TEMA 5 PARTE 1

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La estructura metálica hoy. Teoría y 
práctica Argüelles Alvarez, 
Construcciones Metálicas 
Rodríguez-Avial Azcúnaga 
Normativa CIRSOC 301 “Proyecto, 
Cálculo y Ejecución de Estructuras de 
Acero para Edificios” 
 
•Acero 
•Aleaciones de aluminio 
Aceros estructurales 
Los aceros a emplear en la construcción de 
estructuras resistentes deben ser garantizados 
por el productor en: 
 
 los valores mínimos de las propiedades 
mecánicas 
 
 en los valores de su composición química 
 
 en sus propiedades tecnológicas. 
Características del Acero 
 El Acero de construcción es una aleación de : 
 hierro, carbono, manganeso, silíceo, etc. Con restos de 
sustancias que como el fósforo y el azufre, se tratan de 
eliminar pero es inevitable que queden vestigios los 
que no deben superar el 0,1 %. 
 Carbono: aumenta la tenacidad disminuyendo el 
alargamiento proporcional. Aumenta la dureza. 
 Cantidad 0,15 a 1,7% 
 Silíceo: hace mas compacta la fundición, disminuye la 
maleabilidad y forjabilidad, favorece la formación de 
grafito. Cantidad indicios a 0,12% 
 Manganeso: obra desfavorablemente en la soldabilidad y 
aumenta la resistencia, así como la dureza. 
 Cantidad 0,35 a 0,50 % 
Aceros especiales 
Son aquellos que llevan elementos aleados 
distintos del carbono y que le confieren al 
acero propiedades notables, que son : 
Cromo, Níquel, Cobalto, Vanadio, 
Tugsteno, Molibdeno, Boro, etc. o 
también el Manganeso o el Silíceo en 
mayores proporciones que las 
correspondientes a los aceros no especiales. 
Según la cantidad de carbono los 
aceros se clasifican en: 
1.- Aceros de bajo carbono (menos del 0.30%) 
2.- Aceros medios en carbono (entre 0.30 y 0.50 %) 
3.- Aceros de alto carbono (mas de 0.5%). 
 
 Los aceros de bajo carbono no adquieren dureza 
notable durante el temple, solo mejoran sus 
propiedades mecánicas (resistencia y rigidez), los de 
medio contenido pueden adquirir dureza apreciable 
y mucha mayor resistencia y los de alto carbono 
endurecen notablemente y se tornan frágiles. 
 
 
Según la dureza los aceros se 
clasifican en: 
 Desde el punto de vista de la dureza del material a la que 
acompaña una serie de características mecánicas que le 
interesan al constructor se clasifican de la siguiente 
manera: 
 
 Aceros dulces ....................0,30 % de carbono 
 Aceros semiduros...............0,45 % de carbono 
 Aceros duros.....................0,70 % de carbono 
 Aceros extra duros......................mayor 0,70 % de carbono 
 Superando al 1,70% hacen pasar al material del campo de 
los aceros al de las fundiciones. 
tratamientos térmicos: 
 
 La proporción de carbono y el tratamiento térmico del 
acero determinan sus propiedades, en cuanto a dureza 
y resistencia mecánica 
 
 1.- Temple 
 2.- Revenido 
 3.- Normalización 
 4.- Recocido 
 
 
Temple y revenido 
(aceros al carbono y aleados con contenido de carbono mayor de 
0.35%) 
 El procedimiento consiste en calentar la pieza a 
altas temperaturas, (rojo vivo) y luego enfriarla 
rápidamente hasta temperaturas próximas a la 
ambiente. Durante este proceso la pieza se 
endurece notablemente y adquiere mayor rigidez 
pero resulta muy frágil, por lo que vuelve a 
calentarse a temperaturas menores de 300 grados 
centígrados y se deja enfriar lentamente, 
procedimiento conocido como revenido. Este 
revenido, reduce notablemente la fragilidad sin 
afectar en mucho la dureza, haciendo finalmente 
la pieza dura pero que pueda soportar las cargas 
dinámicas sin quebrarse. 
 
