Manual de Laboratorio CIV203

Elaborado por: Univ.: Juan Pablo Ramos Rodríguez Auxiliar de docencia de Resistencia de Materiales CIV-203

Docente: Ing. Iván Carmona Nogales Docente de resistencia de materiales civ-203

Potosí – Bolivia 2016 MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

CIV – 203

ÍNDICE GENERAL

1. INTRD!CCI"N 1.1.

ANTECEDENTE

1.2.

!B"ET#$!

1.%.

A&CANCE

1.'.

"(T#)#CAC#*N

2. D#$INICI"N % #&'#CI$ICACIN#& #&'#CI$IC ACIN#& D# D # CA(IDAD CA(ID AD 'ARA (& MAT#RIA(#& D# #&T!DI. 2.1.

EPEC#)#CAC#!NE

2.2.

+ATE,#A&E DE C!NT,(CC#*N 2.2.1. ACE,! DE ,E)(E,-! 2.2.2. T(BE,A DE /!,+#*N 2.2.%. ACE,! ET,(CT(,A& 2.2.'. +ADE,A DE C!NT,(CC#*N

3. #N&A%& D# (A)RATRI 'ARA R#&I&T#NCIA D# MAT#RIA(#& %.1.

T#P! DE ENA!

%.2.

ENA! ENA! DE T,ACC#*N EN ACE,! DE ,E)(E,-! 1. E(#P!  +ATE,#A& 2. P,!CED#+#ENT! %. C3&C(&! '. $E,#)#CAC#*N 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E

%.%.

ENA! ENA! DE E)(E,-! TANENC#A& EN T(BE,A DE /!,+#*N 1. E(#P!  +ATE,#A& 2. P,!CED#+#ENT! %. C3&C(&! '. $E,#)#CAC#*N 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E

MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

CIV – 203

%.'.

ENA! ENA! DE DE)!,+AC#*N EN $#A 1. E(#P!  +ATE,#A& 2. P,!CED#+#ENT! %. C3&C(&! '. $E,#)#CAC#*N 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E

%.'.

ENA! ENA! DE C!,TE  DE AP&ATA+#ENT! 1. E(#P!  +ATE,#A& 2. P,!CED#+#ENT! %. C3&C(&! '. $E,#)#CAC#*N 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E

%.4.

!T,! ENA! %.4.1. ENA! DE C!,TE D#,ECT! P!, C!+P,E#*N EN A,C#&&A %.4.2. ENA! ENA!

DE

C!+P,E#*N

EN

P,!BETA

/!,+#*N

*. CNC(!&IN#& +. R#CM#NDACIN#& ,. )I)(IRA$A


CIV – 203

DE

1. INTRD!CCI"N Act5alente se dise7an 8 constr58en obras civiles con diversos ateriales9 debido a lo c5al es indispensable el conociiento de las características ísicas 8 ec;nicas de estos a travan en la ateria de ,E#TENC#A DE +ATE,#A&E9 así coo los e=5ipos9 ateriales 8 noras =5e se eplean. 1.1.

ANTECEDENTE

En la act5alidad el control de calidad de los ateriales es re=5erido en 5c?as constr5cciones civiles. Dic?o control depende de la a@nit5d de la obra o pro8ecto a reali>ar. En n5estro País se tiene dierentes instit5ciones =5e orecen 5n control de calidad de los ateriales epleados en constr5ccin9 entre las c5ales tabiadas. A nivel internacional eisten or@anisos de norali>acin =5e establecen los procediientos de ensa8o de laboratorio para el control de calidad de los ateriales de constr5ccin. +5c?os países de &atinoa
!B"ET#$!

!B"ET#$! ENE,A& Tener 5n an5al =5e conten@a las especiicaciones de calidad 8 procediientos de laboratorio de los ensa8os reali>ados a los ateriales de constr5ccin9 est5diados en la asi@nat5ra G,esistencia de +aterialesH9 basado en las noras de la ociedad Aericana para Pr5ebas de +ateriales AT+F 8 otros. Creando así 5na 5ente de cons5lta coo parte de la oracin t
Doc5entar las especiicaciones de calidad de los ateriales de constr5ccin est5diados en la asi@nat5ra G,esistencia de +aterialesH9 en base a las noras AT+ correspondientes. Establecer los ensa8os de laboratorio =5e ser;n considerados en la elaboracin del doc5ento.


CIV – 203

    

   

Doc5entar inoracin sobre el proceso de ensa8os de ateriales de constr5ccin9 paralelo a los libros de teto. Eect5ar 5na revisin 8 act5ali>acin de los procediientos de laboratorio eec5tados en la asi@nat5ra. ,eali>ar 5n an;lisis e interpretacin de las noras AT+9 con el in de establecer 5n procediiento de laboratorio para cada ensa8o considerado. Establecer 5n procediiento de laboratorio para cada ensa8o considerado. Elaborar 5n doc5ento =5e conten@a las especiicaciones de calidad de los ateriales de constr5ccin est5diados en la asi@nat5ra9 8 los procediientos de laboratorio de los ensa8os =5e se reali>an a estos ateriales. Apo8ar terica 8 tae. #ndicar el e=5ipo 8 a=5inaria oderna necesarios para los ensa8os 8 s5 5ncionalidad. #nterpretar los res5ltados de los ateriales ensa8ados por edio de @r;icas 8 par;etros de las noras 5tili>adas. Apliar el conociiento en la diversidad de ateriales 8 s5s características ísico ec;nicas. 1.%.

