Transcript of Curvas Esfuerzo Deformación de algunos materiales
INTRODUCCIÓN
Dentro de la ingeniería es necesaria el conocimiento de las
características y funciones que cumplen los materiales de
construcción en el presente trabajo se enumeran algunos materiales
de construcción con sus características, ventajas y desventajas que
ofrece el material así mismo sus funciones y usos.
OBJETIVOS
• Observar por medio de las gr!cas de esfuerzo deformación la
resistencia de los materiales sometidos a alg"n esfuerzo. • #onocer
las características, funciones y usos convencionales de los
materiales de construcción enunciados.
BLOQUES DE MAMPOSTERIA
$e llamamos mampostería al sistema
de construcción que consiste en levantar muros a base de
bloques que pueden ser de arcilla cocinada, piedra o concreto entre
otros.
ARENA POMEZ
$a construcción con bloques de concreto liviano %arena pómez&
presenta ventajas económicas en comparación con cualquier otro
bloque para mampostería o bien otro sistema constructivo
tradicional que utilice otro tipo de unidades, la que se pone de
mani!esto durante la ejecución de los trabajos y al !nalizar la
obra.
Estas ventajas se originan en la rapidez de fabricación, precisión
y uniformidad de las medidas de los bloques, resistencia y
durabilidad, desperdicio casi nulo y sobre todo por constituir un
sistema modular.
'oseer valores bajos de peso especí!co (ace ms fcil el manejo de
bloques u otros elementos fabricados sobre la base de arena
pómez.
'or otro lado, este peso menor lleva como resultado una
minimización de los requerimientos.
Otra característica que (ace de la arena pómez un material
apropiado en la construcción es su resistencia al fuego y
condensación, mo(o y pestes, adems de tener un e)celente
comportamiento térmico ac"stico, debido a que es el ms utilizado en
el campo de la construcción, actualmente y en su clasi!cación
e)isten unidades de mampostería, conocidos como bloques (uecos y
tipo *, utilizados los primeros en construcciones de paredes y
tabiques y los tipo * para soleras, ya que en su sección
transversal es posible la colocación del refuerzo
longitudinal.
Esencialmente la mampostería est formada por dos materiales que
tienen comportamiento diferente+ al ser sometidas a cargas de
compresión éstos se deforman en forma diferente lo cual provoca
esfuerzos adicionales en la zona de interacción entre ambos
materiales.
Desventajas:
$a transmisión de calor a través de los muros es un problema que se
presenta en las zonas clidas y en las frías, siendo así ms
conveniente el empleo de cavidades con aire en el interior de los
muros permitiendo que se formen ambientes ms agradables.
El bloque est e)puesto a que aumente su porcentaje de absorción, ya
que en la mayoría de casos es e)puesto a la intemperie.
'ara paredes e)puestas a la intemperie deben de
impermeabilizarse.
CONCRETO
Estabii!a! est"#$t#"a $a capacidad portante del bloque y la gama de
posibilidades de colocar acero de refuerzo en distintas cuantías,
(ace que la mampostería del bloc-s de concreto satisfaga muc(as
e)igencias de resistencia y estabilidad.
Resisten$ia a %#e&' 'resenta un tiempo de resistencia a la
transmisión del calor de al menos (oras, lo que (ace que se
considere como un elemento importante dentro del sistema de
seguridad contra incendios.
Aisa(ient' t)"(i$' $a estructura a(uecada del bloc- de concreto,
(ace que su mampostería sea compatible y a bajo costo con
materiales aislantes, tales como vermiculita y poliestireno
e)pandido. $ogrando disminuir la transmitancia térmica del muro
alcanzando un óptimo nivel de confort en viviendas y construcciones
en general.
Aisa(ient' a$*sti$': $a te)tura super!cial y la densidad y en
menor grado otros factores constituyen una e)celente barrera
sónica.
I(+e"(eabii!a! , !#"abii!a!: $a te)tura super!cial y una
correcta confección y disposición de las juntas de colocación del
bloc-, logran un mejor aislamiento e impermeabilidad en el muro de
mampostería, incrementando a su vez la durabilidad del mismo.
.#n!i$i-n: 7ntes de proceder a levantar un muro de
mampostería, la base de apoyo %ya sea una zapata corrida o una
viga& debe estar nivelada y libre de material que limite la
ad(erencia del montero de junta, tales como grasas, aceites,
tierra, aserrín, etc. 'reviamente a esto debe de (aberse emplazado
el acero de refuerzo vertical, que se ensartar en los (uecos de los
bloques y que posteriormente se llenar con (ormigón de apropiada
consistencia %89 a :9& y agregado m)imo %;9 a 89&.
BARRO COCIDO
$os ladrillos de barro cocido son prismas que pueden manejarse con
una sola mano. Es uno de los productos ms usados en la construcción
de muros de carga o simples tabiques.
