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Hierro y acero(2)
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Hierro y acero(2)

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Aspectos generales sobre el material Acero

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  • 1. 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
  • 2. 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)
  • 3. HIERRO Y ACERO <ul><li>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. </li></ul><ul><li>La historia arquitectónica de estos metales es la de las Estructuras Reticulares </li></ul><ul><li>Como ventaja esta el que son muy resistentes y fáciles de trabajar. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>Puente de Coalbrookdale Es la primera gran obra de hierro, hecha entre 1775 y 1779.
  • 4. HIERRO Y ACERO Palacio de Cristal. Londres. Joseph Paxton. 1851 Galería de las Máquinas de Dutert y Contamin <ul><li>El hierro es un metal que comercialmente no se presenta en forma pura, sino con pequeñas adiciones de otros productos siempre presentes. </li></ul><ul><li>Video hierro.96668374643BBB23096ABAC57A45912654C5172D&amp;sver=2&amp;expire=1237192028&amp;key=yt1&amp;ipbits=0 </li></ul>
  • 5. HIERRO Y ACERO <ul><li>El hierro colado o fundido es el mas resistente a la corrosión. </li></ul><ul><li>El acero es mas resistente pero se oxida más rápidamente. </li></ul><ul><li>Son metales maleables, dúctiles, soldables y muy duros. Calentándose y enfriándose rápidamente, se templan, haciéndose más duros, más elástico y resistentes. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Los aceros con adiciones de manganeso y tungsteno son apreciados por su resistencia a los impactos y las altas temperaturas. </li></ul><ul><li>Los aceros con cromo los hacen inoxidable. </li></ul><ul><li>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 </li></ul><ul><li>El acero se obtiene a partir del hierro y éste a base de transformar en un horno ciertos minerales. </li></ul><ul><li>video acero.A76A0C9A99FCC7025D18977DE2A11CDD76D71B31&amp;sver=2&amp;expire=1237192939&amp;key=yt1&amp;ipbits=0&amp;redirect_counter=1&amp;tt=EC </li></ul>
  • 6. HIERRO Y ACERO
  • 7. HIERRO Y ACERO <ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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 </li></ul><ul><li>barras de acero.306F38E1DCC9BCADFC13CD717ACDDE02B968F804&amp;sver=2&amp;expire=1237194592&amp;key=yt1&amp;ipbits=0 </li></ul>
  • 8. HIERRO Y ACERO
  • 9. <ul><li>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. </li></ul>IMPACTO MEDIOAMBIENTAL
  • 10. <ul><li>El hierro es un material maleable, ferro magnético, y blando. </li></ul><ul><li>Debido a su poca resistencia su única aplicación es en la fabricación de imanes y ornamentación. </li></ul><ul><li>Después del aluminio es el segundo metal mas abundante en la corteza de la tierra </li></ul><ul><li>Sus principales aleaciones son aquellas de la familia de los ferro-carbonos. </li></ul>EL HIERRO
  • 11. <ul><li>El acero es una aleación Fe-C en la que el carbono esta por debajo de 1.76% en peso. </li></ul><ul><li>Si el acero esta aleado con una determinada cantidad de otro elemento se clasifica en dos grupos principales: los aceros “puros” y los aleados . </li></ul><ul><li>Aceros estructurales, contenido de C del 0.15% al 0.33% usos: estructuras edificios, puentes, tuberías. </li></ul><ul><li>Otros aceros, contenido de C entre 0.34% y 0.65% resistencias elevadas, usos: resortes, tornillos. </li></ul>EL ACERO
  • 12. ACEROS “PUROS”
  • 13. ACEROS ESPECIALES/ ALEADOS
  • 14. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Las aleaciones presentes en Aceros al carbono: </li></ul><ul><ul><li>Manganeso: Aumenta la tenacidad y neutraliza el efecto fragilizador del azufre. </li></ul></ul><ul><ul><li>Azufre: Perjudicial produce grietas. En 0.13 a 0.30 mejora la manejabilidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>Fosforo: Elemento mas perjudicial, se permite contenido max. 0.05%. </li></ul></ul>ALEACIONES DEL ACERO
