Peso del acero: Barras, Platinas, Perfiles de acero

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El cálculo de peso del acero permite llevar a cabo diseños, presupuestos y verificaciones precisas de la parte estructural de una edificación.

Las barras de acero corrugadas, platinas y perfiles de acero, ayudan a crear sistemas estructurales en las diferentes obras de ingeniería y construcción.

¿Qué es el acero?

El acero es la aleación resultante de unir el hierro con el carbono y otros elementos, en proporciones específicas.

En pro de las mejoras para obtener aleaciones presentes en el acero, pueden ser utilizados elementos como: aluminio, cromo, níquel, molibdeno, boro, entre otros.

Alrededor del 90% de la producción de acero mundial se lleva a cabo al carbono y el restante 10% corresponde a otras aleaciones.

Clasificación general del acero

Puede ser clasificados acorde a:

  • La forma en cómo se fabrica.
  • El modo en que ha sido trabajado.
  • Su composición y estructura.
  • Los usos que se le dé.
  • Modo de aplicación.

Calcular el peso del acero en la construcción

Al ser el acero un material ampliamente utilizado para reforzar la construcción de estructuras, puede ser en conjunto con el hormigón o como una edificación construida sólo con acero.

El hormigón armado requiere del acero para lograr resultados resistentes y duraderos a lo largo del tiempo. El acero de construcción que se emplea en el hormigón armado, suelen ser barras corrugadas, que quedan embebidas dentro del concreto.

El cálculo de peso para barras de acero puede ser realizado de diferentes formas, ya sea manual o a través de tablas para este fin.

En las edificaciones industriales es común el uso de perfiles de acero como mecanismo viga – columna, para soportar todas las cargas provenientes de la estructura. 

El dato de peso de perfiles de acero, al igual que para las barras corrugadas, está tabulado, acorde al tipo de perfil o barra que se requiera utilizar.

A nivel internacional la norma ASTM (American Society for Testing and Materials) es la más utilizada en la regulación de la calidad de los acero para la construcción, garantizando los estándares mínimos de fabricación.

Calcular peso de acero a partir de barras corrugadas

¿Qué el acero corrugado?

El acero corrugado es el resultado de una aleación de acero, carbono, fósforo, azufre y nitrógeno. Esta clase de acero es especialmente diseñado para ser utilizado en la construcción de elementos estructurales de hormigón armado, debido a que la corrugación de las barras le permite una mejor adherencia con el hormigón.

El valor para peso del acero se puede encontrar en tablas agrupadas por numeración de la barra, diámetro, peso nominal, área de sección transversal, perímetro, entre otras propiedades.

Tipos de acero corrugado

La clasificación se realiza en base a la inclinación y separación de las corrugas en las barras y se pueden identificar de la siguiente manera:

  • B 400 S
  • B 500 S
  • B 400 SD
  • B 500 SD

Las varillas para construcción se identifican fácilmente a través de la numeración a la que pertenecen y se designan en base a octavos de pulgadas, que indican el diámetro de la barra. Su forma es circular y viene en longitudes comerciales variables, que pueden ser de 30 o 40 pies.

El uso de barras de acero corrugado N°3, N°4 y N°5 es muy común en la construcción de casas. No obstante, las varillas de mayor diámetro, que se utilizan en construcciones de tipo industrial.

Ejemplo de cálculo de peso de acero a partir de barras

Paso 1. Determinar la cantidad de acero.

Paso 2. Identificar el número de la barra corrugada o el diámetro de la misma.

Paso 3. Las tablas de peso de acero vienen dadas en medidas de peso por longitud.

Paso 4. Se multiplica por el factor de peso nominal, correspondiente a cada número de barra.

Ejemplo de cálculo en pies

Estimar el peso en libras de 25 unidades de barras de acero corrugado N°5 (5/8”) de 30 pies.

Paso 1.

25 unidades.

Paso 2.

            Barra N° 5.

Paso 3.

            Peso por pie para la barra N°5 = 1.043 lb/pie.

Paso 4.

25 unidades x 30 pies (longitud de cada barra)= 750 pies.

Peso acero=(750 pies)  * (1.043 lb/pie)

Peso acero = 782.25 lb

 

Ejemplo para cálculo en metros

Calcular el peso en metros de 25 unidades de barras de acero corrugado N°5 (5/8”) de 9.15 metros.

Paso 1.

25 unidades x 9.15 metros (longitud de cada barra)= 228.75 metros.

Paso 2.

            Barra N° 5.

Paso 3.

            Peso por pie para la barra N°5 = 1.552 kg/m.

Paso 4.

Peso acero=[228.75 metros]  x ⌊1.552 kg/m⌋

Peso acero = 355.02 kg

Calcular peso del acero a partir de volumen (platinas)

Al realizar estimaciones de material para un proyecto de construcción, es de gran utilidad calcular el peso del acero a partir de un volumen. Este cálculo arroja un valor exacto a partir del cual se puede llevar a cabo una adecuada planificación de la obra a ejecutar.

Importancia de conocer el peso del acero a partir del volumen

Al llevar a cabo la elaboración de un presupuesto para construcción se realiza el desglose de todos los materiales necesarios para la obra. Para el caso del acero, la estimación del costo se realiza basándose en el peso de este material.

