1.2 materiales constructivos

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2º Tema de la asignatura estructuras metálicas, materiales constructivos

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  • ESTRUCTURAS METALICAS.MATERIALES CONSTRUCTIVOS.MATERIALES CONSTRUCTIVOS

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Los materiales constructivos ms empleados en edificacin urbana e industrial son: Hormign, Acero y Madera.

    Con comportamiento mecnico muy distinto, nicamente en el caso del acero existe un comportamiento istropo y prcticamente elstico - lineal; para hormign y madera se idealizar su comportamiento para posibilitar el uso de herramientas de clculo simples.

    En la idealizacin para caracterizar los materiales se adoptan valores conservadores en las variables de comportamiento.

    Vamos a hacer una comparativa entre estos materiales.Materiales constructivos.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Material constructivo ms empleado en los pases desarrollados hasta avanzado el s.XX.

    Caracterizar su comportamiento es difcil al estar sujeto a gran variabilidad an dentro de la misma especie. Los valores ms comunes para estas variables en madera maciza son:La Madera como material estructural.La falta de costumbre en su uso reciente, la escasez de productos derivados y la baja competitividad en precio en el mercado nacional hicieron extraa la construccin con este material en Espaa.

    Los recientes cambios en la apertura de mercados, en los productos derivados ofertados y normativa estn multiplicando su presencia en la actualidad, si bien de manera limitada a estructuras singulares y construcciones prefabricadas.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.El excelente comportamiento resistente por Kg dispuesto da lugar a construcciones muy ligeras, facilitando la puesta en obra y ejecucin y reduciendo las exigencias y costes de cimentacin.

    La existencia de variedad de productos derivados y prefabricados, junto a las reducidas cimentaciones, hacen posibles plazos de ejecucin muy cortos.

    El diferente tratamiento a las construcciones en madera respecto a las de hormign/acero permite su emplazamiento en zonas en las que est vedado para otros materiales.

    Estticamente supone un valor aadido para la construccin, llegando a mostrarse los elementos estructurales.

    Sus estructuras admiten con facilidad modificaciones. Ventajas de la Madera como M.E.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.El principal inconveniente es la exigencia de medidas de conservacin; la sensibilidad de la madera ante la luz solar, humedad, formacin de grietas, insectos, mohos y hongos obligan a la tratamientos de los elementos constructivos antes y tras su puesta en obra.

    Ante incendio, los elementos de forma natural generan una capa de carbn protectora manteniendo el ncleo sus propiedades mecnicas. Para conseguir la precisa resistencia y estabilidad al fuego se sobredimensionan los elementos y/o se aplican capas de pintura intumescente.

    El diseo de uniones es complejo y para su ejecucin exige una especial cualificacin del personal implicado. Inconvenientes de la Madera como M.E.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Madera aserrada: barras procedentes del corte.

    Tablero aglomerado: procedentes del prensado, en una o varias capas, de virutas encoladas.

    Madera microlaminada / Tablero contrachapado: Son chapas de madera encoladas entre si, manteniendo la direccin de fibras o dispuestas a 90.

    Viguetas prefabricadas: Encolado de madera maciza o microlaminada a tableros contrachapados.

    Madera laminada: Tablones de madera encolados y con misma orientacin en sus fibras.

    Paneles prefabricados: Contrachapados aligerados. Productos derivados de la Madera.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Material constructivo ms empleado en ingeniera civil. Comienza a extenderse su uso en la 2 mitad del s.XIX. Ante el actual desarrollo de productos prefabricados de hormign comienza tambin a resultar competitivo en la pequea construccin industrial.

    Su comportamiento depende tanto de las caractersticas de sus componentes como de la dosificacin. Como valores de referencia para estas variables se pueden dar:El Hormign Armado.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Es moldeable y, como el acero, permite la ejecucin de toda la tipologa de elementos ya vista pero sin la relevancia que las tensiones residuales de conformado o ejecucin tienen en ese material.

    Permite la construccin de estructuras monolticas, libres de juntas o enlaces. Si bien las zonas de transicin presentarn cierta complejidad de diseo y ejecucin en el armado, tiene claras ventajas respecto a la unin metlica.

