Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas Peruanas
$ACU%TAD DE In"enier&as ' AR(UITECTURA E)CUE%A INENIERIA CI*I%
DI)E+O DE ACERO ' MADERA TEMA: ENERA%IDADE) DE MADERA ' ACERO
DOCENTE: In". MARIA MANC,EO CA)APIA
INTERANTE):
CCAMA -ENTENO A%EANDER $%ORE) A/ARCA 0U%IAN ON-A%O
ARE(UIPA1PERU
INDICE
MADERA.............2 INTRODUCCION: .........................2
eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas DE$INICION:........................................................................................................................................ 2 CARACTERI)TICA) ENERA%E) DE %A MADERA................................................................................. 2 CARACTERISTICAS EXTERNAS DE LA MADERA....................................................................................2 PROPIEDADES DE LA MADERA.............................................................................................................3
PROPIEDADE) $I)ICA).....................................................................................................................3 PROPIEDADES MECANICAS..............................................................................................................4
TIPO) DE CON)TRUCCIONE) EN MADERA..........................................................................................5 CARA)...............................................................................................................................................6 Es7uer8os admisi9les...........................................................................................................................6 Modulo de elasicidad......................................................................................................................... 6 ACERO.....................................................................................................................................................; INTRODUCCION:..................................................................................................................................; DE$INICION:........................................................................................................................................ ; PROPIEDADE) MECcios................................................................ 3 Esrucura a=oyada en muros de car"a........................................................................................ 3 Consrucci?n reicular................................................................................................................... 4 Esrucura de acero de claros "randes..........................................................................................4 Esrucuras com9inadas de acero y concreo...............................................................................4
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GENERALIDADES DE MADERA Y ACERO MADERA INTRODUCCION: La madera es un material muy importante dentro del campo de la ingeniera ci!il" ya #ue $ste puede asociarse muc%o en la ela&oraci'n del enco(rado de un pilar al momento de %acer la (undici'n" no solo para ese e)emplo anterior sino %ay muc%as aplicaciones de la madera" es importante Los pisos o suelos" pueden ser pa!imentados principalmente de madera o a*ule)os" en esta in!estigaci'n se !a a centrar la atenci'n en las utilidades #ue le dan a la madera" so&re todo en las etapas de colocaci'n de $sta en la construcci'n #ue se reali*a+ Resulta casi imposi&le resistirse a la &elle*a de un piso de madera y de utili*arla como enco(rado+ La calide* la cual es un (iel sin'nimo de la naturale*a" ya #ue" nunca pierde su !igencia+ La madera es un material del cual tiene sus !enta)as y des!enta)as al momento de utili*arla de&ido a #ue al momento de sacarlo de un enco(rado %ay #ue enlucir el %ormig'n lo #ue no sucede cuando se utili*a le pl,stico como recu&rimiento+
DEFINICION: Es el con)unto de te)idos org,nicos #ue (orman la masa de los troncos de los ,r&oles" despro!istos de corte*a y %o)as+ La madera es un material duro y resistente #ue se produce mediante la trans(ormaci'n del ,r&ol+ Es un recurso (orestal disponi&le #ue se %a utili*ado durante muc%o tiempo como material de construcci'n+ La madera es uno de los elementos constructi!os m,s antiguos #ue el %om&re %a utili*ado para la construcci'n de sus !i!iendas y otras edi(icaciones+ Pero para lograr un resultado e-celente en su tra&a)a&ilidad %ay #ue tener presente ciertos aspectos relacionados con la (orma de corte" curado y secado+
CARACTERISTICAS GENERALES DE LA MADERA La madera es poroso" com&usti&le" %igrosc'pica y de(orma&le por los cam&ios de %umedad am&iental" su(re alteraciones #umicas por e(ectos del sol" y es ataca&le por mo%os" insectos y otros seres !i!os+ Es un material delicado" aun#ue %oy en da e-isten tratamientos muy e(icaces para paliar las des!enta)as nom&radas anteriormente+
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas CARACTERISTICAS EXTERNAS DE LA MADERA La caracterstica e-terna de la madera constituye un (actor muy importante puesto #ue in(luye en la selecci'n de esta para su empleo en la construcci'n" am&ientaci'n de interiores o e&anistera" ellas son.
