diapositivas de centrales

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIONFACULTAD DE INGENIERAE.F.P. DE INGENIERA CIVILIng. LLANOS DISEO EN ACERO Y MADERA VIII- HUALLPA CONDORI Javier- VALENTIN TORIBIO, Angel

HISTORIA DEL ACERO

HISTORIA DEL ACERO EN LA CONSTRUCCINEl campo de aplicacin de las estructuras metlicas es: naves industriales, puentes (de ferrocarril, de grandes luces mixtos y para pasarelas peatonales), mstiles y antenas de comunicaciones, cubiertas, depsitos, silos, compuertas de presas, postes de conduccin de energa elctrica ...

Hoy en da los arquitectos realizan sus diseos contemplando el uso intensivo del acero, tratando de crear nuevas formas y lograr volmenes a la vez caprichosos y funcionales. Toman las bondades del metal como un reto para su imaginacin. Si algunas veces llegan al lmite de la creatividad al proyectar y construir enormes rascacielos con el acero como material principal, en otras ocasiones deben recurrir al acero por necesidad, como en la construccin de enormes puentes requeridos para superar obstculos naturales.

Ms all de la monumentalidad, en sus aplicaciones para la industria de la construccin el acero es un material cotidiano, verstil y amigable, que cada da encuentra nuevos y variados usos a partir del desarrollo de productos con propiedades mejoradas, acabados y formas diferentes, nuevas aleaciones y recubrimientos.

HISTORIA DEL ACERO EN EL PER

VENTAJAS Y DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

DESVENTAJAS Y DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL

PROPIEDADES MECNICAS DEL ACERO ESTRUCTURAL

PERFILES DE ACERO

LAMINADO DE ACEROLaminacin en calienteCuando el acero es lingotado convencionalmente, la primera operacin de laminacin ocurre en un laminador desbastador (blooming, slabbing mill), que es usualmente un do reversible cuya distancia entre los rodillos puede ser variada durante la operacin. Las placas son laminadas hasta placas gruesas (material ms espeso) o tiras en caliente.Se debe observar que, con el lingotamiento continuo, se producen placas y tochos directamente de la mquina de lingotar.Las industrias de transformacin de no ferrosos operan con una diversidad muy grande de productos, por lo tanto los equipamientos utilizados en la laminacin en caliente de esos materiales son muy menos especializados del que los empleados en la laminacin en caliente de aceros.

Laminacin en froLa laminacin en fro es empleada para producir lminas y tiras con acabado superficial y con tolerancias dimensionales superiores a las comparadas con las tiras producidas por laminacin en caliente. Adems, el endurecimiento resultante de la reduccin en fro puede ser aprovechado para dar mayor resistencia al producto final. Los materiales de partida para la produccin de tiras de acero laminadas en fro son las bobinas en caliente decapadas. La laminacin en fro de metales no ferrosos puede ser realizada a partir de tiras en caliente o, como en el caso de ciertas aleaciones de cobre, directamente de piezas fundidas.

Ing. Carlos Cornejo I.


RELACION ESFUERZO DEFORMACION


RELACIONES ESFUERZO DEFORMACION - TIPICOUn diagrama tpico de esfuerzo deformacin de un acero estructural al carbono se caracteriza por la existencia de una zona inicial en la que los esfuerzos y deformaciones estn relacionados entre s linealmente, seguida por la llamada regin plstica, donde tienen lugar deformaciones considerables a esfuerzos constantes, y termina en una regin de endurecimiento por deformacin, en el cual un incremento de deformacin es nuevamente acompaado por un incremento de esfuerzo, hasta llegar finalmente a la ruptura.

DIAGRAMA ESFUERZO-DEFORMACIN CARACTERSTICO DE UN ACERO CON BAJO CONTENIDO DE CARBONO.

