Etapas de construcción de estructuras metálicas seguras, confiables y eficientes

Etapas fundamentales para construir una estructura metálica

Etapas de construcción de estructuras metálicas seguras, confiables y eficientes

Conoce las etapas fundamentales para garantizar la seguridad, la durabilidad y la eficiencia de la construcción de estructuras metálicas.

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Sin duda alguna, en el campo de la construcción, las estructuras metálicas se han vuelto para elección favorita de muchos constructores. Gracias a su versatilidad, durabilidad, robustez y resistencia a los sismos.

Pero para que las estructuras de acero sean seguras, es importante seguir ciertas etapas y procesos importantes. 

Incluyen desde los cálculos, diseños, ejecuciones y montaje final. Cada proceso es crucial, de esa forma se garantiza el éxito de la obra.

Te presentamos una guía detallada, y exploramos ocho etapas claves y los elementos fundamentales para la construcción de imponentes estructuras metálicas que perduren en el tiempo.

8 Etapas esenciales para la construcción de estructuras metálicas

¿Tienes pensado construir una casa, nave industrial o cualquier otro tipo de construcción de estructuras metálicas?

Aquí verás las etapas y procesos que se deben tomar en cuenta para construir correctamente estructuras de acero. De hecho, dichos procesos se aplican cuando se construye en concreto reforzado, es decir, la construcción tradicional.

Algunas de estas etapas se logran hacer en simultáneo. Es importante que sepas, que antes de construcción es vital conocer las características del terreno, ya que esto nos ayuda a desarrollar al proyecto de una manera más óptima y precisa.

De esa forma, se reduce el margen de error de una manera significativa. Veamos los pasos siguientes:

1.- Levantamiento topográfico

En este levantamiento topográfico de nuestro terreno, se conocerá las colindancias exactas a nuestro lote a construir. Así como también, la altimetría que se define como los cambios de nivel que presenta nuestra área. 

Sin este levantamiento topográfico estaremos sin rumbo en la construcción de estructuras de acero y desconocemos las dimensiones exactas de nuestro terreno. Tampoco se conocería las pendientes precisas que este tiene.

2.- Estudio de suelo

Al realizar los estudios de suelo, se conocerán las propiedades mecánicas que experimentan el subsuelo de nuestro terreno. Por otro lado, se conocen las capas o extractos de la corteza terrestre del terreno.

Uno de los datos que arroja el estudio del suelo es la capacidad que porta nuestro suelo, es decir, la determinación de cuánto resiste por metro cuadrado nuestro terreno y subsuelo.

Recordemos que al suelo se le agrega peso de las estructuras metálicas del proyecto.

Lamentablemente sin un estudio de suelo no se puede conocer si el terreno es capaz de soportar todas las cargas gravitacionales que se le aplican debido al peso de la armazón metálica

Sin embargo, si el estudio de suelo arroja un valor bajo, es decir, que determine una poca capacidad de carga.

Se deben desarrollar medidas que contribuyan a la estabilidad del terreno y las estructuras de acero.

Los procesos para ayudar a la estabilidad y resistencia del suelo son dictaminados por un geotecnista o especialista de la rama.

3.- Plano arquitectónico

El plano arquitectónico de la construcción que se realizará, nos define los espacios ocupados que va a tener nuestro terreno. Dependiendo el tipo de uso que este proyecto tendrá, asimismo se distribuyen los espacios. Del plano arquitectónico se desprenden los siguientes:

  • Planos hidrosanitarios.
  • Planos de abastecimientos hidráulicos.
  • Planos de abastecimiento de gas.
  • Planos eléctricos.
  • Planos de corte de niveles.
  • Planos detalles de acabados.
  • Previsualización de la construcción (renders).

Si ponemos un ejemplo de un plano arquitectónico para una nave industrial, en este se debe especificar todos los espacios internos y externos que tendrá la bodega. Asimismo, la ubicación de maquinarias o equipos que tendrá la nave industrial.

Ya conociendo la colindancia del terreno, sabiendo la capacidad portante del suelo y teniendo claro la distribución de los espacios de nuestro proyecto constructivo. Viene el cuarto paso.

4.- Diseño estructural

El diseño estructural es el encargado de dimensionar los elementos estructurales que conforman las estructuras metálicas del proyecto.

Los elementos se diseñan para que puedan resistir acciones externas e internas garantizando así la estabilidad de nuestra estructura o armazón metálica.

Para el dimensionamiento de los mismos elementos estructurales en las estructuras de acero.

Es importante que el diseñador estructural tenga presente los perfiles metálicos que se comercializan en el país donde se va desarrollar el proyecto. 

