5.1. Acero. El material.pdf

7/23/2019 5.1. Acero. El material.pdf

1/62

Escuela Tcnica Superior de Arquitectura de Mlaga

DB-SE-AEstructurasde Acero

ESTRUCTUR S

METLIC S

ESTRUCTUR S

METLIC S


2/62



NORMATIVA ESPAOLA

Normativa

derogada

Cdigo Tcnico de la Edificacin (Real Decreto314/2006 de 17 de marzo)

Documento Bsico DB-SE-A

Seguridad estructural. AceroEntr en vigor el da 29 de marzo de 2006.

Instruccin de acero estructural

EAEEntr en vigor el da 23 de diciembre de 2011.


3/62



NORMATIVA EUROPEA

Eurocdigos: Esfuerzo unificador en materia de normativa tcnica

EN 1990 EC-0 Bases de diseo estructural

EN 1991 EC-1 Acciones en estructuras

EN 1992 EC-2 Proyecto de estructuras dehormign

EN 1993 EC-3 Proyecto de estructuras de acero

EN 1994 EC-4 Proyecto de estructuras mixtas dehormign y acero

EN 1995 EC-5 Proyecto de estructuras de madera

EN 1996 EC-6 Proyecto de estructuras de fbrica

EN 1997 EC-7 Proyectos geotcnicos

EN 1998 EC-8 Proyecto de estructuras resistentesal sismo.

EN 1999 EC-9 Proyecto de estructuras de

aluminio

Parte 1: Reglas generales y reglaspara edificacin

Parte 2: PuentesParte 3: Torres, mstiles y chimeneas

Parte 4: Silos, tanques y tuberas

Parte 5: Pilotes

Parte 6: Gras

Eurocdigo 3


4/62



Propiedades mecnicas del acero (Interesantes bajo el punto de vista

estructural)

Productos de acero disponibles en el mercado (Productos laminados encaliente, conformados en fro, productos auxiliares...)

Forma dctil de rotura del acero. (La rotura deseable, la que avisa, la quemejor se conoce y controla)

Forma frgil de rotura del acero. (La rotura indeseable, menos conocida ymenos previsible)

Otras propiedades del acero y sus productos que condicionan sucomportamiento. (Soldabilidad, defectos de laminacin, tensionesresiduales, oxidacin, corrosin...)

OBJETIVOS DEL TEMA

EL MATERIALPROPIEDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL


5/62



EL MATERIALPROPIEDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL

Ensayo de traccin


6/62



AoArea inicial lo Base de medida = F/Ao = l/lo

Ensayo de traccinEN 10002-1:1990

(UNE 7474-92)Ensayo de traccin

ROTURA DCTIL DEL ACEROENSAYO TENSIN-DEFORMACIN


7/62



fu

fy

fp

u (12% - 17%)y (0,11% - 0,17%)

0,2%

mx (18% - 25%)

E

Zona de

estriccin (no

significativa)Rama plstica

Rama de descarga

(siempre lineal y

paralela)

E

Deformacin remanente (no recuperable)

Rama lineal y

reversible

Rama reversible

no - lineal

Lmite elstico

convencional

Endurecimiento

por deformacin

1,5 - 2,0 %

Incremento en el

lmite elstico del

material


Ensayo de traccin


8/62



fp Lmite de proporcionalidad

fy Lmite elstico

E Mdulo de elasticidad

fu Tensin ltima de rotura(resistencia del material)

y Deformacin elstica

u Deformacin correspondiente a latensin ltima

max Deformacin mxima....

Linealidad

Reversibilidad

Plasticidad

Endurecimiento por

deformacin

Deformacin remanente

Ductilidad.....


Ensayo de traccin (s-e)


9/62



Lmite elstico (fy)

En Teora:Punto a partir del cual la curva

deja de ser reversible

En la Prctica:Deformacin remanente del2 por mil (2/)

ROTURA DCTIL DEL ACEROLMITE ELSTICO


10/62



Si esta zona (4000 mm) alarga hasta rotura,el alargamiento de la barra ser:

mmll 110

200000

275204000

mmll 55.0

200000

2752020

Si esta zona (20 mm) alarga hasta rotura,el alargamiento de la barra ser:

Tensin de rotura (fu)

ROTURA DCTIL DEL ACEROTENSIN DE ROTURA

Resistencia del materialDesignacin de aceros

Algunas comprobaciones del material(Esfuerzo axil de traccin)


11/62



Ductilidad

ROTURA DCTIL DEL ACERODUCTILIDAD

Distancia entre la deformacin a tensin de rotura y la

deformacin elstica:

Importantsima propiedad. El acero la tiene, la fundicin no.

