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DB-SE-AEstructurasde Acero
ESTRUCTUR S
METLIC S
ESTRUCTUR S
METLIC S
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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.
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
EL MATERIALPROPIEDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL
Ensayo de traccin
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ROTURA DCTIL DEL ACEROENSAYO TENSIN-DEFORMACIN
Ensayo de traccin
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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.....
ROTURA DCTIL DEL ACEROENSAYO TENSIN-DEFORMACIN
Ensayo de traccin (s-e)
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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)
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
DuctilidadPrdida de ductilidad al aumentar la resistencia
Julio Martnez Calzn. Construccin mixta hormign - acero
ROTURA DCTIL DEL ACERODUCTILIDAD
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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DB-SE-AEstructurasde Acero
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
Clases de acero para perfiles laminados y conformados
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
Clases de acero para tornillos, tuercas y arandelas
Designacin: Clase A.B
fub = A100 N/mm2
fyb = fubB/10
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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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....
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
Productos laminados en caliente
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
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....)
UNE 36.521 2R 72
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
Productos laminados en caliente
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)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
Productos laminados en calienteSerie HEB
Perfil de ala ancha. Serie normal
Cantos habituales de 100 a 600 mm
(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
Cantos habituales de 100 a 600 mm
(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)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
A igualdad de designacin con HEB:
menores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos
comprimidos
UNE 36.528 75(UNE EN 10.034:1994)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
A igualdad de designacin con HEB:
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
A igualdad de designacin con HEB:
mayores espesores de alas y alma Fundamentalmente para elementos
comprimidos
UNE 36.529 75(UNE EN 10.034:1994)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
C O S C S
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
ACERO PARA ESTRUCTURAS
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
ACERO PARA ESTRUCTURAS
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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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB SE A
ACERO PARA ESTRUCTURAS
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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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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ACERO PARA ESTRUCTURAS
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DB-SE-AEstructurasde Acero
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
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ACERO PARA ESTRUCTURAS
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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)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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ACERO PARA ESTRUCTURAS
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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,...)
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
DB-SE-A
ACERO PARA ESTRUCTURAS
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DB SE AEstructurasde Acero
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
ACERO PARA ESTRUCTURASPRODUCTOS COMERCIALES DE ACERO
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ACERO PARA ESTRUCTURAS
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DB SE AEstructurasde Acero
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...
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Estructurasde Acero
Soldabilidad PRECAUCIONES
Hacer las cosas bien. (10.3 Soldeo DB SE-A)
LOS PRODUCTOS
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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
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Estructurasde Acero
Desgarro laminar
Defecto peligroso en elementos
sometidos a tracciones perpendiculares
al plano de laminacin.
LOS PRODUCTOS
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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
Estos 10 cm2 tienen 106 mm
en contacto con la atmsfera
Estos 10 cm2 tienen 120 mm
en contacto con la atmsfera
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PROPIEDADES Y DEFECTOS DELOS PRODUCTOS
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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...
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PROPIEDADES Y DEFECTOS DELOS PRODUCTOS
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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
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PROPIEDADES Y DEFECTOS DELOS PRODUCTOS
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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
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PROPIEDADES Y DEFECTOS DELOS PRODUCTOS
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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
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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
Este acero consume los 27 Julios a
partir de -20C.
Este acero consume los 27 Julios a
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
ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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
ROTURA FRGIL DEL ACERO
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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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ROTURA FRGIL DEL ACERO
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Escuela Tcnica Superior de Arquitectura de Mlaga
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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