    Excelente durabilidad; su resistencia a efectos climticos es tal que reduce al mnimo los controles y el mantenimiento a practicar en la estructura.

    Dado el comportamiento ante incendio en el hormign, en el diseo y clculo a incendio nicamente se analizar la respuesta por parte de la armadura considerando el carcter protector del recubrimiento.

    Como respuesta a algunos de sus principales inconvenientes han surgido diferentes tipos de elementos prefabricados con los que ha mejorado su competitividad como material estructural. Ventajas del Hormign Armado.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Las peores prestaciones mecnicas del hormign frente al acero y el procedimiento de ejecucin del hormign armado dan lugar a secciones macizas y de grandes dimensiones comparadas con las de acero. El peso propio de las construcciones de hormign es uno de sus inconvenientes y obliga a disponer mayores cimentaciones.

    El proceso de endurecimiento del hormign obliga a respetar plazos antes de la puesta en carga de estos elementos y origina plazos de ejecucin significativamente mayores que en acero.

    Las tareas de encofrado y armado requieren una cualificacin especial en el personal implicado.

    Como estructuras bsicamente monolticas resultan muy difciles de modificar frente a las facilidades que ofrecen acero y madera.

    Dada la baja ductilidad del hormign armado el colapso de parte de la estructura puede presentarse de forma sbita originando daos personales.

    Inconvenientes del Hormign Armado.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Material constructivo ms empleado en edificacin industrial, en edificacin en altura y en construcciones singulares. Tambin en tareas de rehabilitacin / reformas.

    Extiende su uso en el s.XIX con el desarrollo de los procesos de produccin y en el s.XX con la normalizacin de productos y la aparicin de nuevas tecnologas de unin.

    Si bien sus caractersticas mecnicas son muy distintas en funcin de la calidad del acero (lmite elstico, tensin de rotura, soldabilidad, resiliencia, etc.), las bsicas son comunes a todos los aceros constructivos (Mdulo de elasticidad, coeficiente de dilatacin lineal).

    En la tabla inferior se recogen estas caractersticas:El Acero Estructural.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.Comportamiento real prcticamente istropo. Homogeneidad en el producto por el control del proceso productivo.

    Normalizada una enorme variedad de perfiles muy especializados.

    Dadas sus excelentes caractersticas mecnicas y la especializacin de perfiles dan lugar a construcciones muy ligeras con menores exigencias sobre cimentacin.

    Adems de poder desarrollarse toda la tipologa de elementos, tambin se adaptan a todos los tipos estructurales (articulados, rgidos, mixtos).

    Por su ductilidad, salvo errores de diseo/ejecucin en los que se generen problemas de triaxialidad y en algunos problemas de estabilidad, el colapso de la estructura suele avisar con deformaciones.

    Los plazos de ejecucin pueden ser realmente cortos si existe una adecuada planificacin constructiva.

    Las estructuras metlicas son fcilmente modificables y desmontables, manteniendo el material parte de su valor. Ventajas del Acero Estructural.

  • MATERIALES CONSTRUCTIVOSESTRUCTURAS METALICAS.El principal inconveniente es su limitada competitividad en precio de material; esto nos obligar a bsquedas de diseos / soluciones con mximo aprovechamiento de material.

    En la especializacin de perfiles tendremos que reducir espesor de planos de manera que llegan a presentar problemas de inestabilidad local no presentes en otros materiales.

    El empleo de piezas esbeltas provocar tanto que el pandeo de barra sea inestabilidad de comprobacin obligada como la posible activacin de traslacionalidades, con sus efectos en segundo orden sobre la estructura.

    En el diseo de uniones y de perfiles armados debern evitarse las posibles triaxialidades que puedan originar roturas frgiles.

    El diseo y la caracterizacin del comportamiento de uniones constituye el principal problema de diseo y clculo con este tipo de material.

    Buena parte de los inconvenientes viene relacionado con exigencias respecto al diseo estructural. Inconvenientes del Acero Estructural.

    ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.ESTRUCTURAS METLICAS: PRESENTACIN.