  • 15. <ul><li>Las aleaciones presentes en Aceros de baja aleación: </li></ul><ul><ul><li>Níquel : Aporta la resistencia a la oxidación, aumenta resistencia al impacto. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cromo : Aporta dureza y resistencia a la abrasión y oxidación. Resistencia a altas temperaturas. Tiende a hacer frágil al acero. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cobalto : Produce aumento de la dureza del acero en caliente y a la abrasión. </li></ul></ul><ul><ul><li>Vanadio : Aumenta la resistencia a la tracción con poca fragilización. </li></ul></ul><ul><ul><li>Magnesio y Silicio: proporciones altas aumenta resistencia a la tenacidad. </li></ul></ul>ALEACIONES DEL ACERO
  • 16. TIPOS DE ACERO <ul><li>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). </li></ul><ul><li>2. Acero Aleado: Es aquel acero al que se le añaden otros metales para mejorar sus propiedades (vanadio, molibdeno, manganeso, silicio, cobre). </li></ul><ul><li> </li></ul>
  • 17. ACEROS ALEADOS <ul><li>ESTRUCTURAL: </li></ul><ul><li>Partes de maquinas(ejes, engranajes, palancas), estructuras de edificios, chasis de automóviles, puentes, barcos. Aleación entre 0.25-6% </li></ul><ul><li>PARA HERRAMIENTAS: </li></ul><ul><li>Se emplean en herramientas para cortar y modelar metales (taladros, fresas). </li></ul><ul><li>ESPECIALES: </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  • 18. PROPIEDADES Y CUALIDADES DEL ACERO ESTRUCTURAL <ul><li>Alta resistencia, homogeneidad en la calidad y fiabilidad de la misma, soldabilidad, ductilidad. </li></ul><ul><li>Incombustible, pero a altas temperaturas sus propiedades mecánicas fundamentales se ven gravemente afectadas. </li></ul><ul><li>Buena resistencia a la </li></ul><ul><li>corrosión en condiciones </li></ul><ul><li>normales. </li></ul>
  • 19. CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Elasticidad: La elasticidad de los aceros es </li></ul><ul><li>muy alta, en un ensayo de tracción del acero </li></ul><ul><li>al estirarse antes de llegar a su límite elástico </li></ul><ul><li>vuelve a su condición original. </li></ul>
  • 20. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada. </li></ul><ul><li>Trabajabilidad:   Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia. </li></ul>CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS
  • 21. <ul><li>Ductilidad: es la capacidad de convertirse en hilos, por esfuerzo de tracción. </li></ul><ul><li>Tenacidad: es la resistencia a la rotura por tracción. </li></ul><ul><li>Flexibilidad: es la capacidad de doblarse y recuperarse al aplicarle un momento flector. </li></ul><ul><li>Resistencia: viene siendo el esfuerzo máximo que resiste un material antes de romperse. </li></ul>CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS
  • 22. CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DE LOS ACEROS <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Transmisor de calor y electricidad :   El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas. </li></ul>
  • 23. CLASIFICACION DE LOS ACEROS <ul><li>Clasificación común en nuestro medio para la identificación es la usada por la AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM. </li></ul><ul><li>Usa una A para materiales ferrosos. </li></ul><ul><li>Dos números siguientes indican las características del material. </li></ul><ul><li>Las dos ultimas cifras indican el año de la norma. </li></ul><ul><li>Ejemplo: Acero ASTM A36 – 96 </li></ul><ul><li>A: material ferroso </li></ul><ul><li>36: fluencia en miles de libras pulg2 </li></ul><ul><li>96: Norma revisada en 1996 </li></ul><ul><li>Con esta clasificación se identifican acero empleados en planchas, perfiles, laminas, tubos, etc. Utilizados en estructuras metálicas. </li></ul>
