Ensayo de Materiales de Colapso de Puente

7/21/2019 Ensayo de Materiales de Colapso de Puente

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería CivilCiencia e Ingeniería de Materiales de Construcción

Catedrático: M.C. Francisco Javier Vá!ue "odrígue

#$MA: La %alla en el acero estructural & cola'so de un 'uente$videncia No. (

Nombre del Alumno: Lara Morales Saúl Iván Matrícula del alumno : 1552619

"$)UM$N

Esta investigación está enfocada a la fallas en las estructuras de acero en los puentes que en la

actualidad se ha vuelto muy frecuente o popular, esta investigación tiene un objetivo más que

nada el análisis de las estructuras de acero y así determinar algunas medidas preventivas para

evitarlas en un futuro.

Dichos análisis de basan en investigaciones de puentes anteriores y a partir de ellos poder

aplicarlos en los puentes ya existentes y en los puentes a futuro así como un examen de lo

posibles mtodos de fracaso en miembros individuales en puentes que ya existen.

!ás que nada la investigación está hecha por el reciente colapso del puente "#$% en

!inneapolis, !innesota.

&ara poder reali'ar o comen'ar el análisis estructural se requiere tener conocimientos de las

propiedades del acero y posibles mtodos de fallas en el acero.

El trabajo comien'a en reali'ar algunos análisis y examinar las propiedades del acero en base alas normas de la construcción.

(a investigación contiene un breve dise)o de la falla del puente de !inneapolis, !innesota.

Grupo : ___001_____ Hora: ___9-11 am_______Salón : ___IB1_______






*"+*I$,A,$) ,$L AC$"+

El acero más utili'ado en la construcción es el acero al carbón. *ontienen un nivel molecular, que está

formada por hierro +e- y carbono +*-, con cantidades variables de otros elementos.

En lo general para el uso de los aceros de la construcción se requiere o comnmente se utili'an aquellos

que contienen una base de hierro y carbono pero para mayor eficacia requieren de algunos otros elementos

como el manganeso, el silicio, el a'ufre y el fosforo.

El incremento de carbono disminuye lo que es la tenacidad y la ductilidad y la hace más difícil de soldar,

por lo cual se requiere de un aumento de este para producirle una mayor dure'a y aumentar la fuer'a total

del acero.

(a formación del acero es un proceso largo, esta principalmente en grandes cantidades de hierro

removidas de su mineral de la magnetita y hematita.

Esto se hace a travs de una un proceso llamado fundición, donde el mineral de hierro se pone en un horno

a una muy alta temperatura y se funde teniendo como resultado hierro pesado fundido llamado ion cerdo.

El acero se solidifica con casi exactamente la misma composición química que el acero fundido en el

exterior, pero la velocidad de solidificación disminuye cuanto más lejos en el interior del acero.

En las partes internas de acero, cristales de hierro relativamente puro solidifican primero y los otros

elementos en la composición se solidifican por separado. Esto conduce a un mayor nmero de deficiencias

y deformaciones en la parte interior del acero. Estas deficiencias y deformaciones pueden ser tanto grietas

microscópicas o impure'as dentro de la estructura de la aleación.

N+"MA)

(a /ociedad 0mericana de pruebas de materiales proporciona normas relativas a la composición, la

fuer'a, y la elongación de los diferentes tipos de los materiales de la construcción.

El conocimiento tambin de la norma para el acero estructural tambin es necesario ya que se refiere a las

formas del acero estructural laminado para el uso de la elaboración de edificios o puentes por lo general

para fines estructurales especifica que la composición química del acero.

(as pruebas de tensión para cualquier tipo de acero, la resistencia o la tracción debe de ser de 1$!&a o

2$3 !&a.

U)+ $N LA C+N)#"UCCI-N

El uso del acero en la construcción tiene alguna gran ventaja sobre otros materiales utili'ados en ella, ya

que tiene una alta resistencia, tiene una muy buena rigide' y una alta ductilidad al mismo tiempo ventajas

adicionales son que el acero es teóricamente uniforme a la fuer'a haciendo que el proceso de dise)o sea

mucho más fácil.