El Color. es originado por la presencia de sustancias colorantes y otros compuestos secundarios+ Tiene importancia en la di(erenciaci'n de las maderas y" adem,s" sir!e como indicador de su
dura&ilidad+ Son en general" maderas m,s dura&les y resistentes a#uellas de color oscuro+/ Olor. es producido por sustancias !ol,tiles como resinas y aceites esenciales" #ue en ciertas
especies producen olores caractersticos+ Te-tura. est, relacionada con el tama0o de sus elementos anat'micos de la madera" teniendo
in(luencia nota&le en el aca&ado de las pie*as+/ 1eteado. son (iguras (ormadas en la super(icie de la madera de&ido a la disposici'n" tama0o" (orma" color y a&undancia de los distintos elementos anat'micos+ Tiene importancia en la
di(erenciaci'n y uso de las maderas+/ Orientaci'n de (i&ra o grano. es la direcci'n #ue siguen los elementos le0osos longitudinales+ Tiene importancia en la tra&a)a&ilidad de la madera y en su comportamiento estructural+
PROPIEDADES DE LA MADERA PROPIEDADES FISICAS 1.- DENSIDAD Y CONTENIDO DE HUMEDAD Densidad. es la relaci'n entre la masa 2m3 de una pie*a de madera con su !olumen 2!3 y se la e-presa en gramos por centmetro c4&ico+ d5m6! La densidad se relaciona directamente con otras propiedades de la madera+ Proporciona una primera indicaci'n acerca de su comportamiento pro&a&le (rente a la a&sorci'n y perdida de agua y su correspondiente grado de !ariaci'n dimensional &a)o el punto de saturaci'n de las (i&ras+ Contenido de 7umedad. es la cantidad de agua presente en la madera8 se e-presa como porcenta)e del peso de la madera seca o an%idra y se calcula mediante la ('rmula siguiente. C7 2935 2Pi / Po3 X :;; donde. C75 contenido dePo %umedad 293Pi5 peso inicial2g3Po5 peso en estado an%idro2g3 2.- MEDICION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD En la pr,ctica" la cantidad de agua e-istente en la madera se determina seg4n m$todos principales. directo" por di(erencias de peso" e indirecto" con ayuda de -ilo %igr'metros el$ctricos+
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas 3.- CONTENIDO DE HUMEDAD DE EQUILIBRIO Es el contenido de %umedad #ue ad#uiere la madera cuando es e-puesta al am&iente durante un tiempo prolongado+ En estas condiciones" la madera perder, o ganara agua %asta alcan*ar un estado de e#uili&rio entre la %umedad #ue contiene y la del aire+ 4.- CONTRACCION Y EXPANSIÓN La magnitud de la contracci'n !ara seg4n las caractersticas de la especie" las secciones y la orientaci'n anat'mica del corte+ Se e-presa como porcenta)e de la dimensi'n original de la pie*a de madera+ Se calcula mediante la ('rmula siguiente. C 2935 D ! / Do X:;; donde. C5 contracci'n D ! D !5 dimensi'n en !erde Do5 dimensi'n (inal a determinado contenido de %umedad+ 5.- AISLAMIENTO TRMICO: por su estructura anat'mica" as como por su constituci'n ligno celul'sica" la madera es un e-celente aislante t$rmico+ La cantidad de calor conducida por la madera !aria con la direcci'n de la (i&ra" el peso especi(ico" la presencia de nudos y ra)aduras y con su contenido de %umedad+
AC!STICO: la madera tiene &uena capacidad para a&sor&er sonidos incidentes+ Esta propiedad puede ser apro!ec%ada !enta)osamente en el dise0o de di!isiones+ El aislamiento ac4stico puede incrementarse nota&lemente si se de)an espacios !acos entre los ta&i#ues o se utili*an materiales aislantes tales como (i&ra de !idrio" yeso+
ELCTRICO: la madera seca es mala conductora de la electricidad+ Su conducti!idad aumentara r,pidamente al aumentar su contenido de %umedad" a tal punto #ue la madera saturada puede llegar a ser conductora+ La capacidad aislante de la madera tiene numerosas aplicaciones pr,cticas en la transmisi'n y protecci'n de la energa el$ctrica+
