“Año del Fortalecimiento de la Soberanía nacional” UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL DE LA SELVA CENTRAL JUAN SANTOS ATAHUALPA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ▪ CURSO: ESTUDIO Y ENSAYO DE MATERIALES ▪ DOCENTE: Dr. Ing. LEONARDO SARAVIA PARRA ▪ CICLO: III CICLO ▪ TEMA: ESTUDIO DEL ACERO INTRODUCCIÓN Se ha visto que el acero es usado en la construcción de todo elemento estructural ya sea a base de hormigón donde se realiza la aplicación del acero corrugado o en estructuras metálicas. Esto despierta la curiosidad en todo estudiante universitario de ingeniería civil, pues saber la importancia y propiedades del acero es uno de los conocimientos que este debe de poseer. Según Alejandro Concha (2010): La fecha en que se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro no es conocida con exactitud. Los primeros artefactos encontrados por arqueólogos datan del año 3.000 A. de C. en Egipto. Sin embargo, los griegos a través de un tratamiento térmico, endurecen armas de hierro hacia el 1.000 A. de C. Los primeros artesanos en trabajar el hierro, producían aleaciones que en ocasiones era auténtico acero en lugar de hierro forjado. (p. 1) Veremos que el acero corrugado o acero de refuerzo es un tipo de acero empleado para elementos estructurales de hormigón, que tiene una resistencia mayor a la del acero redondo. Además de poseer una mejor adhesión al hormigón. Y que las estructuras metálicas se emplean en diferentes países debido a que se reducen los tiempos de ejecución. Pues al utilizar elementos estructurales prefabricados se obtiene la ventaja de poder brindar un mejor acabado en comparación a la ofrecida en concreto. En el siguiente proyecto se dará a conocer toda información que concierne el uso o aplicación del acero corrugado en la construcción, y el uso del acero en estructuras metálicas. Pues el acero es indispensable en todo elemento estructural de construcción que la ingeniería civil se proponga hacer. OBJETIVOS ➢ OBJETIVO GENERAL: • Explicar el concepto y el uso que tiene el acero corrugado en las estructuras metálicas. ➢ OBJETIVOS ESPECIFICO: • Informar al alumno sobre el concepto del acero estructural. • Conocer la importancia del uso acero corrugado. • Enunciar los tipos de aceros. • Conocer la ventaja del uso del acero en construcciones. • Familiarizar al estudiante con los tipos de estructuración posibles en acero estructural. ACERO HISTORIA DEL ACERO: La fecha en que se descubrió la técnica de fundir el mineral de hierro no es conocida con exactitud. Los primeros artefactos encontrados por arqueólogos datan del año 3.000 A. de C. en Egipto. Sin embargo, los griegos a través de un tratamiento térmico, endurecían armas de hierro hacia el 1.000 A. de C. Los primeros artesanos en trabajar el hierro, producían aleaciones que hoy se clasificarían como hierro forjado, esto mediante una técnica que implicaba calentar una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un gran horno con tiro forzado, de esta manera se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria de impurezas metálicas, junto con cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente, dándole fuertes golpes con pesados martillos para poder expulsar la escoria y soldar el hierro. Ocasionalmente esta técnica de fabricación, producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierros forjado. A partir del siglo XIV el tamaño de los hornos para la fundición aumentó considerablemente, al igual que el tiro para forzar el paso de los gases de combustión para carga o mezcla de materias primas.En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero. La actual producción de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro. MARCO CONCEPTUAL: Acero de Refuerzo. El acero es una aleación de hierro y proporciones de carbón, de grado 60 en forma corrugada, el acero de refuerzo tiene como función absorber los esfuerzos de compresión y tracción. Compresión. El esfuerzo de compresión es resultante de accionar fuerzas que actúan en la misma dirección en sentido contrario, produciendo que el material reduzca su longitud y sufra deformaciones. Tracción. El esfuerzo de tracción al igual que el esfuerzo de compresión es resultante de accionar dos fuerzas que actúan en la misma dirección en sentido contrario, en la tracción produce un alargamiento del material, hasta el punto de su fluencia o plasticidad del