4ambin tiene grandes desventajas ya que es altamente corrosivo por agua u otros productos químicos que

ya a ltima instancia puede fallar.

(a resistencia y rigide' del aceros se reduce considerablemente cuando experimente altas temperaturas,causadas por el fuego.

4ambin el costo es eficiente debido a su facilidad de montaje una ve' que se produce y en un sitio de

construcción y por el hecho que es reciclable.

(a desventaja final es el peligro de una rotura ya que esto puede ocurrir sin ningn aviso y ocurrir un

colapso total.

F"AC#U"A

(o que quiere decir el concepto de fractura en la ingeniería es la separación de un material en dos partes o

la creación de un vacio tal como una grieta en un material de conexión.

(a comprensión de la fractura, y en mecánica de fractura particulares, es esencial para tratar de identificar

los posibles orígenes del fracaso en acero en una estructura o en la creación de un dise)o que ayuda a

evitar el fracaso.

En la escala micro, hay tres tipos principales de fracturas que pueden ocurrir5 fractura dctil, fractura de

escisión, y la fractura intergranular.

F"AC#U"A ,UC#IL

Dado que la escisión de la fractura intergranular frágil y son raros casos, el tipo de fractura de mayor

preocupación en el dise)o de ingeniería es la fractura dctil. *uando un material se somete a un estrs que

es o bien la tensión o de compresión, tambin experimenta una deformación en la dirección

correspondiente de la tensión. Esta cepa sería reducir el área de sección transversal del material si es la

tensión. En un cierto punto, el material llega a un punto donde la inestabilidad de endurecimiento por

deformación es más lenta que la prdida de área de sección transversal, causando formación de cuello que

se produ'ca en el material.

*"+C$)+ ,$ ANAL)I) ,$ FALLA) $N LA) $)#"UC#U"A) ,$ AC$"+

Despus de una falla en el acero se puede recurrir a varios análisis para ver o investigar que lo ocurrió,

Estos procesos implican 62 pasos5 observación, recopilación de información, examen visual preliminar y

mantenimiento de registros, pruebas no destructivas, pruebas mecánicas, de selección preservación de

fractura superficies, exámenes macroscópicos, exámenes microscópicos, metalografía, determinación fallo

de los mecanismos, análisis químicos, análisis de fallas mecánicas, pruebas en condiciones de servicio

simuladas, y análisis final y el informe.







C+NCLU)I+N

En la parte inicial de la caída del tramo central del puente se fracturo y se separo del resto de la estructura.

(a porción de entramado de la cubierta en su totalidad separa en tres grandes apartados con el tramo

central de caer en el río y pie'as que caen al norte y al sur del rio, despus de evidencias físicas y algunos

videos llegaron a la conclusión de que se rompe en el tramo central primero ocurrieron justo al norte del

muelle 1, pero poco despus de esto, se rompe ocurriendo en el tramo central justo al sur del muelle estas

dos fallas criticas causaron un colapso total del puente.

En el área de la fractura justo al norte de muelle 1, se encontró que los cuatro de las placas de refuer'o en

un nodo se fracturaron debido al agrietamiento por fatiga y la sobrecarga. Esto llevó a una fractura escote.

(a fractura de dos miembros diagonales y dos miembros hori'ontales, la cuerda superior separada del

resto de los miembros en la ubicación de nodo. (a prdida de apoyo estructural debido a esta separación

causó deformación estructural para comen'ar en el entramado de la cubierta al sur de esta ubicación. Esto

condujo a una reacción en el apoyo de sobrecarga por cualquiera de compresión o tensión, haciendo así

que varios miembros estructurales para fracturan tambin. El fracaso de la parte sur de la mitad de lu'

provocó un proceso de fracaso similar en la parte norte de la mitad de lu' justo al sur del muelle 7. 8n

nodo en este lugar tambin experimentó fractura en las cuatro placas de unión que conectan los elementos

estructurales juntas debido a agrietamiento por fatiga y la sobrecarga, causando una fractura de escisión.







ILI+/"AF0A

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