Conocer las propiedades de los materiales como el concreto, acero y madera

1. 2. PROPIEDADES DE
LOS MATERIALES

3. 2.1 CONCRETO
Las propiedades del concreto son sus características o cualidades básicas. Las cuatro propiedades
principales del concreto son:
• TRABAJABILIDAD
• COHESIVIDAD
• RESISTENCIA
• DURABILIDAD
El concreto tiene tres estados diferentes:
• PLÁSTICO
• FRAGUADO
• ENDURECIDO
Cada estado tiene propiedades diferentes

4.  ESTADOS DEL CONCRETO
Estado fresco. Al principio el concreto parece una “masa”. Es blando y puede ser trabajado o moldeado en
diferentes formas. Y así se conserva durante la colocación y la compactación.
Las propiedades más importantes del concreto fresco son la trabajabilidad y la cohesividad.
Estado fraguado. Después, el concreto empieza a ponerse rígido. Cuando ya no está blando, se conoce
como FRAGUADO del concreto. El fraguado tiene lugar después de la compactación y durante el acabado.
El concreto que está aguado o muy mojado puede ser fácilmente colocado, pero será más difícil darle un
acabado. Un trabajador dejará huellas de sus pisadas en el concreto que está fraguando.
Estado endurecido. Después de que el concreto ha fraguado empieza a ganar resistencia y se endurece.
Las propiedades del concreto endurecido son resistencia y durabilidad.

5. El concreto endurecido no tendrá huellas de pisadas si se camina sobre él. Trabajabilidad. Significa qué tan
fácil es: COLOCAR, COMPACTAR Y DAR UN ACABADO a una mezcla de concreto.
El concreto rígido o seco puede ser difícil de manejar, colocar, compactar y acabar y, si no se construye
apropiadamente, no será tan resistente o durable cuando finalmente haya endurecido. La prueba de
revenimiento sirve para medir la trabajabilidad del concreto.
Para hacer una mezcla más trabajable: Agregue más PASTA DE CEMENTO.
Use agregados BIEN GRADUADOS o bien utilice un ADITIVO.
 Resistencia y Durabilidad.
El concreto bien hecho es un material naturalmente resistente y durable. Es DENSO, razonablemente
IMPERMEABLE AL AGUA, capaz de resistir cambios de temperatura, así como también resistir desgaste por
INTEMPERISMO. La RESISTENCIA y la DURABILIDAD

6. La RESISTENCIA y la DURABILIDAD son afectadas por la densidad del concreto. El concreto más denso es
más impermeable al agua. La durabilidad del concreto SE INCREMENTA con la resistencia.
El concreto bien hecho es importante para proteger el acero en el concreto reforzado. La resistencia del
concreto en el estado endurecido generalmente se mide por la RESISTENCIA A COMPRESIÓN usando la
Prueba de Resistencia a la Compresión.
La resistencia y durabilidad son afectadas por:
La COMPACTACIÓN. Significa remover el aire del concreto. La compactación apropiada da como resultado
concreto con una densidad incrementada que es más resistente y más durable.
CURADO. Curar el concreto significa mantener húmedo el concreto por un periodo de tiempo, para
permitir que alcance la resistencia máxima. Un mayor tiempo de curado dará un concreto más durable.
CLIMA. Un clima más caluroso hará que el concreto tenga una mayor resistencia temprana.

7. TIPO DE CEMENTO. Los diferentes tipos de cemento afectarán las propiedades del concreto, es decir, qué
tan rápida o qué tan lentamente el concreto gana resistencia.
LA RELACIÓN AGUA – CEMENTO. Demasiada agua sin suficiente cemento significa que el concreto será
más débil y menos durable. La relación agua – cemento (A/C) es el peso del agua dividido entre el peso del
cemento.

8. COHESIVIDAD. Significa qué también el concreto se mantiene unido en estado fresco. La cohesividad es
afectada por: LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO.
Agregado Graduado significa que existe un rango de tamaños de los agregados, desde piedras grandes
hasta arena fina.
Los agregados bien graduados dan una mezcla más cohesiva, mientras que cuando hay demasiados
agregados gruesos se tiene una mezcla “pedregosa”.
CONTENIDO DE AGUA. Una mezcla que tiene demasiada agua no será cohesiva y puede segregarse y
sangrar.

