Acero conformado en frío ( CFS ) es el término común para los productos de acero formados por procesos de trabajo en frío llevados a cabo cerca de la temperatura ambiente, como laminado , prensado , estampado , doblado , etc. Barras y láminas de acero laminado en frío ( CRS ) se utilizan comúnmente en todas las áreas de fabricación. Los términos son opuestos a acero conformado en caliente y acero laminado en caliente .
El acero conformado en frío, especialmente en forma de láminas de calibre delgado, se usa comúnmente en la industria de la construcción para elementos estructurales o no estructurales como columnas, vigas, viguetas, montantes, cubiertas de piso, secciones construidas y otros componentes. Dichos usos se han vuelto cada vez más populares en los EE. UU. desde su estandarización en 1946.
Los miembros de acero conformados en frío también se han utilizado en puentes, estantes de almacenamiento, silos de granos , carrocerías de automóviles, vagones de ferrocarril, productos de autopistas, torres de transmisión, postes de transmisión, instalaciones de drenaje , armas de fuego, varios tipos de equipos y otros. [1] [2] Estos tipos de secciones se forman en frío a partir de láminas, tiras, placas o barras planas de acero en máquinas perfiladoras , mediante plegadoras ( prensa de máquina ) o operaciones de doblado. Los espesores del material para estos miembros de acero de paredes delgadas generalmente oscilan entre 0,0147 pulgadas (0,373 mm) y aproximadamente ¼ de pulgada (6,35 mm). Las placas y barras de acero de hasta 1 pulgada (25,4 mm) de espesor también se pueden formar en frío con éxito en formas estructurales (AISI, 2007b). [3]
El uso de elementos de acero conformados en frío en la construcción de edificios comenzó en la década de 1850 tanto en Estados Unidos como en Gran Bretaña. En las décadas de 1920 y 1930, la aceptación del acero conformado en frío como material de construcción aún era limitada porque no había un estándar de diseño adecuado y la información limitada sobre el uso de materiales en los códigos de construcción. Uno de los primeros usos documentados del acero conformado en frío como material de construcción es el Hospital Bautista de Virginia, [4] construido alrededor de 1925 en Lynchburg, Virginia. Los muros eran de mampostería de carga, pero el sistema de piso estaba enmarcado con canales dobles con rebordes de acero conformados en frío, espalda con espalda. Según Chuck Greene, PE , de Nolen Frisa Associates, [5]las viguetas eran adecuadas para soportar las cargas y luces iniciales, según las técnicas de análisis actuales. Greene diseñó una renovación reciente de la estructura y dijo que, en su mayor parte, las vigas todavía funcionan bien. Una observación del sitio durante esta renovación confirmó que "estas vigas de los 'locos años veinte' todavía soportan cargas, ¡más de 80 años después!" En la década de 1940, Lustron Homes construyó y vendió casi 2500 casas con estructura de acero, con la estructura, los acabados, los gabinetes y los muebles hechos de acero conformado en frío.
Normas de diseño para acero laminado en caliente (ver acero estructural) se adoptaron en la década de 1930, pero no eran aplicables a las secciones conformadas en frío debido a sus paredes de acero relativamente delgadas que eran susceptibles de pandeo. Los miembros de acero conformados en frío mantienen un espesor constante alrededor de su sección transversal, mientras que las formas laminadas en caliente suelen exhibir ahusamiento o filetes. El acero conformado en frío permitía formas que diferían mucho de las formas clásicas laminadas en caliente. El material era fácilmente trabajable; podría deformarse en muchas formas posibles. Incluso un pequeño cambio en la geometría generó cambios significativos en las características de resistencia de la sección. Fue necesario establecer unos requisitos mínimos y leyes para controlar las características de pandeo y resistencia.