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"Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad
Alimentaria”
FACULTAD DE INGENIERÍACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA:
“ACEROS”
CATEDRA : TALLER DE MATERIALES DE CONSTRUCCIONES TRADICIONALES
CATEDRATICO : ING. MABEL CHAVEZ LOPEZ
FACULTAD : INGENIERIA
CARRERA : INGENIERIA CIVIL
ALUMNOS : ALIAGA TAIPE MARLENI GRABEL QUISPILALLA JADITH PALACIOS SANTOS MARIELA OZORIAGA RIVERA ANGELLA M. RUIZ VILLAR JAVIER SANABRIA MADUEÑO, VICTOR H..C-1
SECCION : B-1 TARDE
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
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HUANCAYO, PERU - 2013
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Dedicatoria
A nuestros padres y
profesores que nos
brindan su apoyo
incondicional para
llegar a ser
profesional de éxito.
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ÍNDICE
DEDICATORIA ----------------------------------------------------------------------------2
INTRODUCCIÓN--------------------------------------------------------------------------4
CAPITULO I
ACEROS
1.1. CONCEPTO-------------------------------------------------------------------------5
1.2. ACERO ALIADO ------------------------------------------------------------------10
1.3. Aceros de baja aleación----------------------------------------------------------11
1.4. Aceros Aleados Para Cementación-------------------------------------------12
1.5. Clasificación de los aceros aleados de acuerdo con su utilización-- -16
1.6. Nomenclatura De Los Aceros Sistema S.A.E - A.I.S.I-------------------17
1.7. Mecanizado Del Acero-----------------------------------------------------------17
CAPITULO II
CONSTRUCCIÓNES DE ACERO EN ESTRUCTURAS DE ALA ANCHA
2.1. CONCEPTO-------------------------------------------------------------------------23
2.2. Elementos para la construcción en acero-----------------------------------29
2.3. Constructabilidad------------------------------------------------------------------30
2.4. Perfiles.-------------------------------------------------------------------------------30
CONCLUSIONES-----------------------------------------------------------------------33
BIBLIOGRAFÍA---------------------------------------------------------------------------34
ANEXO-------------------------------------------------------------------------------------35
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INTRODUCCIÓN
El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que
oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya
inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir
otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras
propiedades.
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas
temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su
distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son
una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda
y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos
en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de
carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La
perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición
específica y una estructura características, sus propiedades físicas con
intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de
un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de la
proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en
carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita:
cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita.
El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de
perlita y cementita.
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CAPITULO I
ACEROS
1.1. CONCEPTO:
Metal polivalente formado por hierro con adición de carbono en una
proporción que va desde cerca del 0%, correspondiente a
cantidades ínfimas, hasta el 2%. La proporción de carbono influye
sobre las características del metal.
Se distinguen 2 grandes familias de acero: los aceros aleados y los
aceros no aleados.
Existe una aleación cuando los elementos químicos distintos al
carbono se adicionan al hierro según una dosificación mínima
variable para cada uno de ellos.
Por ejemplo: El 0,50% para el silicio, el 0,08% para el molibdeno, el
10,5% para el cromo. De esa manera, una aleación al 17% de
cromo + 8% de níquel constituye un acero inoxidable. Y por eso no
hay un acero sino múltiples aceros.
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Existen hoy cerca de 3 000 matices (composiciones químicas)
catalogadas, sin contar aquellas que son creadas a medida, todo lo
cual contribuye a hacer que el acero sea el material mejor situado
para afrontar los desafíos del futuro.
Hierro:
El hierro es uno de los metales más abundantes de la corteza
terrestre. Se encuentra un poco por todas partes, combinado con
otros numerosos elementos en forma de mineral. En Europa, la
fabricación del hierro se remonta al 1 700 antes de Cristo. Desde
los Hititas hasta el final de la Edad Media, la elaboración del hierro
permaneció igual: se calentaban capas alternadas de mineral y de
leña (o de carbón de leña) hasta obtener una masa de metal
pastosa que debía martillearse en caliente inmediatamente para
liberarlo de sus impurezas y conseguir así un hierro bruto listo para
ser forjado. La forja estaba instalada a unos pasos del hogar donde
se elaboraba el metal. Formando al principio un sencillo hoyo
cónico en el suelo, el hogar se convirtió en un horno, el "bajo
horno", que fue perfeccionándose poco a poco: desde unos
cuantos kilos en sus orígenes, las cantidades obtenidas podían
llegar a 50 o 60 kg en la Edad Media.
