materiales de construccion
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UNIVERSIDAD “CESAR VALLEJO” - TRUJILLO
Facultad de IngenieríaEscuela Profesional de Ingeniería Civil
TEMA: “DESCRIPCION SOBRE MATERIALES INDUSTRIALES UTILIZADOS EN OBRAS”
NOMBRE DEL CURSO: RESISTENCIA DE LOS MATERIALES
PROFESOR: ING. CHÁVEZ NOVOA DANNY
FECHA: 05 DE OCTUBRE DEL 2015- II
INTEGRANTES CÓDIGOALVAREZ ENCARRION , GEINER 7000449927BECERRA VASQUEZ , DEYVI 2132033736CHUNAS TELLO , HEBER SAUL 2141035549CEPEDA FLORIANO, ALEXISSANCHEZ CARRANZA KEVIN ANDERSON 2132034044
OBSERVACIONES:
1.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
2.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
3.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
4.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
NOTA:……............................. ................................................
EN NUMERO EN LETRA FIRMA DEL PROFESOR
ÍNDICE
Pág.I. Introducción……………………………………………………………………………………………….…
Objetivos………………………………………………………………………………………………….…
Objetivos general ………………………………………………..……………………………….
Objetivos específicos………………………………………………………………………………..
Marco teórico………………………………………………………………………………………………..
Descripción sobre los materiales industriales en obras de infraestructura……
Elementos que Constituyen en la construcción…………………………………………….
Características…………………………………………………………………………………………..
Propiedades de los Materiales…………………………………………………………………..
Elemento Estructural………………………………………………………………………………….
Casos Prácticos…………………………………………………………………………………………..
Conclusiones………………………………………………………………………………………………
Referencias bibliográficas…………………………………………………………………………..
Anexos……………………………………………………………………………………………………….
INTRODUCION
El siguiente informe ha sido ideado con el objetivo de adquirir un
conocimiento más completo y útil a cerca de los materiales de
construcción. Este informe está basado en los conocimientos de autores
que constituyen una gama de científicos e ingenieros y reconocidos
expertos en la construcción de mega proyectos. En el presente trabajo
grupal hemos pretendido dar a conocer todo sobre cada uno de los
materiales empleados en la construcción pues es importante ir
conociéndolos desde el primer año de nuestra carrera. Así como damos a
conocer su importancia en el desarrollo de la civilización tratando de
hacerlo lo más didáctico posible para un buen entendimiento del tema.
Construcción es realizar obras requeridas para la ejecución de una
edificación, una infraestructura (puente, presa, etc.), una máquina, etc.,
empleando los materiales adecuados y las correspondientes normas
técnicas según el caso. La parte de la misma que se ocupa del estudio,
desarrollo y dirección de obras industriales recibe el nombre de
Construcción Industrial.
Partiendo de elementos simples como ladrillos, cemento, áridos, vidrio,
madera, acero, plásticos, etc., y utilizando combinaciones adecuadas de
los mismos, se proyectan otros conjuntos parciales como cimentaciones,
muros, pilares, vigas, forjados, etc., que en su totalidad completarán el
conjunto final que no será sino el edificio que se pretende construir.
Este estudio abarca el conocimiento de los materiales que se utilizan en la
realización de los trabajos constructivos llevados a cabo con mayor
asiduidad, con el fin de elegir aquellos que por sus características reúnan
las mejores condiciones técnicas y económicas. Por otra parte se estudia la
disposición de los distintos elementos que integran el conjunto, de
acuerdo con el material empleado y las hipótesis de cálculo, para lograr
una eficaz resistencia además de una buena armonía en sus formas.
ANTECEDENTES
Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la
energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su
condición.
Las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia
llevan sus nombres de acuerdo al material desarrollado y que
significó una época en nuestra evolución. La edad de piedra con
las primeras herramientas y armas para cazar fabricadas en ese
material, la edad de bronce en la que se descubre la ductilidad y
multiplicidad de ese material, seguida de la edad de hierro en la
que este reemplaza al bronce por ser un material más fuerte y
con más aplicaciones, etc. Los productos de los que se ha
servido el hombre a lo largo de la historia para mejorar su nivel
de vida o simplemente para subsistir han sido y son fabricados a
base de materiales, se podría decir que estos están alrededor
de nosotros estemos donde estemos. De ellos depende en
parte nuestra existencia.
