EL ACERO
UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO:
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
TEMA:
EL ACERO
DOCENTE:
ING. PEDRO BALLENA DEL RIO
INTEGRANTES:
BARBOZA BARDALES JENSON JEAMPIER
.
PIMENTEL 29 DE MAYO DEL 2011
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EL ACERO EL ACERO:
Se denomina acero a una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, que, a diferencia de los aceros, son quebradizas y no se pueden forjar, sino que se moldean. El acero es el más popular de las aleaciones, es la combinación entre un metal (el hierro) y un no metal (el carbono), que conserva las características metálicas del primero, pero con propiedades notablemente mejoradas gracias a la adición del segundo y de otros elementos metálicos y no metálicos. De tal forma no se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en estado puro al que se le mejoran sus propiedades físicoquímicas con la adición de carbono y demás de más elementos. La definición anterior, sin embargo, se circunscribe a los aceros al carbono en los que este último es el único aleante o los demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas. De hecho existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben denominaciones específicas específ icas en virtud, ya y a sea de los elementos que predominan en su composición (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). estruct urales). Usualmente estas aleaciones de hierro hierr o se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales, razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al carbono" que además de ser los primeros fabricados y los más empleados,
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EL ACERO I.-PROPIEDADES DEL ACERO: PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO: • Resistencia
al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material. • Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras
(resistencia al impacto). • Maquinabilidad.
Es la facilidad que posee un material de permitir e l proceso de mecanizado por arranque de viruta. • Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades
BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre Propiedades Físicas:
Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras Materia, Cuerpo, Estado de agregación, Peso, Masa, Volumen, Densidad, peso espesifico (m/v) Propiedades Termicas: estan referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos: Conducción: se produce cuando la fuente emisora está en contacto directo con el que se desea aumenta Tº Convección: para que ocurra transferencia de calor por convección es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente Radiación: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor. Propiedades Eléctricas: Estan relacionadas con la capacidad de conducir la corriente eléctrica. Propiedades Óptica: estan referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorber el calor de acuerdo a las siguientes características: Color-Brillo-Pulido. Propiedades Magnéticas: Estan referidas a la capacidad que poseen los materiales metálicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnético, es decir actuar como imán o ser atraídos por un imán.
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EL ACERO HISTORIA
No se conoce la fecha exacta en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros útiles de hierro descubiertos datan del año 3000 a. C. pero se sabe que antes ya se empleaba este mineral para hacer adornos de hierro. Los griegos descubrieron hacia el 1000 a. C. una técnica para endurecer las armas de hierro mediante un tratamiento térmico. Todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para obtener estas aleaciones, se calentaba en un horno una masa de mineral de hierro y carbón vegetal. Mediante este tratamiento se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro llena de escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta masa esponjosa se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para eliminar la escoria y darle una determinada forma. El hierro que se producía en estas condiciones solía tener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En algunas ocasiones, y por error, solían producir autentico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro acabaron por aprender a fabricar acero, calentando hierro forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero. Después del siglo XIV se aumento el tamaño de los hornos empleados para fundir. En estos hornos, el mineral de hierro de la parte superior se convertía en hierro metálico y a continuación absorbía más corbono debido a los gases que lo atravesaban. Como resultado daba arrabio, un metal que funde a temperatura menor que el hierro y el acero. Posteriormente se refinaba el arrabio para obtener acero. En la producción moderna de acero se emplean altos hornos que son modelos perfeccionados de los que se usaban antiguamente. El arrabio se refina mediante chorros de aire. Este invento de debe a un británico llamado Henry Bessemer, que en 1855 desarrollo este inventó. Desde 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para la producción de acero a partir de chatarra pero las instalaciones de altos hornos son esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.
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EL ACERO SIDERURGIA
La siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contiene un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los aceros. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas hierros contienen más carbono que algunos aceros comerciales. Los distintos tipos de aceros contienen entre el 0,04 y el 2.25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que pueden ser manganeso, silicio o cromo.
ACERO DE HORNO ELECTRICO
En algunos hornos el calor para fundir y refinar el acero procede de la electricidad y no de la combustión de gas. Como las condiciones de refinado de estos hornos se pueden regular más estrictamente, los hornos eléctricos son sobre todo útiles para producir acero inoxidable y aceros aleados que deben ser fabricados según unas especificaciones muy exigentes. El refinado se produce en una cámara hermética, donde la temperatura y otras condiciones se controlan de forma rigurosa mediante dispositivos automáticos. En las primeras fases de este proceso de refinado se inyecta oxígeno de alta pureza para aumentar la temperatura del horno y disminuye el tiempo necesario para producir el acero. En la mayoría de los casos, la carga está formada casi exclusivamente por material de chatarra. Antes de poder utilizarla, la chatarra debe ser analizada y clasificada. También se añaden otros materiales, como pequeñas cantidades de mineral de hierro y cal seca, para contribuir y eliminar y otras impurezas. Los elementos adicionales para la aleación se introducen con la carga o después, cuando se vierte a la cuchara de acero.