 
Normalización 
 
 Se conoce como normalización a un proceso similar al 
temple pero en el que el revenido final se hace a 
temperaturas más altas, el propósito de la 
normalización es lograr una pieza con la máxima 
resistencia mecánica sin aumentar apreciablemente la 
dureza permitiendo un mecanizado posterior al 
tratamiento térmico. Se someten a normalización con 
frecuencia los tornillos, pasadores etc. 
 
Recocido 
 
 El recocido es un tratamiento térmico que puede realizarse 
para diferentes propósitos, los mas comunes son: 
 A) Recocido de ablandamiento 
 B) Recocido de reducción de acritud o de recristalización. 
 C) Recocido de homogeneización 
 
 A) Recocido de ablandamiento 
 Es un recocido profundo que se hace para eliminar la 
dureza de una pieza para ser maquinada (cortada, 
barrenada etc.) y consiste en calentar la pieza a 
temperatura de temple y dejarla enfriar muy lentamente 
(una suerte de anti-temple). Las propiedades de la pieza 
una vez maquinada se restablecen volviendo a templarla. 
 
 
B) Recocido de reducción de acritud o de 
recristalización. 
 Este recocido es menos profundo y se hace para reducir la 
fragilidad de las piezas que han sido conformadas en frío 
(estiradas, dobladas, forjadas etc.) . Es común que las piezas que 
se someten a varios conformados en frío para lograr la forma 
final, se les aplique un recocido de este tipo entre una 
conformación y otra para evitar la fractura durante la 
elaboración. 
 
C) Recocido de homogeneización 
 Este recocido se usa principalmente en aceros de alto carbono y 
aleados y tiene el objetivo de permitir la difusión y 
homogeneización de los elementos aleantes y el carbono dentro 
de la estructura del acero. Este recocido es bastante especializado 
y en ocasiones toma muchas horas su ejecución. 
 
 
 
Tipo de 
acero 
Tensión al límite 
de fluencia 
σF (N/mm2) 
Resistencia a la 
tracción mínima 
σr (N/mm2) 
Alargamiento de rotura 
mínimo 
ξ r % 
F-20 200 330 28 
F-22 220 370 28 
F-24 240 420 25 
F-26 260 470 24 
F-30 300 500 22 
F-36 360 520 22 
• a) NORMALES acero que se utiliza en la construcción bajo 
la forma de perfiles laminados normales, cuya sección ha 
sido elegida por consideraciones técnicas y estáticas. 
 
