comportamiento estructural de materiales

5/26/2018 Comportamiento Estructural de Materiales

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Comportamiento de Materiales Estructurales

Anlisis Estructural Pgina 1 de 13

UniversidadPrivada del

Norte

Tema:

Curso:

Anlisis Estructural

Docente:

Ing. Miguel Mosqueira Moreno

Alumnos:

Carhuanambo Villanueva,Jhenifer

Chiln Idrugo, Sherlay Hernndez Romn, Junior


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Contenido

I. INTRODUCCIN ..........................................................................................................................3II. OBJETIVOS ....................................................................................................................................4

A. Objetivo General ....................................................................................................................4B. Objetivo Especfico .................................................................................................................4

III. MARCO TERICO .......................................................................................................................53.1 Tipos de esfuerzos ................................................................................................................53.2 Propiedades mecnicas de los materiales .....................................................................6

3.2.1 Definiciones 63.3 Grfica Esfuerzo vs Deformacin......................................................................................7

IV. ANALISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS ...................................................................................84.1 Diagramas Esfuerzo vs deformacin ................................................................................8

4.1.1 Acero 84.1.2 Aleacin de aluminio 94.1.3 Concreto 94.1.4 Rocas 104.1.5 Madera 10

4.2 Mdulo de elasticidad de los materiales ms utilizados en la construccin .......... 11V. CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 12VI. REFERENCIAS ............................................................................................................................ 12


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I. INTRODUCCIN

En la actualidad es importante conocer y analizar el comportamiento de losmateriales estructurales con que el Ingeniero Civil cuenta a su disposicin;asimismo realizar una comparacin de las grficas Esfuerzo-Deformacin dedichos materiales para de manera ptima y consciente elegir cual es el msapropiado en los diferentes tipos de obras y finalmente obtener como resultadouna buena estructuracin de una obra resistente y segura.


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II. OBJETIVOSA. Objetivo General

Analizar los diferentes comportamientos de los materiales

estructurales.

B. Objetivo Especfico Identificar y analizar las grficas de Esfuerzo vs Deformacin de

materiales estructurales como el concreto, acero, madera, roca,entre otros.


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III. MARCO TERICO3.1 Tipos de esfuerzos

Cuando una estructura soporta un peso u otra fuerza, cada uno de sus

elementos estn sometidos a unos esfuerzos internos. Los tipos de esfuerzosque podemos encontrar son:

Traccin o tensin. Si aplicamos una fuerza en los extremos de un elemento

resistente, estas provocan que el elemento se estire o traccione,

aumentando su longitud.

Compresin: Cuando aplicamos unas fuerzas de sentido contrario, en los

extremos de un elemento resistente, tienden a acortar o comprimir su

longitud, produce acortamiento,

aplastamiento o pandeo.

Flexin: Si tenemos un elemento apoyado en sus extremos y colocamos un

peso sobre este, hace que nuestro elemento se doble, flexionndose.

Cizalla o Cortadura: Se produce cuando dos fuerzas de sentido contrario

muy cercas, actan sobre el objeto, intentando cortarlo.


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Torsin: Las fuerzas tienden a torcer o retorcer al objeto. Tenemos un

ejemplo cuando exprimimos un pao.

3.2 Propiedades mecnicas de los materiales3.2.1 Definiciones

El comportamiento de un slido o de sistema estructural bajo accinde las cargas aplicadas, est significativamente determinado por lascaractersticas (propiedades) mecnicas del material empleado.

Los esfuerzos y las deformaciones unitarias descritas en las seccionesanteriores, no son totalmente independientes entre s. Se presentan

simultneamente en los slidos cargados y estn relacionados entre s.

Las relaciones existentes entre esfuerzos y deformaciones unitarias sedenominan ECUACIONES CONSTITUTIVAS: (, , , ) = 0. Las constantesque intervienen en tales relaciones, generalmente son determinadasexperimentalmente (en laboratorios). Los resultados que se obtienen seaceptan como VALORES REFERENCIALES para solucionar problemas de

Diseo (dimensionamiento) y de Verificacin (clculos comparativosde esfuerzos y deformaciones).

P

u

xx Se generan simultneamente

x


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Material Frgil: Falla sbitamente cuando es cargado en traccincon muy poca advertencia si es cargada en compresin (rocas,

vidrios, c comn, yeso, etc.)

Material Dctil:Permite deformaciones unitarias considerables antesde fallar (aceros, bronce, aluminio, etc.)

CONCRETO ARMADO material semi - dctil.

ACERO Material convencional ms usado (junto alconcreto) en estructuras de Ingeniera Civil.

Propiedades esencialmente iguales en traccin y en compresin.

Elevada rigidez (resistencia a la deformacin) Alta ductilidad (absorbe grandes deformaciones antes de fallar). Adecuado tiempo de servicio, si es protegido contra la corrosin y

las grandes temperaturas.

3.3 Grfica Esfuerzo vs Deformacin

ZONA ELSTICA Caracterizada por deformaciones unitariasreversibles (recuperables).

El "material" recupera su configuracin inicial, al cesar el esfuerzo quelo deform.