Condicin necesaria para anlisis plstico y mejor aprovechamiento

del material.

Se va perdiendo a medida que aumenta la resistencia

E

fy

fu

fp

y u

fu 1,20fy

u 20 y

Condiciones de

acero dctil


12/62



DuctilidadPrdida de ductilidad al aumentar la resistencia

Julio Martnez Calzn. Construccin mixta hormign - acero

ROTURA DCTIL DEL ACERODUCTILIDAD


13/62



Aceros para perfiles laminados

y conformados estructurales)

Aceros para tornillos

Aceros para conectadores

Aceros para barras roscadas

Aceros para armaduras

Activas

Pasivas

...

ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO


14/62





15/62



Clases de acero para perfiles laminados y conformados



16/62



Clases de acero para tornillos, tuercas y arandelas

Designacin: Clase A.B

fub = A100 N/mm2

fyb = fubB/10



17/62



Aceros para

conectadores

fy ~ 350 N/mm2

fu ~ 500 N/mm2

Clases de acero para barras roscadas y conectadores

Aceros para barras

roscadas

Conjuntos patentados

(barras, manguitos. tuercas,...)

fy ~ 800 N/mm2



18/62



E

fy

fu

fp

Otras propiedades del acero

Mdulo de elasticidad

E = 210.000 N/mm2

Coeficiente de Poisson

= 0,30

Mdulo elasticidad transversal

G = E/2(1+ ) = 81.000 N/mm2

Coeficiente de dilatacin trmicalineal

= 1210-6 C-1

Densidad

= 7.850 kg/m3

Mdulo de elasticidad

E = 210.000 N/mm2

Coeficiente de Poisson

= 0,30

Mdulo elasticidad transversal

G = E/2(1+ ) = 81.000 N/mm2

Coeficiente de dilatacin trmicalineal

= 1210-6 C-1

Densidad

= 7.850 kg/m3



19/62



Productos laminados en caliente

Los semiproductos obtenidos del proceso de fabricacin del acerose calientan en hornos y se pasan por trenes de laminacin(pares de rodillos opuestos girando en sentido contrario) que

conforman la seccin transversal deseada

Series IPN-IPE

Series HEA-HEB-HEM

Series UPN

Serie L

Chapas....

Series IPN-IPE

Series HEA-HEB-HEM

Series UPN

Serie L

Chapas....



20/62




Serie IPN

Perfil de ala estrecha

Cantos habituales de 80 a 600 mm

(IPN-80 a IPN-600) (21) Caras interiores de las alas

inclinadas un 14%(facilidad de laminacin)

Utilizado para piezas a flexin(vigas, viguetas, correas....)

Perfil de ala estrecha


(IPN-80 a IPN-600) (21) Caras interiores de las alas

inclinadas un 14%(facilidad de laminacin)

Utilizado para piezas a flexin(vigas, viguetas, correas....)

UNE 36.521 2R 72



21/62




Serie IPE

Perfil de ala estrecha Cantos habituales de 80 a 600 mm

(IPE-80 a IPE-600) (18)

Caras interiores de las alas rectas

A igualdad de peso con IPN:mayor inercia, radio de giro ymdulo resistente

A igualdad de canto con IPN:menor espesor de alma, mayoranchura de ala y menos peso

Para piezas a flexin

Perfil de ala estrecha Cantos habituales de 80 a 600 mm

(IPE-80 a IPE-600) (18)

Caras interiores de las alas rectas

A igualdad de peso con IPN:mayor inercia, radio de giro ymdulo resistente

A igualdad de canto con IPN:menor espesor de alma, mayoranchura de ala y menos peso

Para piezas a flexin

UNE 36.526 94

(UNE EN 10.034:1994)