Hay muchos más materiales de los que utilizamos día a día, los
que vemos en las ciudades o los que utilizamos en nuestro
quehacer diario
IMPORTANCIA
Construcción es el arte de construir, es decir, realizar con los elementos y
maquinaria necesarios, siguiendo un plan previamente establecido, las
obras requeridas para la ejecución de una edificación, una infraestructura
(puente, presa, etc.), una máquina, etc. Empleando los materiales
adecuados y las correspondientes normas técnicas según el caso. La parte
de la misma que se ocupa del estudio, desarrollo y dirección de obras
industriales recibe el nombre de Construcción Industrial.
Partiendo de elementos simples como ladrillos, cemento, áridos, vidrio,
madera, acero, plásticos, etc., y utilizando combinaciones adecuadas de
los mismos, se proyectan otros conjuntos parciales como cimentaciones,
muros, pilares, vigas, forjados, etc., que en su totalidad completarán el
conjunto final que no será sino el edificio que se pretende construir.
Este estudio abarca el conocimiento de los materiales que se utilizan en la
realización de los trabajos constructivos llevados a cabo con mayor
asiduidad, con el fin de elegir aquellos que por sus características reúnan
las mejores condiciones técnicas y económicas. Por otra parte se estudia
la disposición de los distintos elementos que integran el conjunto, de
acuerdo con el material empleado y las hipótesis de cálculo, para lograr
una eficaz resistencia además de una buena armonía en sus formas.
I. Objetivos:
Objetivos generales:
Conocer como seleccionar los materiales que mejor se
ajusten a las demandas de su diseño (Económicas,
estéticas, resistencia, durabilidad, etc.)
Objetivos específicos:
Estudiar el comportamiento de materiales y del elemento
estructural.
Conocer las propiedades y limitaciones de los distintos
tipos de materiales y seleccionar aquellos que le
proporcionen valores adecuados de las propiedades que él
requiere. Para ellos existen ensayos normalizados para su
determinación.
II. Descripción sobre los materiales industriales en obras de infraestructura:
EL ACERO:
Es una aleación de hierro-carbono forjable, con porcentajes de carbono
variables entre 0,008 y 2,14%. Este material es usado en
la construcción y no se encuentran en la naturaleza en estado puro y
por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie
de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las
impurezas u otros minerales que lo acompañen.
EL ALUMINIO:
El aluminio es el elemento metálico más abundante sobre la faz de la
tierra y en peso representa el 8% de la parte exterior de la corteza
terrestre. Fue fabricado industrialmente en 1854, además de
producirse para la elaboración de automóviles, aviones, barcos y otros
vehículos, se usa cada vez con más frecuencia en arquitectura con
propósitos estructurales y estéticos porque es flexible y moldeable. Es
importante mencionar que con aleaciones se le puede aumentar su
resistencia y fuerza.
LA MADERA:
La madera es un material duro y resistente que se produce mediante
la transformación del árbol. Es un recurso forestal disponible que se ha
utilizado durante mucho tiempo como material de construcción. La
madera es uno de los elementos constructivos más antiguos que el
hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas y otras
edificaciones. Pero para lograr un resultado excelente en su
trabajabilidad hay que tener presente ciertos aspectos relacionados
con la forma de corte, curado y secado.
EL CONCRETO:
El concreto es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante
(generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y agua) que
al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a la de las
mejores piedras naturales.
III. Elementos que Constituyen en la construcción:
EL ACERO EN LA CONSTRUCCION:
La industria de la construcción ha desarrollado diferentes formas de
secciones y tipos de acero que se adaptan más eficientemente a las
necesidades de la construcción de edificios.
Las aplicaciones comunes del acero estructural en la construcción
incluyen perfiles estructurales de secciones: usadas en edificios e
instalaciones para industrias; cables para puentes colgantes,
atirantados y concreto pre esforzado; varillas y mallas electro soldadas
para el concreto reforzado; láminas plegadas usadas para techos y
pisos
EL ALUMINIO EN LA CONSTRUCCION:
La mayor aplicación del aluminio en la construcción consiste en
los trabajos de cancelería, ventanas, marcos, puertas, barandales y
rejas, sólo en el caso de estructuras especiales se ha empleado para
sistemas de techado.
Transporte; como material estructural en aviones, automóviles, tanques,
superestructuras de buques y bicicletas. Estructuras portantes de
aluminio en edificios
LA MADERA EN LA CONSTRUCCION:
Sistema de sostenibilidad en vaseado de techos:
En este sistema se realizan los trabajos para sostener el encofrado,
para vaseado de techos donde se utilizan en tres tipos:
Puntales
pies derechos
listones
Se usa para Encofrados con soleras, puntales, para estructuras
superiores e inferiores llámese techo, vigas, columnas, veredas, muros
de concreto con encofrados de paneles utilizando listones y tripley´s.
