Hierro y acero(2)
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Aspectos generales sobre el material Acero

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Hierro y acero(2) Hierro y acero(2) Presentation Transcript

  • HIERRO Y ACERO TECNOLOGIA V DOCENTE: ARQ. ANDRES M. GONZALEZ C. UNIVERSIDAD DE LA SALLE PROGRAMA DE ARQUITECTURA 2 SEMESTRE DE 2009 Colaboración Arq. Mg. Liliana Melgarejo
  • HIERRO Y ACERO El hierro y el acero manifestaron desde un principio su diferencia respecto a los materiales de construcción tradicionalmente empleados. Generaron nueva Arquitectura. TORRE EIFFEL. PARIS (1887-1889)
  • HIERRO Y ACERO
    • El hierro y el acero eran materiales mucho mas resistentes y caros que sus antecesores, razón por la cual pareció sensato destinarlos a la construcción de elementos lineales: perimetralmente tirantes; mas adelante, soportes y finalmente entramados completos dejando como cerramiento materiales mas económicos.
    • La historia arquitectónica de estos metales es la de las Estructuras Reticulares
    • Como ventaja esta el que son muy resistentes y fáciles de trabajar.
    • Como desventaja esta en que tienen graves inconvenientes en su tendencia a oxidarse y su mal comportamiento ante el fuego el cual destruye la fundición y anula la resistencia del acero.
    Puente de Coalbrookdale Es la primera gran obra de hierro, hecha entre 1775 y 1779.
  • HIERRO Y ACERO Palacio de Cristal. Londres. Joseph Paxton. 1851 Galería de las Máquinas de Dutert y Contamin
    • El hierro es un metal que comercialmente no se presenta en forma pura, sino con pequeñas adiciones de otros productos siempre presentes.
    • Video hierro.96668374643BBB23096ABAC57A45912654C5172D&sver=2&expire=1237192028&key=yt1&ipbits=0
  • HIERRO Y ACERO
    • El hierro colado o fundido es el mas resistente a la corrosión.
    • El acero es mas resistente pero se oxida más rápidamente.
    • Son metales maleables, dúctiles, soldables y muy duros. Calentándose y enfriándose rápidamente, se templan, haciéndose más duros, más elástico y resistentes.
    • La naturaleza del acero viene determinada por el tratamiento térmico que recibe una vez fabricado y por la presencia de cantidades ínfimas de otros materiales en su masa que influyen en su comportamiento.
    • Los aceros con adiciones de manganeso y tungsteno son apreciados por su resistencia a los impactos y las altas temperaturas.
    • Los aceros con cromo los hacen inoxidable.
    • La mezcla de aceros con elementos tales como el silicio, el molibdeno, el vanadio, el boro u otros completan la gama comercial que produce actualmente el sector metalúrgico
    • El acero se obtiene a partir del hierro y éste a base de transformar en un horno ciertos minerales.
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  • HIERRO Y ACERO
  • HIERRO Y ACERO
    • El hierro se obtiene a partir de minerales sometidos a intenso calor en un alto horno proceso que se denomina fundición . Los productos que se obtienen así son los arrabios o fundición bruta, gases y escoria ; estas últimas se desechan o son empleadas como balasto en las vías o materia prima en la fabricación de cemento.
    • La primeras fundiciones se llevaron probablemente en Asia unos mil años antes de nuestra era, se fabricaban herramientas, armas y otros objetos aunque no se empleaba para la construcción de edificios.
    • Para fundir el hierro se utilizaba carbón vegetal y se sustituyo por el coque con el que se obtuvo mas fácilmente hierro de mejor calidad.
    • El acero admite tratamientos más variados que el hierro, que además de poder ser moldeado, también es posible estirarlo en finos hilos o laminarlo en planchas delgadas plana o de perfil ondulado
    • barras de acero.306F38E1DCC9BCADFC13CD717ACDDE02B968F804&sver=2&expire=1237194592&key=yt1&ipbits=0
  • HIERRO Y ACERO
    • Durante todo el proceso de obtención se producen contaminaciones en las tres etapas de la obtención del material: a la hora de obtener la materia prima, durante la transformación, y al reciclar o desechar.
    IMPACTO MEDIOAMBIENTAL
    • El hierro es un material maleable, ferro magnético, y blando.
    • Debido a su poca resistencia su única aplicación es en la fabricación de imanes y ornamentación.
    • Después del aluminio es el segundo metal mas abundante en la corteza de la tierra
    • Sus principales aleaciones son aquellas de la familia de los ferro-carbonos.
    EL HIERRO
    • El acero es una aleación Fe-C en la que el carbono esta por debajo de 1.76% en peso.
    • Si el acero esta aleado con una determinada cantidad de otro elemento se clasifica en dos grupos principales: los aceros “puros” y los aleados .
    • Aceros estructurales, contenido de C del 0.15% al 0.33% usos: estructuras edificios, puentes, tuberías.
    • Otros aceros, contenido de C entre 0.34% y 0.65% resistencias elevadas, usos: resortes, tornillos.