A&CANCE

Con el presente an5al se pretende tener 5n doc5ento =5e recopile las especiicaciones necesarias para reali>ar el control de calidad de los diversos ateriales 5tili>ados en la constr5ccin9 considerados en la ateria de resistencia de ateriales9 in ebar@o9 en la elaboracin del presente doc5ento no se ?an considerado todos los ensa8os =5e se reali>an a los ateriales de constr5ccin en est5dio9 ni se ?an incl5ido todas las especiicaciones de calidad de los isos9 sino solaente a=5ellas =5e ten@an relacin con los ensa8os considerados. Para cada ensa8o de laboratorio se ?a elaborado 5n procediiento act5ali>ado en base a las noras p5blicadas por la ociedad Aericana para Pr5ebas de +ateriales AT+F. Cada 5na de las @5ías de laboratorio contiene: el alcance del ensa8o9 deiniciones relevantes9 iportancia 8 aplicacin del ar9 procediiento detallado para la eec5cin de la pr;ctica9 r5las ate;ticas para el procesaiento de los datos 8 la inoracin estip5lada coo contenido del inore respectivo. 1.'.

"(T#)#CAC#*N

En el entorno proesional act5al la deanda in@enieros civiles altaente capacitados para diri@ir9 dise7ar9 s5pervisar 8 eec5tar obras civiles9 a5enta constanteente. Debido a ello9 5na adec5ada oracin acad<ica9 pr;ctica del est5diante de in@eniería civil es 5ndaental para la satisaccin de dic?a deanda. El presente an5al es 5n doc5ento en el c5al se ?a act5ali>ado9 interpretado 8 sipliicado los procediientos de los ensa8os de laboratorio a reali>ar en la asi@nat5ra9 en base a las noras internacionales =5e los conteplan9 8 en el =5e se ?an establecido las especiicaciones de control de calidad coo propsito principal de la reali>acin de los ensa8os. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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El an5al est; orientado al 5so9 tanto para est5diantes de la ateria9 coo para los docentes =5e iparten la asi@nat5ra 8 los a5iliares de docencia9 para ser 5tili>ado coo aterial de cons5lta d5rante el desarrollo del c5rso9 contrib58endo así a reor>ar el aspecto terico pr;cticos de las asi@nat5ras.

2. D#$INICI"N % #&'#CI$ICACIN#& D# CA(IDAD 'ARA (& MAT#RIA(#& D# #&T!DI. 2.1.

EPEC#)#CAC#!NE

(na especiicacin es 5na declaracin precisa =5e establece los re=5isitos =5e debe c5plir 5n aterial9 prod5cto9 sistea o servicio. En el r5bro de la constr5ccin9 las especiicaciones 5e@an 5n papel preponderante en la bIs=5eda del ase@5raiento de la calidad de los ateriales9 en tanto =5e establecen 5n criterio de reerencia para la aceptacin o rec?a>o de 5n prod5cto o servicio. Para coprender a cabalidad la iportancia de las especiicaciones dentro del control de calidad de los ateriales9 es necesario enarcar el concepto de especiicacin dentro de 5n concepto ;s aplio9 del c5al es consec5encia. Este concepto es el de norali>acin o estandari>acin. En tacin es el proceso de or5lacin9 elaboracin9 aplicacin 8 eoraiento de re@las establecidas para 5na aproiacin ordenada a 5na actividad especíica9 con la cooperacin de todos los invol5crados 8 para el beneicio de estos. Este proceso s5r@e coo 5na necesidad del eoraiento contin5o de ateriales9 prod5ctos9 sisteas o servicios9 con la inalidad de optii>ar los rec5rsos disponibles para satisacer la deanda creciente de estos. &as noras =5e se eplean en Bolivia para tener 5na especiicacin ínia de calidad de 5n aterial de constr5ccin9 son: CB/ JK C*D#! B!&#$#AN! DE& /!,+#*NF  Norali>a las propiedades ínias =5e re=5iere 5n ?ori@n para la constr5ccin 8 los ensa8os =5e se reali>an sobre este.  Proporciona características ínias aceptables para aceros de re5er>o #NC#! 1.'.'. P&#E! DE EPEC#)#CAC#!NE TLCN#CA C.B./.JKF Con el in de re@5lar la eec5cin de las obras9 epresaente el plie@o de especiicaciones deber; consi@nar las características de los ateriales =5e ?a8an de eplearse especiic;ndose9 si se 5>@a oport5no9 la procedencia de los ateriales9 c5ando esta deina 5na característica de los isosF9 los ensa8os a los =5e deben soeterse para coprobacin de condiciones =5e ?an de c5plir9 el proceso de eec5cin previstoM las noras para la elaboracin de las distintas partes de obra9 las instalaciones =5e ?a8an de ei@irse9 las preca5ciones =5e deban adoptarse d5rante MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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la constr5ccinM los niveles de control ei@idos para los ateriales 8 la eec5cin9 8 inalente las noras 8 pr5ebas previstas para las recepciones correspondientes. En c5al=5ier caso el Plie@o de Especiicaciones T
Tipo9 clase 8 cate@oría del ceento. Tipos de acero. ,esistencia especiicada para el ?ori@n

!tras instit5ciones =5e proporcionan noras 8 ensa8os de laboratorio para deterinar las características )isco+ec;nicas de distintos ateriales 5sados en la constr5ccin9 son: AT+: ociedad +ateriales

Aericana

para

Pr5ebas

de

AC#: #nstit5to Aericano del Concreto AA/T!: Asociacin Aericana de !iciales de Carreteras Estatales 8 Transporte A: ociedad oldad5ra AN#: #nstit5to Noras ACE: ociedad Civiles 2.2.