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EL ACERO PROCESOS DE ACABADO:
Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, raíles de ferrocarril o perfiles en H o en T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminado los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia. El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero.
El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de debaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los rodillos para producir raíles o ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.
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EL ACERO Los procesos de fabricación modernos requieren gran cantidad de chapa de acero delgada. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabaja. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren.
El sistema de colada continua, en cambio, produce una plancha continua de acero con un espesor inferior a 5 cm, lo que elimina la necesidad de trenes de desbaste y laminado en bruto. TUBOS
Los tubos más baratos se forman doblando una tira plana de acero caliente en forma cilíndrica y soldando los bordes para cerrar el tubo. En los tubos más pequeños, los bordes de la tira suelen superponerse y se pasan entre un par de rodillos curvados según el diámetro externo del tubo. La presión de los rodillos es suficiente para soldar los bordes. Los tubos sin soldaduras se fabrican a partir de barras sólidas haciéndolas pasar entre un par de rodillos inclinados entre los que está situada una barra metálica con punta que perfora las barras y forma el interior del tubo mientras los rodillos forman el exterior.
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EL ACERO CLASIFICACIÓN DEL ACERO
Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas. Aceros al carbono
El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc. Aceros aleados
Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc. Aceros de baja aleación ultrarresistentes
Es la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de bagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios. Aceros inoxidables
Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales.
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EL ACERO Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar. Aceros de herramientas
Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.
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:
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
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EL ACERO
TECNICAS Y METODOS DE OBTENCIÓN DEL ACERO
Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio pero el arrabio es un acero con alto contenido en carbono por eso que se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas llamadas torpedos que lo transportan hasta el convertidor donde este arrabio se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleaciones, fundente o chatarra este tres productos puede ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del Acero o también puede ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar Directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son: COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero líquido se vierte sobre un molde de
fondo desplazable cuya sección tiene la forma que
nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.
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EL ACERO
COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una
forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación. 3.COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.
Las dos primeras coladas necesitan procesos posteriores para lograr el producto final, por ejemplo el producto que sele de la colada de lingotes tiene que pasar por un horno de fosa en el cual se unifican las temperaturas De interior y del exterior del producto, o sea, del acero. De este proceso se pasa a otro que también se pasa Directamente de la colada continúa y que se llama tren desbastador en que los lingotes en caliente pasan por una serie de cilindros giratorios de gran potencia que los transforma en blooms y slab
El bloom es una especie de plancha cuadrada y el slab es una plancha fina de acero. TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO Del proceso anterior se puede pasar a un tren estructural en el cual los bloons en caliente se deforman para obtener perfiles estructurales, carriles, barras, etc. También se pude pasar al tren de farmachine en el cual los bloons en caliente se transforman y son deformados para obtener barras, alambres, redondos calibrados, telas Metálicas, etc. También se puede pasar a un tren de bandas en caliente donde los slab son transformados en rollos de chapa de distintas medidas y espesores llamados bobinas que son esos rollos de chapa que muchas veces hemos visto en los trenes de mercancías que pasan por la zona. Desde este último proceso se puede pasar al tren de bandas en frío en el cual los bobinas obtenidas anteriormente se someten a deformaciones en frío mejorar sus propiedades mecánicas de este proceso se puede obtener multitud de aplicaciones como por ejemplo en la industria de la automoción. Ya por ultimo desde este proceso se puede pasar a otra máquina donde las bobinas son transformados en hojalata y aceros galvanizados mediante diferentes procesos y diferentes aplicaciones. Como veis para obtener el aceros y productos de este hace falta una cantidad enorme de procesos pero pese a todo el cero es una aleación muy apreciada por sus características y se usa en multitud de aplicaciones pese a que en otras se está sustituyendo por nuevos materiales con mejores cualidades que el acero. También hay que decir que muchos de los productos que salen del los procesos anteriores luego pueden pasar a otros procesos como el mecanizado, laminación, acuñado, sintetizado, prensado...
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EL ACERO
Características mecánicas y tecnológicas del acero
Representación de la inestabilidad lateral bajo la acción de una fuerza ejercida sobre una viga de acero. Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas:
Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir. El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C. Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C. Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas. Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres. Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño. Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico. Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.