Se fabricaba también desde el principio pequeñas cantidades de
acero, es decir, hierro enriquecido con carbono. Un material que se
muestra a la vez más duro y más resistente.
En el siglo XV, la generación de los primeros "altos hornos" de 4 a
6 metros de altura propagó un descubrimiento fortuito pero
transcendente: un metal ferroso en estado líquido, la fundición, que
se prestaba a la fabricación de toda clase de objetos (marmitas,
balas de cañón, morillos, tuberías).
Asimismo, la fundición permitía la producción de hierro en
abundancia, gracias al afino: el lingote de fundición se calentaba,
sometiéndose a aire soplado, lo que provocaba la combustión del
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carbono contenido en la fundición y generaba un flujo de hierro
gota a gota, formando una masa pastosa de hierro bruto.
En 1786, Berthollet, Monge y Vandermonde, tres científicos
franceses, establecieron la definición exacta del trío Hierro-
Fundición-Acero y el papel del carbono en la elaboración y las
características de estos tres materiales*.
Sin embargo, hubo que esperar las grandes invenciones del siglo
XIX (los hornos Bessemer, Thomas y Martin) para que el acero,
fabricado hasta entonces en pequeñas cantidades a partir del
hierro, conociese un desarrollo espectacular y se impusiese
rápidamente como el metal rey de la revolución industrial.
A principios del siglo XX, la producción mundial de acero alcanzaba
los 28 millones de toneladas, o sea seis veces más que en 1880. Y
en vísperas de la Primera Guerra Mundial, se elevaba a 85
millones de toneladas.
En unos pocos decenios, el acero permitió equipar poderosamente
la industria y suplantó al hierro en la mayoría de sus aplicaciones.
*El contenido en carbono es menor del 0,10% en el hierro, del 0,10
al 2% en el acero y del 2,5 al 6% en la fundición. Hoy, ya no se
habla de hierro sino de aceros "de muy bajo contenido en carbono".
La estructura de la Pirámide del Louvre, las latas de conserva, las
plataformas petroleras, las cámaras catalíticas, los clips de los
oficinistas y los soportes de los circuitos integrados son de acero.
Una relación completa sería imposible: desde el objeto más
corriente hasta el instrumento más sofisticado, desde lo
microscópico (piezas menores de un gramo en los micromotores
de relojes eléctricos) hasta lo gigantesco (cubas de metanero,
capaces de alojar el volumen del Arco de Triunfo), el acero está en
el origen de una infinidad de productos elaborados por la industria
humana.
En la construcción de puentes o de edificios
El acero puede tener múltiples papeles.
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Sirve para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar el
agua, el gas u otros fluidos.
Permite igualmente formar el armazón de edificios, sean éstos de
oficinas, escuelas, fábricas, residenciales o polideportivos. Y
también vestirlos (fachadas, tejados).
En una palabra, es el elemento esencial de la arquitectura y de la
estética de un proyecto.
El acero para armar hormigón, como elemento fundamental en el
comportamiento de las estructuras, es un material que afecta de
forma directa y decisiva a la seguridad de personas y cosas. De ahí
que tanto sus características como su garantía de calidad deban
tenerse muy en cuenta tanto a la hora de calcular los proyectos
como en el momento de su ejecución.
El mejor conocimiento del binomio hormigón-acero, el cambio
introducido por la generalización de los métodos de cálculo
numérico y la popularización de los ordenadores con capacidades
hasta hace poco impensables, han hecho posible el disponer de
sistemas que permiten ajustar, con mucha precisión, las secciones
de acero precisas en cada zona de un elemento estructural. Si
consideramos, además, ciertos conceptos que, sino nuevos, si se
contemplan en los estudios más avanzados, tales como:
"plastificación de secciones", "redistribución de esfuerzos",
"seguridad real frente al colapso", etc. Podemos inducir la
importancia que, desde todos los puntos de vista, debe tener el
conocimiento de los materiales y, en el caso que nos ocupa, del
acero para armar hormigón, de forma que se sigan cumpliendo las
condiciones de adecuación del material al uso a que se destina y
que su comportamiento sea el previsto en las hipótesis del cálculo.
