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• Maryerlin Gavidia

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AUTOCAD Es el programa de mayor utilización en las aéreas de ingeniería y diseño y es capaz de especificar una desarrollo a través de dibujos, cotas y anotaciones, expresadas en planos de 2 dimensiones, utilizando todos los recursos usados tradicionalmente para dibujar (figuras básicas, herramientas de edición, capas, fuentes, entre otros). El programa tiene variantes particulares, relacionadas con el tipo de aplicación final y puede ser:      

Autocad 2d: diseño y dibujo en 2 dimensiones Autocad 3d: diseño en 3 dimensiones, dibujo en 2 dimensiones Autocad MEP (instalaciones mecánicas, eléctricas y plomería) Autocad Mechanical Autocad P&ID (pipe & instrumentation design) Autocad Plant 3D

SKETCHUP PRO Es útil desde las primeras etapas de diseño esquemático hasta el final de la administración de la construcción.

Civil3D El AutoCAD Civil3D es una herramienta de diseño y cálculo muy útil en el desarrollo de diseño de sitio, diseño urbanístico, carreteras, movimiento de tierras, cálculo topográfico, replanteo de información, etc.

Autocad® P&ID (pipe & instrumentation design) Es un programa de la compañía Autodesk® que permite crear, modificar y manejar tuberías e instrumentación de DTI inteligentes. Es un programa fácil de usar tanto para diseñadores como para ingenieros donde es posible que el equipo de trabajo comience a utilizar el programa inmediatamente con poco entrenamiento. En Autocad® P&ID los dibujantes tienen fácil acceso a la información de las líneas y los componentes del diagrama durante la elaboración del mismo. Autocad® P&ID tiene una plataforma muy parecida a Autocad®, pero es elaborado especialmente para los dibujantes y proyectistas que realizan DTI, con la finalidad de hacer su trabajo más rápido y eficiente, ofreciendo una fácil manipulación del mismo y permitiendo la generación de una gran cantidad de reportes generales y por equipos.

MARYERLIN GAVIDIA C.I. 19.278.893 T1 – P3 ING. CIVIL

ACERO El acero es normalmente conocido como un metal pero en realidad el mismo es una aleación de un metal (el hierro) y un metaloide (el carbono) que puede aparecer en diferentes proporciones pero nunca superiores al dos por ciento del total del peso del producto final. El acero, debido a sus propiedades, es una de las alineaciones más utilizadas por el hombre en diferentes circunstancias, tanto en la construcción como en la industria automotriz y en muchas otras. Al mismo tiempo, los materiales que lo componen son muy abundantes en el planeta a diferencia de otros metales que son mucho más escasos y difíciles de conseguir. Por lo tanto, la generación de acero es mucho más accesible en términos de costos que otros metales o aleaciones.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Cizallamiento: En ausencia de información se puede considerar las resistencias de cizallamiento como sigue: Material

(Ec. 1.1)

ALUMINIO ACERO COBRE FUNDICIÓN FUNDICION DE HIERRO

MALEABLE 1.30

0.60 0.75 0.90 0.90

Ductilidad: Es la capacidad para absorber sobrecargas. La Ductibilidad se mide por el porcentaje de alargamiento que sufre el material antes de romperse. La línea divisora normal entre Ductibilidad y fragilidad es el alargamiento, si un material tiene menos del 5% de alargamiento es frágil, mientras que otro que tenga más es dúctil. Si un material es dúctil tiene la capacidad de poderse trabajar en frío (operaciones tales como: plegado, estirado, embutido, rebordeado) Maleabilidad: Término que frecuentemente se intercambia con ductilidad. La maleabilidad es la propiedad o cualidad de ser comprimido o aplanado. Resiliencia: Capacidad para absorber energía en la zona elástica se mide por el módulo de resiliencia que es la energía de deformación que puede absorber por unidad de volumen el material.