".-INFLAMACIÓN Y COMBUSTIÓN Las maderas arden" lo cual desde el punto de su utili*aci'n como com&usti&le" es una cualidad" pero para su empleo en la construcci'n y decoraci'n es un de(ecto+ Son maderas muy in(lama&les. Pino" a&eto" sauce" c%opo" aliso" etc+ Casi todas ellas maderas resinosas+ Son maderas medianamente in(lama&les. 7aya" cao&a" casta0o" tuya" etc+ Son maderas menos in(lama&les. Encina" $&ano" &o)" alerce" etc+ Arden me)or. eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas /La madera seca #ue madera %4meda+/La madera con corte*a y rama)e #ue la descorte*ada y cepillada+/Las pie*as de pe#ue0o tama0o #ue las pie*as de gran tama0o+/Las pie*as !erticales #ue las %ori*ontales+
PROPIEDADES MECANICAS 1.- COMPRESION Y TRACCION 1.1.- COMPRESIÓN PERPENDICULAR AL GRANO La madera se comporta a manera de un con)unto de tu&os alargados #ue su(riera una presi'n perpendicular a su longitud8 sus secciones trans!ersales ser,n aplastadas y" en consecuencia" su(rir,n disminuci'n en sus dimensiones &a)o es(uer*os su(icientemente altos+
1.2.- COMPRESIÓN PARALELA AL GRANO La madera se comporta como si el con)unto de tu&os alargados su(riera la presi'n de una (uer*a #ue trata de aplastarlos+ Su comportamiento ante este tipo de es(uer*os es considerado dentro de su estado el,stico" es decir" mientras tenga la capacidad de recuperar su dimensi'n inicial una !e* retirada la (uer*a+ 1.3.- TRACCIÓN PERPENDICULAR AL GRANO Es asumida &,sicamente por la lignina de la madera #ue cumple una (unci'n cementante entre (i&ras+ La madera tiene menor resistencia a este tipo de es(uer*o en relaci'n con otras solicitaciones+ 1.4.- TRACCIÓN PARALELA AL GRANO La madera tiene resistencia a la tracci'n paralela a las (i&ras" de&ido a #ue las uniones longitudinales entre las (i&ras son de <; a =; !eces m,s resistentes #ue las uniones trans!ersales+ 2.- CORTE Y FLEXION 2.1.- CORTE O CI#ALLAMIENTO El corte o Ci*allamiento de la estructura interna de la madera es seme)ante al comportamiento de un pa#uete de tu&os #ue se %allan ad%eridos entre ellos8 por esta ra*'n" en el caso de >corte o Ci*allamiento paralelo al grano?" el es(uer*o de corte es resistido &,sicamente por la sustancia cementante" es decir" la lignina" mientras #ue el es(uer*o de corte o Ci*allamiento perpendicular al grano?" son (i&ras las #ue aumentan la resistencia al Ci*allamiento+ La madera es muc%o m,s resistente al corte perpendicular #ue al corte paralelo+ eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas 2.2.- FLEXIÓN El comportamiento en (le-i'n de una pie*a de madera com&ina" simult,neamente" los comportamientos a tracci'n" compresi'n y corte" repiti$ndose los mismos (en'menos anteriormente descritos+ La madera es un material particularmente apto para soportar tracci'n y comprensi'n paralela" de&ido a su alta capacidad por unidad de peso+
3.- ELASTICIDAD De(orma&ilidad @a)o cargas pe#ue0as" la madera se de(orma de acuerdo con la ley de 7ooe" o sea" #uelas de(ormaciones son proporcionales a la las tensiones+ Cuando se so&repasa el lmite de proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo pl,stico y se produce una de(ormaci'n permanente+ Al seguir aumentando la carga" se produce la rotura+
4.-FLEXIBILIDAD Es la propiedad #ue tienen algunas maderas de poder ser do&ladas o ser cur!adas en su sentido longitudinal" sin romperse+ Si son el,sticas recuperan su (orma primiti!a cuando cesa la (uer*a #ue las %a de(ormado+ La madera presenta especial aptitud para so&repasar su lmite de elasticidad por (le-i'n sin #ue se produ*ca rotura inmediata" siendo esta una propiedad #ue la %ace 4til para la cur!atura 2mue&les" ruedas" cerc%as" instrumentos musicales" etc+3+
