acero estructural clase 1_ 2015

ACERO Y MADERA

ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Horario:

LUNES 1:45 a 4:15

JUEVES 2:45 a 5: 00

Aula:

Lab. Tecnologa de la Construccin

Evaluacin:

EP1 25%. Tema 1, 3 y 5

ET1 5%.

EP2 25%. Tema 2

ET2 5%

EP3 25%. Tema 2.1

ET3 5%

Tareas/trabajo/interrogatorio 10%

ET : Examen Terico

EP: Examen de clculos o prcticos

Contenido:

HTA: 8 HTI: 8

HTA: 21 HTI: 21

HTA: 14 HTI: 14

HTA: 12 HTI: 12

HTA: 6 HTI: 6

REA TEMTICA 4:Anlisis y diseo estructural de edificaciones en acero,

asistido con computador

REA TEMTICA 5: Conexiones en acero

REA TEMTICA 1: Introduccin al Diseo en Acero Estructural

REA TEMTICA 2:Diseo a Flexin y Corte de miembros en acero

estructural

REA TEMTICA 3:Diseo por Carga Axial de miembros en acero

estructural

Propsito:

Presentar los fundamentos matemticos y criterios necesarios para formar al estudiante en la interpretacin del comportamiento, anlisis, clculo y normas de diseo de miembros estructurales en acero y en madera, para el desarrollo de proyectos de construcciones civiles.

Opciones:

1. Evaluaciones por Reglamento (PER Final de trayecto ) 2. No hay PER, y recuperan sin condiciones 2 EP

Acero Es la combinacin de hierro y carbono, que pasa travs de un proceso siderrgico

Produccin de Acero:

La produccin de acero y fundiciones de hierro en la actualidad, se basa en la aplicacin de dos procesos siderrgicos diferentes, que son:

El alto horno, con reduccin en el convertidor al oxigeno.

La reduccin directa, con hornos elctricos.

Ambos tratamientos son de colada continua. La diferencia entre ellos consiste en que en el alto horno, el tratamiento se lleva a cabo utilizando coke como combustible y agente reductor, mientras que en la reduccin directa, los minerales de hierro se llevan al estado lquido mediante el uso de la energa elctrica, la cual permite elevar la temperatura en el horno hasta alcanzar el punto de fusin. De esta forma se reduce el mineral hierros en una sola operacin al estado final de lingotes, productos semielaborados o piezas en bruto.

Acero Estructural

Procesos posteriores para tratamiento del acero:

Entre los procesos ms usuales para los productos primarios de acero en lingotes est el tratamiento trmico de templado y de recocido.

El templado implica un calentamiento del metal a temperaturas muy elevadas, por encima de los 500C, para luego enfriarlo rpidamente, ponindolo en contacto con lquidos o slidos fros. Con este proceso se logra incrementar su resistencia pero se disminuye su ductilidad.

El recocido o revenido es un tratamiento trmico que consiste en un recalentamiento del acero normalizado o endurecido por el templado y luego enfriado nuevamente a diferentes velocidades. Con ello se recuperan algunas de las propiedades mecnicas alteradas por los procesos previos. Por ejemplo, el recocido devuelve parte de la ductilidad perdida debido al templado y se obtienen aceros de gran resistencia y aceptable ductilidad.

Luego de ser sometidos a los tratamientos trmicos mencionados, los productos semielaborados reciben otro tipo de tratamiento, que son etapas de conformado y acabado final. Entre los ms destacados se encuentra el laminado en fro el cual consiste en hacer pasar los lingotes a travs de trenes de laminacin formado por rodillos cilndricos que giran con sentidos opuestos a igual velocidad y dan forma al producto, a pesar de que su nombre es laminado en fro este no se realiza a temperatura ambiente, sino algo inferior a los 500C y va produciendo en el metal una deformacin pltica paulatina seguida de un endurecimiento posterior progresivo. El laminado en fro incrementa notablemente la resistencia del metal, sin embargo, como el proceso se aplica con fuerzas de traccin en las barras, las pruebas de laboratorio indican una disminucin de los esfuerzos cedentes a compresin. Mediante la laminacin en fro se obtienen secciones de pared delgada de formas diversas, las cuales pueden estar expuestas a una peligrosa corrosin. Para evitar este efecto, es recomendable galvanizar el acero o dotarlo de algn tipo de proteccin antes de laminarlo.