Elementos estructurales 

Los elementos estructurales que conforman las estructuras metálicas son: columnas, vigas, viguetas, pedestales y cimentaciones superficiales (zapatas, muros de contención y vigas de cimentación).

Cada elemento estructural se comporta de una forma diferente. Por eso, es fundamental contar con un diseño estructural que cumplan con las normativas nacionales Mexicanas e internacionales, para así reducir las fallas estructurales en un futuro o en un colapso.

Elementos en el diseño estructural

Según las normas estructurales para la construcción de estructuras metálicas debe incluir: memoria de cálculo, detalle completo de la conexión, detalle de rigidizadores, geometría y resistencia de los elementos estructurales, especificaciones de soldadura, tipo de recubrimiento, comportamiento sísmico y otros aspectos. 

Peligro de construir sin un diseño estructural

Actualmente, existen muchas estructuras metálicas que son construidas sin contar con un diseño estructural. Sin embargo, es algo irresponsable, ya que, es un riesgo para todas las personas que habitan dicha estructura.

Por otro lado, existen contratistas y maestros de obras que no respetan el diseño estructural entregado por el diseñador o arquitecto y cambian las especificaciones para “ahorrar”.

Pero, ¿es así? No, hay que tener mucho cuidado con este tema, porque las estructuras metálicas no se comportan como se diseñan sino cómo se construyen.

Lamentablemente, la mayoría de los países latinoamericanos se encuentran en zonas de amenaza sísmica alta. Por ende, es crucial construir estructuras de acero sismo resistentes que permanezcan estables aún después de un sismo.

En México la norma oficial mexicana para la construcción de estructuras metálicas es: NOM-B-282-1988.

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5.- Construcción de elementos estructurales

Conociendo la geometría de los elementos estructurales, se procede a la construcción de los elementos.

En el caso de la construcción con acero, se realiza la fabricación de elementos estructurales que conforman la estructura del proyecto. Es importante comprar el perfil metálico que arroja el diseño estructural. 

Así como ensamblar las conexiones correspondientes, realizar las limpiezas mecánicas de los elementos.

Así existe una buena adherencia del recubrimiento que se aplicará. Por último, es importante hacer el control de corrosión donde se aplica correctamente el recubrimiento polimérico a los elementos estructurales.

Control de calidad

En esta fabricación, se debe garantizar el control de calidad y el trazado de la soldadura a usar para ensamblar las conexiones u otras piezas a los elementos estructurales del proyecto. También, se debe garantizar la adherencia y espesor de la pintura aplicada a los elementos estructurales del proyecto.

Es importante que el proveedor metálico debe anexar un documento donde certifique la resistencia de los elementos. 3G Aceros, es uno de ellos.

Dicha empresa, se somete a varios ensayos no destructivos, entre los cuales son: ensayo de tintas penetrantes, inspección visual, ensayo de adherencia, ensayo de ultrasonido, ensayo de radiografía, entre otros.

Estos ensayos no destructivos dictaminan la calidad de los procesos de fabricación de nuestros elementos estructurales para el proyecto.

6.- Cimientos e instalación de pernos de anclaje

Es fundamental, que los cimientos e instalaciones de pernos anclajes sigan las especificaciones técnicas del diseño estructural. 

Este sexto paso, es vital porque de él depende la correcta interacción entre los cimientos construidos en concreto reforzado y las estructuras metálicas

Así que, una buena interacción entre estos dos materiales garantiza la correcta trayectoria de carga transmitida hasta el suelo del proyecto. 

Por ejemplo, los pernos usados para el anclaje de las estructuras metálicas se conocen comercialmente como pernos b7. 

La distribución y el diámetro de los pernos de anclaje lo determina el diseño estructural, el cual debe respetarse al momento de la instalación en obras. 

En muchos casos desfavorables, los pernos no quedan en su posición correcta. Ya que, se encuentran inclinados después del vaciado del concreto. 

Lo que no permite un correcto ensamblaje entre las piezas al momento del montaje estructural.

En este caso, la mejor solución es demoler y realizar la instalación acompañado de un profesional de construcción con experiencia en el tema de los anclajes. Es vital que queden perfectamente nivelados y centrados.

7.- Instalaciones de redes

Las instalaciones de redes se deben implementar como dice el diseño estructural. Estas instalaciones son: redes eléctricas, redes de acueducto y alcantarillado, redes de gas, entre otras redes.

Debe evitarse por completo perforar las vigas de cimentación para incorporar tuberías, porque reduce el área efectiva al elemento estructural

Lo vuelve más vulnerable reduciendo la resistencia del mismo. Una vez que los cimientos de concreto están construidos en concreto reforzado y alcanzaron su resistencia máxima. Se procede a realizar el montaje de las estructuras metálicas.