5.-DURE#A: Es una caracterstica #ue depende de la co%esi'n de las (i&ras y de su estructura+ Se mani(iesta en la di(icultad #ue pone la madera de ser penetrada por otros cuerpos 2cla!os" tornillos" etc+3 o a ser tra&a)ada 2cepillo" sierra" gu&ia" (orm'n3+ La dure*a depende de la especie" de la *ona del tronco" de la edad+ En general suele coincidir #ue las m,s duras son las m,s pesadas+ El duramen es m,s duro #ue la al&ura+ Las maderas !erdes son m,s &landas #ue las secas+ Las maderas (i&rosas son m,s duras+ Las maderas m,s ricas en !asos son m,s &landas+ Las maderas m,s duras se pulen me)or+/ Muy duras. B&ano" &o)" encina+/ Duras. Cere*o" arce" ro&le" te)o+++/ Semiduras. 7aya" nogal" casta0o" peral" pl,tano" acacia" cao&a" cedro" (resno" tea+/ @landas. A&eto" a&edul" aliso" pino" oume+/ Muy &landas. C%opo" tilo" sauce" &alsa+
".-CORTADURA Es la resistencia o(recida (rente a la acci'n de una (uer*a #ue tiende a desga)ar o cortar la madera en dos partes cuando la direcci'n del es(uer*o es perpendicular a la direcci'n de las (i&ras+ Si la (uer*a es eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas m,-ima en sentido perpendicular a las (i&ras ser, cortadura y seis mnimas en sentido paralelo a las mismas ser, desgarramiento+
$.-HENDIBILIDAD Es la resistencia o(recida (rente a la acci'n de una (uer*a #ue tiende a desga)ar o cortar la madera en dos partes cuando la direcci'n de los es(uer*os es paralela a la direcci'n de las (i&ras+ La madera tiene cierta (acilidad para %endirse o separarse en el sentido de las (i&ras+ na cu0a" penetra (,cilmente en la madera" al !encer por presi'n la (uer*a de co%esi'n de las (i&ras 2no las corta3+ Es (,cil o&ser!ar esta propiedad al cortar madera para %acer le0a" en la direcci'n de las (i&ras se separa en dos (,cilmente+ La madera !erde es m,s %endi&le #ue la seca+ Cuando se !an a reali*ar uniones de pie*as de madera por medio de tornillos o cla!osnos interesa #ue la madera #ue !amos a usar tenga una gran resistencia a la %ienda+
7endi&les. Casta0o" alerce y a&eto+ Poco %endi&les. Olmo" arce y a&edul+ Astilla&les. resno
%.-RESISTENCIA AL CHOQUE Nos indica el comportamiento de la madera al ser sometida a un impacto+ La resistencia es mayor" en el sentido a-ial de las (i&ras y menor en el trans!ersal" o radial+ En la resistencia al c%o#ue in(luyen. el tipo de madera" el tama0o de la pie*a" la direcci'n del impacto con relaci'n a la direcci'n de las (i&ras" la densidad y la %umedad de la madera" entre otros+
&.-RESISTENCIA A LA TRACCIÓN La madera es un material muy indicado para tra&a)ar a tracci'n 2en la direcci'n de las (i&ras3" !i$ndose limitado su uso 4nicamente por la di(icultad de transmitir estos es(uer*os a las pie*as+ Esto signi(ica #ue en las pie*as sometidas a tracci'n los pro&lemas aparecer,n en las uniones+ 1'.-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La madera" en la direcci'n de las (i&ras" resiste menos a compresi'n #ue a tracci'n" siendo la relaci'n del orden de ;";" aun#ue !ariando de una especie a otra de ;"F a ;"G+La alta resistencia a la compresi'n es necesaria para cimientos y soportes en construcci'n+ La resistencia a la (le-i'n es (undamental en la utili*aci'n de madera en estructuras" como !iguetas" tra!esa0os y !igas de todo tipo+
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas TIPOS DE CONSTRUCCIONES EN MADERA @,sicamente e-isten dos tipos de sistemas constructi!os en madera. Entramado ligero
