1. DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS

 

VOLUMEN I

 

(Aspectos generales y diseño de elementos estructurales)

 

Héctor Soto Rodríguez

 

 

CONTENIDO

 

CAPITULO 1. NORMAS Y CARACTERÍSTICAS A QUE SE SUJETAN LOS ACEROS ESTRUCTURALES

 

1.1. Normas para acero estructural, remaches, tornillos y metales de aportación para soldadura/1.2 Normas oficiales mexicanas (NOM), ASTM y AWS para materiales utilizados en la construcción en acero/ 1.3 Propiedades mecánicas y composición química de los aceros estructurales /1.4 Designación, disponibilidad, usos principales e inconvenientes de los perfiles estructurales laminados.

 

CAPITULO 2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS ESTRUCTURAS DE ACERO

2.1 Introducción/2.2 Ventajas: material homogéneo, uniformidad de las propiedades mecánicas y físicas con respecto al tiempo, manejabilidad de los componentes de la estructura en taller y campo, facilidad de transporte, ligereza, ductilidad, fatiga, gran capacidad de absorción de energía, menor peso, comportamiento sísmico satisfactorio en México, fuerzas sísmicas proporcionalmente menores, gran eficiencia constructiva, rapidez constructiva, mayor espacio útil, economía en los acabados, métodos de reestructuración rápidos en estructuras dañadas por sismo, limpieza en obra, prefabricación, dimensiones menores de los miembros estructurales de acero respecto a las secciones de concreto, flexibilidad en el proyecto arquitectónico, recuperación de la estructura, facilidad de ampliación o modificación de la estructura, menor peso y por consiguiente economía en la cimentación, gran rapidez en la etapa de montaje, áreas rentables mayores, inversión más rápidamente redituable, menor costo de materiales complementarios y acabados, reducción del tiempo de construcción, compatibilidad con una gran variedad de materiales complementarios, gran resistencia a condiciones severas de servicio, reestructuración eficiente y económica de edificios, facilidad para apoyar equipo o maquinaria, mayor disponibilidad de aceros estructurales, reciclaje del acero, ingeniería estructural, sísmica y mecánica de suelos de vanguardia/2.3 Desventajas: costo del acero en México, temperatura, corrosión, vibración, flexibilidad, esbeltez de las secciones, mayor calidad de supervisión, plazos de entrega del acero demasiados largos, fabricación precisa, falta de conocimiento en el diseño en acero en los programas de estudio de las escuelas de ingeniería civil.

 

 

CAPITULO 3. CAUSAS PRINCIPALES DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE ACERO

 

3.1 Pandeo, daños en conexiones, falla frágil, fatiga, vibraciones, corrosión, fuego, sismo: daños en vigas de alma abierta (armaduras), en vigas, en columnas, en contraventeos, en conexiones atornilladas, en conexiones soldadas, en soldaduras, en placas de cortante, en tableros del alma de columnas y en placas base de columnas/3.2 Daños estructurales típicos y sus causas principales en estructuras de acero (Ciudad de México, 1985, Northridge, Cal., 1994 y Kobe, Japón, 1995).

 

CAPITULO 4. CONSIDERACIONES GENERALES Y RECOMENDACIONES PARA LA EJECUCIÓN DE PROYECTOS DE ACERO ESTRUCTURAL

 

4.1 Introducción/4.2 Proyecto estructural: estructuración, evaluación de cargas, modelaje, análisis por sismo, análisis estructural, especificaciones de diseño, diseño estructural, detallado de estructuras, características de las conexiones, sistemas de piso, recomendaciones para el proceso de fabricación, procesos de soldadura y electrodos, recomendaciones para el proceso de montaje y supervisión.

 

CAPITULO 5. MÉTODOS DE DISEÑO PARA ESTRUCTURAS DE ACERO

 

5.1 Método Elástico (Diseño por Esfuerzos Permisibles o Diseño Elástico)/ 5.2 Diseño Plástico/5.3 Diseño basado en Estados Límite (Diseño por Factores de Carga y Resistencia).

 

CAPITULO 6. EXTRACTO DE MANUALES AISC-ASD-1989 Y LRFD-1993 Y ANTEPROYECTO DE NORMAS NTC-RCDF-2000.

 

6.1 Especificaciones AISC-ASD-1989, Diseño por Esfuerzos Permisibles, Diseño Elástico o Diseño por Esfuerzos de Trabajo y Diseño Plástico/ 6.2 Especificaciones AISC-LRFD-1993, Diseño por Factores de Carga y Resistencia /6.3 Anteproyecto de Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.

 

CAPITULO 7. SISTEMAS ESTRUCTURALES PARA EDIFICIOS DE ACERO

 

7.1 Introducción/7.2 Estructura formada por marcos rígidos en dos direcciones ortogonales/7.3 Edificio con marcos rígidos perimetrales/7.3 Edificio a base de marcos simples, con adición de diagonales de contraventeo/6.4 Edificio con contraventeos excéntricos/6.5 Edificio formado por marcos simples con columnas isotrópicas/ 6.6 Marcos rígidos y contraventeados con muros de cortante/7.7 Edificio a base de marcos simples con columnas compuestas acero-concreto/6.8 Marcos rígidos con disipadores pasivos de energía/7.9 Edificios con aisladores de base/7.10 Sistemas de piso.

 

CAPITULO 8. PROGRAMAS DE CÓMPUTO PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS

 

8.1 Acero fácil, Ares, Armpla, AISC-Autocad, Analysis group, Dast, Descon, Descun, Elrfd, Esds, Autostructural, Aestru, Mpstru, Rpstru, Mestru, Aste, Avansee, Cad-se, Conxprt, Dinámico, Dima 95, Disacero, Diseño-A, Drain-2D, Drain-2DX, Ecogc, Etabs estándar, Etabsplus, Etabs no lineal, Floorvib, GTStrudl, Idarc, Images 3D, Larsa 4, Mdx, Merlin-Dash, M-Strudl, Metal 3D, Micasplus Design, Multiframe 3D, Multiframe 4D, Optimizer, P-Frame, Ramsteel, RC Buildings, Retpla, Risa 2D, Risa 3D, Robot V6, Sabre, Sap 2000 Estándar, Sap 2000 plus, SAP no lineal/Push, Sadsap, Safe V-6, Safe 2000, SC Bridge, Sap 90, Scale, Simon System, SMFMM, Soda, Software IMCYC, Ses Steel Design Package, Staad, Steelmodeler, Steelplus, Stemfire, Strucad, Torsión, Trical 1, Trical 2, Trical 3, Trical 4, Trical 5, Trical 6, Trical 7, Trical 8, Trical 9, Trical 10, Trical Cad, Visualanalysis, Winstrudl.

 

CAPITULO 9. EJEMPLOS DE DISEÑO DE MIEMBROS ESTRUCTURALES AISLADOS

 

9.1 Propiedades geométricas de secciones armadas y de perfiles laminados/9.2 Combinaciones de carga/9.3 Miembros en tensión/9.4 Miembros en compresión (columna aislada)/9.5 Miembros en flexión (vigas)/9.6 Cortante/9.7 Miembros compuestos acero-concreto/9.8 Miembros flexocomprimidos (columnas)/ 9.9 Miembros en flexotensión/9.10 Efectos de segundo orden/9.11 Contraventeos.

 

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