ZONA INELSTICA caracterizada por deformaciones unitarias norecuperables (irreversibles).

"El slido (o el material) no recupera

totalmente su configuracin inicial alcesar la causa que lo deform".

Por definicin (nominalmente) se

MATERIALP P

P de baja intensidad

P

ZONA EL STICALINEAL

ZONAELSTICA

ZONAINELSTICA


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considera que la trayectoria de carga y la trayectoria de descargason paralelas.

IV. ANALISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS4.1 Diagramas Esfuerzo vs deformacin

4.1.1 Acero

Diagrama esfuerzo

deformacin unitariapara un acero

estructural

Diagrama esfuerzodeformacin unitaria

para un aceroestructural tpico en

tensin

Acero aleado templadoy revenido (A709)


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4.1.2 Aleacin de aluminio

4.1.3 Concreto


tpica para una

aleacin de aluminio


para el hierro y

diversos grados deacero.

Acero al carbona (A36)

Acero de alta resistencia ybaja aleacin

Hierro puro

Diagrama esfuerzodeformacin paraun concreto sim le

Fc=420


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4.1.4 Rocas

4.1.5 Madera

Diagrama esfuerzodeformacin paravarios tipos de

concreto

Fc=350

Fc=280

Fc=210

Fc=140

Fc=70

Deformaciones unitarias

Esfuerzosunita

rios

Curvas esquemticas

esfuerzo - deformacinpara materiales

Casi-elsticos: basaltos,granitos de grano fino

Semi-elsticos: calizas,areniscas, mrmoles

Plsticos morteros decal, morteros de yeso

Curvas esquemticasesfuerzo deformacin

para maderas

latifoliadas

a) Compresin


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4.2 Mdulo de elasticidad de los materiales ms utilizados en laconstruccin

Material

Valor de Modulo de Elasticidad aproximado (E)

Sistema mtrico(kg/cm2)

Sistema InglesLb/pulg2

SistemaInternacionalN/m2

Madera

Maderas duras (en direccinparalela a las fibras )

100000 - 225000 1422334.39 - 3200252.38 980665 - 2206496,25

Madera blandas (endireccin paralela a las fibras)

90000 - 110000 1280100.95 - 1564567.83 882598,5 - 1078731,5

Acero 2100000 29869022.21 20593965

Hierro de fundicin 1000000 14223343.91 9806650Vidrio 700000 9956340.73 6864655

Aluminio 700000 9956340.73 6864655

Concreto de Resistencia

110 kg/cm2 251000 3570059.3 2461469,15

130 kg/cm2 240000 3413602.53 2353596

170 kg/cm2 275000 3911419.57 2696828,75

210 kg/cm2 300000 4267003.17 2941995

300 kg/cm2 340000 4835936.93 3334261

380 kg/cm2 370000 5262637.24 3628460,5


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470 kg/cm2 390000 5547104.12 3824593,5

Rocas

Basalto 800000 11378675.12 7845320

Granito de gramo grueso y en

general 100000 400000 1422334.4 -5689337.6 980665 - 3922660

Cuarcita 100000 450000 1422334.39 - 6400504.76 980665 - 4412992,5

Mrmol 800000 11378675.12 7845320

Caliza en general 100000 800000 1422334.39 - 11378675.12 980665 - 7845320

Doloma 100000 710000 1422334.39 - 10098574.17 980665 - 6962721,5

Arenisca en general 200000 636000 2844668.78 - 9046046.72 1961330 - 6237029,4

Arenisca calcrea 30000 - 60000 26700.31 - 853400.63 294199,5 - 588399

Arenisca esquistosa 40000 - 200000 568933.75 - 2844668.78 392266 - 1961330

Gneis 100000 - 400000 422334.39 - 5689337.56 980665 - 3922660

V. CONCLUSIONES Analizamos e identificamos los diferentes comportamientos de los

materiales estructurales. Comparamos y observamos las grficas Esfuerzos-Deformacin de

algunos de los materiales estructurales.

VI. REFERENCIAS1. http://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.

html

2. http://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdf

3. http://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcove

r&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAA

4. http://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdf

5. http://www.construaprende.com/docs/tablas/modulos-elasticidad
http://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20htmlhttp://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20htmlhttp://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20htmlhttp://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20htmlhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://www.construaprende.com/docs/tablas/modulos-elasticidadhttp://www.construaprende.com/docs/tablas/modulos-elasticidadhttp://www.construaprende.com/docs/tablas/modulos-elasticidadhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://pad.rbb.usm.cl/doc/13264297/63506_RESISTENCIA_DE_LOS_MATERIALES/Apunte_Resistencia_de_materiales_parte_I.pdfhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://books.google.com.pe/books?id=pe788hbjDsQC&printsec=frontcover&dq=mecanica+de+materiales+James+M+gere+Barry+J+Goodno&hl=es&sa=X&ei=qi_XUYTqNrax4APe0oDgAg&ved=0CC4Q6AEwAAhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2_Cap1.pdfhttp://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20htmlhttp://ingevil.blogspot.com/2008/10/ensayo-compresin-de-cilindros-de.%20html


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