22/62



Productos laminados en calienteSerie HEB

Perfil de ala ancha. Serie normal


(HEB-100 a HEB-600) (19) El canto coincide con la anchura de

ala hasta el HEB-300. Despus laanchura permanece constante

Fundamentalmente para elementoscomprimidos

Perfil de ala ancha. Serie normal


(HEB-100 a HEB-600) (19) El canto coincide con la anchura de

ala hasta el HEB-300. Despus laanchura permanece constante

Fundamentalmente para elementoscomprimidos

UNE 36.527 73(UNE EN 10.034:1994)



23/62



Productos laminados en calienteSerie HEA

Perfil de ala ancha. Serie ligera

Cantos habituales de 96 a 590 mm(HEA-100 a HEA-600) (19)

El canto no coincide con la anchurade ala si bien son sensiblementeiguales hasta HEA-300

A igualdad de designacin con HEB:

menores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos

comprimidos

Perfil de ala ancha. Serie ligera

Cantos habituales de 96 a 590 mm(HEA-100 a HEA-600) (19)

El canto no coincide con la anchurade ala si bien son sensiblementeiguales hasta HEA-300


menores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos

comprimidos

UNE 36.528 75(UNE EN 10.034:1994)



24/62



Productos laminados en calienteSerie HEM

Perfil de ala ancha. Serie pesada

Cantos habituales de 120 a 620 mm(HEM-100 a HEM-600) (20)

El canto no coincide con la anchurade ala, siendo las diferencias mayoresque para la serie ligera


mayores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos

comprimidos

Perfil de ala ancha. Serie pesada

Cantos habituales de 120 a 620 mm(HEM-100 a HEM-600) (20)

El canto no coincide con la anchurade ala, siendo las diferencias mayoresque para la serie ligera


mayores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos

comprimidos

UNE 36.529 75(UNE EN 10.034:1994)



25/62



Productos laminados en calienteSerie UPN

Perfil de ala ancha

Cantos de 80 a 300 mm (UPN-80 a UPN-300)(12)

Caras interiores de las almas inclinadas un 8%(facilidad de laminacin)

No coincide el c.d.g. con el c.e.c.

Piezas flectadas (poco) y elementoscomprimidos (dos UPN empresillados)

Perfil de ala ancha

Cantos de 80 a 300 mm (UPN-80 a UPN-300)(12)

Caras interiores de las almas inclinadas un 8%(facilidad de laminacin)

No coincide el c.d.g. con el c.e.c.

Piezas flectadas (poco) y elementoscomprimidos (dos UPN empresillados)

UNE 36.522 2R 72


DB SE A


26/62



Productos laminados en calienteSerie L

Angulares lados iguales

Lados de 40 a 200 mm con variacin deespesor (42)

Designacin del perfil: Longitud dellado y espesor en mm (L40.5, L60.8,...)

Casi exclusivamente para piezassometidas a esfuerzos axiles

Elementos triangulados, arriostrados,torres de celosa...

Casquillos en uniones soldadas yatornilladas

Angulares lados iguales

Lados de 40 a 200 mm con variacin deespesor (42)

Designacin del perfil: Longitud dellado y espesor en mm (L40.5, L60.8,...)

Casi exclusivamente para piezassometidas a esfuerzos axiles

Elementos triangulados, arriostrados,torres de celosa...

Casquillos en uniones soldadas yatornilladas

UNE 36.531 1R 72


DB SE A


27/62



Productos laminados en calienteSerie LD

Angulares de lados desiguales

Lados mayores de 40 a 200 mm convariacin de espesor (54)

Designacin del perfil: Longitud dellado mayor, del lado menor y

espesor en mm (L 75.60.5, L200.100.12,...) Han cado prcticamente en desuso

Angulares de lados desiguales

Lados mayores de 40 a 200 mm convariacin de espesor (54)

Designacin del perfil: Longitud dellado mayor, del lado menor y

espesor en mm (L 75.60.5, L200.100.12,...) Han cado prcticamente en desuso

UNE 36.532 2R 72


DB SE A


28/62



Productos laminados en calienteSerie T

Seccin laminada en forma de T

Canto y anchura del ala iguales.Desde 40 a 100 mm (6)

Designacin del perfil: Dimensin yespesor en mm (T 50.6, T80.9,...)

Utilizacin escasa. En su lugar se

usan angulares pareados

Seccin laminada en forma de T

Canto y anchura del ala iguales.Desde 40 a 100 mm (6)

Designacin del perfil: Dimensin yespesor en mm (T 50.6, T80.9,...)

