EL ACERO ING. NILSON TROCHEZ. COMPUESTOS DEL ACERO ▪ Según el contenido de carbono ACERO Hierro Fundido- Fundiciones Hasta 2% Entre 2% y 6.7%

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1 EL ACERO ING. NILSON TROCHEZ

2 COMPUESTOS DEL ACERO ▪ Según el contenido de carbono ACERO Hierro Fundido- Fundiciones Hasta 2% Entre 2% y 6.7%

3 LAS PROPIEDADES DEL ACERO ▪ El acero tiene menos del 2% de carbono ▪ Podemos considerar de bajo carbono (perfiles) y de medio carbono (barras corrugadas) ▪ El tamaño del grano define sus propiedades mecánicas así un tamaño de grano fino proporciona mayor resistencia a la tracción.

4 LAS PROPIEDADES DEL ACERO ▪ Las resistencias mecánicas están relacionadas al tamaño del grano,el cual depende del calentamiento y enfriamiento en la fabricación o de elementos afinadores de grano,Niobio,Vanadio y otros. ▪ Aceros microaleados de alta resistencia. Grado 60 barras corrugadas Grado 50 perfiles

5 LAS PROPIEDADES DEL ACERO ▪ Resistencia a la tracción Punto de Fluencia Esfuerzo Máximo ▪ Ductilidad Elongación Doblado

6 FABRICACION DEL ACERO

7 PROCESO DE FABRICACIÓN Fuente: Infoacero.cl CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO

8 PROCESO DE FABRICACIÓN Fuente: Infoacero.cl CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO

9 PROCESO DE FABRICACIÓN Fuente: Infoacero.cl AFINO DEL ACERO Y LAMINACION

10 La laminación del lingote inicia con un molino desbastador, el lingote de acero calentado a 1330 ºC se hace pasar entre dos enormes rodillos arrancados por motores de 3500 H.P. convirtiéndolo en lingotes de sección cuadrada o en planchones de sección rectangular. Ambos son la materia prima para obtener placa laminada, perfiles laminados, rieles, varilla corrugada, alambrón, etc. Laminado en caliente: Es el proceso más común de laminado y consiste en calentar la lingote a una temperatura que permita el comportamiento plástico del material para así laminarlo, y obtener las secciones l deseadas. Laminado en frío Es un proceso que permite obtener secciones con un punto de fluencia más elevado, al laminar el material a temperatura completamente más baja que la del laminado en caliente. Laminación.

11 LAMINACION DEL ACERO

12 VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL Alta resistencia: la alta resistencia del acero por unidad de peso, permite estructuras relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la construcción de puentes, edificios altos y estructuras cimentadas en suelos blandos. Homogeneidad: las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales. Elasticidad: el acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente elástico (Ley de Hooke) hasta alcanzar esfuerzos considerables.

13 Precisión dimensional: los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección. Ductilidad: el acero permite soportar grandes deformaciones sin falla, alcanzando altos esfuerzos en tensión, ayudando a que las fallas sean evidentes. Tenacidad: el acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica). Facilidad de unión con otros miembros: el acero en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles.

14 Rapidez de montaje: la velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales. Disponibilidad de secciones y tamaños: el acero se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas. Costo de recuperación: las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero. Reciclable: el acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina. ………

15 Permite ampliaciones fácilmente: el acero permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla. Se pueden prefabricar estructuras: el acero permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud.

16 Corrosión: el acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes alquidálicos (primarios anticorrosivos) exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable. Calor, fuego: en el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto, asbesto, etc. DESVENTAJAS DEL ACERO

17 Pandeo elástico: debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero. Fatiga: la resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión (cargas pulsantes y alternativas).

18 PROPIEDADES DEL ACERO PROPIEDADES MECANICAS Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero   Rango elástico Rango plástico uu F yd F ys FuFu Endurecimiento por deformación E

19 Designación ASTM AceroFormasUsosFy min Ksi Fu min tensión ksi A-36 NOM B-254 Al carbonoPerfiles, barras y placas Puentes, edificios estructurales en gral. Atornillados, remachados y soldados 36 e < 8" 32 e > 8" 58 – 80 A-529 NOM B-99 Al carbonoPerfiles y placas e< ½" Igual al A-364260-85 A-441 NOM B-284 Al magneso, vanadio de alta resistencia y baja aleación Perfiles, placas y barras e < 8" Igual al A-36 Tanques 40-5060-70 A-572 NOM B Alta resistencia y baja aleación Perfiles, placas y barras e< 6" Construcciones atornilladas, remaches. No en puentes soldados cuando Fy> 55 ksi 42-6560-80 A-242 NOM B-282 Alta resistencia, baja aleación y resistente a la corrosión atmosférica Perfiles, placas y barras e< 4" Construcciones soldadas, atornillada, técnica especial de soldadura 42-5063-70