    EL ACERO
  • ACEROS “PUROS”
  • ACEROS ESPECIALES/ ALEADOS
    • El acero puede combinarse con gran variedad de elementos que mejoran cualidades especificas, previamente seleccionadas según el trabajo que la nueva aleación vaya a realizar.
    • Las aleaciones presentes en Aceros al carbono:
      • Manganeso: Aumenta la tenacidad y neutraliza el efecto fragilizador del azufre.
      • Azufre: Perjudicial produce grietas. En 0.13 a 0.30 mejora la manejabilidad.
      • Fosforo: Elemento mas perjudicial, se permite contenido max. 0.05%.
    ALEACIONES DEL ACERO
    • Las aleaciones presentes en Aceros de baja aleación:
      • Níquel : Aporta la resistencia a la oxidación, aumenta resistencia al impacto.
      • Cromo : Aporta dureza y resistencia a la abrasión y oxidación. Resistencia a altas temperaturas. Tiende a hacer frágil al acero.
      • Cobalto : Produce aumento de la dureza del acero en caliente y a la abrasión.
      • Vanadio : Aumenta la resistencia a la tracción con poca fragilización.
      • Magnesio y Silicio: proporciones altas aumenta resistencia a la tenacidad.
    ALEACIONES DEL ACERO
  • TIPOS DE ACERO
    • 1. Acero al Carbono: Es aquel que tiene entre 0,1 y 1,9% de carbono en su contenido y no se le añade ningún otro material (otros metales).
    • 2. Acero Aleado: Es aquel acero al que se le añaden otros metales para mejorar sus propiedades (vanadio, molibdeno, manganeso, silicio, cobre).
  • ACEROS ALEADOS
    • ESTRUCTURAL:
    • Partes de maquinas(ejes, engranajes, palancas), estructuras de edificios, chasis de automóviles, puentes, barcos. Aleación entre 0.25-6%
    • PARA HERRAMIENTAS:
    • Se emplean en herramientas para cortar y modelar metales (taladros, fresas).
    • ESPECIALES:
    • Aceros inoxidables con un contenido superior al 12% de cromo. Resistentes a las altas temperaturas y la corrosión. En arquitectura se utiliza con fines decorativos.
  • PROPIEDADES Y CUALIDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL
    • Alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad.
    • Incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas.
    • Buena resistencia a la
    • corrosión en condiciones
    • normales.
  • CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS
    • Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por la contribución química que tienen los aceros.
    • Elasticidad: La elasticidad de los aceros es
    • muy alta, en un ensayo de tracción del acero
    • al estirarse antes de llegar a su límite elástico
    • vuelve a su condición original.
    • Soldabilidad:   Es un material que se puede unir por medio de soldadura y gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas.
    • Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada.
    • Trabajabilidad:   Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia.
    CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS
    • Ductilidad: es la capacidad de convertirse en hilos, por esfuerzo de tracción.
    • Tenacidad: es la resistencia a la rotura por tracción.
    • Flexibilidad: es la capacidad de doblarse y recuperarse al aplicarle un momento flector.
    • Resistencia: viene siendo el esfuerzo máximo que resiste un material antes de romperse.
    CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS
  • CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DE LOS ACEROS
    • Oxidación :   Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina.
    • Transmisor de calor y electricidad :   El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas.
  • CLASIFICACION DE LOS ACEROS
    • Clasificación común en nuestro medio para la identificación es la usada por la AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM.
    • Usa una A para materiales ferrosos.
    • Dos números siguientes indican las características del material.
    • Las dos ultimas cifras indican el año de la norma.
    • Ejemplo: Acero ASTM A36 – 96
    • A: material ferroso
    • 36: fluencia en miles de libras pulg2
    • 96: Norma revisada en 1996
    • Con esta clasificación se identifican acero empleados en planchas, perfiles, laminas, tubos, etc. Utilizados en estructuras metálicas.
  • CLASIFICACION DE LOS ACEROS
    • También se utiliza para aceros al carbono, la clasificación de la SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS – SAE y la AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE – AISI.
    • Para aceros al carbono la designación empieza por 10XX.
    • Dos últimos dígitos indican contenido de carbono en porcentajes de centésimas.
    • Ejemplo: ACERO SAE 1010
    • 10: indica que es acero al carbono
    • 10: acero con 10% de carbono
    • Con esta clasificación se identifican básicamente los aceros para fabricación de pernos de anclaje, ejes, tornillos, etc.
  • CLASES DE ACEROS ESTRUCTURALES
    • ASTM Sociedad Americana para las Pruebas de Materiales
    • Acero ASTM A - 36 (NTC 1920): Acero estructural al carbono, utilizado en construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas, herrajes eléctricos y señalización.
    • Acero ASTM A - 572 (NTC 1985): Acero de calidad estructural de alta resistencia y baja aleación. Es empleado en la construcción de estructuras metálicas, puentes, torres de energía, torres para comunicación, herrajes eléctricos, señalización y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas.
