Concreto vs acero
- 1. Publicado originalmente en el Primer encuentro del Acero en Colombia Comparación -1 El uso del acero estructural en Colombia se ha visto mitificado por un largo periodo de ostracismo y desconocimiento. El reciente auge, producido por la apertura de mercados motiva que se deba considerar nuevamente el concepto de su utilización. Este documento representa parte de un esfuerzo por mejorar la comprensión del uso de este noble material. Es un instrumento para pensar. Participe en el debate al respecto y ayúdeme sí a perfeccionar el texto. Tengo una presentación PowerPoint que refuerza este texto, que es el esquema de ella. Puede pedírmela El documento se publico hace unos años en la revista Construdata. CONCRETO vs ACERO : A manera de paralelo. Ingeniero German Urdaneta H Colombia. Acaso cabe la comparacion ? Hablar de comparar el acero y el concreto como materiales estructurales es plantear una competencia entre dos nobles elementos del arte constructivo. Competencia a la que no hay lugar, dado que las dos materias primas conviven armónicamente en el medio de la construcción. Solamente un fenómeno de índole cultural ha mantenido la diferenciación. Ya desde los albores del desarrollo de nuestra industria de la construcción, se ha caracterizado la dominancia del concreto sobre el acero. Pero no por la naturaleza del material, sino por un mero fenómeno histórico. La retirada de las poderosas firmas norteamericanas que hasta inicios de la década de los años 50 dominaron el panorama constructivo del pais, se llevó la experiencia de muchos años hacia campos más fertiles, definidos por la necesidad de reconstrucción de los escenarios asolados por la hecatombe de la segunda guerra mundial. Se han requerido Cuarenta años para que un gobierno progresista lance al país a la aventura irreversible de la apertura económica para que, logrado el acceso al comercio internacional del acero, unos cuantos visionarios se hayan lanzado a la aventura de promover la construcción de vivienda en estructura metálica. El auge de este sistema, que permite apreciar que una sola fábrica toma simultáneamente 15 encargos de este tipo de estructura, hace ver un mejor panorama para esta demeritada versión del arte de construir.Tal vez como el ave fénix, el muerto de hace 4 décadas esta resurgiendo de sus cenizas. Enhorabuena Colombia!!! Sin embargo, no existe una cultura que permita asimilar esta realidad, y nuestros técnicos tienen que convencer a sus clientes de las ventajas que representa el material recién redescubierto. Para ellos, sirva el siguiente paralelo. Para una mejor comprensión, se ha organizado el análisis en el orden en el cual se ha planteado el concepto estructural en el capítulo anterior. Germán Urdaneta H Versión 2.1- Reimpresión 2009
- 2. Comparemos lo no comparable.. En cuanto al Material. CONCRETO a. Material monolítico, producido con material de cantera Se fabrica a pié de obra. El material es una producto de la obra. ACERO ESTRUCTURAL a. Material producido industrialmente, bajo explotación industrializada en minas Se obtienen perfiles normalizados El material es un suministro para la obra b. Mediante moldes adopta la forma que se desee. La obra es muy versatil y se adapta al gusto y al capricho. b. Se conforma un esqueleto o entramado. La forma, para ser eficiente debe ser regular. Las uniones revisten gran importancia. c. La tipología presenta su propia identidad en color, textura y apariencia. Por lo general,no es necesario impartir acabados adicionales. c. Exige acabados, los cuales se logran mediante recubrimientos o con forros de materiales adicionales. se requiere pues un valor agregado importante. d. El control de calidad se debe hacer en la obra. Depende no solo de la calidad del material, sino de la habilidad de los operarios y otras circunstancias del entorno. Se requieren ensayos para certificar la calidad. d. El control de calidad de la materia prima de efectúa en fábrica o en taller. La certificación de origen satisface los requerimientos de un interventor. e. Es posible prefabricar, aunque esta se considera una técnica especializada. Demanda equipos importantes, debido al peso de las piezas. Las uniones son muy delicadas. e. Siempre es prefabricada. El transporte limita el peso y la dimensión de los elementos. Demanda tecnicas especializadas de montaje.El equipo es normal y las uniones se saben hacer.. f. El material es más ineficiente estructuralmente, al ser más débil por unidad de peso. f. La alta eficiencia estructural hace que las piezas sean muy resistentes con muy bajo peso propio. g. Es casi invulnerable al efecto del medio ambiente ordinario. Solamente lo afectan algunos medios ácidos g. El material es muy susceptible al efecto del medio ambiente. h. La mano de obra, siendo calificada, es de común obtención. h. La mano de obra resulta especializada. Por lo general debe ser subcontratada. 