DIAGRAMA TENSIN-DEFORMACINEl diagrama tensin-deformacin resulta de la representacin grfica del ensayo de traccin, normalizado en UNE-EN 10002-1, y que consiste en someter a una probeta de acero normalizada a un esfuerzo creciente de traccin segn su eje hasta la rotura de la misma. El ensayo de traccin permite el clculo de diversas propiedades mecnicas del acero.La probeta de acero empleada en el ensayo consiste en una pieza cilndrica cuyas dimensiones guardan la siguiente relacin de proporcionalidad:L0= 5,65 S0

DIAGRAMA ESFUERZO DFORMACION DE UNA BARRA DE ACERO

LAMINADO EN FRIO Y ENDURECIMIENTO POR DEFORMACION

EFECTOS DE LA MADURACIN POR DEFORMACIN DESPUS DE UN PROCESO DE DESCARGALa maduracin por deformacin produce un incremento adicional en el punto de fluencia, restaurando una zona plstica de esfuerzo constante y generar una nueva zona de endurecimiento por deformacin en un esfuerzo ms elevado. El perfil original del diagrama esfuerzo deformacin es restaurado, pero la ductilidad es reducida. El nuevo diagrama esfuerzo deformacin puede ser usado como si este fuera el diagrama tpico para analizar secciones laminadas en frio.

RESILIENCIA:La resiliencia es la resistencia que opone un cuerpo a la rotura por choque o percusin. Se trata de una propiedad completamente opuesta a fragilidad. Tambin puede definirse como lamagnitud que cuantifica la cantidad de energa por unidad de volumen que almacena un material al deformarse elsticamente debido a una tensin aplicada.La resiliencia es la capacidad de almacenar energa en el periodo elstico, y corresponde al rea bajo la curva del ensayo de traccin entre la deformacin nula y el lmite de fluencia.

Mediante el pndulo de Charpy, se mide esta propiedad de resistencia a la rotura de carga de golpes repetidos tales como martillazos.El ensayo de resiliencia es un ensayo destructivo, que consiste en romper una probeta del material a ensayar golpendola con un pndulo. Para facilitar el inicio de la fisura, se realiza una hendidura o entalladura en la probeta.El objetivo del ensayo es conocer la energa que puede soportar un material al recibir un choque o impacto sin llegar a romperse.El material de mayor resiliencia conocida es la tela de araa; por el contrario, el de menor resiliencia es el acero.

ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOSLos aceros estructurales modernos se pueden clasificar segn la ASTM (American Society for Testing and Materials) en: aceros de propsitos generales (A36), aceros estructurales de carbono (A529), aceros de alta resistencia y baja aleacin (A572), aceros estructurales de alta resistencia, baja aleacin y resistentes a la corrosin atmosfrica (A242 y A588) y aceros templados y revenidos (A514 y A852).

ACEROS DE ULTRARESISTENCIASon aquellos que tienen altos niveles de esfuerzo de fluencia, su uso se recomienda en elementos sujetos a tensin.Cuanto mayor sea el lmite de fluencia mayor ser el precio del acero.Con el objeto de obtener ahorros en la construccin se recomienda una construccin hbrida, que supone una combinacin de aceros de ultraresistencia y aceros de resistencia media.Factores que pueden conducir al uso de aceros de alta resistencia:Alta resistencia a la corrosinAhorros en los costos de montaje, transporte y cimentacionesReduccin de las alturas de entrepisosAhorro en la proteccin contra fuego

TEMPLE Y REVENIDO DEL ACEROOBJETIVOS:- Obtener alta dureza en un acero, por medio del temple.- Observacin de la variacin de la microestructura y dureza en funcin de la temperatura en el revenido del acero.El temple como todos los tratamientos trmicos, es un proceso de calentamiento y enfriamiento, realizando este ltimo con una velocidad mnima denominada crtica de temple. El fin que se pretende generalmente en este ciclo es transformar toda la masa de acero con el calentamiento en austenita y despus, por medio de un enfriamiento suficientemente rpido, convertir la austenita en martensita, que es el constituyente de los aceros templados.

REVENIDOEs el tratamiento trmico efectuado sobre un producto templado con el fin de obtener modificaciones que le confiera las caractersticas de empleo deseadas. El ciclo trmico se compone de las siguientes etapas:

- Calentamiento hasta una temperatura determinada pero inferior a Ac1-Uno o varios mantenimientos a una o varias temperaturas determinadas.- Uno o varios enfriamientos hasta la temperatura ambiente (generalmente al aire, agua o aceite).El objetivo del revenido es mejorar la tenacidad de los aceros templados, a costa de disminuir la dureza, la resistencia mecnica y su lmite elstico. En el revenido se consigue tambin eliminar, o por lo menos disminuir, las tensiones internas del material producidas a consecuencia del temple.El proceso completo de temple ms revenido se conoce como bonificado, que como su nombre lo indica, mejora o beneficia el acero, aumentando su vida.