9. 2.2 ACERO
 PROPIEDADES QUÍMICAS
PRUEBA DE PROPIEDADES QUÍMICAS
Se realiza un análisis químico a una probeta para
obtener la composición química de la muestra con el
cual se emite el certificado de calidad con los
elementos químicos presentes en el producto, por
medio de un espectrómetro de emisión óptica.
El acero de los Perfiles IR es producido de acuerdo
con la especificación ASTM A992 / A992M y ASTM
A572 /A572M G50.

10. CARBONO EQUIVALENTE (CE INDICA LA SOLDABILIDAD DEL PRODUCTO DE ACERO)
El carbono equivalente máximo permisible es de 0.45 %, se debe calcular del análisis de colada y se
reporta en el informe de pruebas. El CE se calcula utilizando la fórmula siguiente:
PROPIEDADES MECÁNICAS
Las propiedades mecánicas se obtienen por medio de un ensayo de tensión a través de una probeta
obtenida del patín del producto y en algunos casos del alma conforme a la norma de prueba de tensión
ASTM A370 Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products.

11. PRUEBA DE TENSIÓN AXIAL
El objetivo es determinar la resistencia a la ruptura y las principales propiedades mecánicas del material
que es posible apreciar en el diagrama de esfuerzo-deformación. Éstas son:
• Límite elástico.
• Punto de fluencia.
• Límite de fluencia.
• Punto de fractura.
Comportamiento mecánico refleja la relación:
La respuesta de los materiales a las fuerzas aplicadas depende de:
• Tipo de enlace.
• Disposición estructural de los átomos o moléculas.
• Tipo y número de imperfecciones, que están siempre presentes en los sólidos.

13.  CARACTERÍSTICAS SUPERFICIALES
OXIDACIÓN.
• La oxidación es un proceso natural del acero que se produce cuando el oxígeno se combina con metal.
• Este es un proceso natural de los productos.
CORROSIÓN.
• El deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno
• De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar
su forma más estable o de menor energía interna.
• Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos.

14. Acero de Refuerzo para Concreto Hidráulico. (N·CMT·2·03·001/07)
Acero de refuerzo para concreto hidráulico es el conjunto de varillas de acero que se utilizan para tomar los
esfuerzos internos de tensión que se generan por la aplicación de cargas, contracción por fraguado y
cambios de temperatura, en una estructura de concreto hidráulico; pueden ser varillas lisas o corrugadas. El
acero se clasifica como se indica en la Tabla de esta Norma, según el esfuerzo de fluencia que puede resistir.

15.  REQUISITOS DE CALIDAD
REQUISITOS QUÍMICOS
La composición química del acero empleado en la fabricación de varillas proveniente de lingotes o
palanquillas, determinada de acuerdo con los procedimientos contenidos en los Manuales que se señalan
en la Cláusula C. de esta Norma, según corresponda, cumplirá con los contenidos máximos de elementos
químicos indicados en la Tabla de esta Norma.

16. REQUISITOS FÍSICOS
Acabados
• Las varillas de acero tendrán buena apariencia, sin defectos exteriores perjudiciales tales como grietas,
traslapes, quemaduras y oxidación excesiva.
• No será causa de rechazo, la presencia en la superficie de escamas, irregularidades u óxido, siempre y
cuando desaparezcan mediante la limpieza manual con un cepillo de alambre o chorro de arena y la
probeta así limpiada, cumpla con los requisitos dimensionales y mecánicos especificados en esta Norma.
Dimensiones
La masa de las varillas de acero y el área de su sección transversal, consideradas individualmente, no serán
menores del noventa y cuatro (94) por ciento de los valores nominales señalados en la Tabla de esta
Norma.

17. La posición de las corrugaciones con respecto al eje longitudinal de la varilla formará un ángulo de cuarenta
y cinco (45) grados como mínimo. Cuando el eje longitudinal de cada corrugación forme un ángulo con el
de la varilla, entre cuarenta y cinco (45) y setenta (70) grados, las corrugaciones de un lado estarán en
dirección contraria a la dirección que tienen en el lado opuesto. Cuando el eje de cada corrugación forme
un ángulo mayor de setenta (70) grados.

18. Cuando existan dos o más costillas longitudinales, el ancho
total de todas ellas no excederá de veinticinco (25) por ciento
del perímetro nominal de la varilla.