20 De acuerdo a la American Society of Testing Materials ASMT Aceros generales (A-36) Aceros estructurales de carbono (A-529) -b.1 Bajo contenido de carbono (<0.15 %) -b.2 Dulce al carbono (0.15 – 0.29 %) -b.3 Medio al carbono (0.30 – 0.59 %) -b.4 Alto contenido de carbono (0.6 – 1.7 %) Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (Mo, V y Cr), (A-441 y A-572) aleación al 5 %. Aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación, resistentes a la corrosión atmosférica (A-242, A-588). Acero templado y revenido (A-514). Aceros Estructurales

21 TIPOS DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL Perfiles Laminados AnguloTeCanalPerfil W BarraPlaca

22 TIPOS DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL Perfiles plegados (en frío) Tubo circularTubo rectangular Perfiles plegados y soldados

23 A más resistencia de acero menor soldabilidad y más frágil, debido a su alto contenido de carbono.

24 ACEROS PARA EDIFICACION ▪ Entre las variadas gamas de aceros existentes, se utilizan los laminados y perfilados, como las barras para concreto armado, normalizadas que responden a rigurosos criterios. Pueden encontrarse en combinación con pequeños porcentajes de los siguientes elementos: manganeso, cromo, silicio y cobre. ▪ Se trata de elevar las cualidades de resistencias, en particular un amplio limite elástico, no definiendo tener un máximo de 0,25% de carbono, mayor porcentaje de este aumenta la dureza, pero reduce la ductilidad, fragilidad y distintos inconvenientes en la fabricación.

25 ElementoEfecto COBREMejora resistencia a corrosión atmosférica. MANGANESODesoxidante, neutraliza azufre, facilitando trabajo en caliente. Mejora la resistencia SILICIOSe emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación. FOSFORO Y AZUFREPerjudican la tenacidad del acero

26 IDENTIFICACIÓN DE LOS ACEROS AISI ▪ 10XX, aceros sin aleación con 0,XX de C. ▪ 41XX, aceros aleados con Mn, Si, Mo, Cr. ▪ 51XX, aceros aleados con Mn, Si, y Cr.

27 MATERIALES PARA CONCRETO REFORZADO ▪ Acero de refuerzo: Corrugado a menos que sea malla electro soldada. Limite de fluencia de 420 Mpa. ▪ Malla Electro Soldada ( refuerzo) Limite de fluencia 420 Mpa, espaciamiento no mayor de 300 mm y 400 mm para malla electrosoldada corrugada

28 Nombre BarraDiámetro pulg Dimensiones Nominales Diámetro mmÁrea mm2Peso Kg/m Nº 2 1/46,4320,25 Nº 3 3/89,5710,56 Nº 4 1/212,71290,994 Nº 5 5/815,91991,552 Nº 6 3/419,12842,235 Nº 7 7/822,23873,042 Nº 8125,45103,973 Nº 91 - 1/828,76455,06 Nº 101 - 1/432,38196,404 Nº 111 - 3/835,810067,907 Nº 141 - 3/443145211,38 Nº 182 - 1/457,3258120,24 Características Nominales del Refuerzo

29 Nombre Barra Dimensiones Nominales Diámetro mmÁrea mm2Peso Kg/m 6M628,30,222 8M850,30,394 10M1078,50,616 12M12113,10,887 16M16201,11,577 18M18254,41,996 20M20314,22,465 22M22380,12,982 25M25490,93,851 32M32804,26,309 45M451590,412,477 55M552375,818,638 Características Nominales del Refuerzo

30 DIAMETROS MINIMOS Y MAXIMOS DE BARRAS DE REFUERZO Tipo de refuerzo Diámetro mínimo Diámetro máximo Diámetro de dobles Traslapos de refuerzoAnclajes Barra Corrugada10266 db50 db25 db Alambre para mallas4102 - 4 db dos alambres transversales > 250 mm- Estribos10164 db Barra lisa10166 db--

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33 Designación de la barra Diámetro (Pulgadas) Extensión recta (cm.) Curva (cm.) Longitud gancho (cm.) 2¼7.683.5212 33/811.405.2217 4½15.246.9823 55/819.088.7528 6¾22.9210.5134 77/826.6412.2139 8130.4813.9745