MEDICIN DE LA TENACIDADse usa como una medida general de su resistencia al impacto o de su capacidad para absorber incrementos repentinos en los esfuerzos de muesca.Tiene dos propiedades: ductilidad y resistencia. . Entre ms dctil es el acero, mayor es su tenacidad. Por otra parte, entre ms baja es la temperatura, mayor es su fragilidadUn material tenaz ser aquel que posee una buena ductilidad y una buena resistencia al mismo tiempo.


PRUEBA DE CHARPY DE MUESCA VLa prueba de impacto Charpy, tambin conocida como V-Notch, esta estandarizada dentro de pruebas de alta tensin, de la cual se determina la cantidad de energa absorbida por un material durante la fractura.La prueba fue desarrollada en 1905 por un cientfico francs, donde era necesario entender los problemas de la fractura de naves durante la segunda guerra mundial. Se lo utiliza hoy en muchas industrias para los materiales de pruebas de edificios en especial para tener una visin clara de la destruccin de los edificios durante las tormentas, es usado en la construccin de los recipientes de presin, puentes y otros.Esta energa absorbida es una medida del material, como la dureza para estudiar la transicin frgil-dctil, la misma que depende de la temperatura.Si bien esta prueba (descrita en la especificacin A6 del ASTM) ,ayuda a identificar los aceros frgiles.


PROBETAEn la norma ASTM E-23, la probeta es una barra de unos 55mm de largo y de seccin cuadrada de 10mm de lado, y se apoya horizontalmente por sus extremos.La muestra constituye un concentrador o intensificador de esfuerzos e introduce un estado triaxial de esfuerzos en su basePROCEDIMIENTOElevar el pndulo e engatillar para ser liberado luego.


Dejar que el pndulo realice unos cuantos vaivenes y se detiene. La energa gastada en este proceso se procede a notar.Instalar la probeta en los apoyos, engatillar y soltar el pndulo, producindose la rotura de la probeta, detener el pndulo y tomar nota de la energa aplicada en el proceso.Repetir el paso 2 y 3 para otras probetas con distintos tratamientos trmicos.


Con esta prueba se mide la energa requerida para fracturar una pequea barra de seccin transversal rectangular con una muesca especfica.


La barra se fractura con un pndulo liberado desde cierta altura. La cantidad de energa requerida para fracturar la barra se determina a partir de la altura a la que el pndulo se eleva despus del golpe. La prueba puede repetirse para diferentes temperaturas y graficarse como se muestra en la Figura. Tal grfica muestra claramente la relacin entre temperatura, ductilidad y fragilidad. La temperatura en el punto de mayor pendiente es la temperatura de transicin.


ENSAYO DE TRACCINUno de los test mecnicos ms empleados para el acero. La versatilidad del ensayo de traccin radica en el hecho de que permite medir al mismo tiempo, tanto la ductilidad, como la resistencia. La ductilidad, proveen una buena medida de los lmites hasta los cuales se puede llegar a deformar el acero en cuestin, sin llegar a la rotura del mismo.Este ensayo consiste es someter una muestra, denominada probeta, de seccin uniforme y conocida, a una fuerza de traccin que va aumentando progresivamente. En forma simultnea se van midiendo los correspondientes alargamientos de la probeta.La figura muestra un esquema de una mquina para ensayos de traccin. En ellas se estira la probeta a una velocidad constante.


Con los resultados de la elongacin de la probeta, se puede graficar una curva de carga contra alargamiento, que generalmente se registran como valores de esfuerzo y deformacin unitarios, y son independientes de la geometra de la probeta.Al iniciarse el ensayo, el material se deforma elsticamente; esto significa que si la carga se elimina, la muestra recupera su longitud inicial. Se dice que el material sobrepas su lmite elstico cuando la carga es de magnitud suficiente para iniciar una deformacin plstica, esto es, no recuperable. En otras palabras, el material no recupera su longitud inicial si se elimina la carga aplicada. El esfuerzo alcanza su mximo en el valor de resistencia mxima a la tensin.


ENSAYO DE DUREZAEl ensayo de dureza mide la resistencia de un material a la penetracin de un punzn o una cuchilla la cual es llamado durmetro.El durmetro usualmente consta de una bolita, pirmide o un cono de un material mucho ms duro que el acero que se est midiendo.La profundidad hasta la cual penetra este material nos entrega un valor, el que est tabulando, obtenindose as una medida de la dureza del acero.


