Apuntes de estructuras metalicas

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APUNTES DE ESTRUCTURAS METALICAS
Objetivo: que el alumno aprenda a diseñar estructuras simples y sus elementos en perfiles y secciones armadas de acero, de acuerdo al AISC, RCDF-87 y sus NTC-Estructuras de acero.
 
o PRIMEROS USOS DEL HIERRO Y DEL ACERO
Hierro: elemento químico natural y metálico de gran resistencia mecánica (Fe).
3000 a. C. Se emplean ya utensilios tales comoherramientas y adornos hechos de "acero" en el antiguo Egipto. Se encuentran dagas y brazaletes de hierro en la pirámide de Keops con más de 5000 años de antigüedad.
1000 a. C. Inicio de la edad del hierro, primeros indicios en su fabricación se cree que un incendio forestal en el monte Ide de la antigua Troya (actual Turquía) fundió depósitos ferrosos produciendo hierro. Otros creen que se comenzó aemplear a partir de fragmentos de meteoritos donde el hierro aparece en aleación con Níquel.
490 a. C. Batalla de Maratón Grecia. Los atenienses vencen con sus armas de hierro a los persas, que aún emplean el bronce, con un balance de 6400 contra 192 muertos.
Acero: aleación de hierro (99 %) y carbono (1 %) y de otros elementos de la más alta resistencia mecánica.
1000 a. C. Se cree que elprimer acero se fabrico por accidente al calentar hierro con carbón vegetal siendo este último absorbido por la capa exterior de hierro que al ser martillado produjo una capa endurecida de acero. De esta forma se llevó a cabo la fabricación de armas tales como las espadas de Toledo y 
1779 d. C. Se construye el puente Coalbrokedale de30 m de claro, sobre el río sueon en Shropshire. Se dice que estepuente cambia la historia de la revolución industrial, al introducir el hierro como material estructural, siendo el hierro 4 veces más resistente que la piedra y 30 veces más que la madera.
1819 se fabrican los primeros ángulos laminados de hierro en E.U.A.
1840 el hiero dulce más maleable, comienza a desplazar al hierro fundido en el laminado de perfiles.
1848 Willian Kelly fabrica acero con elproceso Bessenor en E.U.A.
1855 Henry Bessenor consigue una patente inglesa para la fabricación de acero en grandes cantidades Kelly y Bessenor observan que un chorro de aire a través del hierro fundido quema las impurezas del metal, pero también eliminaba el carbono y magnesio.
1870 con el proceso Bessenor se fabrican grandes cantidades de acero al bajo carbono.
1884 se terminan las primerasvigas IE (I estándar) de acero en E.U.A. La primera estructura reticular el edificio de la Home Insurance Company de Chicago, Ill. Es montada.
William Le Baron Jerry diseña el primer "rascacielos" (10 niveles) con columnas de acero recubiertas de ladrillo. Las vigas de los seis pisos inferiores se fabrican en hierro forjado, mientras que las de los pisos restantes se fabrican en acero.
1889 seconstruye la torre Eiffel de París, con 300m de altura, en hierro forjado, comienza el uso de elevadores para pasajeros operando mecánicamente.
 

o FABRICACIÓN DEL ACERO

La materia prima para la fabricación del acero es el mineral de hierro, coque y caliza.
Mineral de hierro: tiene un color rojizo debido al óxido de fierro.
Coque: es el producto de la combustión del carbón mineral(grafito) es ligero, gris y lustroso.
Para convertir el coque en carbón mineral se emplean baterizo de hierro donde el carbón se coloca eliminándole el gas y alquitran, después es enfriado, secado y cribado para enviarlo a los altos hornos (Coah.).
Piedra caliza: es carbonato de calcio de gran pureza que se emplea en la fundición de acero para eliminar sus impurezas (Nuevo León).
El primerproducto de la fusión del hierro y el coque se conoce como arrabio, el cual se obtiene aproximadamente a los 1650 0 C.
Una vez en el alto horno, los tres componentes se funden a los 1650 0 C, que aviva el fuego y quema el coque, produciendo monóxido de carbono el cual produce más calor y extrae el oxígeno, del mineral de hierro dejándolo puro. La alta temperatura funde también la caliza, que...
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