10000000Sobre la For ma y el Tamaño.100000002 a. La forma debe ser lo más monolítica que sea posible. Resulta una construcción maciza. ,La simulación de la acció estructural es incierta. a. La forma es siempre de armazón o esqueleto. La acción estructural se aproxima a las idealizaciones lineares. b. No hay limitación en cuanto a formas y tamaños que se pueden obtener. solamente pone un tope la capacidad tecnólogica. b. Las formas y tamaños están limitadas por las facilidades de transporte entre la fábrica y la obra. c. La forma intrínseca, o sea la propia de cada pieza, debe corresponder siempre a formas geométricas simples. c. La forma intrínseca corresponde siempre a la de los perfiles disponibles. d. La forma integral es casi siempre la combinación de cuerpos prismáticos. d. La forma integral es más libre, ya que la combinación de piezas base dá mucha más versatilidad. e. Por lo general, la forma induce comportamientos internos de naturaleza compleja (flexión torsión, flexo compresión). e. Aunque se puede usar para los estados complejos (usando perfiles) es más fácil obtener los estados simples de tracción y compresión. f. La calidad del material impone relaciones altas entre las longitudes de las piezas y su sección transversal (entre 1:7 y 1:30) f. La mejor calidad permite obtener menores relaciones (entre 1:15 y 1:50) entre la longitud y la sección. g. Las piezas son más rígidas. g. Las piezas son más esbeltas. h. La cantidad de material que se debe suministrar depende en general de la forma intrínseca. h. La cantidad de material que se debe suministrar depende primordialmente de la forma integral. i. Al aumentar la exigencia es común tener que aumentar el tamaño o mejorar la calidad de los materiales. i. Al aumentar la exigencia, se puede controlar la respuesta mediante variación en la proporción general (más altura).
- 3. Sobre la exigencia estructural LAS CARGAS. a. La naturaleza y magnitud de las cargas vivas son equivalentes para las dos tipologías b. La carga propia puede ir de 1/3 a 1/6 de la carga viva. b. La carga propia puede ir de 1/6 a 1/20 de la carga viva. c. La carga de impacto puede causarle agrietamientos. La carga dinámica obliga a reducir capacidad. c. Recibe igualmente todas las cargas. La carga dinámica puede ocasionar fatiga en las uniones. d. La reducción de capacidad por esbeltez es moderada. d. La reducción de capacidad por esbeltez es apreciable. e. La acción sísmica es de cuidado debido a la respuesta rígida e. Tolera mejor la acción sísmica debido a la respuesta flexible. f. Los asentamientos diferenciales son perjudiciales. f. Es menos sensible a los asentamientos diferenciales. EL MEDIO Y LA VINCULACION a. La idealización geométrica es menos representativa. a. La idealización geométrica es más ajustada a las lineas estructurales. b. La acción estructural no es aparente ya que la circulación de la carga en la estructura misma no es obvia. b. La acción estructural es aparente, ya que la organización formal muestra fácilmente la ruta de circulación de la carga. c. Los medios de tipo volumétrico o superficial tienden a ser macizos. c. Todos los medios tienden a ser lineales. d. La restricción, al ser monolítica se aproxima más al empotramiento. d. La restricción se aproxima más al apoyo libre debido a la flexibilidad de uniones. e. La definición del grado de restricción es más compleja. e. Es posible controlar más efectivamente el grado de restricción. LA CAPACIDAD RESISTENCIA a. El límite de la resistencia puede estar entre 200 y 400 kg/cm². a.El límite de resistencia puede estar entre 2000 y 6000 kg/cm². b. La conducta en tracción es muy deficiente. Debe usarse acero de refuerzo para mejorarla. b. La capacidad bruta en todos los estados de tensión es equivalente. Debe controlarse la esbeltez para la compresión. c. No influye por separado la resistencia en las uniones. c. La resistencia en las uniones afecta la capacidad general. d. Por lo general la estructura no es sensible a la deformación. La necesidad de arriostramiento es menor. d. La estructura es sensible a la deformación. Exige altos niveles de arriostramiento. e. Una