19. Resistencia a la tensión
La resistencia a la tensión de las varillas de acero, determinada según se indica en el Manual
M·MMP·2·03·002, Resistencia a la Tensión de Productos Metálicos, cumplirá con los valores indicados en la
tabla de esta Norma, según el tipo de acero utilizado en su fabricación

20. Doblado
Las varillas de acero cumplirán con la prueba de doblado que se refiere el Manual M·MMP·2·03·003,
Resistencia al Doblado de Productos Metálicos. Las probetas de varillas con números de designación de dos
comas cinco (2,5) a doce (12) se doblarán alrededor de un mandril, sin agrietarse en la parte exterior de la
zona doblada.

21. Grietas de laminación radiales o tangenciales
Ninguna de las grietas tendrá una longitud mayor de cinco (5) por ciento del diámetro nominal de la varilla
y la longitud total de las grietas no será mayor del diez (10) por ciento del diámetro nominal de la misma.

22. Grietas de enfriamiento
Ninguna de las grietas de enfriamiento distribuidas en el interior de la sección transversal, tendrá una
longitud mayor del cuatro (4) por ciento del diámetro nominal de la varilla y la suma de las longitudes de
dichas grietas no será mayor del ocho (8) por ciento del mismo diámetro

23. 2.3 MADERA
Las propiedades tecnológicas tienen la finalidad de predecir el comportamiento de la madera frente a un
determinado uso (cada madera tiene diferentes cualidades y cada uso tiene sus exigencias).
La madera es un material orgánico que tiene diferentes aplicaciones, cada especie presenta sus propias
características, razón por la cual es utilizada para distintos fines, según sus propiedades físicas y
mecánicas.
Así como cada especie tiene distinto comportamiento en sus propiedades, se ha comprobado, a través de
investigaciones, que una misma especie varía sus propiedades según las zonas geográficas y climas donde
se desarrolla.

24. Orgánico: su principal componente es el Carbono (C) con aproximadamente el 50%; Hidrógeno (H) 6%;
Oxígeno (O) 43-44%; Nitrógeno (N) 0.1% y otros elementos minerales.
Heterogéneo: contiene células de distintas formas y funciones (Conducción, transformación de productos,
almacenamiento y sostén). Presenta una gran variación en su estructura, encontrándose maderas con
densidades de 0.15 a 1.4 gr/cm3 brindándonos variadas aplicaciones.
Higroscópico: es un material capaz de absorber humedad del ambiente.
Poroso: las maderas tienen espacios libres, se deben a los lúmenes de las células y a los espacios
intercelulares. Anisótropa: distinto comportamiento de la madera según las direcciones Axial, Radial y
Tangencial.

25. Cortes o planos considerados para estudiarla
Básicamente se encuentran tres planos del material leñoso para ser estudiados, plano transversal, es decir,
normal al eje del tronco; Radial, determinado por el eje del tronco y un diámetro; y tangencial, paralelo al
eje del tronco y que pasa por una de las cuerdas de la circunferencia del fuste.
Las probetas destinadas a ser estudiadas deben tener un sentido longitudinal o axial (paralelo al eje de
crecimiento del árbol). Sentido tangencial (coincidente con la sección tangencial). Sentido radial
(coincidente con la sección radial).

26. 1. Sentido tangencial
2. Sentido axial
3. Eje axial o longitudinal del fuste
4. Sección transversal
5. Sentido radial
6. Dirección del radio

27. 2.4 MAMPOSTERÍA
La mampostería estructural pretende ser un elemento de funcionamiento estructural monolítico, que,
dada la disposición adecuada de los mampuestos unidos a través de mortero, básicamente conforma un
sistema de elementos ensamblados con las funciones básicas de cualquier otro elemento estructural que
tenga las propiedades de recibir y transmitir los esfuerzos mecánicos solicitados por los otros elementos
estructurales sin presentar fallas en su estructura o deformaciones considerables.
La palabra mampostería proviene del vocablo “MAMPUESTO” que significa colocado con las manos, lo que
define en esencia el mecanismo de fabricación del sistema, de ahí que este sistema constructivo haya sido
utilizado desde tiempos primitivos, ya que no necesita de herramientas y maquinas sofisticadas, sino del
adecuado trabajo de la mano de obra, por lo cual se cree que posiblemente fue el primer “sistema con
fines estructurales” utilizado en la antigüedad.