Aericana

Nacional

de

Aericano

Aericana

de

de #n@enieros

+ATE,#A&E DE C!NT,(CC#*N

&os ateriales de constr5ccin tienen coo característica coIn el ser d5raderos. Dependiendo de s5 5so9 deber;n satisacer otros re=5isitos9 tales coo: d5re>a9 resistencia ec;nica9 resistencia al 5e@o9 acilidad de lipie>a9 entre otros. Conocer s5s características9 propiedades 8 coportaiento9 así coo s5 proceso de elaboracin especialente en a=5ellos =5e se abrican a pie de obra9 es al@o 5ndaental para c5al=5ier in@eniero =5e deba desepe7ar s5s 5nciones dentro del proceso constr5ctivo. En los países desarrollados los ateriales de constr5ccin est;n re@5lados por 5na serie de cdi@os 8 est;ndares =5e deinen las características =5e deben c5plir9 así coo s5 ;bito de aplicacin. El propsito de esta re@5lacin es doble: por 5n lado @aranti>a 5nos est;ndares de calidad ínios en la constr5ccin9 8 por otro perite a los in@enieros conocer de ora ;s precisa el coportaiento 8 características de los ateriales epleados. 2.2.1. ACE,! DE ,E)(E,-!

De/inicin.- El acero de re5er>o estr5ct5ral es 5n aterial prod5cto de la aleacin de ?ierro9 carbono 8 pe=5e7as cantidades de silicio9 soro9 a>5re 8 oí@eno9 c58a variacin en s5

contenido le aporta características especíicas al aterial. &as barras de acero estr5ct5ral son MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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CIV –

pie>as de acero lainado9 de seccin transversal circ5lar9 ?ea@onal o c5adrada. e clasiican de ac5erdo a s5 líite de l5encia @radoF 8 a s5 acabado lisa o corr5@adaF. Este aterial es 5tili>ado en la constr5ccin para a@re@ar resistencia a otro aterial.

#nsaos de control.- &os ensa8os de laboratorio considerados en el presente an5al para este aterial es el si@5iente: ENA! DE T,ACC#*N EN ACE,! DE ,E)(E,-! Nora AT+ A%K0: O+
'roiedades  eseci/icaciones.- se@In el CB/JK9 las barras de acero de re5er>o tienen las si@5ientes características:  

Barras lisas Barras corr5@adas

$uente C)4-56 #seci/icaciones m7nimas ara 8arras de re/uer9o de acero liso.- &as barras lisas son a=5ellas =5e no c5plen las condiciones de ad?erencia. Para s5 5tili>acin coo arad5ras de ?ori@n deber;n c5plir las condiciones si@5ientes:  Car@a 5nitaria de rot5ra s coprendida entre %%0 8 '0 +Pa.  &íite el;stico 8 i@5al o s5perior a 214 +Pa.  Alar@aiento de rot5ra9 en tanto por ciento9 edido sobre base de cinco di;etros9 i@5al o s5perior a 2%.  A5sencia de @rietas desp5ado en el ensa8o de doblado siple a 1J0Q. &as tres prieras características citadas se deterinar;n de ac5erdo con lo indicado en la N.B.(NEK262K%. Este acero se desi@na por A/ 214 & acero liso para ?ori@nF. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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#seci/icaciones m7nimas ara 8arras de re/uer9o de acero corru:ado.- &as características ec;nicas ínias9 @aranti>adas9 estar;n de ac5erdo con las prescripciones de la tabla '.%.a

$uente C)4-56 2.2.2. T(BE,A DE /!,+#*N

De/inicin.- T5bos de ?ori@n pre abricado para 5sos pl5viales 8o sanitarios para obras de @ran a@nit5d o do
'roiedades  eseci/icaciones.- se@In la nora NB6J69 las t5berías tienen las si@5ientes características: MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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)5ente: NB6J6 2.2.%. ACE,! ET,(CT(,A&

De/inicin.- on aceros oldeados en distintos tipos de periles9 de ciertas características re=5eridas para s5 5so en 5na variedad de estr5ct5ras. #nsaos de control.- &os ensa8os de laboratorio considerados en el presente an5al para este aterial es el si@5iente: ENA! DE DE)!,+AC#*N EN $#A ENA! DE CA,A C,#T#CA EN C!&(+NA !tros.

'roiedades  eseci/icaciones.- &as propiedades 8 especiicaciones9 vienen dadas de ac5erdo a los distintos tipos de periles =5e se tienen de este tipo de ateriales. 2.2.'. +ADE,A DE C!NT,(CC#*N

De/inicin.- Es 5n aterial =5e se obtiene de la nat5rale>a9 los c5ales son acerrados para darles la ora 8 lon@it5d deseada9 al ser nat5rales no son ateriales netaente ?oo@
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ENA! DE DE)!,+AC#*N EN $#A ENA! DE CA,A C,#T#CA EN C!&(+NA !tros.

'roiedades  eseci/icaciones.- &as propiedades 8 especiicaciones vienen dadas de ac5erdo a los distintos tipos de secciones =5e se p5eden obtener de la adera 8 reali>ando ensa8os de traccin en el aterial. 3. #N&A%& D# (A)RATRI 'ARA R#&I&T#NCIA D# MAT#RIA(#& %.1.

T#P! DE ENA!