material. Esfuerzos. Los esfuerzos son la evaluación de una intensidad de fuerza interna de un cuerpo cuando es sometido a la acción de una o varias fuerzas externas. Resistencia. La resistencia es la capacidad de carga por unidad de área por medio del cual se evalúan los materiales. Ductilidad. Es la capacidad que tiene el acero de deformarse cuando es sometido a una fuerza. Rigidez. Es la capacidad y resistencia que tiene el acero cuando está sometido a cargas sin presentar mayores deformaciones. Elasticidad. Es la propiedad que tiene el acero o cualquier material, cuando es sometido a cargas, presentando su capacidad de deformarse elásticamente y recuperar su forma inicial en la disminución de cargas o descarga. Fluencia. Es la deformación del acero o de cualquier material cuando es sometido a cargas, sin poder recuperar su estado inicial. Plasticidad. Es la capacidad mecánica que tiene el acero de deformarse de manera irreversible por encima de su límite elástico cuando es sometido a cargas. Alargamiento. Es la cantidad de estricción o alargamiento que sufre un cuerpo por su unidad de longitud cuando es sometido a tracción. Rotura. Es el punto donde sufre la fractura el acero luego de ser sometido a la tracción. Resiliencia. Es la capacidad que tiene el material de conservar la energía dentro de la zona elástica. Tenacidad. Es la capacidad que tiene el material de conservar la energía dentro de la zona plástica. ACERO ESTRUCTURAL: El acero estructural es un término general que se usa para definir un grupo de aceros diseñados para la fabricación de estructuras de edificios y de componentes para máquinas. Al igual que otros tipos de acero, los componentes principales son hierro, carbono y distintas aleaciones que incluyen silicio, fósforo, azufre y oxígeno, permiten hacer de este material uno de los más resistentes para construcción. Cuanto más carbono se añade a la aleación, mayor es la resistencia y disminuye la ductilidad del producto acabado. Las propiedades del acero estructural hacen que sea un material perfecto para vigas, pilares y otros elementos que forman la estructura de los edificios. PROPIEDADES DE TIPO DE ACERO ESTRUCTURAL : • El acero estructural tiene una gran firmeza, una característica que permite que sea utilizado para estructuras con una gran eficacia. • El acero estructural es capaz de soportar grandes pesos, sin que su forma sea dañada o modificada. Se produce en una amplia gama de formas y grados, lo que permite una gran flexibilidad en su uso. • Es relativamente barato de fabricar y es el material más fuerte y más versátil disponible para la industria de la construcción. • La semejanza es otra de las características que hacen del acero estructural un material óptimo para la construcción. La semejanza se refiere a que, por mucho tiempo que pase, el acero estructural no cambia de apariencia, y es que las condiciones climatológicas o de otro tipo apenas inciden en este material. Por el contrario, el fuego sí que puede deteriorarlo en gran medida. Otro de los principales beneficios del acero estructural es su durabilidad. Con un mantenimiento correcto, simplemente pintando su parte exterior para evitar la corrosión, podemos hacer que una estructura de este tipo dure un tiempo indefinido. En el caso de grandes puentes construidos con acero estructural, esta característica es especialmente ventajosa. La ductilidad es también muy importante cuando hablamos de materiales de construcción. La ductilidad es la capacidad de los materiales para soportar grandes deformaciones sin fallar, estando sometidos a grandes esfuerzos de tensión. El acero estructural puede sufrir grandes presiones, que incluso lleguen a influir en buena medida en su forma original, sin que la estructura llegue a colapsar y romperse. Por último, otra de las principales ventajas de utilizar acero estructural en construcción es su tenacidad. La tenacidad es una característica que hace referencia a la resistencia, siendo un material capaz de absorber energía en grandes cantidades. En condiciones de impacto, este material es capaz de soportar su forma sin llegar a sufrir roturas. ACERO PARA CONCRETO ARMADO: DEFINICIÓN: El Acero Corrugado o Varilla Corrugada es una clase de acero laminado diseñado especialmente para construir elementos estructurales de hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, y poseen una gran ductilidad, la cual permite que las barras se