Deformaciones en Madera Acero y Concreto

  • Published on
    01-Feb-2016

  • View
    6

  • Download
    0

DESCRIPTION

describe las deformaciones que posee el acero, madera y concreto segun sean sus condiciones de uso en la construccion

Transcript

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE CIVILMATERIALES DE CONSTRUCCION

Deformaciones de la Madera, Acero y ConcretoNombre:Ricardo Andrs Lpez MartnezCarn:

201021061Profesor:Ing. Yefry Valentn Rosales JurezFecha:

9 de Agosto de 2013INTROCUCCIONLadeformacines el cambio en el tamao o forma de un cuerpo debido aesfuerzos internosproducidos por una o msfuerzasaplicadas sobre el mismo o la ocurrencia dedilatacin trmica. Lasdeformaciones del materialde construccin pertenecen al grupo de las denominadaslesiones mecnicas. Son consecuencia de procesos mecnicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las caractersticas mecnicasde los elementos constructivos. En el caso de lasdeformaciones, son una primera reaccin del elemento a una fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella. Pueden considerarse las siguientes: Desplome, Flecha, Pandeo y Alabeo.DEFORMACIONES EN LOS MATERIALES

DE CONSTRUCCIONMADERA:

La madera no es un material fabricado a propsito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los rboles y por tanto es propenso a sufrir de transformaciones y enfermedades. La madera en su estrado natural ofrece limitaciones que se refieren principalmente a la susceptibilidad de ser atacada por organismos vivos que la pueden destruir.

Se llaman deformaciones a los cambios del aspecto exterior de la madera, las alteraciones en la integridad de los tejidos y membranas celulares, en la irregularidad de su estructura y los deterioros de la madera que reducen su calidad y limitan las posibilidades de su empleo. Las deformaciones de la madera de procedencia mecnica que surgen en ella durante la tala, el transporte, la clasificacin y el maquinado, se llaman deformaciones por dao.

Entre las deformaciones que puede presentar la madera estan: Nudos

Fendas Forma del Tronco

Estructura de la Madera

Coloracin Qumica

Ataques Producidos por los Hongos

Ataques Producidos por los Insectos

etcNUDOS: Son las bases de las ramas encerradas entre la madera del tronco. La madera de los nudos se destaca por su color ms oscuro y tiene un sistema independiente de capas anales. Estos nudos hacen difcil el trabajo de la madera, y son sueltos, puede desprenderse dejando huecos.Segn la disposicin mutua los nudos se clasifican en:

Dispersos

Agrupados Ramificados

Nudos Dispersos: Nudos que estn situados separadamente y a una distancia entre ellos a lo largo del surtido que supera su ancho.

Nudos Afgrupados: Nudos redondos, ovalados y de arista que se encuentran en cantidad de dos o ms en un mismo trozo del surtidoNudos Ramificados: Dos nudos oblongos de un mismo verticilo o un nudo oblongo en combinacin con otro nudo ovalado independientemente que no presente entre ellos el terceroFENDAS: Las fendas representan rupturas de la madera a lo largo de las fibras. Las fendas se subdividen en fendas de:

Corazn Partido (estrellado)

Heladura (atronadura)

Desecacin o De Merma y en Acebolladuras (colainas)Fendas de Corazon Partido: Son las grietas internas de direccin radial en el duramen o la madera razonada que parte de corazn y tiene gran extensin a lo largo del surtido.

Estas fendas surgen en el rbol creciente y aumentan en el tronco talado en el proceso de su desecado. Las fendas de corazn estrellado en la madera en rollo slo las hay en los topes, en la madera aserrada puede encontrarse tanto en los topes, como en la superficie lateral.

Fendas de Heladura: Son grietas exteriores dirigidas radialmente que pasan de la madera de albura al duramen y tienen una extensin considerable a lo largo de surtido. En la madera aserrada se encuentra en forma de grietas radiales larga cerca de la cual se ensanchan y se encorvan las capas anuales; estas fendas tienen las paredes oscuras cubiertas de resina.