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8.- Montaje de la estructura metálica

Consiste en hacer el traslado de las estructuras metálicas o armazón metálica a la ubicación de la construcción. Entre estas, las piezas fabricadas y pintadas en la empresa de construcción de acero, siguiendo las especificaciones técnicas del diseño estructural. 

En la obra, se realiza el montaje de los elementos estructurales, lo cual empieza por el visaje de las columnas. 

Estas deben encajar a la perfección en los pernos de anclaje previamente instalados. Posteriormente, el montaje de las vigas principales que son apernadas a las columnas por medio de las conexiones y los pernos estructurales

Por último, la instalación de las viguetas que se ensamblan a las vigas por medio de los pernos estructurales.

Prioridades en el montaje

Se debe priorizar la rigidez en los pórticos para que estos no sufran un desplazamiento por agentes externos como el viento. Mucho antes de finalizar completamente el montaje. Por ello, en el montaje se debe incorporar contravientos para las columnas si estas tienen una altura considerable. De hecho, las columnas deben estar muy bien niveladas a lo largo del proceso del montaje.

Ejemplo de nave industrial

En el caso de las naves industriales, las vigas principales se ensamblan en el suelo y luego, a través de una grúa telescópica se elevan hasta ser ensambladas en la corona o conexión correspondiente con la columna. 

Exactamente una construcción de 350 metros cuadrados y desarrollar estructuras metálicas lleva un tiempo de 2 a 3 meses aproximadamente. Volviéndolo a una construcción rápida en comparación con otros tipos de materiales.Si tu proyecto lo requiere, también se realiza los siguiente: 

  • Instalación y construcción de losas entrepisos conformada en lámina colaborante.
  • Perforación de pernos cortantes.
  • Instalación de refuerzo.

Después de todos estas etapas, se desarrollarán todos los procesos secundarios de la construcción tales como: mampostería, acabados, pisos, instalación de cubiertas, entre otros procesos secundarios en la construcción de estructuras metálicas.

10 Consideraciones a tomar en cuenta durante el diseño de estructuras de acero

Un arquitecto, ingeniero o maestro de obra, siempre debe tomar en cuenta aspectos importantes para que su construcción de estructuras metálicas sea segura y todo sea un éxito para el presente y futuro. Aquí mostramos 10 aspectos a considera:

1.- Selección adecuada del acero

Para que las estructuras metálicas sean seguras, el acero debe tener una aplicación específica. Así como tomar en cuenta su resistencia, durabilidad y propiedades mecánicas del acero. El acero correcto, garantizará una obra exitosa y duradera, sea en construcciones industriales o comerciales.

2.- Cargas del tipo de diseño

Es importante considerar cargas de diseño como gravitatorias, laterales, dinámicas, sísmicas, de viento, cargas de nieve, tráfico o cargas vivas. 

Para que soporten las fuerzas que están encima de la obra. Además, ayudan a estabilizar y mantener la resistencia de las estructuras metálicas. Es fundamental, tomar en cuenta los cálculos y análisis de estas descargas para que el diseño garantice la seguridad.

3.- Dimensiones de cada sección

Es muy necesario y fundamental dimensionar de una forma correcta las secciones de la parte transversal de las estructuras de acero, para poder garantizar una excelente resistencia y capacidad de carga. 

Esto puede implicar tomar muy en cuenta su resistencia  para soportar las fuerzas que son aplicadas. 

La capacidad que ha sido requerida para soportar las cargas previstas. El buen diseño de las secciones transversales es muy importante para asegurar la integridad y la seguridad de las poderosas estructuras de aceros.

5. Conexiones estructurales

Las conexiones en las estructuras de acero son vitales e importantes para asegurar y garantizar la estabilidad junto con la resistencia a nivel global en conjunto. 

Su gran diseño y la capacidad en resistencia, tienen que ser cuidadosamente calculados y evaluados. Para así lograr asegurar la integridad de la estructura y prevenir los posibles fallos que generen algún tipo de daños catastróficos.

6. Considerar la expansión térmica

Es muy crucial tomar en cuenta que las alteraciones y variaciones en la temperatura, pueden llegar a afectar el material de acero, ya que este tipo de material suele suceder que se expande y se contrae. 

Para poder evitar los graves daños en las estructuras, es imprescindible considerar rápidamente las deformaciones térmicas y así asegurarse de proporcionar el número de juntas necesarias de dilatación.

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7. Protección anticorrosiva

Es aconsejable mantener una muy adecuada protección en el acero, para poder evitar las corrosiones, hacer esto puede comprometer su larga durabilidad. 

Si se usa   recubrimientos de pintura galvanizada puede ser una medida efectiva para mantener vigente la resistencia del material. También preservar la buena integridad de las estructuras en general.

