CURSO: DISEO EN ACERO Y MADERATema 1: Diseo Estructural y Acero

Prof: Huber E Salazar

06 Abril del 2015

CAPTULO 1: DISEO ESTRUCTURAL GENERAL

1.1 Presentacin de Diseo Estructural

1.2 Propiedades del Acero

1.3 Especificaciones y Normas Tcnicas

DISEO ESTRUCTURAL

Las etapas previas a la Fabricacin y Montaje son desarrolladasen la Ingeniera de Proyecto. En ella se desarrollan los clculos

que definen los elementos estructurales a disponer.

La forma tradicional era elaborar planos de diseo del proyecto en2D y enviarlos a Maestranza para el detallamiento a nivel de

Fabricacin.

En general haban proyectistas de planos de diseo y proyectistasde planos de Fabricacin.

Esta modalidad de trabajo permaneci por varias dcadasllegando a tener un rendimiento de produccin conocido, con

metodologas de trabajo normadas.

PROCESO DE ELABORACIN DEL DISEO

CAD

PLANOS

REVISIONE

S

INGENIERO CIVIL ESTRUCTURALPROYECTISTA JEFEDIBUJANTES TECNICOSCHEQUEADOR

DETALLA ESTRUCTURAS ACERODOCUMENTO CONTRACTUALPERMITEN CONSTRUIR BIEN FISICOCUMPLE CON NORMAS Y PROTOCOLOS DE CALIDADSE COMPLEMENTA CON ESPECIFICACIONES TECNICAS

INGENIERO CIVIL ESTRUCTURALCHEQUEADOR

Manual

Procedimiento

ACEROS ESTRUCTURALES

El hierro, como se encuentra en la naturaleza qumicamente puro, no tiene

aplicacin en la Ingeniera Civil.

El hierro para ser acero tiene que combinarse con otros elementos para que

pueda ser utilizado.

Generalmente, los elementos qumicos que los conforma son: carbono,

manganeso, cobre. silicio. molibdeno, nquel. Cromo, fsforo y azufre y debe

tener un mnimo de impurezas.

El acero es aquella aleacin del hierro que puede forjarse sin tratamiento previo

ni posterior.

En los yacimientos mineros el hierro se encuentra oxidado denominado Arrabio,

por lo que es necesario un proceso de reduccin, con el carbono y aire a presin,

en los altos hornos, y convertidores, dada la afinidad del Oxgeno con el

Carbono, se genera C02.

La tcnica desarrollada en la Siderurgia permite asegurar que los aceros de hoy

sean productos confiables en sus propiedades.

CLASIFICACIN DEL ACERO

Aceros calmados.- Se les ha extrado la mayor cantidad de oxgeno

de los gases en su solidificacin. Es un producto con un alto grado

de uniformidad en su estructura cristalina. Es un acero de alta

soldabilidad adecuado para planchas y perfiles gruesos que estn

sometidos a fuertes tensiones internas por las soldaduras.

Aceros semicalmados.- Son aceros parcialmente calmados. Se

utilizan en la manufactura como perfiles estructurales, barras y

planchas.

Aceros efervescentes.- Son aceros dbilmente desoxidados.

Presentan un alto grado de segregacin de elementos.

ESPECIFICACIONES

No hay otro material de construccin que sea competitiva con el

acero estructural. Por el tamao de las edificaciones demandan

desembolsos econmicos.

En este texto se van a seguir las Normas ASTM para la

descripcin de los diferentes Grados de Aceros que ofrece el

Mercado internacional, tan to para perfiles como para pernos y

soldaduras.

Existen similitud es entre las Normas ASTM con las de ITINTEC-

PERU, como el caso del acero Sider E-24 de planchas, con el

acero ASTM A36.

Propiedades Fsico-Mecnicas

del Acero Estructural

La peculiaridad de estos ensayos es que son obtenidos a velocidad lenta y a temperatura ambiente

1. Punto de Fluencia: Fy cuando se

termina la proporcionalidad entre

esfuerzos y deformaciones en un

espcimen libre de esfuerzos

residuales. Los aceros mantienen un

rango definido de esfuerzo constante

vs. deformacin en este nivel de

esfuerzo unitario.

2. Resistencia a la fluencia: Fy' en

ciertos aceros es necesario definir un

concepto similar al anterior cuando no

hay un Punto preciso de flu encia.

Ocurre con aceros de alta resistencia o

con tratamiento en fro, tal como se

indica en el siguiente grfico:

DEFINICIONES

3. Lmite de Proporcionalidad: Fp, en ensayos con aceros no tratado

trmicamente (recocido) y que son la mayora, se observa que se

pierde la proporcionalidad antes de llegar al Punto de Fluencia y ello

se debe a la presencia de los Esfuerzos Residuales que se generan

en el elemento cuando ste se enfra luego de su laminado en

caliente.

FP = FY - 10 ksi (FY - 705 kg/ cm2) para perfiles laminados en

caliente,

FP = FY - 16 ksi (FY - 1130 kg/cm 2) para perfiles soldados.

4. Resistencia a la Rotura: Fu el esfuerzo de falla del espcimen.

Fu = 58 ksi para Acero A36, Fu = 4080 kg/ cm2

5. Ductilidad: Propiedad del acero que permite que se deforme

grandemente antes de fracturarse.

.. DEFINICIONES

.. DEFINICIONES

6. Mdulo de Elasticidad: E, la relacin entre el esfuerzo y la deformacin en el rango

elstico. E = 29,500 ksi (2100000 kg/ cm2) para todos los aceros, cualquiera sea su

Grado o aleacin, por lo que se considera que es la caracterstica que los agrupa y

los diferencia apropiadamente.

7. Mdulo en la Zona de Endurecimiento por Deformacin: Es, aproximadamente

490000 Kg/cm2 . Este endurecimiento final explica la resistencia encontrada en

elementos de acero que han sobrepasado la zona plstica.

8. Relacin de Poisson = t/1, se denomina a la relacin entre la deformacintransversal y la longitudinal dl acero para un determinado rango de esfuerzos: = 0.3.

Se usa pa ra definir el comportamiento de planchas cuando son sometidas a fuerzas

de borde.

9. Mdulo de Elasticidad en Corte: G. Relacin en tre el esfuerzo en corte aplicado y la

deformacin correspondiente en el rango elstico. De la teora de elasticidad se

conoce la siguiente relacin:

G = E / [2(1+)), G = 11,300 ksi (800000 kg/ cm2) para los aceros estructurales.

.. DEFINICIONES

10. Tenacidad del acero: capacidad para absorber energa y se mide por el rea

encerrada dentro de la curva Esfuerzo-Deformacin.

11. Densidad especifica del acero: 7.85

12. Soldabilidad: capacidad del acero para ser soldado y depende de la

composicin qumica del material y es muy sensitiva al contenido del

carbono en su masa. Hay aceros que no son soldables o difcilmente

soldables por lo que requieren un tratamiento especial.

Adems del. ensayo a la traccin que se ha mostrado, hay otros ensayos

normalizados que permiten discernir la calidad del acero que se piensa usar:

Ensayo de Doblado, para averiguar la ductilidad del acero para el

plegado de las planchas en la formacin de perfiles livianos.

Ensayo de Entalladura, para conocer la fragilidad del material.

Ensayo a la Fatiga. que tiene por objeto conocer el comportamiento que

tendr del acero bajo cambios de cargas frecuentes.