No debemos olvidar, por su importancia, todo lo relacionado con el
control de calidad del acero, sus condiciones de aceptación o
rechazo y los requisitos que deberán cumplirse, de cara al usuario,
para garantizar que las características del material son las
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esperadas. Cuanto más ajustemos los cálculos e introduzcamos
nuevos requisitos, los materiales deben disponer de una garantía
de calidad superior con la cual se asegure su adecuación a las
exigencias requeridas.
En los apartados siguientes, se resumen los distintos aspectos
enunciados, de forma que se pueda obtener una imagen global de
la situación actual de este material.
A lo largo de los años, se han producido una serie de cambios en
lo que a los aceros para hormigón se refiere, tanto en sus
características básicas (tipos, resistencias, formas de suministro,
etc.) como en los sistemas de aseguramiento de la calidad, que
merecen ser contemplados para poder llegar, de una forma lógica,
a la situación actual y poder extrapolar las perspectivas futuras.
Uno de los puntales básicos de este proceso, es sin duda, la
Normalización. Sólo cuando existe una Norma del material en la
que se indican cuales han de ser sus características, los tipos de
ensayos a realizar para su comprobación, la forma de analizar
dichos ensayos, etc. y dicha Norma está consensuada y admitida
por los distintos sectores involucrados (Administración, usuarios,
fabricantes, Asociaciones Profesionales, etc.) podemos decir que
se ha iniciado el camino para poder continuar cualquier proceso
sobre el tema. Si nos detenemos un momento y pensamos que
ocurriría si cada sector de los involucrados manejase sus propias
Normas - distintas - y exigiese unas características y condiciones
diferentes, nos damos cuenta de lo imprescindible de tener esas
Normas de uso generalizado que permiten a todos saber de qué
hablamos en cada momento.
La entrada de nuestro país en la Comunidad Europea, ha
contribuido a acentuar aún más si cabe, este asunto, al propiciarse
la elaboración de Normas Europeas armonizadas que desarrollen
las Directivas Comunitarias. No es fácil imaginar la existencia de
una Europa Comunitaria cuando cada país maneja materiales para
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los mismos usos y, sin embargo, muy diferentes tanto en sus
características básicas como en sus denominaciones,
identificación, etc.
De una forma muy resumida, podemos decir que en nuestro país,
el desarrollo de los aceros para hormigón ha seguido un proceso
paralelo al de los sectores relacionados, básicamente la
Construcción.
En los años 50 y principio de los 60, se empleaban aceros
fundamentalmente LISOS (redondo liso) obtenidos, en muchos
casos, mediante relaminación de otros productos siderúrgicos
(carriles, por ejemplo). La situación del sector siderúrgico era muy
atomizada, pequeños fabricantes con instalaciones poco
avanzadas y empleando las materias primas disponibles, muchas
veces, no idóneas.
1.2. ACERO ALIADO
Acero aleado es acero aleado con una variedad de elementos
químicos en cantidades en peso del 1.0% al 50% para mejorar sus
propiedades mecánicas. Los aceros aleados se dividen en dos
grupos: aceros de baja aleación y aceros de alta aleación. La
distinción entre los dos varía: Smith and Hashemi sitúan la barrerra
en el 4 % en peso de aleantes, mientras que Degarmo lo define en
el 8.0 %.1 2 La expresión acero aleado designa más comúnmente
los de baja aleación.
Todo acero es en realidad una aleación, pero no todos los aceros
son "aceros aleados". Los aceros más simples son hierro (Fe)
(alrededor del 99%) aleado con carbono (C) (alrededor del 0,1 -1
%, dependiendo del tipo). Sin embargo, el término "acero aleado"
es el término estándar referido a aceros con otros elementos
aleantes además del carbono, que típicamente son el manganeso
(el más común), níquel, cromo, molibdeno, vanadio, silicio, y boro.
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Aleantes menos comunes pueden ser el aluminio, cobalto, cobre,
cerio, niobio, titanio, tungsteno, estaño, zinc, plomo, y zirconio.