Dureza BrinellEn l, una esfera de 10 mm de dimetro, usualmente de un acero endurecido, se presiona contra la superficie del material bajo una carga esttica de 3.000 kg. El tamao de la huella nos entrega una medida de la dureza bajo las condiciones del ensayo.Dureza RockwellA diferencia del anterior, en el test de Rockwell se aplica primero una carga pequea (de menos de 10 kg), lo que hace que el indentador penetre hasta una cierta profundidad.Luego se aplica la carga mayor predeterminada. La diferencia en la penetracin nos entrega un medida de la dureza del acero.


DESGARRAMIENTO LAMINARes una separacin en la matriz o en el metal base, principalmente en planos paralelos a la direccin de laminacin Causado usualmente por altas tensiones a travs del espesor del material. Estas tensiones son inducidas a travs del espesor por contracciones localizadas del metal de soldadura, en juntas altamente restringidas. El problema del desgarro laminar viene dado por no tener una mezcla homognea de los distintos componentes del acero, dando lugar a zonas con diferentes composiciones, durezas, propiedades que hacen que en vez de ser una "hoja gruesa" son varias hojas finas superpuestas que parecen una hoja gruesa pero no lo es.DNDE SE PRODUCE EL DESGARRE LAMINAR?Se encuentra entre el metal base y afuera de la visible zona afectada por el calor; generalmente es paralelo a la lnea de fusin de soldadura.El desgarre laminar se ubica entre el espesor del metal base, cerca de la zona afectada por el calor. El desgarre puede ser completamente subsuperficial y difcil detectar o estar visiblemente expuesto en los bordes, en el pie o raz de la soldadura.


FACTORES METALURGICOS QUE CONTRIBUYEN AL DESGARRE LAMINAR Una de las causas metalrgicas son las formas alargadas de las inclusiones no metlicas paralelas a la direccin de rolado de las lminas. El desgarre se produce por falta de cohesin entre dichas estructuras (usualmente silicatos y sulfuros), los cuales estn cerca a la soldadura o incluso en la zona afectada por el calor.El hidrogeno, el precalentamiento y el esfuerzo admisible del electrodo son tambin factores que incrementan la susceptibilidad al Desgarre Laminar.FACTORES QUE CONTRIBUYEN AL DESGARRE LAMINARNosotros mencionaremos las tres condiciones:Esfuerzos provocados en la direccin transversal de la lmina. Estos son causados por contraccin del metal de soldadura en la junta y pueden incrementarse por esfuerzos residuales y por carga.La orientacin de la soldadura es tal que los esfuerzos actan a travs de la seccin de la junta y a travs del espesor de la lmina (direccin Z). La lnea de fusin bajo la soldadura es casi paralela a la separacin laminar.El material base tiene pobre ductilidad en la direccin Z.


SUMINISTRO DE ESTRUCTURAS DE ACERO EN EL PERU1. ESMETAL:Es el mayor fabricante de estructuras del Per. Atiende al rubro minero, energa, refinera, infraestructura, comercio e industria en general. Especialistas en la fabricacin de edificios de proceso y almacenamiento para la minera, estructuras son & off shore para plantas de licuefaccin y de refinera de petrleo, edificios para centrales termoelctricas, estructuras para muelles, vigas puentes, estanques y calderera. ESMETALes miembro delGRUPOEDYCE, que en su conjunto ofrece al mercado una capacidad de produccin mensual de6,000TM.Clculo y diseo estructural,Elaboracin de planos de fabricacin y montaje,Suministro de aceros, pernos, etc.Fabricacin de estructuras para proyectos industriales, refineras, hangares, puentes, puertos, etc.,Limpieza superficial por granallado,Proteccin anticorrosiva,Transporte a obra,Control de calidad,Etiquetado con cdigos de barras,Servicio de supervisin en terreno y administracin de patio de materiales.Servicios


Planta:Capacidades:Detallamiento: 2,000 TM/mesFabricacin: 1,500 TM/mesInstalaciones:Fabricacin en Negro:ESMETAL Callao: 30,000 m2Protecciones AnticorrosivasESMETAL Lurn: 31,000 m22. ALEMETAL S.A.C Es una empresa peruana dedicada a prestar servicios de fabricacin y montaje de estructuras metlicas, constituida en la ciudad de lima, ha llevado a cabo numerosos proyectos en distintas ciudades. Entre sus antecedentes se cuentan, montaje de plantas, talleres, oficinas, techos suspendidos, fabricacin e instalacin de sistemas contra incendio arcos parablicos, almacenes, aeropuertos, oficinas. Direccin:Calle El Sauce 149 Surquillo - Lima - Per