Fendas de Desecacin: Son grietas de direccin radial que surgen en la madera cortada bajo la accin de las tensiones internas en el proceso de su desecacin. Se diferencian de las fendas de heladura de corazn partido por una menor extensin a lo largo del surtido y una menor profundidad.

Todas las variedades de fendas, sobre todo las pasantes, alteran la integridad de la madera, y en algunos casos reducen su, resistencia mecnica.

FORMA DEL TRONCO: Son defectos de la forma del tronco el descenso demasiado del grosor; el aumento brusco del coz, las excrecencias y la curvatura. El descenso demasiado grosor es la disminucin paulatina del espesor de la madera aserrada no es cuadrada en toda su longitud. El descenso demasiado grosor aumenta la cantidad de desechos durante el aserrado y desenrollo de la madera.ESTRUCTURA DE LA MADERA: Cualquier irregularidad en la madera que afecte a su resistencia o durabilidad es un defecto. A causa de las caractersticas naturales del material, existen varios defectos inherentes a todas las maderas, que afectan a su resistencia, apariencia y durabilidadEntre los defectos de la estructura de la madera figuran: inclinacin de las fibras

excentricidad del corazn

madera de tiro

fibra torcida

rizos

ojos u ocelos

bolsas de resina

corazn doble

hijuelo

madera seca

sector intermedio

cncer

manchas

etc.

Estos defectos dificultan el maquinado (aserrado y l desenrollo), de la madera y aumenta la cantidad de desechos, reduce la resistencia a la flexin y la resistencia a la traccin; aumenta la desecacin a lo largo de las fibras, provocando con esto el agrietamiento y disminuye la absorcin de agua por la madera y con esto dificulta su impregnacin, as como empeora el aspecto exterior de la madera.

CORAZON DESCENTRADO: Defecto que se encuentra en los rboles que crecieron en acusadas pendientes, en un terrapln o en lmites de bosques con fuertes vientos.

LA CORTEZA INTERMEDIA: Se produce en aquellos troncos que se sueldan entre s, o al nivel de las horcaduras. (La corteza intermedia debe eliminarse al serrarse).FIBRA TORCIDA: Se dice que un rbol tiene fibra torcida, cuando presenta esa caracterstica y tiende a alabearse con cierta facilidad. Seguramente su causa habr sido el estar sometido el rbol a fuertes vientos que obligaron a su tronco a torcerse.FIBRAS CORROIDAS: Es aquella que presenta ciertas rayas blancas provocadas por la presencia de hongos que se han infiltrado a travs de alguna grieta en el tronco y que tiene por consecuencia la decadencia del rbol.DESCOLORIDO: Se produce por la excesiva madurez de la madera y tambin provoca la decadencia de la misma. Se nota por la aparicin de manchas rojas o pardas.ALABEO: Representa un encorvamiento de la madera aserrada durante su labra, secamiento o almacenamiento. El alabeo altera la forma de la madera aserrada, dificulta su uso segn la destinacin, el maquinado y el corte a medida.CONCRETO

Se ha indicado que el objeto principal del estudio del comportamiento del concreto es la obtencin de las relaciones accin-respuesta del material, bajo la gama total de solicitaciones a que puede quedar sujeto. Estas caractersticas accin-respuesta pueden describirse claramente mediante curvas esfuerzo- deformacin de especimenes ensayados bajo distintas condiciones. En el concreto, es tan importante conocer las deformaciones como los esfuerzos. Esto es necesario para estimar la prdida de preesfuerzo en el acero y para tenerlo en cuenta para otros efectos del acortamiento elstico. Tales deformaciones pueden clasificarse en cuatro tipos: Deformaciones Elsticas

