Introducci N 1

1. INTRODUCCIÓN (4 horas)
1.1. CARACTERÍSTICAS DEL ACERO

El acero de uso estructural es un material de fabricación industrializada, lo cual asegura un adecuado control de calidad. Este material se caracteriza por una elevada resistencia, rigidez y ductilidad, por lo cual su uso es muy recomendable para construcciones sismorresistentes.
Los aceros son aleaciones de hierro (Fe) y carbono (C)junto con varios elementos más, algunos de los cuales son impurezas inevitables mientras que otros se añaden deliberadamente.
La composición química del acero determina propiedades tales como la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fractura, soldabilidad entre otras. El carbono es el elemento que tiene la mayor influencia en las propiedades del acero. La dureza y la resistencia aumentan conel porcentaje de carbono pero el acero resultante es más frágil y disminuye su soldabilidad. Una menor cantidad de carbono hará más suave y dúctil al acero, pero también más débil. Los aceros suelen tener un contenido en carbono inferior al 1% en peso.
El otro elemento principal de la aleación es el manganeso.
Los efectos de cada uno de los elementos de aleación se detalla a continuación:Manganeso: Se emplea como desoxidante , neutraliza el azufre lo que facilita el trabajo en caliente. Mejora la resistencia.
Silicio: Se emplea como desoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.
Cromo: Provee al acero mayor dureza, resistencia y tenacidad. Mejora la resistencia a la corrosión.
Níquel: Aumenta la tenacidad y la resistencia al impacto. Aumenta la resistencia a lacorrosión.
Cobre: Mejora resistencia a la corrosión atmosférica.
Fósforo y Azufre: Perjudican la tenacidad del acero.

Ventajas del acero como material estructural

Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será relativamente bajo el peso de las estructuras. Es el material de construcción convencional de más alta resistencia.
Uniformidad: Las propiedades del acero nocambian apreciablemente en el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado. Para efectos prácticos se puede considerar como un material homogéneo y uniforme.
Elasticidad: El acero se acerca más en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los materiales, gracias a que sigue la ley de Hooke hasta tensiones (deformaciones) bastantes altas.
Durabilidad: Si elmantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos, indican que bajo ciertas condiciones no se requiere ningún mantenimiento a base de pintura.
Ductilidad: La ductilidad es la propiedad que tiene un material bajo la acción de una fuerza de alcanzar grandes deformaciones sin fallar. Cuando se prueba a tracción un acero conbajo contenido de carbono, ocurre una reducción considerable de la sección transversal y un gran alargamiento en el punto de falla, antes de que se presente la fractura. Un material que no tenga esta propiedad probablemente será duro y frágil y se romperá al someterlo a un golpe repentino. En miembros estructurales sometidos a cargas normales se desarrollan altas concentraciones de tensiones envarios puntos. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente en esos puntos, evitándose así fallas prematuras. Una ventaja adicional de las estructuras dúctiles es que, al sobrecargarlas, sus grandes deflexiones ofrecen evidencia visible de la inminencia de la falla.
Tenacidad: Los aceros estructurales son tenaces, es decir poseen resistencia y ductilidad. Unmiembro de acero cargado hasta que se presentan grandes deformaciones será aún capaz de resistir grandes fuerzas. Esta es una característica muy importante porque implica que los miembros de acero pueden someterse a grandes deformaciones durante su formación y montaje, sin fracturarse, siendo posible doblarlos, martillarlos, cortarlos y taladrarlos sin daño aparente. La propiedad de un material...