Eisten distintos tipos de ensa8os de laboratorio9 entre los c5ales eisten los si@5ientes:  #N&A%& D#&TR!CTIV& Para la deterinacin de propiedades ec;nicas aceros9 al5inio9 bronce pl;stico9 ibras9 teidos9 etc.F 8 de deterinacin de las propiedades elastopl;sticas 8 pl;sticas de las barras corr5@adas de acero. ENA! DE T,ACC#*N9 C!+P,E#*N9 C#-A&&AD(,A9 PAN-!NA+ENTE9 )&EU#*N  D!B&AD!. ENA! DE )&EU#*N P!, C/!(E ! ,E#&#ENC#A.  #N&A%& &#MID#&TR!CTIV& Para la deterinacin de la d5re>a. ENA! DE D(,E-A EVN +LT!D! EC&E,*+ET,!. +#C,! D(,E-A EVN $#CWE,  #N&A%& N D#&TR!CTIV& De diversos tipos. DETE,+#NAC#*N DE DE)ECT! DE ACE,!  /!,+#!NE P!, (&T,A!N#D!. DETE,+#NAC#*N DE& ND#CE DE ,EB!TE EN /!,+#!NE END(,EC#D!. DETECC#*N DE DE)ECT! P!, &(#D! PENET,ANTE. DETECC#*N DE DE)ECT! P!, PA,TC(&A +ANLT#CA.  #N&A%& M#CANI;AD& Para deterinar el des@aste de ?erraientas 8 condiciones ptias de corte.  DI&#< D# MD#(& R#&I&T#NT#& Por tTD& N!M>RIC& i5lacin por sotXare 8 ensa8o de prototipos 8 odelos reales.  #&T!DI D# 'AT(A& #&TR!CT!RA(#& En estr5ct5ras et;licas 8 de ?ori@n arado. •

•

• •

•

• • •


CIV – 203

%.2.

ENA! DE T,ACC#*N EN ACE,! DE ,E)(E,-!

Este o estr5ct5ral.

De/iniciones E&!NAC#*N: Es el a5ento en la lon@it5d del se@ento coprendido entre las arcas de calibracin9 epresado coo 5n porcentae de la lon@it5d ori@inal de dic?o se@ento. E)(E,-! DE )&(ENC#A: Es el es5er>o en el =5e se inician increentos especíicos en la deoracin del acero sin 5n a5ento en la car@a. E)(E,-! DE TEN#*N: Es la ;ia 5er>a aial de tensin =5e 5na barra p5ede soportar9 dividida entre el ;rea de la seccin transversal de la barra. E)(E,-! DE ,(PT(,A: Es la 5er>a soportada por la barra en el oento de la r5pt5ra9 dividida entre el ;rea de la seccin transversal de la barra. eneralente es enor o i@5al al es5er>o ;io.


203

CIV –


CIV – 203


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Tablas de propiedades acero: FUENTE: Diseño de estructuras de acero (Jack McCormac)

1. E(#P!  +ATE,#A& El ensa8o de traccin se reali>ara en barras de acero corr5@ado 8 liso de di;etro asi@nados9 para esto se eplearan los si@5ientes e=5ipos 8 ateriales: E(#P!: aF +;=5ina (niversal con sistea para ensa8o a tensin de barras de acero. bF $ernier o calibrador. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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+ATE,#A&: aF Barra de acero corr5@ado o liso de 60c de lon@it5d9 del di;etro asi@nado bF Papel ilietrado. cF Planilla de datos +ED#DA DE)!,+AC#!N CA,A AP&#CADA dF Cinta a de l5encia9 5er>a de rot5ra9 d5lo de elasticidad9 deoracin 5nitaria ;iaF 2. P,!CED#+#ENT!  Toar edidas de di;etro sin toar en c5enta las corr5@acionesF 8 lon@it5d correcta epleando el vernier.  Pesar la barra9 precisin de 091@r.  Deterinar el centro de barra para ensa8o9 8 poner en la ;=5ina de traccin lo ?ace el encar@ado de laboratorioF.F  $eriicar =5e los edidores de car@a 8 deoracin est
!

 "



∗ 1

#

W = peso de la barra de esa!o # = lo"itud total iicial de la barra de esa!o

2.  =

    



(k") (cm)

!$ #

∗ 1

    

$e = %rea e& ec t i'a    =   

%.  =  ∗ *$ ∗ 1+,1$-

%&'( $ )

! $#

$ = %rea et a

* =   %) MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE

!# CIV – 203

'.  =

$ ∗



!$#

* " $ri = %rea eal iicial

MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE

CIV – 203

* =   %)

!#

 ∗ $* 4.  = 

!$ #

" $& = %rea eal &ial (estra"ulada)

6. / =

  0

!/#

∗ 1

 

/ = Elo"aci

(*) (cm) (cm)

#i = #o"itud iicial de la barra #i = #o"itud &ial de la barra

K.  

   0

!/#

∗ 1



/ =



$+ = %rea iicial = ($e, $, $ri ) selecci a criterio del esa!ista.- 

= 





!



 $



#

/! = Car"a de &luecia- (k")

.  =

  



!$ #

 

/ma0 = Car"a m10ima- (k")

10.  =

 



!$ #

/! = Car"a de rotura- (k")

11. &íite de l5encia

Del dia"rama F23: F +,4 para (+,45#o67++) tra8ado ua recta paralela a la recta 9ue se preseta e la 8oa el1sticaMANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE

CIV – 203

12. +$ =

  +



! $ #

$

 



! $ # 1%. E Y Z[ E Y d5lo de elasticidad valor aproiado aplicando la le8 de /oo\e.

MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE

CIV – 203

1'. Tabla de datos: eeploF , 2o = 3o = +&14 ;3<

mm 5m6

7 = 48' B%mod B>DUBRE deGeren5i ;iGeren5i de 5nitaria @ %?82o) !Z#=C3R938 al de Z al de elasHi5ida !A 1B4 3o !Fg85m6# DE)!,+AC#!N

CA,0A

DE)!,+AC#!N ?

](nid.^

10E% 66F

 1 $ 4 . ( , , , , & ' '(

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CA,A ]\@^

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P(NT! DE )&(ENC#A9 E P,EENTA DE)!,+AC#!N #N #NC,E+ENT! DE CA,A ]P8^

P(NT! DE CA,A +AU#+A9

11-+&&((E P,EENTA END(,EC#+#ENT! ANTE DE 11-+$1.(' &A ,!T(,A ]P6a^ 11'+(144

+$1(-.,' +$1(-.,'

B>DUBRE  ;BDR3CI N UNI <3RI3

Carga  deGorma5ion -

1.

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&A P&AN#&&A DE DAD! DEBE,3N E, E&&AD!  )#,+AD! P!, E& ENCA,AD! DE &AB!,AT!,#!.

'. $E,#)#CAC#*N e deber; veriicar todos los res5ltados obtenidos9 con las especiicaciones obtenidas del aterial epleado. Para esto se proporcionan tablas de especiicaciones de ateriales de est;ndar coo el acero9 8 tabi
Tablas de especiicaciones de aterial proporcionada por el abricanteF Tabla de re=5eriientos ínios del aterial para s5 5so en obra NoraF Tabla de res5ltados obtenidos en laboratorio Ensa8o Destr5ctivoF

De estas tres tablas el est5diante deber; dar las concl5siones respectivas sobre la coparacin de las isas 8 s5s respectivas concl5siones. 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E  CA,AT(&A: C!NTEN#D!: (N#$E,#DAD A(T*N!+A T!+A ),A )AC(&TAD DE #NEN#E,A CA,,E,A DE #NEN#E,A C#$#& T#T(&! DE& ENA! (N#$E,#TA,#!: A(DANTE: D!CENTE: )EC/A  !B"ET#$! !B"ET#$! ENE,A&E !B"ET#$! EPEC)#C!  #NT,!D(CC#*N 1 )(NDA+ENT! TE*,#C! 2 &E DE /!!WE % P,!P#EDADE )#C!(+#CA DE &! ACE,! ' P,!P#EDADE DE &!A ACE,! ET,(CT(,A&E !BTENC#*NF 4 CA,ACTE,T#CA DE )AB,#CAC#*N DE& +ATE,#A& DE ENA!

6 EPEC#)#CAC#!NE +N#+A PA,A ACE,! DE ,E)(E,-! N!,+A CB/JKF K DE)#N#C#!NE: D(CT#&#DAD ,##DEE)(E,-! )AT#A ACE,! D(&CE ACE,! ),3#& +!D(&! DE E&AT#C#DAD -!NA E&3T#CA -!NA P&3T#CA &#+#TE DE )&(ENC#A &#+#TE DE ,!T(,A TENAC#DAD ACE,! A## 1020 Todas estas deiniciones deber;n ser investi@adas por el est5diante debi
P,!CED#+#ENT! DE& ENA! C3&C(&! C!+PA,AC#*N DE ,E(&TAD!

1 EPEC#)#CAC#!NE DE )AB,#CANTE  ,E(E,#+#ENT! EVN N!,+A 2 EPEC#)#CAC#!NE DE )AB,#CANTE – ,E(&TAD! DE &AB!,AT!,#! % ,E(E,#+#ENT! EVN N!,+A  ,E(&TAD! DE &AB!,AT!,#! 

 



C!NC&(#!NE C!NC&(#!NE DE &! ,E(&TAD! !BTEN#D! C!NC&(#!NE DE& ENA! ,EA&#-AD! ,EC!+ENDAC#!NE ANEU! TAB&A DE DAT! DE &AB!,AT!,#! E&&AD!F TAB&A DE CA&C(&! P&AN#&&A DE EUCE&F ,3)#C! )(E,-A – DE)!,+AC#*N DETA&&AD!F ,3)#C! )(E,-A 0.2 – DE)!,+AC#*N DETA&&AD!F ,A)#C! E)(E,-!  DE)!,+AC#*N (N#TA,#A DETA&&AD!F )!T! DE& ENA! B#B&#!,A)A


CIV – 203

%.%.

ENA! DE E)(E,-! TANENC#A& EN T(BE,A DE /!,+#*N

Este 
&os res5ltados de este an para veriicar =5e las t5berías de concreto reor>ado posean la resistencia s5iciente para soportar car@as de aplastaiento indicadas en las especiicaciones. A dos c5c?illas:

) Y 2_Z_&_t ) Y 2_P_D2_tF_&_t YP_D_&

12_tFF

 ∗∗ = =∗ $∗ $∗ =



1

$∗ ∗

Tres c5c?illas: ) Y 2_Z_&_t_cos60Q 

=

$ ∗  ∗1 ∗ $ MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

 =∗

CIV – 203





=

2

∗ 

1. E(#P!  +ATE,#A& E(#P!: aF +;=5ina (niversal con sistea para ensa8o a copresin. +ATE,#A&: aF T5bo de ?ori@n9 del di;etro asi@nado 2. P,!CED#+#ENT!  Colocar la t5bería entre los apo8os en la ;=5ina de ensa8os  +ar=5e en los dos etreos del espadas en el p5nto  Apli=5e la car@a a c5al=5ier velocidad de aplicacin.  ContinIe la aplicacin de la car@a ?asta =5e el espa la edicin de la @rieta.  Para reali>ar la edicin del espesor de la @rieta9 toe el calibrador de ?oa.  #n@rese la p5nta del calibrador de ?oa en la @rieta 8 realice las ediciones en intervalos cercanos9 a lo lar@o de la distancia especiicada de %00 .  Anote el valor de la car@a =5e prod5ce la @rieta de 0.% 9 coo ) D.  Contin5< la aplicacin de la car@a9 a c5al=5ier velocidad de aplicacin9 ?asta alcan>ar la r5pt5ra del esp
 ! #