Utilizacin escasa. En su lugar se

usan angulares pareados

UNE 36.533 1R 73


DB SE A

C O S C S


29/62



Productos laminados en calienteRedondos

Perfiles de seccin transversal circularmaciza laminados en caliente

Dimetros de 6 a 20 mm (9) Designacin del perfil: Dimetro en mm

( 6, 12, 20,...)

Utilizacin escasa

Perfiles de seccin transversal circularmaciza laminados en caliente

Dimetros de 6 a 20 mm (9) Designacin del perfil: Dimetro en mm

( 6, 12, 20,...)

Utilizacin escasad

UNE 36.541 2R 76


DB SE A

ACERO PARA ESTRUCTURAS


30/62



Productos laminados en calienteCuadrados

Perfiles de seccin transversalrectangular cuadrada laminados

en caliente Lados de 6 a 20 mm (9)

Designacin del perfil:

Lado en m ( 8, 12, 20,...) Escasa utilizacin,...

Perfiles de seccin transversalrectangular cuadrada laminados

en caliente Lados de 6 a 20 mm (9)

Designacin del perfil:

Lado en m ( 8, 12, 20,...) Escasa utilizacin,...

UNE 36.542 2R 76

d/2

d


DB SE A



31/62



Productos laminados en calienteRectangulares

Perfiles de seccin transversalrectangular laminados en caliente

Anchos de 20 a 400 mm ycantos de 4 a 40 mm

Designacin del perfil:Ancho y canto en mm

(25.20, 120.10, 300.20,...) Cartelas, rigidizadores,...

Perfiles de seccin transversalrectangular laminados en caliente

Anchos de 20 a 400 mm ycantos de 4 a 40 mm

Designacin del perfil:Ancho y canto en mm

(25.20, 120.10, 300.20,...) Cartelas, rigidizadores,...

UNE 36.543 80

d

b


DB SE A



32/62



Productos laminados en calienteChapas

Suministrados en bobinas oflejes

Anchuras superiores a 500 mm,

espesores entre 3 y 5 mm Construccin de elementos

secundarios: placas bases,presillas, rigidizadores, cartelas,...

Suministrados en bobinas oflejes

Anchuras superiores a 500 mm,

espesores entre 3 y 5 mm Construccin de elementos

secundarios: placas bases,presillas, rigidizadores, cartelas,...

UNE 36.559 2R 92EN 10.029:1991

EN 10.029/AC:1991


DB-SE-A



33/62



Productos conformados en fro

Se obtienen a partir de chapa de pequeo espesor hacindolapasar a temperatura ambiente a travs de rodillos o plegadoras

que pliegan y conforman la chapa hasta obtener la seccintransversal deseada, la cual puede obtenerse con o sin soldadura.

Perfiles huecoscerrados

Perfiles abiertos

(L, LD, U, C, , Z,...

Paneles o placas

Perfiles huecoscerrados

Perfiles abiertos

(L, LD, U, C, , Z,...

Paneles o placas


DB-SE-A



34/62



Productos conformados en froPerfiles huecos cerrados

Redondos, cuadrados y rectangulares Designados mediante dimensiones de lados y espesores en mm

Redondos: ( 40.4, 90.5,...), Cuadrados (#90.3, #100.5,...),Rectangulares (#100.60.4, #120.100.6,...)

Elementos comprimidos fundamentalmente (soportes)

Redondos, cuadrados y rectangulares Designados mediante dimensiones de lados y espesores en mm

Redondos: ( 40.4, 90.5,...), Cuadrados (#90.3, #100.5,...),Rectangulares (#100.60.4, #120.100.6,...)

Elementos comprimidos fundamentalmente (soportes)


DB-SE-A



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DB SE AEstructurasde Acero

Productos conformados en froPerfiles abiertos

Perfiles conformados L, LD, U, C, , Z,.... Designados mediante dimensiones de lados y espesores

en mm. (LF 40.3, LF 60.30.3, UF 80.4, CF 180.2.5)

Elementos a flexin (correas, viguetas,...)

Perfiles conformados L, LD, U, C, , Z,.... Designados mediante dimensiones de lados y espesores

en mm. (LF 40.3, LF 60.30.3, UF 80.4, CF 180.2.5)

Elementos a flexin (correas, viguetas,...)


