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11.1 acero
- 1. 22/03/2013 SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓNY DE ESTIMACIÓN PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson Arquitecta Universidad Nacional Doctorado en Arquitectura – 2006 University Of Nottingham, UK Especialización en Enseñanza CPS: 2009 University of Liverpool, UK SUPERESTRUCTURA: METALES SUELOS METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson FO RMA DE PRESEN TACION EN O BRA CONTENIDO Amorfo Pequeños elementos Generalidades Características físicas del material Métodos de producción Piezas de acero Protección Semi-producto Componentes Varillas redondas, perfiles laminados en Elemento prefabricado, Mobiliario caliente(en forma de I, C o L) , perfiles doblados Interior, Mobiliario urbano tanques, en frío, Láminas cold rolled, láminas hot rolled, herrajes, accesorios tubería, bombas, lámina alfajor, tubos Aparatos iluminación Acero Láminas, Tubos Láminas, Tubos, Cables trenzados Elemento prefabricado, mobiliario interior, Mobiliario urbano, herrajes, tanques, griferías, accesorios tubería, Carpintería, Aparatos iluminación, Aparatos sanitarios Acero galvanizado Láminas, Tubos, Tejas onduladas/grecadas, Láminas grecadas (Steel deck), Cables trenzados Accesorios tubería, Accesorios eléctricos, Carpintería, Mobiliario interior, Mobiliario exterior, Aparatos iluminación Aluminio Metales Acero corten Acero Inoxidable Perfiles extruidos, láminas, tejas onduladas/grecadas Mobiliario Interior, Mobiliario Urbano, griferías, herrajes, cerraduras, bombas, Carpintería, Aparatos iluminación, Elemento prefabricado Cobre Bronce Titanio Posibles aplicaciones Láminas, Tubos Láminas, Tubos Tejas pequeño formato Conformación en seco Conformación en húmedo Moldeo Tendido Cortar Fijar - mecánico (fijación) Fijar - Químico (pegante) accesorios tubería, Elemento prefabricado accesorios tubería, Elemento prefabricado Láminas Fijar - Térmico (Termofusión) Fijar - mecánico (fijación) Fijar - Químico (pegante) Fijar - Térmico (Termofusión) Fijar - Electro/químico (Soldadura) Fijar - Electro/químico (Soldadura) Figurar mecánicamente Figurar térmicamente TECNICAS DE CONSTRUC CION METALES METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Históricos Usos Históricos World's first cast iron bridge, River Severn, Coalbrookdale, Abraham Darbay, 1779 Los metales han sido manipulados por el hombre desde hace siglos debido a su resistencia y versatilidad para ser moldeado en diferentes formas y objetos. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson El rol de los metales en arquitectura toma gran importancia durante el siglo XVIII cuando el hierro se logro procesar a bajo costo para la manufactura de elementos estructurales … METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 1
- 2. 22/03/2013 Usos Históricos Usos Históricos 33mhigh, 564m long Crystal Palace, Hyde park, London, 1851 by Joseph Paxton El Palacio de Cristal se construyo como un icono tecnológico de la revolución industrial. La combinación de hierro fundido y forjado se presento como un material novedoso con excelentes capacidades estructurales. METALES New York City's SoHo Cast Iron Historic District, 1870s Delgadas columnas de hierro fundido empezaron a reemplazar elementos estructurales pesados de mamposteria. Esto dio lugar a la aparicion de grandes ventanas y fluidez espacial. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Históricos Usos Históricos Bessemer converter Forth Railway Bridge, Benjamin Baker, 1890 Bessemer process/1858 En 1858 Henry Bessemer patentó un proceso de refinación y reducción de hierro para producir acero en cantidades industriales a bajo costo… METALES La primera gran estructura en acero for el Forth Railway Bridge en Gran Bretaña. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Usos Históricos Usos Históricos The Statue of Liberty, by Gustave Eiffel, New York, 1886 Eiffel Tower by Gustave Eiffel, Paris, 1889 Construcciones como la torre Eiffel en Paris y la Estatua de la Libertad en NY ejemplifican la nueva era industrial del la segunda mitad del siglo XIX. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Lunch break on a steel beam, Rockefeller Center, New York, 1932 La producción industrial de acero hizo posible la construcción de grandes edificios en tiempos relativamente cortos … METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 2
- 3. 22/03/2013 Usos Históricos Que esel acero? The Seagram Building, New York, by Mies van der Rohe, 1957 El acero jugo un papel muy importante en el desarrollo de la arquitectura moderna y contemporánea del siglo XX. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de carbono (0.2% -2.14% dependiendo del grado). Materiales como el acero inoxidable contienen además Cromo y Níquel para mejorar la resistencia a la corrosión y aumentar la capacidad portante… METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: MECANICAS MECANICAS Buena relación resistencia/peso Gran resistencia por volumen. Alta rigidez. Trabaja bien a compresión y a tensión. El acero es uno de los materiales constructivos mas resistentes y económicos en arquitectura METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: Propiedades: MECANICAS off-line machine to punch, slit and form sections of cold-rolled steel Windsor Tower Fire, Madrid, 2005 El acero trabaja adecuadamente en el rango plástico (en frio o en caliente ). Esta cualidad facilita su manejo (plegado, enrollado y doblado) evitando ruptura . METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson MECANICAS Machine to cast steel El acero es un material con un buen coeficiente elástico (deformación temporal bajo cargas)… El acero tiene poca resistencia al fuego, se expande perdiendo su rigidez y capacidad portante colapsando rápida y muchas veces inesperadamente. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 3