Otro proceso notable es el laminado en caliente el cual se realiza a altas temperaturas, comprendidas entre la de re cristalizacin y la de fusin del metal, originando un proceso de recuperacin y re cristalizacin del acero que no provoca su endurecimiento posterior como en el caso del laminado en fro.

Clasificacin de los aceros:

Los aceros pueden clasificarse segn:

Su composicin qumica.

Su contenido de xidos.

Sus propiedades mecnicas.

Su calidad.

Composicin qumica de los aceros:

De acuerdo con su composicin qumica, los aceros pueden ser aceros sin alear, semialeados y aleados. Las aleaciones influyen en las propiedades del acero. Entre los metales de aleacin se pueden citar el cobre (Cu), el nquel (Ni), el aluminio (Al), el manganeso (Mn) y el cromo (Cr). El fsforo y el azufre generalmente se segregan, ya que constituyen impurezas difciles de eliminar.

El cromo mejora notablemente la resistencia a la corrosin y al desgaste, as como el cobre incrementa su ductilidad y tambin mejora la resistencia a la corrosin. El manganeso facilita la soldabilidad y el molibdeno permite una mejor deformacin en fro, el nquel incrementa la resistencia a la traccin y el aluminio le confiere al materia caractersticas de no envejecimiento y una estructura de grano fino, con buenas propiedades de soldabilidad.

Contenido de xidos:

Segn su contenido de xido, el grado de desoxidacin de los aceros permite clasificarlos en aceros efervescentes, semicalmados y calmados.

Aceros efervescentes: Cuando la desoxidacin del acero lquido resulta dbil, se obtienen metales con alto grado de segregacin y concentracin de elementos. Evidencia de ello es la formacin en el lingote de una piel exterior relativamente pura durante su solidificacin y enfriamiento, mientras que en el interior de la masa su composicin qumica se ve alterada por impurezas tales como el azufre y el fsforo, que debilitan el acero, disminuyendo su calidad y hacindolo poco apto para soldar.

Aceros semicalmados: son los aceros parcialmente desoxidados con propiedades intermedias entre los efervescentes y los calmados. Se usan preferentemente en la fabricacin de perfiles estructurales, barras y planchas.

Aceros calmados: son los aceros completamente desoxidados, en los cuales no existen reacciones posteriores del carbono con el oxigeno, durante la solidificacin y conformacin de lingotes. Estos aceros presentan una estructura cristalina homognea, de composicin qumica uniforme, apta para la fabricacin de tubos sin costura, rieles y piezas forjadas. Los aceros calmados ofrecen excelentes caractersticas mecnicas, buenas posibilidades de ser soldados y gran ductilidad. A fines estructurales, se los emplea generalmente en perfiles de espesor considerable, que deban soportar fuertes solicitaciones.

Propiedades mecnicas:

Segn sus propiedades mecnicas, los aceros se clasifican en acero comn (acero dulce), acero de alta resistencia y aceros especiales.

Las propiedades mecnicas de los aceros dependen de su composicin qumica, de sus aleaciones, de su proceso de laminacin, forma de enfriamiento, tratamiento trmico posterior y el tipo de solicitaciones a que sean sometidos. Las siguientes propiedades, sin embargo, son comunes a todos los aceros:

Peso especifico (): 7850 Kg/m3

Mdulo de elasticidad longitudinal (E): 2.1 x 106 Kg/cm2

Mdulo de Elasticidad transversal o de corte (G): 1 /(2E - )

Coeficiente de Poisson (): 0.3 (en el rango elstico)

0.5 (en rango plstico)

Coeficiente de dilatacin trmica (): 11.7 x 10-6/C

De acuerdo a la calidad

Acero comn: tambin conocido por acero dulce o acero al carbono, fue por muchos aos el material ms usado en la construccin. Es un acero con bajo contenido de carbono (entre el 0.12 y 0.6% en peso). Entre estos aceros estn el AE25, ASTM A36 y Din ST37. La variacin en el contenido de carbono resulta decisiva en las propiedades mecnicas de los diferentes aceros.

Acero de alta resistencia: son aquellos que han incrementado notablemente su punto de cedencia, por contenidos elevados de carbono (entre 1.4 y 1.7% en peso) o por aleaciones adecuadas, su ductilidad se ve drsticamente disminuida. En algunos casos, las elevadas resistencias se logran mediante tratamientos trmicos y templados, o por trabajos en frio.