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EL ACERO
La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros. Se puede soldar con facilidad. La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambientes) o los aceros inoxidables. Posee una alta conductividad eléctrica. Aunque depende de su composición es aproximadamente de 3 · 106 S/m. En las líneas aéreas de alta tensión se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación. Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales, ya que una pieza de acero imantada no pierde su imantación si no se la calienta hasta cierta temperatura. La magnetización artificial se hace por contacto, inducción o mediante procedimientos eléctricos. En lo que respecta al acero inoxidable, al acero inoxidable ferrítico sí se le pega el imán, pero al acero inoxidable austenítico no se le pega el imán ya que la fase del hierro conocida como austenita no es atraída por los imanes. Los aceros inoxidables contienen principalmente níquel y cromo en porcentajes del orden del 10% además de algunos aleantes en menor proporción. Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo a el
coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente
1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012). Si existe libertad de dilatación no se plantean grandes problemas subsidiarios, pero si esta dilatación está impedida en mayor o menor grado por el resto de los componentes de la estructura, aparecen esfuerzos complementarios que hay que tener en cuenta. El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO resulta muy útil su uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado. El acero da una falsa sensación de seguridad al ser incombustible, pero sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas por las altas temperaturas que pueden alcanzar los perfiles en el transcurso de un incendio. Tipos de Acero
Acero Corten Acero Corrugado Acero Laminado Acero al Carbono Acero de Aleación Acero Estirado en Frío Acero Estructural Acero Intemperizado Acero Suave Acero Negro El Acero Corten:
Es un Acero común al que no le afecta la corrosión, Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-púrpura. El Acero Corten es un tipo de acero realizado con una composición química que hace que su oxidación tenga unas características particulares que protegen la pieza realizada con este material frente a la corrosión atmosférica sin perder prácticamente sus características mecánicas. 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 doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético.
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EL ACERO
ACERO LAMINADO:
El acero que sale del horno alto de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo. La podemos utilizar en: Ángulos estructurales L Es el producto de acero laminado que se realiza en iguales que se ubican equidistantemente en la sección transversal con la finalidad de mantener una armonía de simetría, en ángulo recto. Su uso está basado en la fabricación de estructuras para techados de grandes luces, industria naval, plantas industriales, almacenes, torres de transmisión, carrocerías, también para la construcción de puertas y demás accesorios en la edificación de casas. Vigas H Producto de acero laminado que se crea en caliente, cuya sección tiene la forma de H. Existen diversas variantes como el perfil IPN, el perfil IPE o el perfil HE, todas ellas con forma regular y prismática. Se usa en la fabricación de elementos estructurales como vigas, pilares, cimbras metálicas, etc, sometidas predominantemente a flexión o compresión y contorsión despreciable. Su uso es frecuente en la construcción de grandes edificios y sistemas estructurales de gran envergadura, así como en la fabricación de estructuras metálicas para puentes, almacenes, edificaciones, barcos, etc.... Canales U Acero realizado en caliente mediante láminas, cuya sección tiene la forma de U. Son conocidas como perfil UPN. Sus usos incluyen la fabricación de estructuras metálicas como vigas, viguetas, carrocerías, cerchas, canales, etc. TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO Perfiles T Al igual que en anterior su construcción es en caliente producto de la unión de láminas. Estructuras metálicas para construcción civil, torres de transmisión, carpintería metálica. ACERO AL CARBONO: Una parte importante del acero producido se dirige a la construcción civil. Dentro de este rubro pueden determinarse dos utilizaciones principales: hormigón armado y construcción en acero. La primera usa el hierro redondo como refuerzo del concreto, trabajando el primero en general a la tracción y el segundo a la compresión.
