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*Universidad Autónoma de Baja California* Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño. Materiales Estructurales: -Acero estructural. -Concreto reforzado. -Madera estructural. -Mampostería. -Metal sistema. Ing. Ernesto Lluhen Ortiz Karina Ambriz Paredes

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ACERO ESTRUCTURAL Qu es y de donde se obtiene? Es el material estructural ms usado para construccin de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleacin de hierro (mnimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fsforo, azufre, slice y vanadio para mejorar su soldabilidad y resistencia a la intemperie. La industria de la construccin ha desarrollado diferentes formas de secciones y tipos de acero que se adaptan ms eficientemente a las necesidades de la construccin de edificios.Como el acero tiene propiedades prcticamente idnticas a tensin y compresin, por ello su resistencia se controla mediante el ensayo de probetas pequeas a tensin. Los elementos de acero pueden unirse fcilmente, mediante soldadura, pernos o remaches. La deformacin del acero a partir de la fluencia es denominadaductilidad. Esta es una cualidad muy importante en el acero como material estructural y es la base de los mtodos de diseo plstico. Permite, que la estructura absorba grandes cantidades de energa por deformacin, circunstancia muy importante en zonas ssmicas, en las cuales es necesario que la estructura libere la energa introducida en su base por los terremotos.El Mdulo de Elasticidad es prcticamente independiente del tipo de acero est alrededor de 2000000 kgf/cm2.

Cules son sus usos?Es un material usado para la construccin de estructuras, de gran resistencia, producido a partir de materiales muy abundantes en la naturaleza. Crear varillas usadas en el concreto reforzado y a los perfiles livianos usados en estructuras de techos.

Las aplicaciones comunes del acero estructural en la construccin incluyen perfiles estructurales de secciones: I, H, L, T, [, 0, 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; lminas plegadas usadas para techos y pisos.

Ventajas:-Gran resistencia a tensin.-Gran resistencia a compresin.-Costo razonable.-Abundancia del material.-Facilidad de ensamblaje.

Desventajas:-Susceptibilidad al fuego.-Susceptibilidad a la intemperie.

MADERA COMO MATERIAL ESTRUCTURAL: Qu es y de donde se obtiene? La madera es un material natural, de poco peso y buena resistencia, pero de propiedades mecnicas muy variables. Aunque es combustible, sus propiedades mecnicas no se afectan con el fuego, como s ocurre con los materiales metlicos como el acero y el aluminio. CLASIFICACIN DE LAS MADERAS ESTRUCTURALES La clasificacin de las maderas estructurales de acuerdo en funcin de la densidad bsica (Db).El grupo Acorresponde a las maderas de mayor resistencia, con densidades en el rango de 710 a 900 kg/m3.El grupo Bcorresponde al intermedio, con densidades entre 560 y 700 kg/m3.El grupo Ces el de menor resistencia, con densidades entre 400 y 550 kg/m3. UNIONES La estabilidad de las estructuras de madera depende fundamentalmente de la capacidad de las uniones. Similar a lo que sucede con las estructuras metlicas, la prediccin del comportamiento de ellas es muy compleja por lo que los diseos se basan en normas obtenidas a partir de ensayos experimentales. Las uniones ms usadas en nuestro medio son con puntillas y pernos.

Cules son sus usos?-Cubiertas.-Acabados arquitectnicos. Ventajas -Estabilidad estructural.-Fcil adquisicin.

Desventajas:-Es muy susceptible a los cambios de humedad y al ataque de insectos; sin embargo esta desventaja puede eliminarse con tratamientos qumicos adecuados mediante el proceso deinmunizacin.-Susceptible al fuego.

MAMPOSTERIA: Qu es y de donde se obtiene? La mampostera es la unin de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero para conformar sistemas monolticos tipo muro, que pueden resistir acciones producidas por las cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento.Inicialmente la mampostera se hizo con piedra labrada que se una mediante una argamasa de cal o an al tope.

Modernamente, se aprovechan los ladrillos de arcilla y los bloques de concreto de gran resistencia, unidos mediante morteros de cemento. El muro as ensamblado se considera un elemento monoltico, siempre y cuando las uniones de las juntas puedan garantizar la transmisin de esfuerzos entre las piezas individuales, sin fallas o deformaciones considerables.

