Análisis y diseño de estructuras y uniones metálicas: una aproximación práctica

Los trabajos con estructuras metálicas poseen una gran importancia a la hora de realizar diversos proyectos de construcción.

La función de las estructuras de metal tiene como objetivo proporcionar resistencia, estabilidad y forma a una construcción.

El diseño de estructuras metálicas requiere tener los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para poder abordar este tipo de trabajos con garantías. Es necesario manejar todos los aspectos relacionados con la normativa y el mercado CE, el cálculo, las uniones, la protección anticorrosión, la producción en taller, el montaje o la valoración económica de los proyectos.

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Métodos de cálculo aplicados al diseño de estructuras metálicas

Conocer los métodos de cálculo aplicados en la construcción y diseño de estructuras metálicas permite evaluar la capacidad de carga, estabilidad y resistencia de las distintas construcciones.

Calcular las estructuras metálicas permite saber cuándo éstas van a fallar o deformarse por su capacidad de resistencia. Generalmente esto se realiza a través de un software, pero es importante conocer las diferentes formas para el cálculo estructural.

Estos son algunos de los métodos de cálculo que se utilizan en el diseño de estructuras de metal.

• Método de los Estados Límites: se establecen factores de carga y resistencia para evaluar la seguridad y capacidad de las estructuras. Se calculan las probabilidades de que se produzcan situaciones accidentales y establecer un margen de seguridad adecuado según parámetros objetivos.
• Método de los Elementos Finitos (MEF): es un método de cálculo estructural que puede utilizarse para calcular las estructuras metálicas, dividiéndolas en un número limitado de elementos con un comportamiento y forma determinados. Existen diferentes variantes de este modelo, dependiendo del tipo de carga y la necesidad de resolver problemas de vibraciones.
• Método de Cross: se dividen las estructuras metálicas en tramos y se calculan las fuerzas internas de éstas y su margen de desplazamiento.
• Método de Matrices de Rigidez: se aplica al cálculo de estructuras hiperestáticas, que tienen un comportamiento elástico y lineal. Las propiedades de la rigidez de los materiales se compilan en una ecuación matricial que define el comportamiento de la estructura, lo que permite obtener los desplazamientos y fuerzas internas de ésta.
• Método de la Energía de Deformación: cuando se somete una estructura metálica, como una viga, a un esfuerzo de torsión o flexión, se producen una serie de tensiones y deformaciones. Este método de cálculo basado en el cálculo de la mínima potencial busca realizar el cálculo de deformaciones debido a cargas externas en cualquier punto de la estructura.

Técnicas de diseño para uniones metálicas eficientes

Otro de los elementos esenciales en los que es necesaria la formación para trabajos de estructuras metálicas son las técnicas de diseño para uniones eficientes.

Las uniones metálicas tienen como objetivo juntar dos componentes de resistencia para la transmisión de cargas de uno a otro. Esto debe hacerse teniendo en cuenta los estándares europeos o Eurocódigos, que son las normas de diseño estructural armonizadas y que establecen los requisitos de diseño para las distintas estructuras y uniones metálicas.

A través de la formación especializada, los profesionales pueden aprender las bases para llevar a cabo uniones metálicas atornilladas o soldadas de manera eficiente y con plenas garantías de seguridad.

La aplicación del diseño de uniones metálicas se realizará utilizando las herramientas adecuadas, como tablas o prontuarios de diseño o herramientas de software.

Tanto si se van a realizar uniones por tornillos como por soldadura de puntos es necesario tener en cuenta las restricciones de cálculo y las diferentes posibilidades de armado en los talleres y montaje en la obra.

Desde COIIAR te invitamos a que puedas adquirir los conocimientos que necesitas para el desarrollo de trabajos de diseño de estructuras metálicas a través de una formación cualificada y de calidad.