EL CONCRETO EN LA CONSTRUCCION:
El concreto al igual que otros materiales, se diseña para utilizarse en
elementos estructurales que soportaran esfuerzos de carga a la
compresión y a la flexión, en el primero de los casos elementos como
las cimentaciones, pavimentos, columnas, y en el segundo caso las
vigas, o que soporte una combinación de estas cargas como las losas
de piso.
Para realizar autopistas, Calles, Puentes, Túneles, Presas, grandes
edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, y entre
otros.
IV. Características:
EL ACERO:
Su densidad media es de 7.850kg/m-3.
En función de la temperatura el acero se puede encoger, estirar o
derretir.
El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su
componente principal, el hierro es de alrededor de 1510ºC, sin
embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión
de alrededor de los 1375 ºC (2500 ºF). Por otra parte el acero rápido
funde a 1650ºC
Su punto de ebullición es de alrededor de 3000 ºC
Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las
aleaciones usadas para fabricar herramientas.
Relativamente dúctil. Es maleable. Se pueden obtener láminas
delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de
entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma
electrolítica, por estaño, zinc
Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor
memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.
Se puede soldar con facilidad.
EL ALUMINIO:
Su peso es ligero, tiene menor densidad que el acero y cobre.
Es maleable, alta resistencia a la corrosión, gran conductividad
eléctrica y térmica.
Tiene una baja densidad (2.700 kg/m3)
Alta resistencia a la corrosión
Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es
relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza
después del acero.
LA MADERA:
La flexibilidad y soporte de cargas de compresión a lo largo de sus
fibras, constituyen su naturaleza y aportan soluciones a los espacios
habitados por el hombre.
Es dúctil, maleable y tenaz.
La Madera es aislante térmico y eléctrico.
Es un Material renovable, biodegradable y reciclable.
Al ser un Material Poroso absorbe la humedad.
Resistencia a la compresión
EL CONCRETO:
Su elevada resistencia a fuerzas de compresión
Su escasa capacidad para soportar fuerzas de estiramiento
Su elevada resistencia para soportar altas temperaturas,
provenientes, por ejemplo, de incendios
Su impermeabilidad, es decir, la dificultad de no dejar pasar el agua
u otro líquido a su interior.
Su consistencia, es decir, el grado de fluidez de la mezcla para que
le sea fácil desplazarse dentro del encofrado y llegar hasta el último
"rincón".
El concreto, como cualquier material, puede experimentar
deterioro con el tiempo debido al medio que lo rodea. Por ejemplo.
El clima al cual está expuesto (brisa marina, heladas, deshielos, sol,
frío, etc.).
El suelo que rodea a una cimentación
V. Propiedades de los Materiales:
Con objeto de utilizar y combinar adecuadamente los materiales de
construcción los proyectistas deben conocer sus propiedades. Los
fabricantes deben garantizar unos requisitos mínimos en sus
productos, que se detallan en hojas de especificaciones. Entre las
distintas propiedades de los materiales que se encuentran:
Densidad: relación entre la masa y el volumen
Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua
Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la
temperatura
Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso
del calor
Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar
esfuerzos
Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer
el esfuerzo
Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o
esfuerzo
Rigidez: la resistencia de un material a la deformación
VI. ELEMENTO ESTRUCTURAL:
Podemos definir estructura; como la parte de la edificación que recibe, soporta y
transmite las cargas o pesos a través de sus elementos hasta el terreno. En la
construcción la estructura tiene un mejor comportamiento cuando más directa y
lógica haga la transmisión de esfuerzos desde los elementos que la componen
hasta el terreno se clasifican en
SUB-ESTRUCTURA
En un edificio, está constituida por un conjunto de elementos (zapatas, pedestales,
vigas de amarre etc.), relacionados entre sí y de acuerdo con su capacidad de
trabajo, forma y resistencia. Su presencia es indispensable en todo edificio que
tenga que responder a cargas y al desgaste; es por esto, que solo podrá ser
sustituida por otro subsistema que cumpla el mismo papel con similar o mejor
eficiencia.
PILOTES: Son elementos verticales parecidos a las pilas, pero de menor tamaño y
enterrados a poca profundidad (3m–4m), pueden ser en concreto simple, ciclópeo,
reforzado, vaciados o hincados (prefabricado); pueden trabajar por punta o
fricción.. Ambos elementos (pilas y pilotes) soportan las zapatas y los pedestales
ZAPATAS: Elementos estructurales cuyo largo y ancho son grandes con respecto a
su grueso o altura; su función es distribuir las cargas verticales que reciben de las
columnas y pedestales al terreno, .Normalmente están a poca profundidad (3-4
metros).