(Ec. 1.2) Tenacidad: Capacidad para absorber energía en la zona plástica. El módulo de tenacidad se obtiene integrando el diagrama tensión deformación hasta la fractura. Un método relativamente sencillo de valorar la tenacidad, consiste en calcular el número índice de tenacidad, que se obtiene multiplicando el límite de rotura por la deformación en la rotura. ( Ec. 1.3) Otro método consiste en multiplicar la deformación en la rotura por la media del límite de rotura y del límite de fluencia. (Ec. 1.4) Dureza: La dureza es importante cuando se proyecta una pieza que deba resistir el desgaste, la erosión o la deformación plástica. Los sistemas de medida de mayor uso son: Brinell, Rockwell, Vickers y la Shore.

OBTENCION, TRANSFORMACION Y APLICACIÓN DEL ACERO OBTENCIÓN DEL ACERO: A la fabricación del acero se destina aproximadamente el 75% del arrabio que se produce en los altos hornos. El siguiente video te ayudará a entender la fabricación del acero:

El acero es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono (siempre menor al 1,76%). El acero se obtiene en el horno convertidor a través de una operación que se denomina afino, uno de los métodos más empleados para realizar el afino es elsistema de inyección de oxígeno (LD). Este sistema consiste en lo siguiente: ¿Que metemos en el convertidor?: a) Arrabio: Nada más sacarlo del alto horno (antes de que se enfríe) ya se mete en el convertidor. Recordamos que el arrabio tiene hierro, carbón e impurezas. b) Chatarra de hierro: Procedente de coches, electrodomésticos,... c) Fundente: Recordamos que es carbonato cálcico y que lo empleamos como detergente para eliminar las impurezas. d) Oxigeno: Se inyecta a presión en el centro del convertidor a través de tubo con forma de lanza, y con ello conseguimos quemar parte del carbón que no se había quemado en el alto horno.

¿Que obtenemos del convertidor?: a) Escorias: El fundente se pega a las impurezas y las hace flotar formando la escoria.

b) Acero: En la parte inferior del convertidor quedará el hierro y el carbón que no se ha quemado.

Finalmente iniciamos el proceso de colada, para ello inclinamos parcialmente el convertidor para que caiga solo la escoria (como cuando tratamos de eliminar solo la nata que queda encima de un vaso de leche). Una vez eliminada la escoria se vuelca totalmente el convertidor para que caiga el acero dentro de los moldes que tendrán la forma de las piezas que queremos obtener.

Los aceros se pueden mezclar con otros elementos químicos (silicio, cromo, níquel, manganeso,....) para obtener aceros aleados, pudiendo obtener en función del elemento con el que juntemos y su cantidad podemos obtener acero con múltiples propiedades y para múltiples aplicaciones. Esto no ocurre así para las fundiciones. Por ejemplo, el acero mezclado con cromo se vuelve inoxidable o si le añadimos wolframio evitamos que se ablande cuando se calienta demasiado.

Transformación del acero El acero, conformado en palanquillas, lingotes y desbastes planos, se transforma y adapta las formas, dimensiones y propiedades definidas por la empresa transformadora del acero. Es lo que se lleva a cabo en los laminadores.

Usos del acero El acero se usa para la fabricación de herramientas, utensilios, equipos mecánicos, partes de electrodomésticos y maquinas industriales. El acero se consume en la construcción de camiones y de maquinaria para la agricultura. Las construcciones ferroviarias, ya sea de vías o material rodantes, consumen grandes cantidades de acero. Se puede encontrar este elemento en la industria de las armas, sobre todo en el armamento pesado, vehículos blindados y acorazados. Los astilleros que construyen barcos petroleros, gasistas y buques cisternas son grandes consumidores del acero. Otra industria que recurre mucho acero es la automotriz, ya que muchas partes de los automóviles están compuestas por ese material, por ejemplo: el cigüeñal, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección. En la vida cotidiana encontramos el acero en envases como latas de conservas o bebidas, o bidones para pinturas, grasas o solventes. También es un elemento importante que se utiliza para las estructuras de viviendas comunes y en gran parte de los edificios modernos. Es utilizado para armar el hormigón, reforzar los cimientos, transportar agua o gas. Es fundamental para formar el armazón de los edificios, además es utilizado como revestimiento en fachadas y techos