En el caso de la construcción en acero se usan elementos tales como perfiles unidos mediante conexiones empernadas o soldadas. Una utilización que está teniendo crecimiento importante es la construcción mixta que combina las estructuras de acero embebidas en hormigón armado ó el hormigón armado dentro de un tubo estructural. Acero estirado en frío: Acero que después de un tratamiento especial se ha mejorado su
límite elástico. ENSAYOS: ARILLAS DE ACERO CORRUGADO a)SIDERPERU Descripcion: Barras rectas de acero cuyas corrugas o resaltes permiten una alta adherencia con el concreto. Las barras de construcción son usadas como refuerzo en elementos de concreto armado. Entre sus aplicaciones tenemos: columnas, vigas, losas, tanques de agua, viviendas, edificios, puentes, etc. El acero utilizado en la fabricación de barras de construcción es producido vía Alto horno - Convertidor LD, a partir de mineral de hierro, lo que le otorga mayor ductilidad y aptitud para el doblado en obra. Designación: BC-1-E 42-ASTM A 615 G60 Forma de suministro: Se suministra en paquetes de 2 toneladas. Cada paquete tiene una etiqueta metálica que lo identifica. Un extremo de cada paquete lleva una capucha metálica que identifica
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EL ACERO el diámetro de la barra, numero de paquete y colada, además de evitar robos de varillas durante el transporte. Ficha Tecnica: Normas Técnicas: Tolerancias dimensionales, propiedades mecánicas y composición química de acuerdo a ASTM A 615-01b (Grado 60) y NTP 341.031-2001 (Grado 60). Composición Química: Contenido de fósforo máximo: 0,06% (análisis en cuchara)
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EL ACERO Propiedades
Mecánicas:
R: resistencia a la tracción; F: Límite de Fluencia; %A: Porcentaje de alargamiento; Lo: longitud calibrada de la probeta de ensayo; d: diámetro nominal de la barra. TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO Dimensiones Nominales:
ACEROS AREQUIPA
Descripción: Barras de acero de sección redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que señalan el límite de fluencia, resistencia a la tracción y su alargamiento. Las especificaciones señalan también las dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para la construcción, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras para construcción se
Identifican por su diámetro, que puede ser en pulgadas o milímetros. Las longitudes Usuales son de 9 y 12 metros de largo. Ficha técnica: DENOMINACIÓN: BARRAS DE CONSTRUCCIÓN ASTM A615-GRADO 60. DESCRIPCIÓN: Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto. USOS: En la fabricación de estructuras de concreto armado en viviendas, edificios, puentes, TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO represas, canales de irrigación, etc. NORMAS TÉCNICAS: Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias dimensionales: • ASTM A615 Grado 60 • Norma Técnica Peruana NTP 341.031 Grado 60. • REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES DEL PERÚ.
PRESENTACIÓN: Se produce en barras de 9 m de longitud en los siguientes diámetros: 6
mm,
8
mm,
3/8”,
12
mm,
1/2,
5/8”,
3/4”,
1”,
1
3/8”.
Previa consulta, se puede producir en otros diámetros y longitudes requeridos por los clientes. En nuestros almacenes de Pisco, Lima y Arequipa, el producto se comercializa en varillas. Las barras de 6 mm también se comercializan en rollos de 550 Kg. METRADOS DE ACERO:
EJEMPLO EN ESTRIBOS: hora para hallar la cantidad de los estribos tenemos los siguientes datos: Los estribos son de 3/8``Ø y están distribuidos de la siguiente manera: 3/8``: 1@ 0.05 , 4@ 0.10 , resto @ 0.20
Esta distribución lo plantea el estructural y se puede observar en la Fig. 1 Analizando este gráfico, si la columna del ejemplo mide 2.3 m entonces los 5 primeros estribos de la zona de arriba con la zona de abajo darán una distancia de 0.9 m con lo que nos queda una distancia de: 2.30 - 0.90 = 1.40m Para hallar de una forma rápida los estribos restantes haremos: Nº Estribos Restantes = (1.40 / 0.20) - 1 = 7 - 1 = 6 Donde 7 me representa el número de espacios que hay entre los 6 estribos restantes. Entonces la cantidad de estribos q poseerá la columna de 2.3m de altura será de 16 estribos Observando en la Fig. 2 el problema posee tres columnas y una zapata; por lo tanto serán 48 estribos para las tres columnas + 4 estribos que lo establece el estructural en la zona de la zapata + 1 estribo que se hace en la práctica para el amarre de la columna con la zapata : Total de Estribos para el Problema = 53 estribos Ahora hallaremos la longitud total de cada estribo; como vemos en la vista en planta de la columna Fig. 3; el recubrimiento es de 0.03 m por lo tanto el estribo tendrá una longitud de 0.54 m y un ancho de 0.34 m ,además en la Fig.5se aprecia el detalle del amarre en cada estribo con lo que la distancia total será: Lt = 0.54 + 0.34 + 0.54 + 0.34 + 0.10 + 0.10 = 1.96 m TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES – INGENIERIA CIVIL
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EL ACERO La hoja de metrados del acero quedará de la siguiente manera
Al final tendremos que sumar los kg. de fierro para el presupuesto: Total ( Kg.)= 58.17 + 67.05 = 125.22
Fig. 1
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EL ACERO
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
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EL ACERO
METRADOS DE ACERO EN ZAPATAS: ACERO PARA ZAPATAS GRADO 60
# DE DESCRIPCION y DISEÑO DE ACERO
LONG.
Ø
CANT.
1/2"
6
10
1.35
81.00
1/2"
6
10
1.35
81.00
ELEMENT. ELEMENT.
1/2"
TOTAL OBSERVACIONES
ZAPATAS :
Z1 (1.50 x 1.50) LONGITUD POR Ø EN METROS L. PESO EN KG POR METRO LINEAL (1/2") PESO TOTAL EN KG POR Ø TOTAL
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162.00 1.02 165.24 165.24
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KG