• b) ESPECIALES , se producen en menor cantidad 
destinados a uso ferroviario, ventanales metálicos, cubiertas 
de cristal, etc. Estos como también los normales de longitud 
extraordinaria llevan un sobreprecio que depende de las 
dificultades de laminación. 
Hierros comerciales 
Perfil Normal doble T 
 Por su forma son especialmente aptos para 
 soportar esfuerzos de flexión, en cambio no 
 se prestan para servir como columnas por 
 ser muy pequeño su momento mínimo de inercia. 
 Perfil doble T de ala ancha: mayor capacidad de 
resistencia a flexión y a pandeo. 
TABLA de PERFIL doble T (IPN) 
Denom, 
I.P.N. 
Dimensiones Sección 
F 
cm2 
Peso 
G 
kg/m 
Long. 
L 
m 
Valores estáticos 
h 
mm 
b 
mm 
s 
mm 
t 
mm 
Jx 
cm4 
Jy 
cm4 
Wx 
cm3 
Wy 
cm3 
Ix 
cm 
Iy 
cm 
80 80 42 3,9 5,9 7,5 5,9 12 78 6,3 19,5 3,0 3,20 0,91 
100 100 50 4,5 6,8 10,6 8,3 12 171 12,2 34,2 4,9 4,01 1,07 
120 120 58 5,1 7,7 14,2 11,1 12 328 21,5 54,7 7,4 4,81 1,23 
140 140 66 5,7 8,6 18,2 14,3 12 573 35,2 81,9 10,7 5,61 1,40 
160 160 74 6,3 9,5 22,8 17,9 12 935 54,7 117 14,8 6,40 1,55 
180 180 82 6,9 10,4 27,9 21,9 12 1450 81,3 161 19,8 7,20 1,71 
200 200 90 7,5 11,3 33,4 26,2 12 2140 117 214 26,0 8,00 1,87 
220 220 98 8,1 12,2 39,5 31,1 12 3060 162 278 33,1 8,80 2,02 
240 240 106 8,7 13,1 46,1 36,2 12 4250 221 354 41,7 9,59 2,20 
260 260 113 9,4 14,1 53,3 41,9 12 5740 288 442 51,0 10,40 2,32 
280 280 119 10,1 15,2 61,0 47,9 12 7590 364 542 61,2 11,10 2,45 
300 300 125 10,8 16,2 69,0 54,2 12 9800 451 653 72,2 11,90 2,56 
320 320 131 11,5 17,3 77,7 61,0 12 12510 555 782 84,7 12,70 2,67 
340 340 137 12,2 18,3 86,7 68,0 12 15700 674 923 98,4 13,50 2,80 
360 360 143 13,0 19,5 97,0 76,1 12 19610 818 1090 114,0 14,20 2,90 
380 380 149 13,7 20,5 107,0 84,0 12 24010 975 1260 131,0 15,00 3,02 
400 400 155 14,4 21,6 118,0 92,4 12 29210 1160 1460 149,0 15,70 3,13 
425 425 163 15,3 23,0 132,0 104,0 12 36970 1440 1740 176,0 16,70 3,30 
450 450 170 16,2 24,3 147,0 115,0 12 45850 1730 2040 203,0 17,70 3,43 
475 475 178 17,1 25,6 163,0 128,0 12 56480 2090 2380 235,0 18,60 3,60 
500 500 185 18,0 27,0 19,0141,0 12 68740 2480 2750 268,0 19,60 3,72 
550 550 200 19,0 30,0 212,0 165,0 12 99180 3490 3610 349,0 21,60 4,02 
600 600 215 21,6 32,4 254,0 199,0 12 139000 4670 4630 434,0 23,40 4,30 
 
PERFIL NORMAL U- UPN 
 
 
 
Dimensiones Valores estáticos 
Denom. 
U.P.N. h 
mm 
b 
mm 
s 
mm 
t 
mm 
Sección 
F 
cm2 
Peso 
G 
kg/m 
Lomg. 
L 
m Jx 
cm4 
Jy 
cm4 
Wx 
cm3 
Wy 
cm3 
Ix 
cm 
Iy 
cm 
80 80 45 8.0 8.0 11.0 8.6 12 106 19.4 26.5 6.3 3.10 1.33 
100 100 50 8.5 8.5 13.5 10.6 12 206 29.3 41.2 8.5 3.91 1.47 
120 120 55 9.0 9.0 17.0 13.4 12 364 43.2 60.7 11.1 4.62 1.59 
140 140 60 10.0 10.0 20.4 16.0 12 605 62.7 86.4 14.8 5.45 1.75 
160 160 65 10.5 10.5 24.0 18.8 12 925 85.3 116.0 18.3 6.21 1.89 
180 180 70 11.0 11.0 28.0 22.0 12 1350 114.0 150.0 22.4 6.95 2.02 
200 200 75 11.5 11.5 32.2 25.3 12 1910 148.0 191.0 27.0 7.70 2.14 
220 220 80 12.5 12.5 37.4 29.4 12 2690 197.0 245.0 33.6 8.48 2.30 
240 240 85 13.0 13.0 42.3 33.2 12 3600 248.0 300.0 39.6 9.22 2.42 
260 260 90 14.0 14.0 48.3 37.9 12 4820 317.0 371.0 47.7 9.99 2.56 
280 280 95 15.0 15.0 53.3 41.8 12 6280 399.0 448.0 57.2 10.90 2.74 
300 300 100 16.0 16.0 58.8 46.2 12 8030 495.0 535.0 67.8 11.70 2.90 
320 320 100 17.5 17.5 75.8 59.5 12 10870 597.0 679.0 80.6 12.10 2.81 
350 350 100 16.0 16.0 77.3 60.6 12 12840 570.0 734.0 75.0 12.90 2.72 
380 380 102 16.0 16.0 80.4 63.1 12 15760 615.0 829.0 78.7 14.00 2.77 
400 400 110 18.0 18.0 91.5 71.8 12 20350 846.0 1020.0 102.0 14.90 3.04 
 