29. 3. ACCIONES SOBRE LAS CONSTRUCCIONES.
CONSIDERACIONES GENERALES
a) Definir las acciones que pueden obrar sobre las construcciones, así como sus posibles efectos sobre
ellas y la forma de tomarlos en cuenta para fines de diseño estructural.
b) Establecer las condiciones de seguridad y de servicio que deberán revisarse al realizar el diseño
estructural de una construcción, así como los criterios de aceptación relativos a cada una de dichas
condiciones, de manera de satisfacer lo estipulado en el artículo 147 del Reglamento.
c) Establecer las combinaciones de acciones que deberán suponerse aplicadas simultáneamente para
revisar cada una de las condiciones de seguridad y servicio establecidas de acuerdo con lo que se
menciona en el inciso anterior.

30. 3.1 CARGAS
3.1.1 CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS
Cargas muertas
Se considerarán como cargas muertas los pesos de todos los elementos constructivos, de los acabados y
de todos los elementos que ocupan una posición permanente y tienen un peso que no cambia
sustancialmente con el tiempo.
Para la evaluación de las cargas muertas se consideran las dimensiones especificadas de los elementos
constructivos y los pesos unitarios de los materiales. Para estos últimos se utilizarán valores mínimos
probables cuando sea más desfavorable para la estabilidad de la estructura considerar una carga muerta
menor, como en el caso de volteo, flotación, lastre y succión producida por viento.

31. Peso muerto de losas de concreto El peso muerto calculado de losas de concreto de peso normal coladas
en el lugar se incrementará en 0.2 kN/m² (20 kg/m²). Cuando sobre una losa colada en el lugar o
precolada, se coloque una capa de mortero de peso normal, el peso calculado de esta capa se
incrementará también en 0.2 kN/m² (20 kg/m²) de manera que el incremento total será de 0.4 kN/m² (40
kg/m²).
Tratándose de losas y morteros que posean pesos volumétricos diferentes del normal, estos valores se
modificarán en proporción a los pesos volumétricos. Estos aumentos no se aplicarán cuando el efecto de
la carga muerta sea favorable a la estabilidad de la estructura.

32. CARGAS VIVAS
Se considerarán cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las edificaciones y que
no tienen carácter permanente. A menos que se justifiquen racionalmente otros valores, estas cargas se
tomarán iguales a las especificadas en la sección siguiente.
Las cargas especificadas no incluyen el peso de muros divisorios de mampostería o de otros materiales, ni
el de muebles, equipos u objetos de peso fuera de lo común, como cajas fuertes de gran tamaño, archivos
importantes, libreros pesados o cortinajes en salas de espectáculos.
Cuando se prevean tales cargas deberán cuantificarse y tomarse en cuenta en el diseño en forma
independiente de la carga viva especificada. Los valores adoptados deberán justificarse en la memoria de
cálculo e indicarse en los planos estructurales

33. Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en consideración las siguientes
disposiciones:
a) La carga viva máxima Wm se deberá emplear para diseño estructural por fuerzas gravitacionales y para
calcular asentamientos inmediatos en suelos, así como para el diseño estructural de los cimientos ante
cargas gravitacionales.
b) La carga instantánea Wa se deberá usar para diseño sísmico y por viento y cuando se revisen
distribuciones de carga más desfavorables que la uniformemente repartida sobre toda el área.
c) La carga media W se deberá emplear en el cálculo de asentamientos diferidos y para el cálculo de
flechas diferidas
d) Cuando el efecto de la carga viva sea favorable para la estabilidad de la estructura, como en el caso de
problemas de flotación, volteo y de succión por viento, su intensidad se considerará nula sobre toda el
área, a menos que pueda justificarse otro valor acorde con la definición de la sección 2.2. de las normas
técnicas complementarias de la CDMX.

34. Cargas vivas transitorias
Durante el proceso de edificación deberán considerarse las cargas vivas transitorias que puedan producirse.
Éstas incluirán el peso de los materiales que se almacenen temporalmente, el de los vehículos y equipo, el
de colado de plantas superiores que se apoyen en la planta que se analiza y del personal necesario, no
siendo este último peso menor de 1.5 kN/m² (150 kg/m²). Se considerará, además, una concentración de
1.5 kN (150 kg) en el lugar más desfavorable.