8. Estabilidad de la estructura

Si las estructuras metálicas no están estables, puede ocasionar colapsos. Por ende, es vital que tenga una buena estabilidad estructural para prevenir estos desastres. Esto se logra con la resistencia de cargas perfectas y la rigidez adecuada como se ha planteado en las etapas anteriormente mencionadas.

9. Diseño sostenible

En este proceso de diseño sostenible, es una necesidad considerar algunos aspectos medioambientales. Lo cual implica usar de manera más eficiente los materiales, para fomentar el reciclaje y minimizar la generación de los residuos.

De tal forma, se logra contribuir a una protección del ambiente y por otro lado, se promueve la sostenibilidad en las industrias del área de construcción.

10. Normas y estándares

El buen cumplimiento de las normas y los estándares en diseños estructurales del material acero, son primordiales para poder asegurar la buena seguridad y la calidad.

Estas pautas proporcionan directrices técnicas y criterios de diseño actualizados, permitiendo la construcción de estructuras resistentes y más confiables.

Por ejemplo, en México se debe regir por las normas antisísmicas para considerar un edificio antisísmico.

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Preguntas frecuentes: Construcción de estructuras metálicas

¿Tienes aún dudas? Investigamos en google y muchos usuarios tenían estas preguntas. De las cuales, tomamos al menos 5 de ellas, las más puntuales e importantes para ser aclaradas en este apartado. Esperamos que sea de gran ayuda en su proyecto constructivo de acero.

1. ¿Cuáles son los beneficios de usar estructuras metálicas?

Los altos beneficios de la construcción de estructuras metálicas son la durabilidad y la capacidad de poder soportar las grandes cargas. También se hacen resistentes al fuego y son más fáciles de poder instalar y son reutilizados o reciclados.

2. ¿Cuánto dura una estructura de metal?

La duración de las estructuras metálicas depende de muchos factores, como su mantenimiento adecuado. Así como su entorno, en el cuál se encuentra el diseño de la estructura. Se puede estimar que una buena estructura de acero puede durar aproximadamente entre 50 y unos 100 años.

3. ¿Cuánto peso soportan las estructuras metálicas?

Las grandes estructuras metálicas poseen capacidad de soportar grandes kilogramos debido a la resistencia de la clase de material. La capacidad en carga puede llegar a variar  dependiendo de los tipos de estructuras y sus diseños. Pero, por lo general, se pueden soportar cargas que pueden ir desde unas pocas toneladas hasta unas miles de toneladas.

4. ¿De verdad las estructuras de metal son resistentes a los sismos?

Por supuesto que sí, estás estructuras de metal, son resistentes y son ideales para los sismos.

El acero cuenta con material dúctil y flexible, está clase de material puede deformarse bajo las fuerzas sísmicas sin llegar a romperse.

Además, su diseño puede incluir elementos para contravientos y amortiguadores que logran mejorar la resistencia sísmica.

5. ¿Cuál es el costo promedio de una estructura metálica?

El promedio del precio para construir estructuras metálicas ha de variar dependiendo de los factores. Por otro lado, puede ser el tamaño de las estructuras, los diseños, los materiales que han sido usados y la ubicación de origen geográfico.

En general, estás estructuras metálicas suelen ser un poco más económicas que las otras estructuras de concreto, pero su precio puede oscilar entre un aproximado 850 y 2500 pesos mexicanos por cada metro cuadrado en construcción.

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Estructuras metálicas: Conclusiones finales

Como vimos, la construcción de estructuras metálicas, es un gran proceso de complejidad que amerita varias etapas vitales que puedan garantizar la durabilidad y la seguridad de un proyecto. 

La primera etapa consiste en el diseño y cálculo de la estructura, aquí se determinan los materiales, las dimensiones y las especificaciones técnicas que se necesitan.

Posteriormente, se fabrican los elementos metálicos, así como el corte y soldadura de cada una de las piezas. Después de ser fabricadas, se instalan y se montan las estructuras metálicas

Es vital que exista el control de calidad para que todo el proyecto sea eficaz y exitoso. ¿Sabes dónde buscar estructuras metálicas de calidad en México? Vea el siguiente apartado.

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3G Aceros, es muy reconocida como el mejor distribuidor de aceros y perfiles en todo México. Su éxito se basa en el compromiso con la calidad y la amplia variedad en sus productos y servicios. 

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Su excelente equipo de profesionales son altamente capacitados y se encargan de asesorar a los clientes desde la principal etapa de diseño hasta la entrega final del producto. 

Además, su reputación se ve respaldada por los proyectos de una gran envergadura y la satisfacción de los clientes. Entre los productos que más se destacan están: láminas galvanizadas, perfiles de acero y accesorios.

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Etapas de construcción de estructuras metálicas seguras, confiables y eficientes
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