Obras que realizo ALEMETAL S.A.CCobertura de Coliseo Sor Querubina (Lima Peru)Nueva Planta de Produccin San Jorge (Lima Per)


Ampliacin de Nave Nicoll Per S.A.3. SUMINISTROS FERMAR S.A.C. Es una empresa 100% peruana que desde su fundacin en 1996 participa activamente en los principales proyectos de envergadura para la minera, energa, pesca, gas e hidrocarburos; adems de la industria del cemento, la construccin y el sector metalmecnico.Fabricaciones de Acero: Estructuras extra pesadas, pesadas, medianas, livianas y miscelneas para naves industriales, mezanines, edificios de produccin, reticulados, escaleras, barandas, conectores, etc. Trabajamos bajo la norma ASTM A6 / A6M, AISC 360-05, AISC 303-05, AISC 326-02, AISC 341-05, AWS D1.1/D1.1M:2010, ASSHTO. Procesos: FCAW / AWS: 5.20.


Manejo y embarque del acero estructural

Las siguientes reglas generales se aplican a las dimensiones y pesos de piezas de acero estructural que se pueden fabricar en un taller, embarcarse a la obra y montarse:1.-Los pesos y longitudes mximos que pueden manejarse en el taller y en un sitio de construccin son aproximadamente 90 toneladas y 120 pies, respectivamente. 3.-Hay pocos problemas en el envo por ferrocarril si las piezas no tienen ms de 10 pies de alto, 8 pies de ancho, 60 pies de largo.2.-Las rutas deben estudiarse cuidadosamente, as como consultar a los transportistas con respecto a los pesos y tamaos que excedan los valores indicados en los puntos 2 y 3 anteriores.

El embarque de lminas, perfiles y todo lo que implica la fabricacin del edificio se debe realizar de manera que estos no sufran ningn dao causado por el inadecuado embalaje de los mismos. Para evitar daos fsicos, se acondicionan cuas que imposibilitan el movimiento y contacto entre el material a utilizar, como se muestra en la figura.

El embarque es el proceso que consiste en seleccionar las piezas previamente designadas por el orden marcado en el programa de embarque, cargando con ellas los transportes que llevarn esta carga a la obra. Las caractersticas que debe tener son:Seguimiento de una secuencia lgica para entrega de materialConocimiento de las dimensiones y geometra de las piezas por enviarProgramacin de los transportes necesariosConocimiento de las vas de comunicacin entre la planta y la obraConocimiento de los horarios en que es posible entregar el materialConocimiento de las restricciones viales para transportes de cargaManejo cuidadoso y con dispositivos apropiados para la carga del material

Exactitud en los clculos

Un punto muy importante, que muchos estudiantes con sus excelentes calculadoras de bolsillo y computadoras personales tienen dicultad en entender, es que el diseo estructural no es una ciencia exacta y que no tiene sentido tener resultados con ocho cifras signicativas.

en hiptesis parcialmente ciertasa que las resistencias de los materiales varan apreciablementey a que las cargas mximas slo pueden determinarse en forma aproximada. Algunas de las razones se debe a que los mtodos de anlisis se basan:

Enla actualidad,la calculadora electrnica y/o la calculadora digital se usan casi universalmente en los clculos estructurales, tanto por la mayor complejidad de las configuraciones estructurales comoporla mayorvelocidad alefectuar los clculos yfijarautomticamente el puntodecimal.

Influencia de la computadoras en el diseo del acero estructural

Con el uso de una computadora, el ingeniero estructural puede reducir considerablemente el tiempo requerido para realizar esos clculos, y posible-mente incrementar su exactitud. A su vez, esto le dar ms tiempo al ingeniero para considerar :las implicaciones del diseo el comportamiento resultante de la estructura, como se muestra en la figura.y ms tiempo para ensayar cambios que puedan mejorar la economa o el comportamiento.

Aunque las computadoras ciertamente incrementan la productividad en el diseo, stas tienden sin duda al mismo tiempo a reducir la intuicin del ingeniero hacia las estructuras. Esto puede ser un problema especial para los ingenieros jvenes con poca experiencia en el diseo. A menos que los ingenieros tengan esta intuicin con respecto al comportamiento de un sistema, el uso de las computadoras puede desembocar ocasionalmente en grandes y costosos errores.

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