PEDESTALES: Elementos estructurales de mayor diámetro o sección que la
columnas y menor que las zapatas, su función estructural es distribuir las cargas
verticales a la zapata en forma de triángulo, su sección varía de acuerdo con las
cargas de la edificación.
VIGA DE FUNDACIÓN O AMARRE: Elemento horizontal cuya sección es pequeña
con respecto a su longitud, su trabajo es amarrar los elementos verticales
columnas y también repartir cargas al terreno; estructuralmente están sometidos a
esfuerzos de tracción arriba, y compresión abajo. Generalmente los materiales
utilizados son concreto (mezcla en proporciones adecuadas de cemento, arena,
triturado y agua según dosificaciones), y acero que es el material de refuerzo.
MUROS DE CONTENCIÓN: Elementos verticales; vaciados en concreto o
conformados por otros materiales, su función es soportar cargas o fuerzas
horizontales producidas por el terreno, funcionan por gravedad, en voladizo o
confinados, estos muros adquieren una forma geométrica de “T o L”.
SUPER-ESTRUCTURA
Cuando en el sistema constructivo: despiece de superestructura hablamos de
súper-estructura, nos referimos a todos los elementos necesarios para sostener,
(el peso propio del edificio, los muebles y personas que realizarán alguna función
en él); y transportar las cargas a los elementos de la subestructura. Los edificios
están conformados por planos horizontales, verticales, e inclinados; de esta forma
las cargas, se transportarán al terreno según el plano donde se encuentren
COLUMNAS: Elementos verticales aislados, cuya sección en pequeña con respecto
a su longitud; transportan las cargas de las losas al pedestal. Las columnas se
encuentran sometidas principalmente a esfuerzos de compresión. En sus
dimensiones se deben tener en cuenta factores como la relación entre su áreas y
su longitud, para evitar problemas de pandeo; así como su momento de inercia.
MAMPOSTERIA: Las estructuras que basan su sostenimiento en muros, se
comportan como un conjunto integrado por los muros y cubierta [techos / losas]
que buscan como unidad llevar los esfuerzos verticales y horizontales al terreno.
Los muros estructurales son planos verticales que absorben las cargas, siendo su
trabajo principal el de compresión; los muros pueden sufrir ante cargas
horizontales esfuerzos de flexión, vuelco o pandeo como si fuese una losa puesta a
trabajar de forma vertical y no horizontal como es acostumbrado. Es por esto que
en la construcción de estos muros se debe considerar el material, la longitud y la
existencia de elementos que ayuden a su soporte.
PORTICOS: Elemento conformado por la conjugación de columnas y vigas. El
sistema estructural de pórticos permite una gran libertad en los espacios, ya que
las columnas están aisladas en sentido longitudinal. Los pórticos funcionan como
estructuras planas ya que las acciones, reacciones luces y deformaciones se dan en
un mismo plano.
VIGAS: Elementos similares a las vigas de fundación, pero que hacen parte de las
losas, son elementos que tienen como función, unificar esfuerzos mediante
elementos lineales. Estos elementos lineales horizontales ayudan a la transmisión
de cargas monolíticamente unidas a la columnas, de esta forma funcionan como
un pórtico y actúan generalmente bajo cargas verticales a flexión.
LOSAS: Elementos estructurales horizontales que constituyen los pisos de los
edificios, generalmente planos, con largo y ancho de mayor tamaño que el
espesor; las losas están compuestas por otros elementos más pequeños (vigas,
viguetas, aligerantes, recubrimiento, etc.). Bajo cargas verticales actúan a flexión,
cizalladura, torsión y fisuras axiales.
Casos prácticos:
Ejercisio 02:
Ejercicio 03:
Dada la estructura de la figura, determinar:
a) Un sistema de fuerzas equivalente a de la figura formada por una fuerza en el punto
A y otra en E.
b) Grado de hiperestatismo externo.
c) Reacciones en los apoyos
d) Leyes de esfuerzo.
e) Diagramas de esfuerzo
Solución:
2. Grado de hiperestatismo externo. 𝐸𝐷𝑆𝐼 = 3 − 3 = 0
La estructura está completamente ligada ya que no existe ningún punto en el que
todas las reacciones sean concurrentes o circunstancias similares que conduzcan a que
la estructura se acelere. Además, sus reacciones se pueden calcular mediante el uso de
las ecuaciones del equilibrio.
Como se puede comprobar, calcular el sistema de fuerzas equivalente del apartado 1
es lo mismo que realizar el cálculo de reacciones de la estructura.
Anexos