La mejora de propiedades de los aceros aleados se muestra a
continuación, con respecto a los aceros al carbono: resistencia,
dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, templabilidad, y
resistencia en caliente. Para alcanzar esas mejores propiedades el
acero puede necesitar un tratamiento térmico.
Algunos de estos aceros aleados encuentran aplicaciones
altamente exigentes, como en los álabes de turbina de un motor de
reacción, en vehículos espaciales, y en reactores nucleares.
Debido a las propiedades ferromagnéticas del hierro, algunos
aceros aleados tiene aplicaciones en donde su respuesta al
magnetismo es muy importante, como puede ser un motor eléctrico
o un transformador.
1.2.1. Aceros de baja aleación
Se emplean estos aceros para
alcanzar una templabilidad
mayor, lo cual mejora otras
propiedades mecánicas.
También se usan para aumentar
la resistencia a la corrosión en
ciertos condiciones ambientales.
Los aceros de baja aleación con
contenidos medios o altos en
carbono son difíciles de soldar.
Bajar el contenido en carbono hasta un 0.10% o 0.30%,
acompañada de una reducción en elementos aleantes, incrementa
la soldabilidad y formabilidad del acero manteniendo su resistencia.
Dicho metal se clasifica como un HSLA steel (acero de baja
aleación de alta resistencia).
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Algunos aceros de baja aleación comunes son:
D6AC
300M
256A
1.2.2. Aceros Aleados Para Cementación
15Cr3
Para partes de construcción de tamaño pequeño.
Puede subsistir los aceros al Cr, Ni, Mo, cuando no se
requieren grandes características de tenacidad en el núcleo.
Es aconsejable seguir un recocido de estabilización a las
piezas, antes de realizar la cementación, con el fin de
prevenir deformaciones durante el temple.
Se recomienda el doble temple.
16MnCr5
Para partes de alta resistencia al desgaste y expuestas a
esfuerzos elevado. Por ejemplo: ruedas dentadas, ruedas
para cadenas, etc.
El doble temple es aconsejable.
3415
Para partes de maquinas que exijan una superficie muy dura
y un núcleo de alta tenacidad, como por ejemplo ruedas
dentadas en engranajes de alto rendimiento, eje de levas,
etc.
En este tipo de acero se aconseja el recocido de
estabilización antes de la cementación. El doble temple es
aconsejable para piezas complicadas y para los casos en
que la profundidad de cementación sea mayor de 1 mm.
Las piezas sencillas pueden templarse directamente desde
el horno de cementación.
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4320
Este tipo de acero se emplea para piezas cementadas de
medio y gran espesor.
Combina una gran dureza superficial a un corazón muy
tenaz y durante el temple se deforma muy poco.
Es aconsejable dar un recocido de estabilización antes de
ejecutar la cementación.
También es aconsejable el doble temple.
8620
Ofrece muy buena dureza superficial y buenas propiedades
del corazón.
Tiene aceptable profundidad de temple, ausencia de zonas
no duras en la parte cementada y baja distorsión
Usos: Ejes ranurados, pasadores de pistón, bujes, piñones
para cajas y transmisión de automotores, etc.
Es aconsejable un recocido de estabilización antes de
efectuar la cementación.
Se aconseja el segundo temple de dureza desde 810/840ºC.
4130
Es un acero con buena penetración de temple y con buenas
características de estabilidad hasta temperaturas de más o
menos 400ºC.
Tiene una elevada resistencia al deslizamiento en caliente y
no presenta fragilidad de revenido.
Para piezas que necesitan una dureza superior se debe usar
4140 o 4150.
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4140
Es un acero de buena penetración de temple y con buenas
características de estabilidad en caliente hasta 400ºC.
Sin fragilidad de revenido, muy versátil y apto para
esfuerzos de fatiga y torsión.
Piezas templadas a inducción pueden dar una dureza de 57-
69 Rockwell C.
Tiene amplia aplicación en construcción de vehículos por
ejemplo para cigüeñales, brazos de ejes, bielas, pernos,
ejes de contramarcha, ejes de bombas y engranajes.
Muy utilizado en piezas forjadas como herramientas, llaves
de mano, destornilladores, etc.