Estas construcciones tienen la estructura de madera (orrada por ta&las tanto por el interior como por el e-terior+ Con este sistema constructi!o es %a&itual la construcci'n de casas m'!iles e incluso podemos encontrarnos con casas construidas totalmente en (,&rica y #ue son transportadas a tro*os y ensam&ladas en el terreno+ Podemos encontrar gran cantidad de sistemas %&ridos #ue en ocasiones poco tienen #ue !er con la madera. H Estructura de madera (orrados con materiales industriales #ue aseme)an o no a la madera" %ormig'n+++ etc+ H Estructuras de %ierro (orradas con madera u otros materiales de procedencia industrial+
Tronco macizo
Este sistema est, &asado en la utili*aci'n de troncos de madera enteros o en ta&lones+ Es el m,s antiguo y e-isten in(inidad de construcciones+ 7oy da" la tecnologa permite construir casas de troncos siguiendo cual#uier tipo de dise0o" adaptado a cada cliente" con precios muy competiti!os y una iniguala&le calidad+
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas Podemos di(erenciar las casas de troncos seg4n las siguientes clases. H Casas de troncos naturales. El m$todo m,s antiguo" pero tan !alori*ado como un muro de piedras+ H Casas de troncos cepillados. Incluye numerosas (ormas y dimensiones+ H Casas de troncos torneados. 1ersi'n moderna de las casas de troncos naturales+ Pueden ser troncos con torneado recto o torneado c'nico+ H Casas de troncos de m$todos !arios. Troncos !erticales" imitaciones de troncos y m$todos mi-tos+
CARGAS Las estructuras de&en dise0arse para soportar todas ls cargas pro!enientes de+ a3 Peso propio y otras cargas permanentes o cargas muertas &3 So&recargas de ser!icio o cargas !i!as c3 So&recargas de sismos cientos nie!e La determinaci'n de la so&recarga de ser!icio y cargas de !iento sismo y nie!e se e(ectuara de acuerdo a lo se0alado de !iento y nie!e se e(ectuara de acuerdo a lo se0alado por las normas y reglamento !igentes Cuando las so&recargas de ser!icio o las cargas !i!as sean de aplicaci'n continua o de larga duraci'n 2so&recarga en &i&liotecas o almacenes" por e)emplos3 estas de&en considerarse como cargas muertas para e(ectos de la determinaci'n de de(ormaci'n di(eridas+ eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas E()*+,( /0(+( Los es(uer*os admisi&les #ue de&eran usarse en el dise0o de elementos de madera para grupo estructural son los #ue se consignan en la norma t$cnica de edi(icaci'n E+:;: Agrupamiento de maderas para uso estructural Para el caso de dise0o de !iguetas correas" enta&lados" entramados" etc+" donde e-ista una acci'n de con)unto garanti*ada" estos es(uer*os pueden incrementarse en un :;9
M0* 0+ +/(60/0 Los m'dulos de elasticidad #ue de&er,n usarse en el dise0o son los #ue se consignan en la Norma T$cnica de edi(icaci'n E+:;: Agrupamiento de madera para uso estructural En general de&er, usarse los m'dulos indicados como mnimo el !alor promedio podr, utili*arse solo cuando e-ista una acci'n de con)unto garanti*ada como en el caso de muros entramados !iguetas y enta&lados+
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ACERO
INTRODUCCION: El Acero como material de construcci'n es muy utili*ado de&ido a su r,pida colocaci'n" y sus 'ptimas propiedades a Tracci'n+ En los 4ltimos a0os se %a encarecido muc%o el acero por lo #ue es un material no/econ'mico y desde el punto de !ista medioam&iental" su producci'n conlle!a un alto gasto energ$tico" pero al ser un producto industrial su calidad es &uena y su aplicaci'n como armadura para 7ormig'n es e-tendida en todo el mundo+ DEFINICION: Acero es la denominaci'n #ue com4nmente se le da en ingeniera metal4rgica a una aleaci'n de %ierro con una cantidad de car&ono !aria&le entre el ;";<9 y el :"G9 en peso de su composici'n" dependiendo del grado+ Si la aleaci'n posee una concentraci'n de car&ono mayor al F";9 se producen (undiciones #ue" en oposici'n al acero" son muc%o m,s (r,giles y no es posi&le (or)arlas sino #ue de&en ser moldeadas+