    • Acero ASTM A - 242 (NTC 1950): Es un acero de alta resistencia y baja aleación (HSLA), para construcciones soldadas, remachadas o atornilladas, aplicado principalmente para estructuras
    • Acero ASTM A - 588 (NTC 2012): Es un acero de calidad estructural de alta resistencia y baja aleación (HSLA), empleado en la construcción de estructuras, puentes, torres de energía y edificaciones remachadas, atornilladas o soldadas.
    • Aceros al Carbono para uso de la Industria: Estos productos están dirigidos a la industria para la fabricación de partes de aplicaciones metalmecánicas en procesos de calibración, forja y estampación.
    CLASES DE ACEROS ESTRUCTURALES
  • CLASIFICACIÓN DEL ACERO ESTRUCTURAL:
    • El acero estructural, según su forma, se clasifica en:
    • a. PERFILES ESTRUCTURALES: Son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo.
    • b. BARRAS : Son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños.
    • c. PLANCHAS: Son productos planos de acero laminado en caliente con anchos de 203 mm y 219 mm, y espesores mayores de 5,8 mm y mayores de 4,5 mm, respectivamente.
    tarea
  • HIERRO Y ACERO Secciones típicas de acero estructural La forma mas común del acero para construcción la constituyen los lingotes laminados según perfiles estándar, tales como doble T, UES, y diversas secciones huecas. Ventajas; Buen rendimiento mecánico y resistente, al ser fáciles de unir y combinar entre sí, y el fabricarse según medidas normalizadas para calculo estructural.
  • HIERRO Y ACERO Secciones típicas de acero estructural VIGA IPN VIGA IPE VIGA HEA VIGA HEB VIGA UPL VIGA UPE VIGA UPN VIGA UPAM
  • HIERRO Y ACERO Lamina de acero
  • HIERRO Y ACERO Máquina de oxicorte www.tallersfernandez.com
  • ELEMENTOS COMPUESTOS DE ACERO Y CONCRETO
  • SOLDADURAS
    • Unión de dos materiales (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de un proceso de fusión en el cual las piezas son soldadas derritiendo ambas y agregando metal o plástico derretido para conseguir una "pileta" (punto de soldadura) que, al enfriarse, forma una unión fuerte.
    • AMPLIAR CONCEPTOS
  • SOLDADURA Las uniones inicialmente se hacían con pernos rudimentarios, luego se utilizaron los roblones y remaches. En la actualidad los métodos de unión han demostrado mayor efectividad como las soldaduras. Video soldadura UPC
    • La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente.
    • La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico , pero la soldadura puede ser lograda mediante rayos láser , rayos de electrones, procesos de fricción o ultrasonido
    SOLDADURA
  • GASES
    • Por su gran capacidad inflamable, el gas más utilizado es el acetileno que, combinado con el oxígeno , es la base de la soldadura oxiacetilénica y oxicorte, el tipo de soldadura por gas más utilizado.
    • Para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio , o mezclas de ambos .
  • SOLDADURA OXIACETILÉNICA
  • REFERENTES Biblioteca de Santa Genoveva. Paris (1843-1850). Se aprovecho la docilidad del Hierro para resolver problemas arquitectónicos.
  • Crystal Palace ( 1850-1851. Joseph Paxton) Ejemplo de construcción Prefabricada www.escaire.com/.../noticies/extres/724_rr01.jpg
  • Fisher Building. Chicago (1895. Daniel Burnham) Entramados metálicos
  • HIERRO Y ACERO ESTATUA DE LA LIBERTAD. Nueva York (1833-1835) Primera gran estructura de acero construida en el mundo con una envoltura en cobre. Diseño Bertholdi y calculo del armazón por Gustavo Eiffel.
  • HIERRO Y ACERO SECOND LEITER BUILDING. (1889-1991) William Le Barón Jenney).Contruida por el pionero de entramados metálicos.
  • HIERRO Y ACERO CENTRO POMPIDOU. Paris (1975-1977) Renzo Piano y Richard Roger.
  • HIERRO Y ACERO JHON HANCOCK CENTER. (1968-1970) Skidmore Owing Merrill. El peso de su estructura se redujo notablemente por el uso de sus diagonales
  • HIERRO Y ACERO La tecnología del acero prosigue su evolución mostrando día a día nuevas posibilidades de aplicación del material, lo que es igualmente importante, sugiriendo y estimulando inéditas formas de aplicación de esos avances.
    • BIBLIOGRAFIA
    • BLUME, Hermann, La Construcción de la Arquitectura. Técnica, Diseño y Estilo , Ed. Michael Foster, 1988 BLUME, Hermann, La Construcción de la Arquitectura. Técnica, Diseño y Estilo, Ed. Michael Foster, 1988.
    • PAGINAS DE INTERNET CONSULTADAS
    • www.virtual.unal.edu.co/cursos
    • www. astm .org/SNEWS/SPANISH/SPANISH.html
    • http://www.diaco.com.co/Barra_Corrugada.aspx
    • http://www.acasa.com.co/productos/astma36.htm
    • Varios Autores. Varios Titulos. [http://www.slideshare.net]. Enero 15 de 2011.