Se usa también para espárragos y tornillos den la
construcción de plantas que trabajen a temperatura entre
150ºC y 300ºC, como calderas, turbinas de vapor, plantas
químicas, etc.
4150
Sirve para los mismos usos del 4140 cuando se requieren
durezas superiores.
Piezas templadas a inducción de 4150 pueden dar una
dureza superficial de 60-62 HRC.
4340
Tiene los mismos usos del 9840 y es usado cuando se
requiere una dureza superior y mejor resistencia al impacto.
Piezas templadas a inducción de 4340 pueden dar una
dureza superficial de 60-62 Rockwell C.
Sirve para tornillos prisioneros de bloques motores, ejes
traseros de transmisión, mandriles porta-herramientas, ejes
y excéntricas para cizallas, ejes de transmisión de grandes
dimensiones, etc.
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Para piezas de buena tenacidad y que no requieran una
profundidad de temple muy alta.
Se usa en partes para vehículos, tractores, pasadores,
tornillos y tuercas de alta resistencia.
5160
Este acero esta especialmente indicado para la construcción
de resortes para automóviles y camiones, sea en ballestas,
sea para resortes helicoidales y también para barras de
torsión.
6150
Se usa este acero para la construcción de resortes de muy
alta resistencia, resortes helicoidales y barras de torsión
para automóviles.
9260
Este es el tipo de acero más usado y más económico entre
los aceros aleados para la construcción de resortes,
particularmente para automóviles y camiones.
Se templa muy fácilmente y tiene buena penetración de
temple.
Puede también usarse para la construcción de herramientas
para maquinas agrícolas y otros implementos de la misma
índole.
9840
Este acero tiene una buena penetración de temple y buena
tenacidad.
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Se puede usar en construcción de piezas de tamaño medio
que estén sometidas a esfuerzos de torsión.
Por su contenido en Mo no esta expuesto a la fragilidad de
revenido.
1.2.3. Clasificación de los aceros aleados de acuerdo con su
utilización
Aceros en los que tiene una gran importancia la templabilidad:
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros de muelles
Aceros indeformables
Aceros de construcción:
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros para muelles
Aceros de nitruracion
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para imanes
Aceros para chapa magnética
Aceros inoxidables y resistentes al calor
Aceros de herramientas:
Aceros rápidos
Aceros de corte no rápidos
Aceros indeformables
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para trabajos de choque
Aceros inoxidables y resistentes al calor.
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1.2.4. Nomenclatura De Los Aceros Sistema S.A.E - A.I.S.I
Como la microestructura del acero determina la mayoría de sus
propiedades y aquella está determinada por el tratamiento y la
composición química; uno de los sistemas más generalizados en la
nomenclatura de los aceros es el que está basado en su
composición química.
En el sistema S.A.E. - A.I.S.I, los aceros se clasifican con cuatro
dígitos XXXX. Los primeros dos números se refieren a los dos
elementos de aleación más importantes y los dos o tres últimos
dígitos dan la cantidad de carbono presente en la aleación. Un
acero 1040 AISI es un acero con 0.4%C; un acero 4340 AISI, es un
acero aleado que contiene o.4%C, el 43 indica la presencia de
otros elementos aleantes.
Las convenciones para el primer dígito son:
1 - MANGANESO
2 - NIQUEL
3 - NIQUEL-CROMO, principal aleante el cromo
4 - MOLIBDENO
5 - CROMO
6 - CROMO-VANADIO, principal aleante el cromo
8 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el molibdeno
9 - NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO, principal aleante el níquel.
1.2.5. Mecanizado Del Acero
a. Acero Laminado.
El acero que se utiliza para la construcción de estructuras
metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de
acero en una serie de perfiles normalizados.
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El proceso de laminado consiste en calentar previamente los
lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la
deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste
que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren
de laminación. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta
conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones de las
secciones conseguidas de esta forma no se ajustan a las
tolerancias requeridas y por eso muchas veces los productos
laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar
sus dimensiones a la tolerancia requerida.
b. Acero forjado.
Biela motor de acero forjado. La forja es el proceso que modifica la
forma de los metales por deformación plástica cuando se somete al
acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La forja
generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora
la calidad metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero.
