industrial.
Tal mencionada versatilidad del acero como elemento estructural radica esencialmente en el hecho que, una vez determinada la solución a implementarse en cada caso particular, -derivada de los cálculos normativos y confiables-; se eligen, seleccionan o se diseñan los elementos resistentes a utilizarse en la obra y se procede a la ejecución de tareas de cortes de los perfiles estructurales y las planchas componentes del conjunto + la preparación de bordes para las uniones soldadas y las respectivas conexiones, en los términos de una Fabricación Normativa, para su posterior ensamble (que incluye planes de montajes modulares por medio de pernos de conexión).
Ventajas comparativas: Acero (vs) Concreto Armado
A diferencia con el Concreto Armado como valioso y extraordinario elemento estructural, en este caso (empleo del acero estructural) se prescinde de los agregados (cemento, arena, piedra y agua), aparte del acero de refuerzo (armaduras) y su consiguiente cortado, doblado, colocación, atado (alambre). También se prescinde de la madera para encofrados, apuntalado y demás; incluyendo las tareas de elaboración de mezcla de agregados (equipos), efectuar los controles de calidad en la colocación (vaciado y vibrado) del concreto fresco (con eventuales aditivos); además, con un estricto control de las dosificaciones especificadas y la vigilancia en el proceso de curado y posterior desencofrado. Todo ello, finalmente, con residuos (desperdicios) de materiales accesorios.
Además, al utilizar el concreto armado como elemento estructural, es obvia la necesidad de un mayor número de trabajadores (cuadrillas) para la ejecución de la secuencia constructiva de: trabajos preparativos previos como carpintería (encofrados) + armaduras (acero de refuerzo) + acarreo de agregados + alimentación del equipo mezclador + acarreo del concreto fresco al sitio de colocación + obreros para el vaciado (colocación de la mezcla) en sí mismo . . . como mínimo.
Con el empleo del acero como elemento estructural, se descartan todas estas actividades y costos, siendo las "cuadrillas" de trabajadores para las estructuras metálicas, más reducidas y específicas.
Con relación al concreto armado, no menos importante es el seguimiento estadístico para el control de probetas (muestras) de pruebas en laboratorios especializados acerca de la resistencia especificada a la compresión y los criterios de aceptación y rechazo de los respectivos vaciados, dirigidos hacia la procura de una calidad de obra en los resultados esperados. Con el empleo del acero como elemento estructural, la uniformidad de los parámetros resistentes de los perfiles y planchas, está garantizada por los Fabricantes, que satisfagan las Tensiones de Fluencia admisibles, previstas y especificadas en los cálculos.
Conclusión
Luego, vista esta secuencia conceptual resumida, reiteradamente se ha demostrado que, en términos económicos, el empleo del acero estructural en la construcción, redunda satisfactoriamente en optimizar el manejo de los costos globales cuando se reducen sensible y convenientemente los plazos de ejecución. Aparte, paralelamente, por simplificaciones operativas, las cantidades y los costos de los insumos indispensables también experimentan una drástica reducción, que se refleja finalmente asimismo en el peso total de las obras; variable ésta última de sensible conveniencia física.
Rigor
Ante la multiplicidad de verificaciones analíticas impuestas por las Normativas que rigen la materia, debidas a su vez a la multiplicidad de variables que interactúan entre las características del acero y la Teoría de la Resistencia de Materiales, así como del Comportamiento y Estabilidad de las Estructuras; el Cálculo y Diseño (en ese orden) de Estructuras de Acero se enmarca como toda una Especialidad de la Ingeniería Civil subordinada a las más estrictas, determinantes y exigentes Normas para el Proyecto, Fabricación y Construcción; aplicando Metodologías y Procedimientos rigurosos, de obligatorio cumplimiento.
Normas Fundamentales
En esta sección <sitio>, en procura de una aplicabilidad amplia y confiable en diversidad de países, toda la temática estructural se enmarca, refiere y sujeta básicamente a las Normas Internacionales (AISC), (AWS), (ACI) y (ASTM), de la (American Institute of Steel Construction), la (American Welding Society), la (American Concrete Institute) y la (American Society for Testing and Materials), respectivamente.
Recursos bibliográficos y Alcance
La presente herramienta informática, está dirigida esencial y particularmente a todos los Ingenieros Civiles que requieran adquirir esta Especialidad; así como a todos los Arquitectos que requieran fortalecer sus nociones en materia estructural, básicamente para estar en capacidad de satisfacer completa y responsablemente las diversas y complicadas –pero no insuperables–, exigencias de sus diseños espaciales frecuentemente marcados por la osadía y más amplia funcionalidad de los espacios y ambientes arquitectónicos.
En general, el presente material digital se ofrece asimismo a toda aquella persona que se desenvuelve en el ámbito de la Ingeniería y la Construcción Civil; tales como Proyectistas Arquitectónicos, Asistentes de Ingenieros y Arquitectos, Técnicos Superiores Universitarios, Ingenieros Industriales y Mecánicos allegados a la Construcción Civil en el ámbito del Desarrollo Industrial y finalmente a Personal Calificado de Planificación y Desarrollo de Proyectos, ávidos de este conocimiento particular.
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