DB-SE-A



36/62



Productos conformados en froPaneles, placas

Placas onduladas, grecadas, nervadas,...

Usados como elementos de cobertura, soportes de piso(slo o con losa de hormign a modo de seccin mixta o para

encofrado perdido),... Pueden ir recubiertos por aislamientos trmicos y acsticos

Placas onduladas, grecadas, nervadas,...

Usados como elementos de cobertura, soportes de piso(slo o con losa de hormign a modo de seccin mixta o para

encofrado perdido),... Pueden ir recubiertos por aislamientos trmicos y acsticos


DB-SE-A



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Otros productos utilizados en laconstruccin metlica

Roblones (Rehabilitacin de

construcciones antiguas)

Tornillos, tuercas y arandelas(uniones atornilladas)

Piezas de acero moldeado

(apoyos de grandes piezas, piezasespeciales,...)

Electrodos, metal de aportacin(uniones soldadas)

Cables, tirantes,

Conectadores (secciones mixtas)

Pinturas (proteccin)

Rales (puentes gra)

Apoyos elastomricos...

Roblones (Rehabilitacin de

construcciones antiguas)

Tornillos, tuercas y arandelas(uniones atornilladas)

Piezas de acero moldeado

(apoyos de grandes piezas, piezasespeciales,...)

Electrodos, metal de aportacin(uniones soldadas)

Cables, tirantes,

Conectadores (secciones mixtas)

Pinturas (proteccin)

Rales (puentes gra)

Apoyos elastomricos...


DB-SE-AACEROS ESPECIALES


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SEstructurasde Acero

Aceros resistentes a la corrosin

OXIDACIN

Combinacin directa del metal conel oxgeno atmosfrico (sin agua)

La pelcula de xido formada se

deposita en la superficie. Si se adhiere

al metal y tiene continuidad lo protegedel avance de la corrosin.

La pelcula puede crecer hacia el

interior (difusin de oxgeno) o hacia el

exterior (difusin de los tomos delmetal).

Lo normal es crecimiento en ambos

sentidos hasta equilibrio (la difusin no

puede progresar ms)

CORROSIN

Combinacin directa del metal conelectrlitos (medios ionizados como el

agua, soluciones salinas, cidos,

bases,...)

Prdida de material. El metal sediluye en el electrolito. Pierde iones

positivos. Se hace electronegativo

Pares galvnicos. Combinacin de

metales distintos y electrolitos. Elnodo se corroe. El ctodo no.

Impurezas, tensiones residuales,

aireacin diferencial, irregularidades,..

Favorecen la corrosin.

ACEROS ESPECIALES



39/62


Estructurasde Acero

Aceros resistentes a la corrosin

ACEROS COR-TEN

Acero autopatinables. Aleantes en la

composicin (Cu) que producen una capa

superficial (ptina) impermeable impidiendo laprofundizacin de la corrosin

No se pintan ni protegen. Conservacin

econmica. Uniformidad esttica.

Pensar los detalles para evitar queescorrentas de agua arrastren material

protector y ensucien otras zonas.

ACEROS ESPECIALES



40/62


Estructurasde Acero

Aceros QST

Del tren

de laminacin

duchas

850CTemple Auto-revenido

600C

ACEROS QST

Quenched Self-Tempered

Templados y autorevenidos

Se buscan propiedades

mecnicas favorables

actuando no sobre la

composicin sino sobre la

estructura metalogrfica.

Control intenso del proceso

(velocidades de paso yenfriamiento, cortina de agua,

temperaturas...)

Marca comercial HISTAR

ACEROS ESPECIALES



41/62


Estructurasde Acero

Aceros Termomecnicos

La ltima pasada por el tren de laminacin se produce cuando el

perfil ha disminuido su temperatura

El paso por los rodillos produce la deformacin en fro de las

capas superficiales, orientando la estructura metalogrfica

Al igual que en los QST un tratamiento trmico posterior(calentamiento, soldadura,..) puede acabar con la estructura

metalogrfica favorable.