El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo
posible la cantidad de material que debe eliminarse de las piezas
en sus procesos de mecanizado. En la forja por estampación la
fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa,
compuesta por dos matrices que tienen grabada la forma de la
pieza que se desea conseguir.
c. Acero corrugado.
El acero corrugado es una clase de acero laminado usado
especialmente en construcción, para emplearlo en hormigón
armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o
corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón. Está dotado
de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y
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doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para
que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto
energético.
Malla de acero corrugado. Las barras de acero corrugado, están
normalizadas. Por ejemplo en España las regulan las normas (UNE
36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1998)
Las barras de acero corrugados se producen en una gama de
diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que se cita la sección en
cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras
inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en
barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se
suministran en forma de barras.
Las barras de producto corrugado tienen unas características
técnicas que deben cumplir, para asegurar el cálculo
correspondiente de las estructuras de hormigón armado. Entre las
características técnicas destacan las siguientes, todas ellas se
determinan mediante el ensayo de tracción:
d. Límite elástico Re (Mpa)
Carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa)
Alargamiento de rotura A5 (%)
Alargamiento bajo carga máxima Agt (%)
Relación entre cargas Rm/Re
Módulo de Young E
Estampado del acero
Puerta automóvil troquelada y estampada. Artículo principal:
Estampación de metales.
La estampación del acero consiste en un proceso de mecanizado
sin arranque de viruta donde a la plancha de acero se la somete
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por medio de prensas adecuadas a procesos de embutición y
estampación para la consecución de determinadas piezas
metálicas. Para ello en las prensas se colocan los moldes
adecuados.
e. Troquelación del acero
La troquelación del acero consiste en un proceso de mecanizado
sin arranque de viruta donde se perforan todo tipo de agujeros en
la plancha de acero por medio de prensas de impactos donde
tienen colocados sus respectivos troqueles y matrices.
f. Mecanizado blando
Torno paralelo moderno. Las piezas de acero permiten
mecanizarse en procesos de arranque de virutas en máquinas-
herramientas (taladro, torno, fresadora, centros de mecanizado
CNC, etc.) luego endurecerlas por tratamiento térmico y terminar
los mecanizados por procedimientos abrasivos en los diferentes
tipos de rectificadoras que existen.
g. Rectificado
El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de
acabado superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que
son muy beneficiosas para la construcción de maquinaria y equipos
de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la capacidad de
desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo.
h. Mecanizado duro
En ocasiones especiales, el tratamiento térmico del acero puede
llevarse a cabo antes del mecanizado en procesos de arranque de
virutas, dependiendo del tipo de acero y los requerimientos que
deben ser observados para determinada pieza. Con esto, se debe
tomar en cuenta que las herramientas necesarias para dichos
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trabajos deben ser muy fuertes por llegar a sufrir desgaste
apresurado en su vida útil. Estas ocasiones peculiares, se pueden
presentar cuando las tolerancias de fabricación son tan estrechas
que no se permita la inducción de calor en tratamiento por llegar a
alterar la geometría del trabajo, o también por causa de la misma
composición del lote del material (por ejemplo, las piezas se están
encogiendo mucho por ser tratadas). En ocasiones es preferible el
mecanizado después del tratamiento térmico, ya que la estabilidad
óptima del material ha sido alcanzada y, dependiendo de la
composición y el tratamiento, el mismo proceso de mecanizado no
es mucho más difícil.
I Mecanizado por descarga eléctrica
En algunos procesos de fabricación que se basan en la descarga
eléctrica con el uso de electrodos, la dureza del acero no hace una
diferencia notable.
Taladrado profundo Artículo principal: Taladrado profundo.
En muchas situaciones, la dureza del acero es determinante para
un resultado exitoso, como por ejemplo en el taladrado profundo al
procurar que un agujero mantenga su posición referente al eje de
rotación de la broca de carburo. O por ejemplo, si el acero ha sido
endurecido por ser tratado térmicamente y por otro siguiente
tratamiento térmico se ha suavizado, la consistencia puede ser
demasiado suave para beneficiar el proceso, puesto que la
trayectoria de la broca tenderá a desviarse.