- 4. 22/03/2013 Propiedades: Propiedades: MECANICAS MECANICAS Comparative strength lossof wood vs steel Métodos de protección contra el fuego STRENGTH (%) Recubrimiento de concreto Paneles de yeso cemento suspendidos Recubrimiento yeso cemento Recubrimiento de concreto TIME (minutes) Las temperaturas promedio durante un incendio alcanzan entre 700º-900ºC. El acero se debilita dramáticamente bajo 230ºC, reteniendo solo el 10% resistencia inicial cuando llega a los 750ºC. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: Recubrimiento con paneles de yeso cemento Espumas en spray Espumas en spray El acero estructural requiere protección externa para minimizar la absorción de calor durante un incendio. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: TERMALES QUIMICAS Thermal bridge caused by steel beam El acero tiene una alta conductividad termal. Por esto es susceptible a puentes térmicos (coldbridging) a menos que sea apropiadamente aislado…. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: La corrosión es un proceso electro-químico que transforma el acero en hidróxido de hierro (oxido). El acero se corroe en contacto con la humedad, ácidos, sales, aceites y otros químicos. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Propiedades: MECANICAS AMBIENTALES Pros •El acero es un material fácil de reciclar. •Relativamente poco desperdicio en su producción. recubrimientos Galvanización (zinc) Pintura en spray Protección catódica Cons •Gran cantidad de energía es utilizada durante su producción . •El acero inoxidable no es magnético lo que hace mas difícil su selección para reciclaje. •Es un material no renovable. •Buen conductor térmico propenso a cold-bridging . acero inoxidable El acero necesita ser protegido para reducir la corrosión. Algunos tratamientos disminuyen el dano o lo hacen menos visibles; otros mejoraran su resistencia contra el oxido. METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Pile of steel scrap to be recycled METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 4
- 5. 22/03/2013 Método de Producción ALTOHORNO Método de Producción HORNO ELECTRICO http://www.youtube.com/watch?v=8x1Hf_U-1fo&playnext_from=PL&feature=PlayList&p=4DEC3104AF2F4B72&playnext=1&index=1 METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Método de Producción Método de Producción: FORJADO LAMINADO ACERO LAMINADO FORMACIÓN: Los métodos para dar forma al acero en caliente, son tres: LAMINADO http://www.youtube.com/watch?v=2Aip_Jg_BC8&feature=related EXTRUSIÓN Molde superior Acero Caliente Molde Inferior Gravado Pieza Forjada METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Método de Producción: Método de Producción: EXTRUSIÓN EXTRUSIÓN http://www.youtube.com/watch?v=067u69Q2quc&feature=related Perfiles huecos Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 5
- 6. 22/03/2013 Método de Producción: Métodode Producción: TREFILACIÓN Perfil Sigma Perfil Z TREFILACIÓN Perfil C alambre de amarre o alambre negro recocido http://www.youtube.com/watch?v=2qNXlDtewE8 Otros perfiles La Trefilación es un proceso de deformación en frio que permite reducir el diámetro sin generación de virutas Cold rolled or pressed steel sections are normally used for secondary structures… METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Método de Producción: Método de Producción: TREFILACIÓN Corte con Plasma CORTADO/PERFORADO Plasma oxiacetilénico taladrado METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Método de Producción: Corte con sierra perforado METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson SOLDADURA/REVESTIMIENTO/PRUEBAS Método de Producción: PIEZAS COMPUESTAS soldadura Pruebas no destructivas Revestimiento Shot blast Punching revestimiento METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 6
- 7. 22/03/2013 Método de Producción: PRODUCTOSCOMPUESTOS Consideraciones de Diseño Ventajas: • Alta resistencia y rigidez. •Fácil de reciclar. •Poco desperdicio. •Flexibilidad de diseño (modular, fácil de dar forma and unir). •Rapidez en la construcción. •durabilidad. •Relativo bajo costo. Steel deck Two-way steel deck Paneles compuestos METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson Consideraciones de Diseño Desventajas: •Necesita protección contra el fuego y la corrosión. •Necesita protección contra el puente térmico y la transmisión de sonido. •Alta densidad. •No renovable. •Su proceso consume gran cantidad de energía. Steel is over 400 times more conductive of heat than wood... METALES Sistemas de Construcción y Estimación – Prof: Carolina Stevenson 7