PROPIEDADES MEC7NICAS: RESISTENCIA: es la oposici'n al cam&io de (orma y a la (uer*as e-ternas #ue pueden presentarse como cargas son tracci'n" compresi'n" ci*alle" (le-i'n y torsi'n+ ELASTICIDAD. corresponde a la capacidad de un cuerpo para reco&rar su (orma al de)ar de actuar la (uer*a #uelo %a de(ormado PLASTICIDAD: es la capacidad de de(ormaci'n de un metal sin #ue llegue a romperse si la de(ormaci'n se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresi'n malea&ilidad+ FRAGILIDAD: es la propiedad #ue e-presa (alta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales (r,giles se rompen en el limite el,stico su rotura se produce cuando so&repasa la carga del limite el,stico+ TENASIDAD. se de(ine como la resistencia a la rotura por es(uer*os #ue de(orman el metal8 por lo tanto un metal es tena* si posee cierta capacidad de dilataci'n+ DURE#A. Es la propiedad #ue e-presa el grado de de(ormaci'n permanente #ue su(re un metal &a)o la acci'n directa de una (uer*a determinada+ e-isten dos Dure*a (sica y dure*a t$cnica+ eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas DUCTILIDAD: es la capacidad #ue tienen los materiales para su(rir de(ormaciones a tracci'n relati!amente alta" %asta llegar al punto de (ractura+ RESILENCIA. Es la capacidad #ue presentan los materiales para a&sor&er energia por unidad de !olumen en la *ona el,stica+
PROPIEDADES FISICAS
PROPIEDADES DE LOS CUERPOS: Encontramos entre otras Materia" Cuerpo" Estado de agregaci'n" Peso" Masa" 1olumen" Densidad" peso especi(ico2m6!3 Propiedades T$rmicas. est,n re(eridas a los mecanismos de calor e-isten tres mecanismos
CONDUCCION. se produce cuando la (uente emisora est, en contacto directo con el #ue se desea aumenta TJ CON8ECCION. para #ue ocurra trans(erencia de calor por con!ecci'n es necesario #ue e-ista un (luido #uien sea el encargado de transmitir el calor de la (uente emisora %acia el cuerpo o am&iente RADIACION. Se produce por#ue la (uente de calor se encuentra en contacto en (orma directa con el am&iente+ Esta (uente emisora genera rayos in(rarro)os #ue sir!en de medio de trans(erencia de calor+ PROPIEDADES ELECTRICAS. Est,n relacionadas con la capacidad de conducir la corriente el$ctrica+ PROPIEDADES OPTICAS: est,n re(eridos a la capacidad #ue poseen los materiales para re(le)ar o a&sor&er el calor de acuerdo a las siguientes caractersticas. Color/@rillo/Pulido+ Propiedades Magn$ticas. Est,n re(eridas a la capacidad #ue poseen los materiales met,licos para inducir o ser inducidos por un campo electromagn$tico" es decir actuar como im,n o ser atrados por un im,n+ TIPOS DE ACERO •
ACERO CORTEN
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas El acero tipo KCOR/TEN AK o acero Corten tiene un alto contenido de co&re" cromo y n#uel #ue consiguen #ue la capa de '-ido super(icial #ue se (orma en los aceros no ino-ida&les tenga unas caractersticas especiales+ En general se recomienda e!itar (ormar cordones o solapes donde se pueda acumular el agua" puesto #ue su presencia continuada e!itara el desarrollo de la pelcula protectora y podra con!ertirse en un (oco de corrosi'n H ACERO CALMADO El Acero Calmado o Reposado es a#uel #ue %a sido deso-idado por completo pre!iamente a la colada" por medio de la adici'n de metales+ Mediante este procedimiento se consiguen pie*as per(ectas pues no produce gases durante la solidi(icaci'n" e!itando las sopladuras+ El acero calmado se emplea generalmente para pie*as solicitadas din,micamente" e)emplo" en la construcci'n de ma#uinaria o para pie*as #ue de&en ser sometidas a (uertes con(ormaciones o para mecani*ado con arran#ue de !iruta+