Acero especiales: se fabrican con sofisticadas aleaciones, para cubrir necesidades especficas, y no todos son adecuados para su aplicacin estructural. Por ejemplo, los aceros de los cascos de submarinos, naves especiales o los usados para la construccin de mquinas de alta precisin.

Tensiones cedentes y de agotamiento de los aceros

Productos comerciales en aceros:

Las secciones comerciales se obtienen generalmente de los lingotes de las coladas continuas, que son posteriormente tratados y conformados mediante laminadoras hasta darles la forma y dimensiones finales. Para esto los lingotes en caliente deben pasar a travs de rodillos que comprimen el material, dndole la forma transversal deseada.

El laminado en caliente permite mantener la ductilidad inicial del acero, que se pierde cuando el tratamiento es el laminado en fro. Luego los productos comerciales son cortados segn las longitudes requeridas para cada estructura en particular.

Secciones transversales de perfiles AISC- LRFD

Secciones transversales de

perfiles comerciales en Venezuela. COVENIN 1618-98

Productos comerciales en aceros:

Catlogos de Productos Disponibles

Catalogo_HIERROBECO

Catalogo_ UNICON

Catalogo_MAPLOCA

Tablas de Cursos

Manual de Diseo y Especificaciones_ Sistemas de Anclaje y Sujecin

VENTAJAS: ALTA RESISTENCIA. UNIFORMIDAD. ELASTICIDAD. DURABILIDAD. DUCTILIDAD. TENACIDAD. AMPLIACIONES DE ESTRUCTURAS EXISTENTES PROPIEDADES DIVERSAS.

DESVENTAJAS:

COSTO DE MANTENIMIENTO.

COSTO DE LA PROTECCION CONTRA EL FUEGO.

SUCEPTIBILIDAD DE PANDEO.

FATIGA.

FRACTURA FRAGIL.

Proyectos Estructurales en Acero

Normas para el Diseo

1755-1982

Cdigo de Prcticas Normalizadas para la Fabricacin y Construccin

de Estructuras de Acero

2002-1988

Criterios y Acciones Mnimas para Edificaciones

2003-1989 Acciones de Viento

sobre las Edificaciones

1756-2001

Edificaciones Sismorresistentes

1618-1982

Estructuras de Acero para Edificaciones Proyecto Construccin y Fabricacin

(Mtodo Tensiones Admisibles)

1618-1998

Estructuras de Acero para Edificaciones (Mtodo de los Estados Lmites)

Normas para Definir Acciones

Normas Venezolanas COVENIN

Normas para Materiales

1618-1998 Estructuras de Acero para Edificaciones

(Mtodo de los Estados Lmites) CAPITULO 5. MATERIALES

1037-2003 Perfiles Canal Ligero UPL de Acero Laminados en

Caliente

1149-2003 Perfiles IPN de Alas Inclinadas de Acero

Laminados en Caliente

1293-1985 Perfiles Laminados en

Caliente. Caractersticas del Acero

2897-1995

Aceros. Perfiles Estructurales Electrosoldados por alta

Frecuencia

AISC 360-05

Specification for Structural Steel Building

Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges

AISC

Steel Desing Guide

AISC 358-05 Prequalified Conection for Special and Intermediate Steel Moment Frame for

Seismic Applications

AISC 341-05

Seismic Provisions for Structural Steel Building

AISC American Institute of Steel Construction

Coldfomed tubulars & Connective

Load and Resistence Factor Desing Specification for

Structural Steel Buildings

Code Steel Desing


Normas Internacionales Asociadas

ASTM American Society for Testing and Materials

Norma Venezolana COVENIN 1618-1998 Estructuras de Acero para Edificaciones

(Mtodo de los Estados Lmites)

Parte 1. Requisitos Generales.

Parte 2. Sistemas Estructurales en Acero.

Parte 3. Diseo de Miembros.

Parte 4. Conexiones, Juntas y Medios de Unin.

Parte 5. Construccin Mixta Acero-Concreto.

Parte 6. Aseguramiento de Calidad, Fabricacin y Montaje.

Parte 7. Edificaciones Existentes.