Perfil Normal L 
 Se utiliza en general acoplando dos piezas para 
constituir las barras de las estructuras de celosía. 
 Sirven como medio de enlace. 
 Se fabrican con lados iguales y desiguales, 
correspondiendo dos o tres grosores diferentes , 
conviene evitar los grandes espesores porque ser 
antieconómico. HIERRO ANGULO 
 
 
 
Ángulos Dimensiones Sección Peso Valores estáticos 
 a e ex=ey F G Jx=Jy J1 J2 
 mm mm mm cm² kg/m cm³ cm³ cm³ 
5/8" x 1/8" 15,9 3,2 0.51 0.91 0.7 0.20 0.09 0.31 
3/4" x 1/8" 19,1 3,2 0.58 1.11 0.9 0.37 0.17 0.57 
7/8" x 1/8" 22,2 3,2 0.66 1.31 1.0 0.58 0.31 0.94 
1" x 1/8" 25,4 3,2 0.75 1.51 1.2 0.91 0.38 1.44 
1" x 3/16" 25,4 4,8 0.81 2.19 1.8 1.25 0.55 1.96 
1" x 1/4" 25,4 6,4 0.85 2.81 2.2 1.50 0.67 2.33 
1 1/4" x 
1/8" 
31,7 3,2 0.91 1.92 1.5 1.83 0.74 2.93 
1 1/4" x 
3/16" 
31,7 4,8 0.97 2.80 2.2 2.54 1.08 4.07 
1 1/4" x 
1/4" 
31,7 6,4 1.01 3.67 2.9 3.13 1.37 4.9 
1 1/2" x 
1/8" 
38,1 3,2 1.07 2.32 1.8 3.25 1.30 5.17 
1 1/2" x 
3/16" 
38,1 4,8 1.13 3.40 2.7 4.58 1.86 7.26 
1 1/2" x 
1/4" 
38,1 6,4 1.18 4.44 3.4 5.78 2.43 9.09 
1 3/4" x 
1/8" 
44,4 3,2 1.23 2.73 2.1 5.24 2.11 8.35 
1 3/4" x 
3/16" 
44,4 4,8 1.29 4.00 3.25 7.45 3.03 11.84 
2" x 1/8" 50,8 3,2 1.39 3.13 2.52 7.91 3.18 12.64 
2" x 3/16" 50,8 4,8 1.45 4.61 3.6 11.33 4.61 18.05 
2" x 1/4" 50,8 6,4 1.50 6.05 4.7 14.48 5.93 22.96 
2 1/4" x 
3/16" 
57,1 4,8 1.60 5.21 4.1 16.23 6.52 26.12 
2 1/4" x 
1/4" 
57,1 6,4 1.68 6.85 5.4 21.23 8.62 33.40 
2 1/2" x 
3/16" 
63,5 4,8 1.76 5.82 4.6 22.77 9.22 36.28 
2 1/2" x 
1/4" 
63,5 6,4 1.82 7.66 6.1 29.26 12.00 46.59 
3" x 1/4" 76,2 6,4 2.14 9.27 7.3 51.60 20.90 82.58 
3" x 5/16" 76,2 7,9 2.20 11.47 9.1 62.80 25.83 100.03 
HIERRO ANGULO 
 
 
 