vez que se presentan agrietamientos la situación de falla es inevitable. El retirar la carga no hace desaparecer las grietas. e. La conducta es más elástica. Si se reduce carga, se recuperan las propiedades originales con mayor capacidad. f. La conducta general es más desconocida y su comportamiento es más aleatorio. f. Se conoce mejor la conducta y es más controlable su comportamiento. g. Hay más profesionales familiarizados con el comportamiento y los reglamentos del material. g. El manejo del material es más delicado, pues en el país es materia de especialistas. h. Las técnicas de análisis permiten usar la capacidad de fluencia del material. h. Aún no se sabe utilizar adecuadamente la técnica del diseño plástico o el diseño por estados límite. EQUILIBRIO Y ESTABILIDAD a. Las técnicas de análisis son menos ajustadas al comportamiento real. a. Las técnicas de análisis reflejan mejor la conducta de la estructura. b. Es posible omitir o subestimar cargas debido a la complejidad del modelo estructural. b. Es posible asimilar más las cargas logrando una mejor evaluación del estado de exigencia. c. El equilibrio y la estabilidad general son asunto de lógica debido a la rigidez y el monolitismo. c. El equilibrio y la estabilidad son asunto de experiencia debido a la flexibilidad general.
- 4. d. Dado su aproximación al empotramiento, el análisis de equilibrio es más complejo. d. El análisis estructural es más simple. e. El ajuste de estructura en condición de falla es más impredecible. e. La estructura es más propicia a redistribuír cargas en condición de falla. f. Una falla de estabilidad puede llevar al colapso. f. Una falla de estabilidad suele llevar a una deformación permanente del esquema. g. El desequilibrio de un elemento puede implicar colapso general. g. El desequilibrio de un elemento suele implicar redistribución de acciones. CONVENIENCIA ESTRUCTURAL ECONOMIA a. El costo del material es el resultado de una serie de insumos disponibles en obra. a. El costo del material es producto de un mercado externo, controlado por la oferta y la demanda. b. El valor es controlable mediante operaciones de planeación u organización. b. El valor es un factor no controlable por medio de planeación u organización. c. En ocasiones la economía no es determinante, pues en el material se busca el carácter ornamental y aún monumental. c. Por lo general la econompia es determinante ya que el carácter de las obras es utilitaria. d. En el material se entiende mejor la economía. Se obtiene con calidad de diseño. d. A menudo se identifica economía con bajo costo. Por desconocimiento de los recursos, este se obtiene con deterioro en la calidad del producto. e. La disponibilidad generalizada de materia prima hace que el material se pueda usar en cualquier parte del país. e. El material puede resultar prohibitivo en algunas regiones del país. f. El costo inicial suele ser el único factor del costo. f. A menudo el mantenimiento es determinante en el costo. g. La búsqueda de economía en los cálculos suele ser causa de sobrecosto en la obra. g. La economía en los cálculos puede llevar a fracasos en la obra. h. Un diseño armónico puede producir facilmente un resultado económico. h. Un diseño lógico puede producir facilmente un resultado económico. i. Cuando se integran los dos materiales es posible que se aumente la exigencia debido a las condiciones de soporte de la estructura de acero. FUNCIONALIDAD a. Generalmente, la estructura cumple otras funciones (cerrar, subir) además de la acción estructural. a. La ejecución de otras funciones es más esporádica. b. No es frecuente la falla funcional. b. Es frecuente la falla funcional. c. Con resistencias normales, se puede usar casi siempre. c. El uso depende de la facilidad de producción y transporte. d. La disponibilidad de material no es limitante. d. La disponibilidad de material limita la posibilidad de uso. Estética.21 Es un factor subjetivo que depende del concepto del proyecto arquitectónico, de las posibilidades del cliente y del objetivo de la obra. Su valor relativo no admite una comparación generalizada. Si le llamó la atención este texto, lo invito a consultar estos otros, también ubicados en este sitio Web: • Introducción al uso del acero.doc • Alternativa al diseño.doc • Desarrollo histórico del Acero.doc • Usos del acero.doc • Tipologia del acero.doc Además le invito a visitar el sitio www.scribd.com en el cual he puesto algunos otros documentos bajo el seudónimo de licitar.
- 5. Y por favor, retroaliménteme