- Doblado
El doblado del acero que ha sido tratado térmicamente no es muy
recomendable pues el proceso de doblado en frío del material
endurecido es más difícil y el material muy probablemente se haya
tornado demasiado quebradizo para ser doblado; el proceso de
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doblado empleando antorchas u otros métodos para aplicar calor
tampoco es recomendable puesto que al volver a aplicar calor al
metal duro, la integridad de este cambia y puede ser
comprometida.
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CAPITULO II
UTILIZACIÓN DEL ACERO EN CONSTRUCCION
2.1. CONSTRUCCIÓNES DE ACERO EN ESTRUCTURAS DE ALA
ANCHA:
Construcción en acero es aquella construcción en que la mayor
parte de los elementos simples o compuestos que constituyen la
parte estructural son de acero. En el caso en que los elementos de
acero se constituyan en elementos que soportan principalmente las
solicitaciones de tracción de una estructura mientras que el
hormigón (o concreto) toma las solicitaciones de compresión la
construcción es de hormigón armado o concreto reforzado. Esa
solución constructiva a pesar de contener acero en forma de hierro
redondo no se incluye dentro de la definición de Construcción en
Acero. Cuando conviven en una misma construcción elementos
simples o compuestos de acero con los de hormigón armado la
construcción se denomina mixta (acero-hormigón armado).
Productos de acero para estructuras
• Perfiles estructurales: Piezas de desarrollo lineal para estructuras
de acero (DB-SE-EA)
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Se designan por la forma de la sección (I, H, U, T, L) y su altura
(canto) en mm.
Pueden ser laminados o conformados.
• Cables y cordones: Para acciones de tracción.
• Acero de armar: Elementos de acero para estructuras de
hormigón armado y pretensado (EHE-99).
Armaduras pasivas: Barras corrugadas, mallas electrosoldadas,
celosías de alambre electrosoldadas.
Armaduras activas: Alambres, barras y cordones. (Sellos de
Calidad CIETSID y Marca AENOR)
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Perfiles laminados: Vigas I
a) Perfil en T.
Puede tener la longitud del alma y del ala igual o el ala
mayor.
Las dos caras del alma presentan inclinación.
Dim. 200 x 200 x3 hasta 1000 x 1000 x 13
b) Perfil en I (doble T de ala estrecha).
Formados por un alma y dos alas paralelas y
normales al alma.
IPN: Las caras interiores de las alas presentan una
pequeña inclinación.
IPE: Las caras de las alas son paralelas.
Perfiles laminados: Vigas II
c) Perfil en H (doble T de ala ancha y paralela).
La altura es igual a la base.
Todos los bordes exteriores son de arista viva siendo
más aptos para la soldadura.
Altura igual a la base y se fabrican desde 200 a 800.
d) Perfil en U
Formado por un ala lateral y dos alas.
Se fabrican desde 4 a 12 m. y desde el 80 al 300.
e) Pletinas y llantas
piezas metálicas de sección rectangular y de espesor
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reducido.
Se utilizan para complementar perfiles y uniones.
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ACERO PARA ARMAR
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Tipos:
S: soldable
SD: soldable de alta ductilidad
Diámetros nominales barras (mm)
6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, 40
Otros productos de acero para construcción
– Cerrajería: Carpinterías, puertas, barandillas.
– Tuberías de presión: para trasporte de agua.
– Pueden ser de acero negro (soldable) o galvanizado.
– Chapa de acero: Por conformado en frío se pueden
obtener gran cantidad de productos
– Paneles sandwich: Incorporan una capa de material
– aislante térmico entre dos hojas de chapa.
– Se utilizan para cerramientos y cubiertas ligeros.
– Herrajes: Elementos para cerramientos móviles
– (puertas, ventanas,etc.)
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– Tornillería, anclajes.
Productos de acero conformados en frío
2.2. Elementos para la construcción en acero
Los elementos usados en la construcción en acero son:
o Columnas de alma llena
o Columnas compuestas
o Vigas de alma llena
o Vigas alveolares
o Vigas en Celosía
o Vigas Vierendeel
o Losas
o Arriostramientos
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o Conexiones apernadas y soldadas
2.3. Constructabilidad
El tema de la integración de las distintas etapas de la construcción
se ha comenzado a plantear en las últimas décadas, debido a la
estandarización y a la significativa proporción que se realiza en
taller. Es posible en la actualidad integrar las etapas de diseño-
ingeniería básica (cálculo) – detallamiento -fabricación de
estructuras y montaje mediante la integración de las soluciones
informáticas de cada etapa. O sea determinada la necesidad de un
elemento (columna) se puede seguir todo el proceso que sufrirá
hasta su instalación en la obra.