Para el cálculo de barras corrugadas de acero, se puede conocer el peso por metro lineal, utilizando las tablas en base a diámetro de la barra. También es el caso de los perfiles de acero, cuyo peso está cuantificado en base al tipo de sección que se requiera.

Sin embargo, sí queremos saber cuánto va a ser el costo del acero de platinas, se debe realizar una estimación del peso en base al volumen que ocupa la pieza, cuyo peso se requiere estimar.

¿Cómo calcular el peso del acero a partir de volumen?

Para llevar a cabo la estimación de este cálculo, se pueden aplicar fórmulas sencillas descritas a continuación.

Fórmula para calcular peso de acero a partir de un volumen

Fórmula para obtener volumen de una platina

V = A *  L * e

En donde,

                   V = volumen

                   A = ancho

                   L = largo

                   e = espesor

Al multiplicar estas tres dimensiones, la base por la altura, y a su vez, por el espesor del elemento a calcular, se obtiene como resultado un volumen.

Se debe tener en consideración que la forma geométrica del elemento de acero que se le desea calcular el volumen, puede variar, por lo tanto también variará la fórmula de realizar el cálculo.

 Por ejemplo, la fórmula para calcular una figura cónica es diferente a la figura cilíndrica.

Fórmula para obtener el peso

Peso del acero = volumen * densidad del acero

De la anterior fórmula podemos observar que como dato para el cálculo se requiere del valor de la densidad del acero.

La densidad del acero es una propiedad física que expresa la relación existente entre volumen y masa. Este valor varía entre 7,750 kg/m3 y 8050 kg/m3, en relación al tipo de acero.

La densidad del acero para consideraciones del ejemplo a continuación, es de 7,850 kg/m3. Es decir que cada 1 m3 = 7,850 kg

El volumen es una cuantificación del espacio que ocupa un cuerpo, se obtiene al multiplicar todas sus dimensiones. La unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el m3.

 

Cálculo de peso del acero en kg a partir de volumen

Pasos a seguir para calcular el peso de una placa metálica

Paso 1. Determinar el volumen de acero.

Fórmula para obtener volumen.

V = A *  L * e

          Multiplicar las dimensiones (Ancho x largo x espesor)

           V = (5 metros) *(1 metro)*(0.25 metros)

           V = 5 * 1 *0.25 = 1.25 m3

           V= 1.25 m3

Paso 2. Multiplicar el volumen por densidad del acero (Para el ejemplo: 7,850 Kg/ m3).

Peso del acero = volumen * densidad del acero

        Peso = (1.25 m3)*(7,850 Kg/ m3)

        Peso del acero = 9,812.5 kg

 

Cálculo de peso de acero en perfiles

 

DESCARGAR – aisc_13.0_properties_viewer-4

 

Los perfiles de acero son utilizados para la construcción de obras de ingeniería, su uso va relacionado al tipo y función que desempeñen en la edificación.

Son elegidos en relación a la carga de trabajo y la forma en que lo realizan: compresión, flexión, torsión, entre otros.

 

Tipos de perfiles de acero estructural

Vigas IPR

Los perfiles IPR son ampliamente utilizados como vigas estructurales. Cumplen una función de refuerzo para soportar grandes cargas de trabajo, tales como losas o elementos planos y en conjunto con las columnas transmiten los esfuerzos generados hacia la cimentación de la construcción.

Vigas IPS

Al igual que los IPR, los perfiles IPS son perfiles de acero estructural, que desempeñan una función de refuerzo horizontal. Sirven para vincular las columnas que soportan la estructura.

Los perfiles IPS son de fácil perforación, lo cual permite que los perfiles IPS agilicen los tiempos de construcción.

La viga de acero IPS solamente se fabrica en grado A36, en base a la norma ASTM A36.

La diferencia fundamental entre los perfiles IPR e IPS radica en la elaboración de sus bordes. Los perfiles IPS son más ligero que los IPR, por lo cual pueden ser utilizados en claros más largos como vigas.

Perfiles U

Los perfiles tipo “U” son canales estructurales de acero. Son empleados en la construcción de edificaciones estructuras, obras de infraestructura, puentes y otras estructuras arquitectónicas.

Tabla de perfiles de acero

La plantilla adjunta AISC contiene perfiles y secciones con dimensiones y propiedad en unidades del Sistema Inglés.

Las propiedades para cada perfil de acero contenida en la plantilla AISC permite a estudiantes y profesionales llevar a cabo estimaciones aplicables a la ingeniería y arquitectura.

Los datos que se obtienen de estas tabulaciones permiten el diseño de estructuras en acero, así como también la verificación de cantidades para la estimación de presupuestos para construcción de obras de ingeniería.

El peso de los perfiles de acero viene dado por unidad de longitud, para este caso la medición se estima en base al pie (Sistema Inglés).

Los términos de sección que brinda la tabulación AISC consiste en:

  • Áreas de sección
  • Perímetros
  • Momentos de inercia
  • Momentos de torsión
  • Radios de giros
  • Distancias en ejes
  • Dimensiones generales de los perfiles

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