introduccion estructuras de acero

1.INTRODUCCION 1 .1 .- E L A C ER O .

COM O

M A TE R I A L

princ ipalmente en hierr principalmente hierro o (más del 98% ). Contiene tam bién pequeñas cantidades de car on o, vana io, c o u m io io , si icio, mangan mang anes eso, o, az azuf ufre re,, fó fósf sfor oro, o, al alumin uminio io y o t r o s e l e m e n t o s . El ca r b o n o e s e l element o que tiene la mayor influencia en las propiedad es del acero.

Diseño de estructuras de acero

Ing.Liliana Ing.Lilian a Martínez García

.-ACER OS ESTR ESTR UCT UCTUR UR ALES Las propiedades del acero pueden cambiarse en gran medida variando las cantidades presen es e car ono y a a en o o ros elementos como silicio, níquel, manganeso y . considerables de estos últimos elementos se denominará acero aleado.


Ing.Liliana Ing.Lilian a Martínez García

La A.S.T.M. (American Society for Testing and Materials) , manganeso, silicio, etc.; que se permiten en los aceros estructurales. Los principales aceros estructurales empleados actualmente (de acuerdo a la clasificación de la A.S.T.M.) son los siguientes:

• • • •

aceros estructurales al carbono (A-36), aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (A441 y A572). aceros estructurales de alta resistencia, baja aleación y placas de acero templadas y revenidas (A514).


Ing.Liliana Martínez García

Los aceros estructurales son referidos por las designaciones A.S.T.M., consisten en la letra “A” seguido por uno, os o tres gitos num ricos. A-36 Esfuerzo de fluencia mín. en Ksi. (kilo libra/in2) 36000

Lb in 2

*

1 kg 2.204Lb

*

in

2

(2.54cm )2

= 2531 kg/cm

2

El esfuerzo de fluencia nominal es tomado como: F =2530 k cm2 Diseño de estructuras de acero


1 Aceros al carbono. Los principales elementos componentes de este tipo de acero son: Carbono y Manganeso. Contienen menos e . e car ono, . e manganeso, 0.60% de silicio y 0.60% de cobre. Estos aceros dependiendo del porcentaje en el contenido de carbono, como sigue : 1. Acero de bajo contenido de carbono (< 0.15%). 2. Acero dulce al carbono (0.15 a 0.29%). El acero A que a entro e sta categoria. 3. Acero al medio carbono (0.30 a 0.59%). . cero a a o car ono Diseño de estructuras de acero

.

a .

. Ing.Liliana Martínez García

Aceros de alt a resisten cia y baj a aleación .(A.R) Estos aceros obtienen sus altas resistencias y otras propiedades por la adición, aparte del carbono y manganeso, de uno o más agentes aleantes como el co um o, vana o, cromo, s c o, co re, n que y otros. arbitrariamente aceros en los que el total de elementos aleantes no excede el 5% de la composición total . Tienen Fy de 40 ksi a 70 ksi. Diseño de estructuras de acero


Grados: 42, 50, 55, 60, y 65. El termino grado indica el Esfuerzo de fluencia. Los esfuerzos últimos de tensión , , , .



Aceros estr uctu rales de alta resist encia, baja aleación y resistentes a la corrosión atm osférica

Cuando los aceros se alean con pequeños porcentajes de cobre, se vuelven más resistentes a la corrosión. Cuando se exponen a , oxidan y se les forma una película impermeable " " impide una mayor oxidación y se elimina así la necesidad de pintarlos.Para que se logre formar esta capa, el material debe estar expuesto a un ambiente alterno entre seco y húmedo en un apso e a os aprox ma amen e. Diseño de estructuras de acero


Aceros tem plados y revenidos Estos aceros tienen agentes aleantes mayores que los comunmente usados en los aceros al carbono, conteniendo un máx de 0.20% de Carbono y son darles dureza y resistencia con esfuerzos de fluencia comprendidos entre 5630 y 7740 kg/cm2. El revenido consiste en un enfriamiento rápido del acero con agua o aceite, cambiando la temperatura de por lo °

°

°

acero se recalienta por lo menos a 621°C y luego se deja enfriar. Diseño de estructuras de acero


Los aceros empleados en México: esfuerzo último Fu=4080 kg/cm2. ara a . . se c as ca como -

.

A-50 Con esfuerzo de fluencia Fy=3515 kg/cm2 esfuerzo último Fu=4570 kg/cm2. . . . -


.


Materiales estructurales.



Ventajas y desventajas:  Alt a

resisten cia  Uniformidad.  Elasticidad. .  Am pliacion es de estructura s ex istentes. Desventajas: Costo de protección cont ra incendio. Suscept ibilida d al pandeo .



Desventajas.





Diagrama esfuerzo-deformación. 1.El coeficiente de ro orcionalidad entre la tensión la deformación se denomina mód ulo de elasticidad o de Young y es característico del material. Así, todos los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes. 2. Fluencia o cedencia. Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de la carga aplicada. 3. Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, a pro e a recupera s o parc a men e su orma que an o e orma a permanentemente. 4. Estricción. Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se reducción de la sección de la probeta, momento a partir del cual las Deformaciones continuarán acumulándose hasta la rotura de la probeta . Diseño de estructuras de acero


1. Rango elástico. 2. Ran o lástico. 3. Endurecimiento por deformación. . .



roceso e a es ruc ura. Planeación.-Elegir

la forma de la estructura, especificar cargas y

.  Análisis.-Idealización de la estructura, soporte e idealización de la conexión entre si de los elementos que conforman la estructura. Diseño

.-Las dimensiones de los elementos, dependerán de la magnitud de las fuerzas internas, satisfaciendo los criterios de: Resistencia. Estabilidad y Deflexión. Construcción.-Ordenar los diversos componentes de la estructura y planear las actividades que implica el montaje real de sta. A ste respecto , todas las fases de la construcción deben inspeccionarse para garantizar que la estructura está siendo construida de acuerdo . Diseño de estructuras de acero


M étodos de diseño. Método elástico, por esfuerzos de trabajo o por esfuerzos permisi es. efecto de carga<=resistencia

f ≤ Fa =

m Ω

=

n Ω

. . . . (Load and Resistance Factor Design). Resist. Factorizada>=efectos de la carga factorizada

φ Rn ≥ ∑ γ i Qi









Perfiles comerciales.







Tipos de carga s. , Permanentes. . Accidentales o instantáneas. ♣ ♣

De acuerdo a la forma de a licarse: Puntuales o concentradas. (Ton.) ♠Distribuidas: uniformemente o variable.(ton/m). ♠De superficie.(Ton/m2). ♠De volumen. (Ton/m3). ♠



Gracias or su atención. Diseño de estructuras de acero


Resistencia de dise o de miembros en Tensi n.

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