TIPOS DE MAMPOSTERALa mampostera puede tener refuerzo en forma de varillas y entonces se denominarmampostera reforzada, cuando las varillas se introducen por los huecos de los ladrillos y se anclan con concreto de relleno; ymampostera confinada, en la que el refuerzo se coloca en elementos de concreto (vigas y columnas de amarre), situados en la periferia del muro. La norma NSR-98 autoriza la mampostera de cavidad reforzada, an no usada en el pas, aunque s muy conocida en la literatura tcnica.Mampostera reforzada: Es la mampostera con refuerzo embebido en celdas rellenas, conformando un sistema monoltico. Tambin tiene refuerzo horizontal cada cierto nmero de hiladas. El refuerzo se usa para resistir la totalidad de las fuerzas de tensin y ocasionalmente, para resistir los esfuerzos de compresin y cortante que no pueda resistir la mampostera simple.Mampostera confinada: Es la mampostera con elementos de concreto reforzado (vigas y columnas de amarre), en su permetro, vaciados despus de construir el muro de mampostera simple. En nuestro medio, la mampostera confinada es la ms comn. Se usan bloques de concreto, fabricados con tecnologa adecuada y que permiten obtener buenas resistencias y durabilidad.La mampostera de cavidad reforzada. Es la construccin realizada con dos paredes de piezas de mampostera, separadas por un espacio continuo de concreto reforzados en funcionamiento compuesto.Mampostera simple: Es el tipo de mampostera estructural sin refuerzo. Los esfuerzos dominantes son de compresin los cuales deben contrarrestar los esfuerzos de tensin producidos por las fuerzas horizontales. No se usan en zonas de amenaza ssmica alta e intermedia. Cules son sus usos?-Construccin de paredes.- Este material fue ampliamente usado en la antigedad por los romanos para construir sus puentes y acueductos. Ventajas:-Disminucin de desperdicios de material de muros y acabados dada la modulacin de las unidades de mampostera, permitiendo aplicar directamente sobre los muros, estucos delgados o pinturas o aprovechar la textura y colores propios de las unidades de corrientes o de las que tienen caractersticas arquitectnicas.-Los elementos de la fachada pueden ser portantes, brindando la doble funcin estructural y arquitectnica.-Dentro de las celdas verticales de los muros elaborados con bloques, se pueden colocar las conducciones elctricas, hidrosanitarias y de telecomunicaciones.-Se elimina la utilizacin de formaleta y obra falsa de la estructura vertical, ya que el refuerzo en esta direccin se coloca dentro de las celdas de las unidades de mampostera.-Permite utilizar entrepisos totales o parcialmente prefabricados, dando mayor velocidad al proceso constructivo.-En viviendas debidamente diseadas, se puede construir toda la estructura con mampostera, reduciendo el nmero de proveedores y el manejo de material y equipos, con la consecuente disminucin de costos.-Por las caractersticas fsicas de las unidades, la mampostera reforzada provee al sistema un buen aislamiento trmico y acstico. Es un mtodo tradicional que se encuentra contemplado enla Norma NSR- 2010. Desventajas:-Por ser un sistema diferente al sistema de prticos y muros, se hace necesario un control riguroso sobre los procedimientos de manejo y colocacin de los materiales.-Se debe conocer muy bien las caractersticas de las unidades de mampostera, ya que son parte fundamental de la estructura.-Requiere un diseo arquitectnico riguroso que permita la adecuacin vertical y horizontal de los muros.-Dado que todos los muros son estructurales, no se pueden hacer modificaciones en los espacios interiores de la edificacin.

CONCRETO REFORZADO Qu es y de donde se obtiene?El concreto es un material ptreo, artificial, obtenido de la mezcla, en proporciones determinadas, de cemento, agregados y agua. El cemento y el agua forman una pasta que rodea a los agregados, constituyendo un material heterogneo. Algunas veces se aaden ciertas sustancias, llamadas aditivos o adicionantes, que mejoran o modifican algunas propiedades del concreto. La combinacin de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama concreto reforzado.El concreto se fabrica en estado plstico, lo que obliga a utilizar moldes que lo sostengan mientras adquiere resistencia suficiente para que la estructura sea auto soportante. Existen dos procedimientos principales para construir estructuras de concreto. 1.- Cuando los elementos estructurales se forman en su posicin definitiva, se dice que la estructura ha sido colada in situ o colada en el lugar. 2.-Si se fabrican en un lugar distinto al de su posicin definitiva en la estructura, el procedimiento recibe el nombre de prefabricacin. Cules son sus usos?Se emplea en zonas de compresin para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duracin y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresin.-Cimientos. -Muros.-Losas.

Ventajas...-Maleabilidad, lo que da gran libertan en la eleccin de formas.-Facilidad en la continuidad de una estructura.-Durabilidad.-Permeabilidad.-Resistencia al fuego.-Resistencia a la abrasin.- Con el segundo procedimiento (fabricar en un lugar distinto) se economiza tanto en la obra falsa como en el transporte del concreto fresco, y se pueden realizar simultneamente varias etapas de construccin.

Desventajas.-Agrietamiento. - Cuando los elementos estructurales se forman en posicin definitiva hay prdida de tiempo ya que para iniciar cada etapa es necesario esperar a que se haya concluido la anterior. Por ejemplo, no puede procederse a la construccin de un nivel en un edificio hasta que el nivel inferior haya adquirido la resistencia adecuada. -Fabricar en un lugar distinto presenta el inconveniente del costo adicional de montaje y transporte de los elementos prefabricados y, adems, el problema de desarrollar conexiones efectivas entre los elementos.

METAL SISTEMA Que es y de donde se obtiene?Sistema constructivo liviano, no se necesita la utilizacin de equipos ni maquinaria pesada para su materializacin.Cules son sus usos? Ventajas.-Calidad.-Desempeo.-Durabilidad.-Incombustibilidad.-Reciclable. -Resistencia

Desventajas.- Toma ms de tiempo construir con marcos de acero ligero que hacerlo con marcos de madera, ya que es ms difcil utilizar tornillos que clavos, aparte de ser ms costoso.BibliografaGonzales Cuevas , O. M., & Robles Fernandez-Villegas, F. (2005). Aspectos fundamentales del concreto reforzado. Mexico: LIMUSA.Jaramillo Jimenez, J. O. (s.f.). Universidad Nacional de Colombia. Recuperado el 18 de Febrero de 2015, de Universidad Nacional de Colombia: http://www.virtual.unal.edu.co