ACEROS ESPECIALES



42/62


Estructurasde Acero

ACEROS DE ALTO LMITEELSTICO

Perfiles y chapas de mayor

lmite elstico que losconvencionales

fy = 460 N/mm2

fu = 600 N/mm2

Para casos especiales

donde la rigidez no seadeterminante

Aceros de Alto LmiteElstico

ACEROS ESPECIALES

DB-SE-A PROPIEDADES Y DEFECTOS DE


43/62


Estructurasde Acero

Soldabilidad

Facilidad que presenta un acero determinado para poder ejecutar en l una

soldadura correcta

PROBLEMAS

Algunos aceros exigen procesos ms complejos para soldar bien

Soldaduras incorrectas Defectos

Consecuencias de los defectos (Fatiga, Rotura Frgil....)

PARMETROS

Se investiga sobre los parmetros que influyen en la facilidad de soldadura

Carbono equivalente. Influencia de la composicin qumica en la soldabilidad

1556

CuNiVMoCrMnCCEV

0,41 para S235 y S275

0,47 para S355

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AE t t

PROPIEDADES Y DEFECTOS DE


44/62


Estructurasde Acero

Soldabilidad PRECAUCIONES

Hacer las cosas bien. (10.3 Soldeo DB SE-A)

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AE t t



45/62


Estructurasde Acero

Desgarro laminar

Las burbujas en el interior del material se aplastan al pasopor los trenes de laminacin.

Las burbujas toman forma laminar y tienden a separar el

material en hojas

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AE t t



46/62


Estructurasde Acero

Desgarro laminar

Defecto peligroso en elementos

sometidos a tracciones perpendiculares

al plano de laminacin.

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AEstructuras



47/62


Estructurasde Acero

Tensiones residuales

En perfiles laminados en caliente...

Enfriamiento diferencialtras la laminacin

Centro de alma y extremos

de alas se enfran antes

que el resto al tener ms

permetro por el que irradiar

calor

LOS PRODUCTOS

300 mm

ealma = 10 mm

eala = 20 mm

Estos 10 cm2 tienen 200 mm

en contacto con la atmsfera





DB-SE-AEstructuras

PROPIEDADES Y DEFECTOS DELOS PRODUCTOS


48/62


Estructurasde Acero

Los puntos que enfran antes contraen sin

dificultad (las otras zonas, an calientes, no

oponen resistencia)

Cuando enfran los puntos en zonas deinterseccin alas-alma, las otras zonas (ya fras)

coartan su contraccin.

En las zonas de interseccin alas-alma aparecen

tracciones y en los extremos de alas y centro de

alma se comprimen

La distribucin de tensiones es autoequilibrada

(resultante nula) puesto que no hay esfuerzos

aplicados en la seccin

Ala

Alma

LOS PRODUCTOS

Tensiones residualesEn perfiles laminados en caliente...

DB-SE-AEstructuras



49/62


Estructurasde Acero

Las tensiones residuales pueden

alcanzar valores muy elevados

Las tensiones residuales no influyen

en la capacidad de la pieza, ms que

en elementos comprimidos

Aumentan las deformaciones de la

seccin cuando las solicitaciones se

aproximan a las que producen la

plastificacin de la seccin Se pueden reducir mediante

tratamientos trmicos de alivio

(someter a la pieza a ciclos trmicos

controlados en grandes hornos)

Tensiones residualesEn perfiles laminados en caliente...

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AEstructuras



50/62


Estructurasde Acero

Tensiones residualesEn perfi les conformados en fro...

Las fibras exteriores alcanzan la

plastificacin al pasar por los

rodillos de la plegadora. Al salirpermanecen deformadas

Las fibras interiores permanecen

con tensiones elsticas. Al salir

del rodillo no pueden recuperar

su longitud inicial

LOS PRODUCTOS

DB-SE-AEstructuras



51/62


Estructurasde Acero

Tensiones residualesEn uniones soldadas...

En las zonas prximas a los cordones de soldadura se originan tensiones residuales detraccin al enfriarse y no poder contraerse libremente. Las zonas ms alejadas de los

cordones quedan comprimidas al oponerse a dicho acortamiento

Ala Viga armada

Cajn soldado

Cordones de

soldadura

LOS PRODUCTOS

Alma

DB-SE-AEstructuras

ROTURA FRGIL DEL ACERO


52/62


Estructurasde Acero

Colapso de los

puentes sobre el

Canal Alberto en

Blgica.