$os ladrillos obtenidos poseen diversidad de formas, siendo los ms
comunes
• Ladrillo perforado: ladrillo con agujeros que ocupan del 6
al 22<
del rea total. • Ladrillo hueco: $adrillo con agujeros que
e)ceden el 22< del rea
total. • Ladrillo Macizo: %o tayuyo& ladrillo sin agujeros
%solido&.
•
Bloques de barro cocido, viguetas, etc.
$a materia prima para la fabricación de ladrillo es la arcilla con
ciertas propiedades tales como, plasticidad, absorción de agua,
capacidad de aglutinamiento, poca contracción al secado y buen
comportamiento al proceso de cocción.
$os ensayos que se realizan en los ladrillos para determinar su
calidad, son los siguientes
• Estabilidad dimensional
CONCRETOS
Resisten$ia a a C'(+"esi-n
El valor de f’c %resistencia a la compresión& se utiliza
generalmente como indicador de la calidad del concreto. Es claro
que pueden e)istir otros indicadores ms importantes dependiendo de
las solicitaciones y de la función del elemento estructural o
estructura.
$as Bormas o #ódigos relacionan muc(as de las características
mecnicas del concreto %módulo de elasticidad, resistencia a la
tracción, resistencia al corte, ad(erencia, etc. #on el valor de
f’c.
C'(+'"ta(ient' !e $'n$"et' en $'(+"esi-n
Curva típica del concreto en compresin
Es posible establecer algunas conclusiones generales a partir de
estas curvas
? El concreto simple %sin armaduras de refuerzo& es un material
frgil de baja capacidad de deformación que no tiene punto de
>uencia ni rango de deformación plstica ni endurecimiento por
deformación como el acero.
? 7 mayor resistencia %f’c! tiene menor capacidad deformación. $a
deformación m)ima que puede alcanzar el concreto comprimido
disminuye al aumentar f’c.
? $uego de alcanzar f’c empieza una rama descendente producto de la
!suración interna. 'or encima del esfuerzo crítico la propagación
interna de las grietas se vuelve inestable
MADERAS RESINOSAS O CONI.ERAS
0on las ms utilizadas (abitualmente, sobre todo en construcción y
carpintería. $a mayoría pertenecen a la subdivisión de Ma!e"as
Ban!as.
0on las ms antiguas, del !nal de la era primaria. E)isten en las
zonas frías y templadas, proporcionan las mejores calidades de
madera de construcción, en cuanto se re!ere a características de
trabajo y resistencias mecnicas. 'resentan un elevado contenido en
resinas.
MADERA DE PINO
$a adera de 'ino comprende unas 1 especies. Fienen
coloración roja, amarilla y blanca, siendo los primeros los ms
resistentes. El 'ino silvestre, es la madera de carpintería y
construcción por e)celencia algo rojiza, de grano !no y fcil de
trabajar. Es muy adecuada en construcción y se emplea con é)ito en
entramados, cimentaciones, obras (idrulicas y traviesas.
La (a!e"a !e +in' se i(+"e&na %0$i(ente:
0in tratamiento o de!cientemente tratada, es muy fcil que una
madera cualquiera se pudra o sufra ataque de insectos en plazos
inferiores a algunos meses. #iertas maderas, en general tropicales,
ofertan una aceptable durabilidad natural, pero económicamente o
físicamente %peso, dureza...& no son satisfactorias. Otras
maderas (abituales, como el abeto, podrían ser una alternativa si
fuera impregnable en profundidad %el abeto es esencialmente duramen
no impregnable&. El pino combina un buen nivel de penetración y
de retención para los tratamientos en clase . En el pino la albura
es impregnable y su duramen lo es parcialmente.
La (a!e"a !e +in' es #n "e$#"s' ab#n!ante:
=ecurso (istórico de Europa y 7sía, se gestionan los pinares de
Europa de forma controlada para satisfacer la demanda sin arriesgar
la especie. El pino est particularmente bien implantado en los
bosques ibéricos debido a sus numerosas aplicaciones tanto en
maderas para interior como e)terior.
La (a!e"a !e +in' '%"e$e b#en's nivees !e "esisten$ia
(e$0ni$a:
Densidad, dureza, contracción, >e)ión,
elasticidadG>e)ibilidad son las características contempladas
para elegir una madera. El pino no destaca en una de ellas pero,
globalmente, es la madera que proporciona la mejor
combinación.
La (a!e"a !e +in' es %0$i(ente t"ans%'"(abe , +"'$esabe
madera de color claro que ofrece posibilidad de pinturas para todos
los gustos.
C#"va Es%#e"1'2 De%'"(a$i-n !e Pin'
MADERA DE CIPRES
I(+"e&nabii!a!