Fu = Car"a ultima de ruptura-

(N)

# = lo"itud de la tubera

(m)

2. Calc5lo de Dcar@a =5e prod5ce 5na @rieta de 09%:   0   =  ∗ 

F D = Car"a 9ue produce ua "rieta de +,;mmMANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

 ! ∗  #

(N) CIV – 203


(m)

Di = di1metro iterior de la tubera

(mm)

%. Calc5lo de Dcar@a 5ltia: 



 0   =  ∗ 

F u = Car"a ultima-

! ∗  #

(N)


(m)

Di = di1metro iterior de la tubera

(mm)

'. Es&uer8o a dos cuc
 

$∗ ∗

F u = Car"a ultima# = lo"itud de la tubera t = espesor de la tubera

o a tres c5c?illas:  =

 

∗

(N) (cm) (cm)

- Tablas:

> es&uer8o ta"ecial (6cm 4 )

'. $E,#)#CAC#*N e deber; veriicar todos los res5ltados obtenidos9 con las especiicaciones obtenidas del aterial epleado. Para esto se proporcionan tablas de especiicaciones de ateriales9 8 tabi
Tablas de especiicaciones de aterial proporcionada por el abricanteF Tabla de re=5eriientos ínios del aterial para s5 5so en obra NoraF



Tabla de res5ltados obtenidos en laboratorio Ensa8o Destr5ctivoF


CIV – 203

De estas tres tablas el est5diante deber; dar las concl5siones respectivas sobre la coparacin de las isas 8 s5s respectivas concl5siones. 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E  CA,AT(&A: C!NTEN#D!: (N#$E,#DAD A(T*N!+A T!+A ),A )AC(&TAD DE #NEN#E,A CA,,E,A DE #NEN#E,A C#$#& T#T(&! DE& ENA! (N#$E,#TA,#!: A(DANTE: D!CENTE: )EC/A  !B"ET#$! !B"ET#$! ENE,A&E !B"ET#$! EPEC)#C!  #NT,!D(CC#*N 1 )(NDA+ENT! TE*,#C! 2 P,!P#EDADE )#C!(+#CA DE /!,+#*N % +LT!D! DE )AB,#CAC#*N DE T(BE,A DE /!,+#*N ' EPEC#)#CAC#!NE +N#+A PA,A T(BE,A DE /!,+#*N 4 DE)#N#C#!NE: E)(E,-! TANENC#A& E)(E,-! &!N#T(D#NA& ,E#TENC#A CA,ACTE,T#CA DE& C!NC,ET! Todas estas deiniciones deber;n ser investi@adas por el est5diante debi

1 EPEC#)#CAC#!NE DE )AB,#CANTE  ,E(E,#+#ENT! EVN N!,+A 2 EPEC#)#CAC#!NE DE )AB,#CANTE – ,E(&TAD! DE &AB!,AT!,#! % ,E(E,#+#ENT! EVN N!,+A  ,E(&TAD! DE &AB!,AT!,#! 

 



C!NC&(#!NE C!NC&(#!NE DE &! ,E(&TAD! !BTEN#D! C!NC&(#!NE DE& ENA! ,EA&#-AD! ,EC!+ENDAC#!NE ANEU! TAB&A DE DAT! DE &AB!,AT!,#! E&&AD!F )!T! DE& ENA! B#B&#!,A)A


CIV – 203

%.4.

ENA! DE DE)!,+AC#*N EN $#A

El obeto de este ensa8o es deterinar eperientalente el d5lo de elasticidad lon@it5dinal de la adera9 en 5na vi@a solicitada a lein p5ra9 deterinar la car@a de rot5ra 8 la lec?a ;ia. e deterina el valor de E a partir de conocer la epresin de la deorada de las r5las de la el;stica para este tipo de car@a. (na ve> deterinados los valores de E para distintos ciclos de car@adescar@a se calc5la el proedio coo valor característico para la seccin ensa8ada. 1. E(#P!  +ATE,#A& E(#P!: aF +;=5ina (niversal con sistea para ensa8o a copresin. +ATE,#A&: aF $i@a de adera de seccin 8 lon@it5d asi@nada bF ,e@la ilietrada. cF Planilla de datos 2. P,!CED#+#ENT! El ensa8o consiste en soeter a lein 5na vi@a rectan@5lar de adera9 car@ando la vi@a con dos car@as p5nt5ales en los tercios de la l5>9 desde los etreos9 de ora =5e el trao central de la isa =5ede soetido a lein p5ra9 lo@rando así la soli citacin b5scada. $er es=5ea de ensa8o en la si@5iente oto.