CARACTERISTICAS DEL COMPORTAMIENTO MECANICO DEL ACERO Características Mecánicas del Acero Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos o a los métodos de endurecimiento por acritud, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas características genéricas:

Densidad Media: 7850 kg/m3 Comportamiento respecto a la Temperatura: se puede contraer, dilatar o fundir. Punto de Fusión: depende del tipo de aleación, pero al ser su componente principal el hierro éste anda alrededor de los 1510 ºC. Sin embargo los aceros aleados presentan frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 ºC. Punto de Ebullición: alrededor de los 3000 ºC. Es muy tenaz Es Dúctil: esta propiedad permite obtener alambres Es Maleable: es posible deformarlo hasta obtener láminas Es fácil de mecanizar: para un posterior tratamiento térmico Fácilmente soldable Dureza variable según el tipo de elementos de aleación Templable o endurecible por tratamientos térmicos. La Corrosión: es la mayor desventaja de los aceros, ya que el acero se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Además de con elementos de aleación, prueba de ello son los aceros inoxidables. Alta Conductividad Térmica y Eléctrica •Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo que varía con el tamaño y grado de la propia barra •Dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material •Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción.

DIAGRAMA DE ESFUERZOS DE FORMACION

El diseño de elementos estructurales implica determinar la resistencia y rigidez del material estructural, estas propiedades se pueden relacionar si se evalúa una barra sometida a una fuerza axial para la cual se registra simultáneamente la fuerza aplicada y el alargamiento producido. Estos valores permiten determinar el esfuerzo y la deformación que al graficar originan el denominado diagrama de esfuerzo y deformación. Los diagramas son similares si se trata del mismo material y de manera general permite agrupar los materiales dentro de dos categorías con propiedades afines que se denominan materiales dúctiles y materiales frágiles. Los diagramas de materiales dúctiles se caracterizan por ser capaces de resistir grandes deformaciones antes de la rotura, mientras que los frágiles presenta un alargamiento bajo cuando llegan al punto de rotura. ESFUERZO. Las fuerzas internas de un elemento están ubicadas dentro del material por lo que se distribuyen en toda el área; justamente se denomina esfuerzo a la fuerza por unidad de área, la cual se denota con la letra griega sigma (σ) y es un parámetro que permite comparar la resistencia de dos materiales, ya que establece una base común de referencia.

σ = P/A Donde: P≡ Fuerza axial; A≡ Area de la sección transversal DEFORMACIÓN. La resistencia del material no es el único parámetro que debe utilizarse al diseñar o analizar una estructura; controlar las deformaciones para que la estructura cumpla con el propósito para el cual se diseñó tiene la misma o mayor importancia. El análisis de las deformaciones se relaciona con los cambios en la forma de la estructura que generan las cargas aplicadas. Una barra sometida a una fuerza axial de tracción aumentara su longitud inicial; se puede observar que bajo la misma carga pero con una longitud mayor este aumento o alargamiento se incrementará también. Por ello definir la deformación (ε) como el cociente entre el alargamiento δ y la longitud inicial L, indica que sobre la barra la deformación es la misma porque si aumenta L también aumentaría δ. Matemáticamente la deformación sería:

ε = δ/L DIAGRAMA.

El diagrama es la curva resultante graficada con los valores del esfuerzo y la correspondiente deformación unitaria en el espécimen calculado a partir de los datos de un ensayo de tensión o de compresión.

a) Límite de proporcionalidad: Se observa que va desde el origen O hasta el punto llamado límite de proporcionalidad, es un segmento de recta rectilíneo, de donde se deduce la tan conocida relación de proporcionalidad entre la tensión y la deformación enunciada en el año 1678 por Robert Hooke. Cabe resaltar que, más allá la deformación deja de ser proporcional a la tensión.

b) Limite de elasticidad o limite elástico: Es la tensión más allá del cual el material no recupera totalmente su forma original al ser descargado, sino que queda con una deformación residual llamada deformación permanente. c) Punto de fluencia: Es aquel donde en el aparece un considerable alargamiento o fluencia del material sin el correspondiente aumento de carga que, incluso, puede disminuir mientras dura la fluencia. Sin embargo, el fenómeno de la fluencia es característico del acero al carbono, mientras que hay otros tipos de aceros, aleaciones y otros metales y materiales diversos, en los que no manifiesta. d) Esfuerzo máximo: Es la máxima ordenada en la curva esfuerzo-deformación. e) Esfuerzo de Rotura: Verdadero esfuerzo generado en un material durante la rotura.