ACERO CORRUGADO
•
@arra de Acero cuya super(icie presenta resaltos o corrugas #ue me)oran la ad%erencia con el %ormig'n" #ue (orman estructuras de %ormig'n armado+ y poseen una gran ductilidad" la cual permite #ue las &arras se puedan cortar y do&lar con mayor (acilidad+ Se llama armadura a un con)unto de &arras de acero corrugado #ue (orman un con)unto (uncionalmente %omog$neo" es decir" #ue tra&a)an con)untamente para resistir cierto tipo de es(uer*o en com&inaci'n con el %ormig'n+ Las armaduras tam&i$n pueden cumplir una (unci'n de monta)e o constructi!a" y tam&i$n se utili*an para e!itar la (isuraci'n del %ormig'n+ •
ACERO LAMINADO 1eamos una &arra de acero sometida a tracci'n" con los es(uer*os se de(orma aumentando su longitud+ Si se #uita la tensi'n" la &arra de acero recupera su posici'n inicial y su longitud primera" sin su(rir de(ormaciones remanentes+
H ACERO INTEMPERI#ADO eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas Acero de gran resistencia #ue desarrolla una capa de '-ido so&re sus super(icies cuando se lo e-pone a las llu!ias y a la %umedad8 tiene la !enta)a de ad%erirse al elemento met,lico principal protegi$ndolo de la posterior corrosi'n+ •
ACERO SUA8E Tipo de acero cuyos ni!eles de car&ono se sit4an entre el ;":9 y el ;"F98 es casi %ierro puro" de gran ductilidad y resistencia a la corrosi'n+
TIPOS DE CARGAS Cargas muertas Cargas !i!as Cargas accidentales CARGAS MUERTAS Son a#uellas cuya magnitud y posici'n" permanecen pr,cticamente constantes durante la !ida 4til de la estructura+ :+ F+ <+ =+
Peso propio+ Instalaciones+ Empu)es de rellenos de(initi!os+ Cargas de&idas a de(ormaciones permanentes
CARGAS 8I8AS Son cargas !aria&les en magnitud y posici'n de&idas al (uncionamiento propio de la estructura+ eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas :+ Personal+ F+ Mo&iliario+ <+ Empu)es de cargas de almacenes+
Estas cargas se especi(ican como uni(ormemente repartidas por unidad de ,rea en el ANSI y otros c'digos como el RCD/G ttulo +
Cargas !i!as m,-imas para dise0o por carga gra!itacional 2com&inaci'n com4n3+ Cargas !i!as medias para dise0o por estado lmite de ser!icio+ Cargas !i!as instant,neas para dise0o por com&inaci'n accidental+
CARGAS ACCIDENTALES: 8IENTO: Estas cargas dependen de la u&icaci'n de la estructura" de su altura" del ,rea e-puesta y de la posici'n+ Las cargas de !iento se mani(iestan como presiones y succiones+ En general ni se especi(ican normas de dise0o para el e(ecto de %uracanes o tornados" de&ido a #ue se considera incostea&le el dise0o contra estos e(ectos8 sin em&argo" se sa&e #ue el detallado cuidadoso del re(uer*o" y la uni'n de re(uer*os en los sistemas de piso con muros me)ora nota&lemente su comportamiento+ eneralidades de acero y madera
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas SISMO: Estas cargas inducidas en las estructuras est,n en relaci'n a su masa y ele!aci'n a partir del suelo8 as como de las aceleraciones del terreno y de la capacidad de la estructura para disipar energa8 estas cargas se pueden determinar c'mo (uer*as est,ticas %ori*ontales aplicadas a las masas de la estructura" aun#ue en ocasiones de&ido a la altura de los edi(icios o es&elte* se %ace necesario un an,lisis din,mico para determinar las (uer*as m,-imas a #ue estar, sometida la estructura+