34 PRODUCTOS FABRICADOS EN PLANTA Los Perfiles Fabricados y/o Importados son: ANGULOS RedondosPlatinasCuadradosAngulos DESDE 19 mm. De Ala Hasta 6 Pulg. En espesores desde 1/8” Hasta 5/8” PLATINAS Desde 1” de Ancho Hasta 6” y Espesores Desde 1/8“ Hasta 1” CUADRADOS Desde 1” Hasta 4” de Lado. REDONDOS Desde 1/4” Hasta 2” de diámetro. VIGAS DE NORMAS AMERICANAS Y EUROPEAS IPE-IPN-UPN-HEA-HEB-WF-S-USC Desde 80mm. Hasta 600 mm. LAMINAS Desde 1/4” Hasta 4” de Espesor 6x20’ y 8x20’

35 ANGULOS DE ALAS IGUALES Se fabrican con aceros calidad ASTM A-36 ASTM A-572 ASTM A-242 ASTM A-588 Sus dimensiones van desde 38 mm hasta 4”. ANGULOS FABRICADOS EN COLOMBIA ANGULOS DE ALAS IGUALES PERFIL ESPESOR DE ALA 38 mm x 38 mm 2.5mm 4.5mm 4.5mm 1 1/2”X 1 1/2”1/8” 3/16”1/4” 1 3/4”X 1 3/4”1/8” 3/16” 1/4” 2”X 2”1/8” 3/16”1/4” ANGULOS DE ALAS IGUALES PERFILESPESOR DE ALA 2 1/2” X 2 1/2”3/16” 1/4” 3” X 3”1/4” 5/16” 5/16” 3/8” 3/8” 4” X 4”1/4” 5/16”3/8”1/2”

36 PERFILES Y LAMINAS Se fabrican con aceros calidad ASTM A-36 ASTM A-572 ASTM A-242 ASTM A-588 ASTM A-131 Sus dimensiones van desde 80 mm hasta 600 mm. en Perfiles, y en Láminas van desde 1/8” Hasta 4” de espesor en 6x20’ y 8x20’ PERFILES Y LAMINAS COMERCIALIZADOS EN COLOMBIA

37 PLATINAS COMERCIALIZADAS EN COLOMBIA Fabricadas con acero ASTM A-36, 572, 242, 588 y 131. Se producen en las siguientes dimensiones : Desde 1/8” Hasta 1” de Espesor y Desde 1” Hasta 6” de Ancho

38 VARILLAS REDONDAS LISAS Y CORRUGADAS Fabricadas con acero ASTM A-36, 706, 615 REDONDOS COMERCIALIZADOS EN COLOMBIA Se producen en los siguientes diámetros: Desde 1/4” Hasta 1-1/2” de Diámetro Presentación Comercial en Barras o en Chipas

39 Fabricados con acero ASTM A-36. Se producen en las siguientes dimensiones: Desde 1” Hasta 4” de Lado CUADRADOS COMERCIALIZADOS EN COLOMBIA

40 Se fabrica con aceros ASTM A-36, 242, 572, 588, 706, 615 Las dimensiones de Palanquilla de colada continua son las siguientes: 80 mm x 80 mm 115 mm x 115 mm 130 mm x 130 mm PALANQUILLAS FABRICADAS EN COLOMBIA

41 ACERO ASTM A-36 (NTC 1920) Es un acero al carbono utilizado en la construcción de estructuras metálicas, edificios, puentes, torres, maquinaria, herrajes, señalización y muchos otros usos estructurales. Se puede utilizar en construcciones soldadas, atornilladas o remachadas. Composición química: Carbono (C):0.26%(máx.) Manganeso (Mn):0.26%(máx.) Fósforo (P):0.05%(máx.) Silicio (Si):0.4%(máx.) *Cobre(Cu): 0.2%(mín) Cuando se especifique APLICACIONES VISTA INTERIOR TUNEL EL ROSAL BOGOTA

42 ACERO ASTM A-36 (NTC 1920) PROPIEDADES MECÁNICAS BARCO PESQUERO UNIAL BARRANQUILLA (ASTM A131)

43 ACERO ASTM A-572 (NTC 1985) Es un acero de calidad estructural de alta resistencia y baja aleación (HSLA), al Columbio (Niobio)- Vanadio. Es empleado en la construcción de edificios, puentes, torres, maquinaria y muchos otros usos estructurales. Se puede utilizar en construcciones soldadas, atornilladas o remachadas. APLICACIONES Domo de 80 M. De diámetro, Coliseo Cubierto de Cúcuta

44 ACERO ASTM A-572 (NTC 1985) PROPIEDADES QUÍMICAS De acuerdo al elemento aleante (Niobio o Vanadio), se pueden presentar en cada grado tres tipos de acero A-572: TIPO 1Niobio (Columbio)0,005 - 0,05 TIPO 2Vanadio0,01 - 0,15 TIPO 3Niobio (0,05% Max)+ Vanadio0,02 - 0,15

45 ACERO ASTM A-572 (NTC 1985) PROPIEDADES MECÁNICAS * ALARGAMIENTO SEGÚN ESPESOR DEL ANGULO