Ángulos Dimensiones Sección Peso Valores estáticos 
 a e ex=ey F G Jx=Jy J1 J2 
 mm mm mm cm² kg/m cm³ cm³ cm³ 
5/8" x 1/8" 15,9 3,2 0.51 0.91 0.7 0.20 0.09 0.31 
3/4" x 1/8" 19,1 3,2 0.58 1.11 0.9 0.37 0.17 0.57 
7/8" x 1/8" 22,2 3,2 0.66 1.31 1.0 0.58 0.31 0.94 
1" x 1/8" 25,4 3,2 0.75 1.51 1.2 0.91 0.38 1.44 
1" x 3/16" 25,4 4,8 0.81 2.19 1.8 1.25 0.55 1.96 
1" x 1/4" 25,4 6,4 0.85 2.81 2.2 1.50 0.67 2.33 
1 1/4" x 
1/8" 
31,7 3,2 0.91 1.92 1.5 1.83 0.74 2.93 
1 1/4" x 
3/16" 
31,7 4,8 0.97 2.80 2.2 2.54 1.08 4.07 
1 1/4" x 
1/4" 
31,7 6,4 1.01 3.67 2.9 3.13 1.37 4.9 
1 1/2" x 
1/8" 
38,1 3,2 1.07 2.32 1.8 3.25 1.30 5.17 
1 1/2" x 
3/16" 
38,1 4,8 1.13 3.40 2.7 4.58 1.86 7.26 
1 1/2" x 
1/4" 
38,1 6,4 1.18 4.44 3.4 5.78 2.43 9.09 
1 3/4" x 
1/8" 
44,4 3,2 1.23 2.73 2.1 5.24 2.11 8.35 
1 3/4" x 
3/16" 
44,4 4,8 1.29 4.00 3.25 7.45 3.03 11.84 
2" x 1/8" 50,8 3,2 1.39 3.13 2.52 7.91 3.18 12.64 
2" x 3/16" 50,8 4,8 1.45 4.61 3.6 11.33 4.61 18.05 
2" x 1/4" 50,8 6,4 1.50 6.05 4.7 14.48 5.93 22.96 
2 1/4" x 
3/16" 
57,1 4,8 1.60 5.21 4.1 16.23 6.52 26.12 
2 1/4" x 
1/4" 
57,1 6,4 1.68 6.85 5.4 21.23 8.62 33.40 
2 1/2" x 
3/16" 
63,5 4,8 1.76 5.82 4.6 22.77 9.22 36.28 
2 1/2" x 
1/4" 
63,5 6,4 1.82 7.66 6.1 29.26 12.00 46.59 
3" x 1/4" 76,2 6,4 2.14 9.27 7.3 51.60 20.90 82.58 
3" x 5/16" 76,2 7,9 2.20 11.47 9.1 62.80 25.83 100.03 
HIERRO ANGULO 
 
 
 
Ángulos Dimensiones Sección Peso Valores estáticos 
 a e ex=ey F G Jx=Jy J1 J2 
 mm mm mm cm² kg/m cm³ cm³ cm³ 
5/8" x 1/8" 15,9 3,2 0.51 0.91 0.7 0.20 0.09 0.31 
3/4" x 1/8" 19,1 3,2 0.58 1.11 0.9 0.37 0.17 0.57 
7/8" x 1/8" 22,2 3,2 0.66 1.31 1.0 0.58 0.31 0.94 
1" x 1/8" 25,4 3,2 0.75 1.51 1.2 0.91 0.38 1.44 
1" x 3/16" 25,4 4,8 0.81 2.19 1.8 1.25 0.55 1.96 
1" x 1/4" 25,4 6,4 0.85 2.81 2.2 1.50 0.67 2.33 
1 1/4" x 
1/8" 
31,7 3,2 0.91 1.92 1.5 1.83 0.74 2.93 
1 1/4" x 
3/16" 
31,7 4,8 0.97 2.80 2.2 2.54 1.08 4.07 
1 1/4" x 
1/4" 
31,7 6,4 1.01 3.67 2.9 3.13 1.37 4.9 
1 1/2" x 
1/8" 
38,1 3,2 1.07 2.32 1.8 3.25 1.30 5.17 
1 1/2" x 
3/16" 
38,1 4,8 1.13 3.40 2.7 4.58 1.86 7.26 
1 1/2" x 
1/4" 
38,1 6,4 1.18 4.44 3.4 5.78 2.43 9.09 
1 3/4" x 
1/8" 
44,4 3,2 1.23 2.73 2.1 5.24 2.11 8.35 
1 3/4" x 
3/16" 
44,4 4,8 1.29 4.00 3.25 7.45 3.03 11.84 
2" x 1/8" 50,8 3,2 1.39 3.13 2.52 7.91 3.18 12.64 
2" x 3/16" 50,8 4,8 1.45 4.61 3.6 11.33 4.61 18.05 
2" x 1/4" 50,8 6,4 1.50 6.05 4.7 14.48 5.93 22.96 
2 1/4" x 
3/16" 
57,1 4,8 1.60 5.21 4.1 16.23 6.52 26.12 
2 1/4" x 
1/4" 
57,1 6,4 1.68 6.85 5.4 21.23 8.62 33.40 
2 1/2" x 
3/16" 
63,5 4,8 1.76 5.82 4.6 22.77 9.22 36.28 
2 1/2" x 
1/4" 
63,5 6,4 1.82 7.66 6.1 29.26 12.00 46.59 
3" x 1/4" 76,2 6,4 2.14 9.27 7.3 51.60 20.90 82.58 
3" x 5/16" 76,2 7,9 2.20 11.47 9.1 62.80 25.83 100.03 
Perfil Normal T 
 