En el centro de l5> se coloca 5n dispositivo para la edicin de las deoraciones9 en este caso se 5sa 5na re@la ilietrada9 pero p5eden 5sarse eleentos ;s precisos coo leetros. &a vi@a es soetida ?asta la rot5ra a escalones de car@a crecientes9 para poder re@istrar la deoracin en cada ciclo. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

203

CIV –

%. C3&C(&! Coo la vi@a rope por lein en la seccin central9 el oento en dic?a seccin se calc5la coo:  =

 ∗ 

,



 la tensin para coo:  =  P Y Car@a total

Donde  es el d5lo est;tico resistente de la seccin9 el c5al est; deterinado por @eoetría conocida. De esta ora se elabora la si@5iente planilla:


CIV – 203

CA&C(&! DE E +!D(&! DE E&AT#C#DADF: Priero se deterina la ec5acin de la el;stica para la ora de la vi@a est5diada9 se 5san las prieras 4 o 6 ediciones de la tabla9 de oento 8 lec?a 8 se los reepla>a en la ec5acin de la el;stica9 los res5ltados obtenidos se proedian para obtener el d5lo de elasticidad. '. $E,#)#CAC#*N En este ensa8o se veriica la ec5acin de la el;stica 8 la desviacin an@5lar de la vi@a. 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E 





CA,AT(&A: C!NTEN#D!: (N#$E,#DAD A(T*N!+A T!+A ),A )AC(&TAD DE #NEN#E,A CA,,E,A DE #NEN#E,A C#$#& T#T(&! DE& ENA! (N#$E,#TA,#!: A(DANTE: D!CENTE: )EC/A !B"ET#$! !B"ET#$! ENE,A&E !B"ET#$! EPEC)#C! #NT,!D(CC#*N 1 )(NDA+ENT! TE*,#C! 2 P,!P#EDADE DE &A +ADE,A % T#P! DE +ADE,A9 P,!P#EDADE ' CA,ACTE,T#CA DE &A +ADE,A DE ENA! 4 +!+ENT! EN $#A T#P! 6 EC(AC#!NE DE &A E&3T#CA  DE$#AC#*N AN(&A, DE &A $#A T#P! K DE)#N#C#!NE: +!+ENT! &!N#T(D#NA& E)(E,-! &!N#T(D#NA& +!+ENT! DE #NE,C#A +!D(&! ,E#TENTE )&EC/A DE$#AC#*N AN(&A,

Todas estas deiniciones deber;n ser investi@adas por el est5diante debi
CIV – 203

  


1 EC(AC#*N DE &A E&3T#CA  )&EC/A DETE,+#NADA EN &AB!,AT!,#!. 

 



C!NC&(#!NE C!NC&(#!NE DE &! ,E(&TAD! !BTEN#D! C!NC&(#!NE DE& ENA! ,EA&#-AD! ,EC!+ENDAC#!NE ANEU! TAB&A DE DAT! DE &AB!,AT!,#! E&&AD!F )!T! DE& ENA! B#B&#!,A)A


CIV – 203

%.6.

ENA! DE C!,TE  DE AP&ATA+#ENT!

Este ensa8o se reali>a para identiicar c5ando 5n aterial est; soetido a es5er>os cortantes9 deterinar la resistencia al cortante de los ateriales ensa8ados9 identiicar c5ando 5n aterial est; soetido a es5er>os de aplastaiento9 deterinar los eectos de los es5er>os de aplastaiento. Es rec5ente =5e las pie>as en servicio se enc5entren soetidas a es5er>os cortantes9 coo las partes 5nidas por pernos epernadasF 8 l;inas 5nidas por re ac?es reac?adasF. i se dan 5er>as =5e tiendan a =5e se deslicen las l;inas reac?adas 5na con respect o a otra9 tendreos es5er>os cortantes tanto en la l;ina coo en el reac?e o perno9 tabios de aplastaiento es5er>os de apo8oF. El a@5ero en la l;ina es 5n concentrador de es5er>os 8 si la l;ina est; s5eta a ati@a es5er>os =5e se est;n odiicando en el tiepoF coo en el caso de carrocerías de ve?íc5los o 5selaes de avin9 el da7o se va ac55lando 8 con el tiepo aparecen pe=5e7as @rietas iperceptibles =5e se a@randan ?asta poner en peli@ro la estr5ct5ra. Para calc5lar el es5er>o cortante dividios la 5er>a cortante $ o PF entre el ;rea en cortante A9 es decir: Y $A9 en el caso de esta pr5eba9 el ;rea en cortante es dos veces el ;rea transversal de la pie>a9 tal coo se 5estra en la se@5nda i@5ra.

En las i@5ras la 5er>a cortante es P 5c?as veces llaada $F 8 el ;rea en cortante vendría dada por A Y `72'9 por tener seccin circ5lar. En la si@5iente i@5ra observaos 5n perno =5e ?a allado por es5er>os cortantes. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

CIV – 203

!tro tipo de es5er>os iportantes =5e se dan en las pie>as antes encionadas son los es5er>os de aplastaiento conocidos coo es5er>os de apo8oF9 este es 5n es5er>o de copresin entre dos ;reas9 tal coo se 5estra en las i@5ras si@5ientes.

Para calc5lar el es5er>o de aplastaiento9 es necesario identiicar el ;rea =5e est; soetida al aplastaiento9 en la i@5ra observaos =5e el ;rea soetida a aplastaiento es  d9 por lo tanto el es5er>o de aplastaiento es: Z b Y Pd. El aplastaiento tender; a a5entar el ;rea de contacto9 pero tabiar la l;ina por la re@in l ateral. 1. E(#P!  +ATE,#A& E(#P!: aF +;=5ina (niversal con sistea para ensa8o a traccin. +ATE,#A&: aF +5estra de aterial dF Calibrador o vernier 2. P,!CED#+#ENT! e pone la 5nin en el e=5ipo de ensa8o. Deterinar la car@a de alla de la 5estra. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

CIV – 203

1F ,eporte las diensiones inales de las probetas elaborando las tablas 8 @r;icas =5e considere relevantes. 2F Elabore las concl5siones del ensa8o9 enati>ando en los aspectos relevantes de la eperiencia9 toe en c5enta los obetivos del laboratorio. %F #nvesti@ar la resistencia al corte 8 de apo8o de los ateriales ensa8ados en el laboratorio. %. C3&C(&! e debe llenar las si@5ientes tablas TAB&A DE )A&&A P!, C!,TE ! C#-A&&A+#ENT!