2.4. Perfiles.
Las barras que componen las estructuras se fabrican en diferentes
formas, a la sección transversal perpendicular al eje longitudinal se
le denomina perfil.
Dependiendo del material del que está construida la barra, la
obtención de un determinado perfil se realizará por un
procedimiento u otro.
En las barras metálicas los procesos más usados para la obtención
de perfiles son:
Mediante un molde: consiste en la fabricación de un molde (de
acero, escayola, de cera etc), sobre el que se vierte el material al
que se le va a dar forma. Se utiliza por ejemplo para la fabricación
de prefabricados de hormigón, fundiciones, etc.
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Laminación: consistente en hacer pasar al material base (acero,
aluminio) por una serie de rodillos que irán poco a poco dándole la
forma apropiada. Para facilitar el proceso, se calientan los metales,
de forma que sean más maleables. Mediante la laminación se
consiguen piezas como planchas, vigas, redondos, traviesas, etc.
Extrusión: el metal extrusionado tiene que ser fácilmente maleable,
de forma que se le empuja a través de un orificio que tiene la forma
del perfil que queremos obtener.
Formas más comunes:
Las formas más habituales son las que te mostramos en la
siguiente figura:
Pero no son las únicas, pues tenemos en el mercado una amplia
variedad de perfiles, ángulos, pletinas, chapas, etc.
Veamos a continuación con más detalle algunos perfiles.
Perfil normal en forma de T: es muy usual en la construcción, se
coloca con las alas hacia abajo, de manera que puedan apoyarse
sobre él ladrillos, rasillones, y otros elementos constructivos.
Perfil en L o angular: es un perfil de forma que la sección es un
ángulo recto. Se utiliza mucho en la construcción de estructuras
metálicas, en la parte de cubiertas.
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Perfil en doble T: es el que se coloca en pilares. Trabaja también
muy bien con esfuerzos de flexión. Es un perfil I (PN).
Perfil de ala ancha: es una viga en doble T, en la que la altura
total es igual a la anchura de las alas.
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CONCLUSIONES
El acero inoxidable está siendo utilizado de manera creciente en los
últimos años en los sectores de la industria y de la arquitectura gracias
a su resistencia a la corrosión, facilidad de mantenimiento y apariencia
agradable. Sin embargo, su empleo como material estructural
resistente lía estado limitado durante años debido, entre otras razones,
a la falta de especificaciones de diseño que fomenten y faciliten el uso
del acero inoxidable en esta situación. Esta limitación ha inspirado a
investigadores de todo el mundo a estudiar el comportamiento del
material acero inoxidable y desarrollar nuevas expresiones de diseño
para explotar de manera óptima las propiedades del material en
aplicaciones resistentes.
El objetivo principal de este trabajo es contribuir al avance del
conocimiento del acero inoxidable como material estructural,
analizando el comportamiento en servicio y la evolución hasta
rotura de estructuras de acero inoxidable trabajando
fundamentalmente a flexión. Dicho objetivo principal queda plasmado
en forma de posibles pautas de actuación y expresiones de diseño que
permitan dimensional tales estructuras de una manera eficiente.
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BIBLIOGRAFÍA
1. Araujo, R. y Seco, E.; Construir arquitectura enEspaña con acero,
ENSIDESA, 1994.
2. Alamán, A; Materiales metálicos de construcción, Ed. COICCP,
2000
3. www.constructalia.es
4. Código Técnico de la Edificación. DB-SE-A
5. EHE-08, Aceros para armar.
6. Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2007), Materials
and Processes in Manufacturing (10th edición), Wiley, ISBN 978-0-
470-05512-0.
7. Groover, M. P., 2007, p. 105-106, Fundamentals of Modern
Manufacturing: Materials, Processes and Systems, 3rd ed, John
Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, ISBN 978-0-471-74485-6.
8. Smith, William F.; Hashemi, Javad (2001), Foundations of Material
Science and Engineering (4th edición), McGraw-Hill, p. 394, ISBN
0-07-295358-6
