07 – Oct – 2025
Introducción a estructuras metálicas
El acero, una aleación de hierro y carbono, mejora significativamente la ductilidad del
material. Su comportamiento mecánico puede analizarse mediante el diagrama esfuerzodeformación, el cual ilustra cómo un elemento estructural se deforma progresivamente
bajo la aplicación de cargas.
Aunque las estructuras de acero son más resistentes y permiten una mayor velocidad de
construcción en comparación con las de hormigón, suelen resultar más costosas. Este
mayor costo se debe a la necesidad de mano de obra altamente especializada, como
soldadores certificados, así como a requerir protecciones especiales, logística compleja y
procesos de montaje más exigentes. Para su diseño, son parámetros clave la resistencia del
hormigón (f'c), el módulo de elasticidad del acero (Ev, típicamente 36 ksi o 248 MPa), la
rigidez axial (AE/L) y la rigidez a flexión (EI/L²).
En la construcción de edificios de varias plantas, se recomienda utilizar placas de anclaje
para garantizar la estabilidad. Si en algnn caso se decide emplear las mismas varillas, es
crucial que cualquier soldadura necesaria se realice fuera de la zona de confinamiento para
no comprometer la integridad estructural de los elementos.
Ventajas y desventajas del hormigón: presenta ventajas decisivas como su alta resistencia
al fuego, durabilidad en ambientes agresivos, excelente comportamiento ante cargas de
compresión y gran rigidez que minimiza deformaciones, además de su versatilidad formal y
costo inicial competitivo en proyectos masivos. Sin embargo, enfrenta desventajas
significativas como su elevado peso que incrementa cargas sísmicas, la lentitud de
construcción debido a los tiempos de fraguado, su baja resistencia a la tracción que requiere
armadura de acero, la dificultad para realizar modificaciones una vez construido, y su mayor
impacto ambiental por la huella de carbono del cemento en comparación con estructuras
metálicas reciclables.
14 – Oct – 2025
Introducción a estructuras metálicas
Tipos de perfiles, que significa el perfil W10-17.
Ductilidad, importancia de una estructura metálica. Es decir debe trabajar en el rango
plástico.
Zona elástica, zona de fluencia, zona de endurecimiento, y punto de ruptura. Cuales son
todas las zonas en una curva de deformación, y que sucede en cada una.
Ventajas del acero como material estructural:
Grupo 1: Becerra, Tyron, edificio 5 niveles, luz libre de 5,5m, proyecto de uso mixto, zona
sísmica z=0.30
Especificaciones para estructuras metálicas
Norma: combinaciones de cargas ASCE 7-22; NEC-Peligro sismo-resistente, NEC-Estructura
de acero,
Factor de reducción sísmica, porque es importante y dónde se aplica. Factor de reducción
para pórticos es 8.
Tipos de cargas segnn NEC, permanentes o muertas como el peso propio de la estructura,
cargas variables o personas, mobiliarios, etc.
De que depende o cuales son los factores para calcular el espectro de una estructura. En el
eje x esta el periodo y en el eje y esta la aceleración espectral.
Deriva es la diferencia entre pisos y del 2% segnn la NEC, su importancia es x las condiciones
de serviciablidad y confort
21 – Oct – 2025
Factores para el Análisis Sísmico Estructural: Función y Aplicación
El cálculo de la fuerza sísmica en una estructura sintetiza mnltiples factores técnicos. La
aceleración espectral, ajustada por los efectos del suelo, define la intensidad del sismo. La
configuración del edificio se considera mediante coeficientes de irregularidad (en planta y
elevación), que penalizan diseños asimétricos. La importancia de la construcción se
incorpora con un factor de importancia (ej: 1.5 para hospitales), mientras que la capacidad
de la estructura para disipar energía sin colapsar se representa con el coeficiente de
reducción (R). Finalmente, la masa se calcula como el peso sísmico efectivo (carga muerta
+ un porcentaje de la carga viva). La combinación de todos estos elementos en la fórmula
de fuerza cortante base permite un diseño que busca garantizar la seguridad estructural
durante un terremoto.
Estados límite
De resistencia, para determinar la resistencia y su capacidad y las cargas que se pueden
aplicar.
De servicio, se considera que las estructuras interactnan en el rango elástico.
Combinación de cargas LRFD
En cada combinación de carga existe una carga que gobierna y a este se le aplica el factor,
también de determina la carga producida por el sismo, la cual se traduce en fuerzas
horizontales que posteriormente se utilizan en las combinaciones de carga.
Combinación de cargas ASD
Las cargas no están mayoradas, se reduce la carga viva porque es poco probable que la
estructura este habitada.
El factor de seguridad se aplica a los materiales para disminuir la resistencia nominal.
Introducción a las estructuras metálicas
Las vigas son elementos estructurales sometidos principalmente a flexión. El perfil más
utilizado es el W o I por su alta eficiencia ante momentos flectores.
El momento nominal define la capacidad máxima a flexión y se calcula mediante
combinaciones de carga LRFD o ASD.
Bajo cargas de servicio, el material tiene un comportamiento elástico-lineal. Al superar el
límite de fluencia, las fibras extremas ceden y aparecen grietas.
Una rótula plástica se forma donde el momento es máximo y toda la sección ha fluido.
Permite redistribución de esfuerzos en vigas hiperestáticas.
Una viga es estáticamente determinada si se resuelve con ecuaciones de equilibrio. Es
indeterminada si requiere análisis de deformaciones.
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