puedan cortar y doblar con mayor facilidad. Usos: Se utiliza en la construcción de concreto armado de todo tipo de viviendas, edificios, puentes, obras industriales, etc. Presentación: Se producen en barras de 9m y 12m de longitud en los siguientes diámetros: 6mm, 3/8”, 12mm, 1/2”, 5/8”, 3/4", 1” y 1 3/8”. Se suministran en paquetes de 2 toneladas en varillas. Para estructuras de hormigón se utilizan barras lisas y corrugadas, con diámetros que oscilan entre los 6mm y los 40mm. Además, el acero de refuerzo se utiliza en las mallas electro soldadas constituidos por alambres de diámetros entre 4mm a 12mm TIPOS DE ACERO CORRUGADO Tipo B 400 S Las corrugas presentan la misma inclinación, pero con separaciones diferentes en cada uno de los sectores de la barra. Tipo B 500 S Las corrugas de uno de los sectores tienen la misma inclinación y están uniformemente separadas. Las del otro sector, están agrupadas en dos series de igual separación, pero distinta inclinación. DIFERENCIA ENTRE BARRAS DE ACERO B400 S Y B500 S En relación a la resistencia: El valor 400 ó 500 indica el límite elástico del material. Esto quiere decir que una sección que alcance este límite se plastificará, dejando de absorber más presión. Por ello, una barra (aislada) de acero B500 es capaz soportar un 25% más de tensión sin que se agote. En relación a su deformabilidad: Ambos aceros tienen el mismo módulo de deformación o módulo de Young (E). Tipo B 400 SD Todas las corrugas tienen la misma separación e inclinación en ambas caras. Tipo B 500 SD Las corrugas están agrupadas en dos series de igual separación, pero distinta inclinación, lo que sucede en ambos sectores. Acero Corrugado ASTM A615-Grado 60 Estas Varillas Corrugadas ofrecen una gran seguridad frente a los sismos, ya que cumplen las exigencias del Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú y son fabricados por laminación en caliente y un control de calidad. Sus corrugas aseguran una buena adherencia al concreto, además estos deben de cumplir con pesos y medidas exactas. La identificación de estas varillas por la marca y el diámetro que van grabados en cada Varilla. IDENTIFICACIÓN DE PROCEDENCIA Y FABRICANTE PROPIEDADES MECANICAS ACERO LISO Definición del Acero Liso: Productos laminados en caliente de diversas secciones transversales que tienen en común las siguientes características: la altura h, es igual o mayor de 80mm; las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son generalmente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes, en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme que se denominan de alas paralelas. Características del Acero Liso: Positivas: -Tensión – Deformación: capacidad de resistir impulsos de tensión sin llegar a deformarse. -Resistencia: Capacidad para resistir fuerzas externas que lo deformen. -Elasticidad: Propiedad general de los cuerpos sólidos, en virtud de la cual recobran más o menos completamente su extensión y forma, tan pronto como cesa la acción de la fuerza que las deformaba. -Soldabilidad: Propiedad de poder unirse hasta formar un cuerpo único. -Ductilidad: Es la capacidad de poderse alargar en longitudinalmente. -Forjabilidad Es la capacidad para poder soportar las variaciones de formas, en estado sólido o caliente, por la acción de martillos, laminadores o prensas. -Tenacidad: Resistencia a la ruptura al estar sometido a tensión. -Maleabilidad: Propiedad para permitir modificar su forma a temperatura ambiente en láminas, mediante la acción de martillado y estirado. Tipos de acero liso: Negativas: 1 Ángulos de Alta Resistencia Grado 50. -Oxidación: Al estar en presencia de oxígeno, se oxidan formando una capa de óxido. 2 Ángulos Estructurales. -Transmisor de Calor y Electricidad: al ser un magnífico conductor de electricidad y calor se convierte en un material de riesgo y de cuidado. 4 Barras Cuadradas. 3 Barras Calibradas. 5 Barras Cuadradas Ornamentales. 6 Barras Hexagonales. 7 Barras Redondas Lisas. 8 Canales. 9 Platinas. BIBLIOGRAFÍA - ACEROS ESTRUCTURALES. (s.f.). Recuperado 25 de abril de 2022, de https://www.maxiacero.com/aceros-estructurales.php - Historia del Acero. (2010, diciembre 2). ArchDaily Perú. - https://www.archdaily.pe/pe/02-44191/historia-del-acero - Diferencias entre acero B400 y B500 | Active Arquitectos. (2017, febrero 14). Estudio arquitectura Sevilla. https://www.activearquitectos.com/diferencia-barras-acero-b400b500/