 
 Se fabrica en dos formas: ala 
 estrecha en los que h=b, 
 y ala ancha en los cuales h < b. 
Hierros planos 
a) Hierros de ancho inferior a 20 cm 
 Flejes: si su espesor es inferior a 4mm 
 Planchuelas: entre 4 y 10 mm 
b) Chapas: ancho superior a 60 cm 
Medios de unión en construcciones 
metálicas 
 Existen tres tipos de enlaces o uniones : 
 A) Uniones remachadas 
 B) Uniones atornilladas 
 C) Uniones por soldadura 
 
 
 Uniones con tornillos de acero de alta resistencia 
Uniones metálicas 
 
Uniones soldadas 
 
Uniones Soldadas 
 
Métodos de soldaduras 
 A) Por aleación: interponiendo en la superficie de 
junta un metal o aleación fusible que forme cuerpo con 
ellos 
 B) Soldadura autógena: Se realiza provocando la 
fusión y consolidación entre las partes 
Los sistemas estructurales 
metálicos 
Sistemas de alma llena 
Sistemas reticulares 
Los sistemas estructurales 
metálicos 
  Sistemas reticulados 
Los sistemas estructurales 
metálicos 
 
 Sistemas reticulados 
(celosias) 
Los sistemas estructurales 
metálicos 
 
 Sistemas reticulados 
(celosias) 
Los sistemas estructurales 
metálicos 
 
 Sistemas reticulados 
(celosias) 
 
 Sistemas reticulados 
(celosias) 
Sistemas de almallena 
 
Sistemas de alma llena 
 
Sistemas de alma llena 
 
Naves industriales 
F2 
F3 
F1 
L’ 
F2 
m m’ 
 
 P y P’ : mojinetes 
 
 
F1, F2, F3: fuerzas 
exteriores 
P’ 
P 
forma 
forma 
forma 
co
rr
ea
s 
co
rr
ea
s 
co
rr
ea
s 
Estabilidad del edificio 
 El edificio debe ser estable cualquiera sea la dirección 
de las fuerzas que actúan. 
 F1 F2 y F3 fuerzas exteriores según las tres direcciones 
 Para fuerzas F1, se transmiten a traves de la cubierta 
(chapas y correas) a los elementos resistentes 
principales (porticos) 
 Para fuerzas F2, viento sobre las paredes laterales y 
sobre cubierta, idem a las F1. 
 Para fuerzas F3, viento sobre los frentes y mojinetes, 
se necesita vincular dos o mas porticos 
 
 (a), (b), (c) son tres disposiciones estructuras aptas 
para soportar los esfuerzos transversales por si solas. 
(a) (c) (b)