TIPOS DEESTRUCTURAS T9( 0+ +(,*6*,/( 0+ /6+, */0/( 9/,/ +0)6( Las estructuras de acero para edi(icios se clasi(ican de acuerdo con su tipo de construcci'n en uno de los cuatro grupos siguientes. apoyada de carga reticular" estructuras para grades claros y com&inadas de acero y concreto+ En un mismo edi(icio pueden utili*arse m,s de uno de estos tipos de construcci'n+ Cada uno de ellos se estudia &re!emente en los siguientes p,rra(os+
E(,*6*,/ /9/0/ +; *,( 0+ 6/, La construcci'n a &ase de muros de carga es el tipo m,s com4n de construcciones comerciales ligeras de una planta+ Los e-tremos de las !igas" !iguetas o armaduras ligeras se apoyan so&re los muros #ue a su !e* transmiten las cargas a los cimientos+ La pr,ctica antigua engrosa&a los muros al aumentar la altura de los edi(icios+ Por e)emplo el muro en el piso+ Se pensa&a #ue este tipo de construcci'n tena un lmite comercial de F o < pisos Se %an lle!ado a ca&o un gran n4mero de in!estigaciones en las d$cadas recientes relati!as a la construcci'n con muros de carga y se %a descu&ierto #ue los muros de carga delgados pueden ser &astante econ'micos en edi(icios de %asta :; o F; ni!eles o aun mayores+ El ingeniero medio no es persona muy conocida del tipo de construcci'n con muros de carga y a menudo desea #ue se estructure a &ase de marcos de acero o de concreto a% en donde la construcci'n de muros de carga puede ser la soluci'n econ'mica y satis(actoria+ La construcci'n de muros de carga no es muy resistente a cargas ssmicas y tiene des!enta)as de monta)e para edi(icios de m,s de un piso en tales casos es necesario colocar los miem&ros estructurales de acero piso por piso" y alternar el tra&a)o de al&a0ilera y montadores+ De&ido a #ue la resistencia de los muros al aplastamiento es relati!amente &a)a" con (recuencia se necesitan placas de apoyo en los e-tremos de las !igas o armaduras ligeras #ue descansan en los muros de mampostera aun#ue te'ricamente los patines de la !a o(recen en muc%as ocasiones apoyo su(iciente sin necesidad de placas de carga a menudo se utili*an las placas de apoyo en particular
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Diseño de acero y madera Universidad Alas Peruanas donde los miem&ros son de tama0o y peso tales #ue de&e colocarlos un montador de estructura de acero+
C;(,*66=; ,+6*/, En la construcci'n reticular las cargas se transmiten a los cimientos mediante una retcula de !igas y columnas de acero+ Las losas de piso" di!isiones muros e-teriores descansan en su totalidad so&re la retcula+ A este tipo de estructura #ue puede montarse a grandes alturas" a menudo se le llama construcci'n de !igas y columnas+ E(,*6*,/ 0+ /6+, 0+ 6/,( <,/;0+( Cuando se %ace necesario el uso de claros muy grandes entre las columnas como en tri&unas auditorios teatros %angares o salas de &aile la construcci'n usual reticular puede no ser su(iciente+ Si las secciones laminadas ordinaria (ueran insu(icientes podra ser necesario usar !igas con contra placas tra&es armadas !igas de ca)a" armaduras grandes" arcos" narcos rgidos y otras seme)antes+ Cuando el peralte esta limitado las !igas con cu&re placas las tra&as armadas o las ca)a pueden reali*arse el tra&a)o+ Si el peralte no (uera critico las armaduras serian satis(actorias+ Para claros muy grandes a menudo se usan los arcos y los marcos rgidos
E(,*6*,/( 6;/0/( 0+ /6+, 6;6,+ Es un gran porcenta)e de construcciones actuales se %a utili*ado la com&inaci'n de concreto re(or*ado y acero estructural+ Si se utili*aran columnas de concreto re(or*ado en edi(icios muy altos tendran #ue ser e-tremadamente gruesas en los pisos &a)os y ocuparan demasiado espacio+ eneralmente se usan columnas de acero em&e&idas y ligadas a concreto re(or*ado y se conocen como columnas compuestas+
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