APNDICES



(Mtodo de los Estados Lmites) Parte 1. Requisitos Generales

1. Requisitos y Validez.

2. Notacin y Unidades.

3. Clasificacin Estructuras.

4. Clasificacin de Secciones, Miembros y Elementos.

5. Materiales

6. Documenacin Para Proyecto.

7. Areas Netas Totales y Efectivas.

8. Estados Lmites

9. Estabilidad de Prticos y Efectos P-Delta.

10. Acciones e Hiptesis de Solicitaciones

Parte 2. Sistemas Estructurales en Acero

11. Requisitos Sismorresistentes para Prticos de Acero.

12. Requisitos Sismorresistentes para Prticos con Diagonales Concentricas.

13. Requisitos Sismorresistentes para Prticos con Diagonales Excentricas.

Parte 3. Diseo de Miembros 14. Miembros a Traccin. 15. Miembros a Compresin. 16. Miembros a Flexin y Corte. 17. Vigas Armadas y de Ala Esbelta. 18. Miembros Sometidos a Solicitaciones

Combinadas. 19. Miembros de Alma Variable linealmente. 20. Diseo para Fuerzas Concentradas.

Parte 4. Conexiones, Juntas y Medios de Unin

21. Conexiones, Juntas y Medios de Unin.

22. Pernos y Partes Roscadas.

23. Soldaduras

Parte 5. Construccin Mixta Acero-Concreto

24. Requisitos Bsicos.

25. Tipos Estructurales Mixtos Acero-Concreto.

26. Columnas Mixtas Acero-Concreto.

27. Muros Estructurales Mixtos Acero-Concreto.

28. Vigas Mixtos Acero-Concreto.

29. Losas Mixtos Acero-Concreto.

30. Conexiones Mixtas Acero-Concreto.

31. Conectores de Corte.


Parte 6. Aseguramiento de Calidad, Fabricacin y Montaje

32. Aseguramiento de Calidad.

33. Fabricacin.

34. Pintura de Taller.

35. Montaje.

Parte 7. Edificaciones Existentes

36. Evaluacin de estructuras Existentes

APNDICES

A. Elementos Esbeltos Comprimidos.

B. Miembros de Seccin Constante sometidos a Flexin.

C. Diseo de Perfiles Angulares Laminados en caliente.

D. Diseo por Cargas Cclicas.

E. Losas Mixtas Acero-Concreto.

F. Calificacin delos Ensayos bajo cargas cclicas de las conexiones viga-columna y viga-eslabon-columna

G. Definiciones.


(Mtodo de los Estados Lmites)


Norma Venezolana COVENIN 1755-1982

Cdigo de Prcticas Normalizadas para la Fabricacin y Construccin de Estructuras de Acero

Captulo 1. Generalidades.

Captulo 2. Clasificacin de los Materiales.

Captulo 3. Planos y Especificaciones del Proyectos.

Captulo 4. Planos de Taller y de Construccin.

Captulo 5. Materiales.

Captulo 6. Fabricacin y Entrega.

Captulo 7. Construccin.

Captulo 8. Garanta de Calidad.

Captulo 9. Contratos.

Captulo 10. Acero Estructural expuesto Arquitectnicamente.


Norma Venezolana COVENIN 2003 -1989 Cdigo de Prcticas Normalizadas para fabricacin y

Construccin de Estructuras de Acero

Captulo 1. Generalidades.

Captulo 2. Clasificacin de los Materiales.

Captulo 3. Planos y Especificaciones del Proyectos.

Captulo 4. Planos de Taller y de Construccin.

Captulo 5. Materiales.

Captulo 6. Fabricacin y Entrega.

Captulo 7. Construccin.

Captulo 8. Garanta de Calidad.

Captulo 9. Contratos.

Captulo 10. Acero Estructural expuesto Arquitectnicamente.

3.2. En general no es necesario considerar la accin simultnea del sismo y el viento


Diseo con Factores de Carga y Resistencia (LRFD)

Estado limite condicin en que una estructura o parte de ella deja e cumplir su pretendida funcin i de caralas estructu ras e incluyen las ciga de volteo, etcicas, dandeo, de fractura, de fatas plstresistedeEstado limite de resistencia= se basan en seguridad o capacidad de carga e incluyen resistencias plastiracas, de pandeo, de fract

acero estructural clase 1_ 2015

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