PERFILES ABRIERTOS Y PERFILES CERRADOS DEL ACERO

Perfiles Abiertos: Consiste en la deformación de una banda de acero cortada y laminada en frío que es deformada mediante una serie de rodillos superiores, laterales e inferiores. Se trata de un proceso continuo en el que cada rodillo contribuye al siguiente paso del deformado de la banda de acero hasta que adopta su forma final.

Subcategorías

Imagen

nombre

descripción

Correas

Elemento constructivo sobre el que se apoya la ch

panel que actuará como cubierta para un edificio o

En función de la geometría de la sección podemos distinguir:

U Laminadas en frío

Omegas

Con geometría en forma de U, se caracterizan por exteriores de las alas perpendiculares al alma, mie caras interiores de las alas presentan una inclinaci hasta un 14% respecto de la cara exterior, por lo q espesores de las alas son decrecientes. Las unione las caras exteriores e interiores de las alas, así com uniones entre las alas y el alma, son redondeadas

Con geometría en forma de Omega, se caracteriza tener los exteriores de las alas perpendiculares al mientras las caras interiores de las alas presentan inclinación de hasta un 14% respecto de la cara ex por lo que los espesores de las alas son decrecient uniones entre las caras exteriores e interiores de l así como las uniones entre las alas y el alma, son redondeadas.

Lamas

Tienen geometría plana.

Perfiles Cerrados: Se fabrican mediante plegadoras de rodillo en frío a partir de chapas finas de acero (espesores entre 0.3 y 6 mm) con soldadura y distintas secciones de tubo (redondo, cuadrado, rectangular...).

Subcategorías Imagen

nombre

descripción

Perfiles de cerrajería

Perfiles soldados para carpintería metálica y cerrajería.

Pasamanos Perfiles cerrados no normalizados, de distintas secciones

COMPORTAMIENTO CONSTRUCTIVO Y ESTRUCTURAL DEL ACERO Método de construcción La construcción de estructuras de acero implica por una parte la unión de las piezas y por otra el alzado de ellas para ser colocadas en el lugar especificado. La conexión de las piezas es de especial cuidado ya que deben garantizar el comportamiento como un sistema estructural; estas conexiones pueden ser hechas mediante soldaduras, pernos o remaches.

En cuanto a la construcción de los elementos de acero, se debe tener cuidado, ya que el alzado puede implicar inversión de las fuerzas de diseño2 . Además debe tomarse en cuenta colocar arriostramientos para dar estabilidad a la estructura durante la construcción

Comportamiento Estructural

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

Estas estructuras cumplen con los mismos condicionantes que las estructuras de hormigón, es decir, que deben estar diseñadas para resistir acciones verticales y horizontales. En el caso de estructuras de nudos rígidos, situación no muy frecuente, las soluciones generales a fin de resistir las cargas horizontales, serán las mismas que para Estructuras de Hormigón Armado. Pero si se trata de estructuras articuladas, tal el caso normal en estructuras metálicas, se hace necesario rigidizar la estructura a través de triangulaciones (llamadas cruces de San Andrés), o empleando pantallas adicionales de hormigón armado. Las barras de las estructuras metálicas trabajan a diferentes esfuerzos de compresión y flexión; veamos: Piezas a Compresión: Para las Estructuras Metálicas, cuando el esfuerzo principal es de compresión, se deben elegir perfiles cuyo momento de inercia en relación a los dos ejes principales , sean en lo posible similares, pues su capacidad resistente depende en gran medida del momento de inercia mínimo. Piezas a Flexión: En las Estructuras Metálicas, a fin de que una barra trabaje principalmente a esfuerzos de flexión, deben elegirse perfiles cuyo momento de inercia sea máximo para una misma cantidad de material.

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