TAB&A DE )A&&A P!, AP&ATA+#ENT!

'. $E,#)#CAC#*N e debe veriicar cada 5na de las allas con las respectivas especiicaciones para los ateriales 5sados. 4. )!,+AT! DE P,EENTAC#*N DE #N)!,+E  CA,AT(&A: C!NTEN#D!: (N#$E,#DAD A(T*N!+A T!+A ),A )AC(&TAD DE #NEN#E,A CA,,E,A DE #NEN#E,A C#$#& T#T(&! DE& ENA! (N#$E,#TA,#!: A(DANTE: D!CENTE: )EC/A  !B"ET#$! !B"ET#$! ENE,A&E !B"ET#$! EPEC)#C!  #NT,!D(CC#*N 1 )(NDA+ENT! TE*,#C! MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

CIV – 203

2 P,!P#EDADE DE &! PE,N! % T#P! DE ACE,! (AD! EN &A )AB,#CAC#*N DE PE,N! ' T#P! DE (N#!NE 4 DE)#N#C#!NE: )A&&A P!, C#-A&&A+#ENT! )A&&A P!, AP&ATA+#ENT! )A&&A P!, T,ACC#*N (N#*N EUCLNT,#CA Todas estas deiniciones deber;n ser investi@adas por el est5diante debi

1 valores obtenidos en laboratorio con las características del aterial. 

%.K.

C!NC&(#!NE C!NC&(#!NE DE &! ,E(&TAD! !BTEN#D! C!NC&(#!NE DE& ENA! ,EA&#-AD!  ,EC!+ENDAC#!NE  ANEU! TAB&A DE DAT! DE &AB!,AT!,#! E&&AD!F )!T! DE& ENA!  B#B&#!,A)A !T,! ENA! on reali>ados en laboratorios de otras aterias9 en los c5ales 5tili>an conociiento de la ateria de resistencia de ateriales %.K.1. ENA! DE C!,TE D#,ECT! P!, C!+P,E#*N EN A,C#&&A Es 5n ensa8o a copresin de 5na probeta de arcilla de diensiones deinidas9 para los c;lc5los re=5eridos en este ensa8o se 5tili>an las or5las 8 conociiento de la ateria de resistencia de ateriales9 TE+A: E)(E,-! C!+B#NAD!. Tabian conociiento de la ateria de resistencia de ateriales9 TE+A: C!+P,E#*N 8 E)(E,-! C!+B#NAD!.


CIV – 203

*. CNC(!&IN#& 'arte de la /ormacin estudiantil de la IN#NI#RA CIVI( es comletar los conocimientos tericos con la reali9acin de r?cticas@ en el caso de la materia de resistencia de materiales se reali9an ensao de la8oratorio con la /inalidad de determinar las caracter7sticas reales de los materiales ue ser?n usados en o8ras estructurales. #l conocimiento de las roiedades /7sicas verdaderas de los materiales de construccin es de vital imortancia a ue nos dan la osi8ilidad de sa8er cu?nto es lo m?ximo ue odr? soortar una estructura 8asada en dicBos materiales. 'ara el acero las normas est?n de/inidas or lo ue los /a8ricantes de8en cumlir con los m7nimos reueridos or la norma@ caso contrario sus materiales ser?n desecBados  dicBos /a8ricantes no resentar7an una cometitividad de mercado. #n el caso de Bormi:n@ al ser un material /a8ricado en o8ra en la maor7a de sus elementos@ de8ido a la calidad de sus comonentes  otros /actores ue intervienen en el rocedimiento de /a8ricacin@ es di/7cil sa8er exactamente cu?l es la caracter7stica /7sica de ese Bormi:n@ or lo ue se rocede a reali9acin de ensaos so8re muestras est?ndar ara determinar las roiedades de dicBos Bormi:ones. (os ensaos de resistencia de materiales son de vital imortancia cuando existen elementos estructurales ue ser?n emleados en o8ras de :ran imortancia@ de los cuales no se tienen la certe9a ue en realidad cumlan con las normas m7nimas ara su utili9acin.

+. R#CM#NDACIN#& #sta manual est? orientado a la auda acadmica ara el estudiante en la materia de R#&I&T#NCIA D# MAT#RIA(#& CIV-203@ en el aoo a la reali9acin de ensaos de la8oratorio. (as normas resentes en este manual son las m?s alicadas en el ?m8ito nacional@ ero se ueden usar otras normas ue el estudiante vea conveniente indicando los motivos de su uso@ las caracter7sticas de dicBa norma  sus ?m8itos de alicacin. (os asos de reali9acin de las r?cticas son las recomendadas se:n las normas resectivas de los ensaos@ con la /inalidad de o8tener resultados m?s exactos evitando malos rocedimientos  osi8les /allas en los resultados. Aunue otro tio de ensaos destructivos son reali9ados en distintas materias estos tam8in son considerados dentro del ?rea de resistencia de materiales or lo ue a los resultados se le alica la teor7a de resistencia de materiales  las resectivas /ormulas. MANUAL DE LABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES

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CIV –

Manual de Laboratorio CIV203

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