Rotura del casco de los

buques tipo Liberty durante

la Segunda Guerra Mundial.

Roturas bruscas sin deformaciones plsticas de aviso

(sin estriccin observable)

Se producen frecuentemente con temperaturas bajas

Son ms frecuentes en estructuras soldadas

Fallos repentinos en puntos que sin embargo estn sometidos a

tensiones moderadas o bajas

Definicin

DB-SE-AEstructuras



53/62


de Acero

Propagacin repentina de

una fisura inicialmente mnima.

Se alcanzan importantes

velocidades de propagacin

La rotura comienza enzonas puntuales tales como

entallas, cruce de cordones de

soldaduras, taladros, cambios

bruscos de seccin...

Definicin

DB-SE-AEstructuras



54/62


de Acero

Al microscopio, las superficies de rotura

tienen un aspecto granular orientado en

forma de espiga cuyos vrtices apuntanhacia el comienzo de la rotura.

A veces se manifiesta la rotura frgil

tras cargas de impacto sobre la

estructura

Definicin

DB-SE-AEstructuras



55/62


de Acero

Resiliencia. Ensayo Charpy

Pndulo Charpy

Probeta normalizada

UNE 7.475-1 92EN 10045-1:1990

En el ensayo se mide la energa consumida en

romper la probeta normalizada en julios (J)

La energa consumida se mide en funcin de la

diferencia entre la altura a la que se suelta la mazay la que alcanza tras romper la probeta

Resiliencia:Energa consumida

entre la seccin til de

la probeta (J /cm2)

Depende de latemperatura

Rotura dctil a

temperaturas altasRotura frgil a bajas temperaturas

DB-SE-AEstructuras



56/62


de Acero

Temperatura de Transicin Temperatura convencional a la cual se alcanza un nivel de energa preestablecido

UNE establece 27 Julios.

(Temperatura a la cual el aspecto de la superficie de rotura en el ensayo Charpy es 50% dctil y 50% frgil)

Este acero consume los 27 Julios a

partir de -50C.

Es poco sensible a la rotura frgil


partir de -20C.


partir de 0C.

Es el ms sensible a la rotura frgil

DB SE-A T (C)

JR +20C

JO 0C

J2G3 -20C

DB-SE-AEstructuras



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de Acero

Factores que intervienen en larotura frgil

No nos interesa establecer la resistencia del material frente a la rotura

frgil sino asegurar que dicha resistencia va a ser superior que la que el

material tiene frente a la rotura dctil.

Temperatura

Velocidad de carga

Aceros de alto lmite elstico

Estados tensionales complejos

Tipo de Acero

DIRECTOSAumentan la resistencia a rotura dctil

Factores que producen estados tensionales complejos

Factores que modifican el tipo de acero

INDIRECTOSSon la causa de los directos

FACTORES ROTURA FRGIL

Temperatura

DB-SE-AEstructurasd A



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de Acero

Factores directos

Alto lmite elstico(resistencia a rotura dctil > a rotura frgil)

Estados tensionales complejos:estado tensional unidimensional : rotura dctil con estriccin

estado tensional bi o tridimensional: no hay posibilidades de estriccin

DB-SE-AEstructurasd A



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de Acero

Factores directos

Temperatura

Tipo de acero :(composicin y estructura metalogrfica)

Impactos




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de Acero

Factores indirectos

Factores que producen estados biaxiales:Entallas geomtricas

Entallas metalrgicas

Cruce de cordones

Cordones perpendiculares a los esfuerzos

Factores que modifican el tipo de acero:Soldadura

Oxicorte




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de Acero

200 250 300 350 400 450 500100

50

0

50

100

Grado JR (+20C)

Grado JO ( +0C)

Grado JRG2(-20C)

VARIACION DE LA TEMPERATURA DE SERVICIO

Tensin de Lmite Elstico (N/mm2)

Temperatura(C)Tipo de acero

Lmite Elstico

Grado

Temperatura

Factores Normativa




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de Acero

Factores Normativa

10 15 20 25 30 35 40 45 5050

0

50

100

Carga Lenta

Impactos

VARIACION DE LA TEMPERATURA DE SERVICIO

Espesor (mm)

Temperatu

ra(C)

Ejecucin

EspesorVelocidadde carga

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