Me$ani1a$i-n
? 7serrado difícil por presencia de nudos e irregularidad de las
trozas
? Encolado 0in problemas ? #lavado y atornillado requiere realizar
taladros previos para evitar
rajado de la madera. ? 7cabado 0in problemas
A+i$a$i'nes
? ódulo de elasticidad H6.111 -gGcm5
? =esistencia a la compresión paralela 611 -gGcm5
? =esistencia a la tracción paralela 441 -gGcm5
ACERO PARA RE.UERZO
$as características principales que determinan los rasgos de una
barra de acero para refuerzo son su punto de >uencia y su módulo
de elasticidad. Este "ltimo prcticamente es el mismo para todos los
aceros para refuerzo y se toma como EsI 534111,111 lbGpulg5.
7dicionalmente, la forma de la curva típica de esfuerzoCdeformación
unitaria de los aceros para refuerzo y en particular la curvatura
del tramo inicial, tiene una in>uencia signi!cativa en el
comportamiento de elementos de concreto reforzado.
$os cinco puntos críticos en la curva típica de
esfuerzoCdeformación unitaria describen el comportamiento de los
aceros para refuerzo en ensayos e)perimentales.
El agrupamiento por resistencia al límite de >uencia puede
establecerse mediante otro sistema de clasi!cación. De los
requisitos de la 70F para acero estructural %para (acer refuerzo y
anclajes& se clasi!can los aceros para refuerzo para concreto
de barras grado 1 y :1, siendo los ms usados, aunque e)isten los de
grado H6
El acero de refuerzo para concreto (idrulico lo constituyen
varillas, alambres, cables, barras, soleras, ngulos, rieles,
mallas, metal desplegado u otras secciones o elementos
estructurales que se usan dentro o fuera del concreto en ductos o
sin ellos, para ayudar a este a absorber cualquier clase de
esfuerzos.
Fomando como base su forma, las varillas de acero para
refuerzo se clasi!can en los siguientes tipos
"arilla corrugada: Es aquella cuya super!cie est provista de
rebordes y salientes llamados Jcorrugaciones9, los cuales in(iben
el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto
que la rodea.
"arilla lisa: Es aquella que est desprovista de corrugaciones
o que teniéndolas no cumple con los requisitos establecidos.
Fomando como bases sus esfuerzos a la tensión las varillas se
clasi!can en
4"a!' 56: #uyo límite de >uencia mínimo es de 2111
-gGcm5
4"a!' 78: #uyo límite de >uencia mínimo es de 511
-gGcm5
4"a!' 96: #uyo límite de >uencia mínimo es de 6111
-gGcm5
4"a!' 6: #uyo límite de >uencia mínimo es de :111
-gGcm5
En el acero de refuerzo ordinario, tipi!cados mediante los grados 1
y :1, e)iste una respuesta inicial elstica (asta un punto de
>uencia bien de!nido, ms all del cual, ocurre un incremento
substancial en la deformación sin que venga aparejado un incremento
en el esfuerzo. 0i se sigue incrementando la carga, esta mesa de
>uencia es seguida por una región de endurecimiento por
deformación, durante el cual se obtiene una relación
pronunciadamente no lineal entre el esfuerzo y la deformación.
Eventualmente ocurrir la ruptura del material, a una deformación
bastante grande alrededor del 42< para varillas de grado :1 y
del 51< para varillas del grado 1.
El contraste con los aceros de preesfuerzo es notable. Estos no
presentan un esfuerzo de >uencia bien de!nido. El límite
proporcional para cables redondos %y para cables (ec(os con tales
alambres& est alrededor de 4,111 -gGcm5, o sea 6 veces el punto
de >uencia de las varillas del grado 1. #on carga adicional, los
alambres muestran una >uencia gradual, aunque la curva contin"a
elevndose (asta la fractura del acero.
$as varillas de aleación tienen características similares a
aquellas de los alambres redondos o de los cables trenzados, pero
sus límites proporcionales y resistencias son de 21 a 1<
menores.
• $as propiedades físicas, químicas y físicoCquímicas de los
materiales son de suma importancia al elegir alg"n material de
construcción. 0in embargo debido al comportamiento de las
estructuras con la carga aplicada, la resistencia es de mayor
importancia, siendo esta una propiedad mecnica.
• *n requerimiento inicial de cualquier material de ingeniería es
una
resistencia adecuada, la cual se puede observar mediante la curva
de esfuerzoCdeformación.
BIBLIO4RA.IA
olina Rigueros arco 7ntonio+ ateriales de construcción en
ingeniería civil+ Boviembre 4,33:+ Fesis.
7puntes de clase+ productos manufacturados y etales+ #urso de
ateriales de #onstrucción
aterial de apoyo para la ense/anza de los cursos de dise/o y
comportamiento del concreto armado+ tesis+ KEn líneaLK24 de enero
de 5146L Disponible en
(ttpGGes.slides(are.netGsaulretamozo41GottazziC
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