  • 24. CLASIFICACION DE LOS ACEROS <ul><li>También se utiliza para aceros al carbono, la clasificación de la SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS – SAE y la AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE – AISI. </li></ul><ul><li>Para aceros al carbono la designación empieza por 10XX. </li></ul><ul><li>Dos últimos dígitos indican contenido de carbono en porcentajes de centésimas. </li></ul><ul><li>Ejemplo: ACERO SAE 1010 </li></ul><ul><li>10: indica que es acero al carbono </li></ul><ul><li>10: acero con 10% de carbono </li></ul><ul><li>Con esta clasificación se identifican básicamente los aceros para fabricación de pernos de anclaje, ejes, tornillos, etc. </li></ul>
  • 25. CLASES DE ACEROS ESTRUCTURALES <ul><li>ASTM Sociedad Americana para las Pruebas de Materiales </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  • 26. <ul><li>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 </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>CLASES DE ACEROS ESTRUCTURALES
  • 27. CLASIFICACIÓN DEL ACERO ESTRUCTURAL: <ul><li>El acero estructural, según su forma, se clasifica en: </li></ul><ul><li>a. PERFILES ESTRUCTURALES: Son piezas de acero laminado cuya sección transversal puede ser en forma de I, H, T, canal o ángulo. </li></ul><ul><li>b. BARRAS : Son piezas de acero laminado, cuya sección transversal puede ser circular, hexagonal o cuadrada en todos los tamaños. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>tarea
  • 28. 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.
  • 29. HIERRO Y ACERO Secciones típicas de acero estructural VIGA IPN VIGA IPE VIGA HEA VIGA HEB VIGA UPL VIGA UPE VIGA UPN VIGA UPAM
  • 30. HIERRO Y ACERO Lamina de acero
  • 31. HIERRO Y ACERO Máquina de oxicorte www.tallersfernandez.com
  • 32. ELEMENTOS COMPUESTOS DE ACERO Y CONCRETO
  • 33. SOLDADURAS <ul><li>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 &amp;quot;pileta&amp;quot; (punto de soldadura) que, al enfriarse, forma una unión fuerte. </li></ul><ul><li>AMPLIAR CONCEPTOS </li></ul>
  • 34. 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
  • 35. <ul><li>La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente. </li></ul><ul><li>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 </li></ul>SOLDADURA
  • 36. GASES <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio , o mezclas de ambos . </li></ul>
  • 37. SOLDADURA OXIACETILÉNICA
  • 38. REFERENTES Biblioteca de Santa Genoveva. Paris (1843-1850). Se aprovecho la docilidad del Hierro para resolver problemas arquitectónicos.
  • 39. Crystal Palace ( 1850-1851. Joseph Paxton) Ejemplo de construcción Prefabricada www.escaire.com/.../noticies/extres/724_rr01.jpg
  • 40. Fisher Building. Chicago (1895. Daniel Burnham) Entramados metálicos
  • 41. 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.
  • 42. HIERRO Y ACERO SECOND LEITER BUILDING. (1889-1991) William Le Barón Jenney).Contruida por el pionero de entramados metálicos.
  • 43. HIERRO Y ACERO CENTRO POMPIDOU. Paris (1975-1977) Renzo Piano y Richard Roger.
  • 44. 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
  • 45. 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.
  • 46. <ul><li>BIBLIOGRAFIA </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>PAGINAS DE INTERNET CONSULTADAS </li></ul><ul><li>www.virtual.unal.edu.co/cursos </li></ul><ul><li>www. astm .org/SNEWS/SPANISH/SPANISH.html </li></ul><ul><li>http://www.diaco.com.co/Barra_Corrugada.aspx </li></ul><ul><li>http://www.acasa.com.co/productos/astma36.htm </li></ul><ul><li>Varios Autores. Varios Titulos. [http://www.slideshare.net]. Enero 15 de 2011. </li></ul>

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