Deformaciones Laterales

Deformaciones Plsticas

Deformaciones por ContraccinDeformaciones Elsticas: El trmino deformaciones elsticas es un poco ambiguo, puesto que la curva esfuerzo-deformacin para el concreto no es una lnea recta aun a niveles normales de esfuerzo, ni son enteramente recuperables las deformaciones. Pero, eliminando las deformaciones plsticas de esta consideracin, la porcin inferior de la curva esfuerzo-deformacin instantnea, que es relativamente recta, puede llamarse convencionalmente elstica. Entonces es posible obtener valores para el mdulo de elasticidad del concreto. El mdulo vara con diversos factores, notablemente con la resistencia del concreto, la edad del mismo, las propiedades de los agregados y el cemento, y la definicin del mdulo de elasticidad en s, si es el mdulo tangente, inicial o secante. An ms, el mdulo puede variar con la velocidad de la aplicacin de la carga y con el tipo de muestra o probeta, ya sea un cilindro o una viga. Por consiguiente, es casi imposible predecir con exactitud el valor del mdulo para un concreto dado.

Del solo estudio de las curvas de esfuerzo-deformacin resulta obvio que el concepto convencional de mdulo de elasticidad no tiene sentido en el concreto. Por lo tanto, es necesario recurrir a definiciones arbitrarias, basadas en consideraciones empricas. As, se puede definir el mdulo tangente inicial o tangente a un punto determinado de la curva esfuerzo-deformacin y el mdulo secante entre dos puntos de la misma.El mdulo secante se usa en ensayes de laboratorio para definir la deformabilidad de un concreto dado. La ASTM (Referencia 16) recomienda la pendiente de la lnea que une los puntos de la curva correspondiente a una deformacin de 0.00005 y al 40% de la carga mxima.Se han propuesto muchas relaciones que expresan el mdulo de elasticidad en funcin de la resistencia del concreto. Para concreto tipo I de peso volumtrico:(fc en kg/cm2) (Referencia 4, artculo 11.3.3)Una de las ecuaciones empricas ms empleadas y adoptada por la NSR-98 es la siguiente:Ec=0.034Wc1.5fcDonde:Ec = modulo de elasticidad del concreto en MPaWc = Peso unitario del concreto en Kg/m3fc = resistencia del concreto en Mpa

esta ecuacin es valida para concretos cuyos Wc esta comprendido entre 1.450 y 2.450 Kg/m3.

Sin embargo como se hablo anteriormente este modulo varia segn las caractersticas del agregado que se use, de esta manera la norma NSR-98 recomienda las siguientes formulas segn su agregado para concretos de peso normal:

Para agregado grueso de origen gneoEc = 5500fc

Para agregado grueso de origen metamrficoEc = 4700fc

Para agregado grueso de origen sedimentarioEc = 3600fc

El valor medio de toda la informacin experimental para Colombia, sin distinguir por tipo de agregado esEc = 3900fc

Deformaciones Plsticas: La plasticidad en el concreto es definida como deformacin dependiente del tiempo que resulta de la presencia de un esfuerzo.As definimos al flujo plstico como la propiedad de muchos materiales mediante la cual ellos continan deformndose a travs de lapsos considerables de tiempo bajo un estado constante de esfuerzo o carga. La velocidad del incremento de la deformacin es grande al principio, pero disminuye con el tiempo, hasta que despus de muchos meses alcanza un valor constante asintticamente.Se ha encontrado que la deformacin por flujo plstico en el concreto depende no solamente del tiempo, sino que tambin depende de las proporciones de la mezcla, de la humedad, de las condiciones del curado, y de la edad del concreto a la cual comienza a ser cargado. La deformacin por flujo plstico es casi directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo. Por lo tanto es posible relacionar a la deformacin por flujo plstico con la deformacin elstica inicial mediante un coeficiente de flujo plstico definido tal como sigue:

Cll= EcllEci*DndeEci es la deformacin inicial elstica yEcll es la deformacin adicional en el concreto, despus de un periodo largo de tiempo, debida al flujo plstico.

Deformaciones Laterales: Cuando al concreto se le comprime en una direccin, al igual que ocurre con otros materiales, ste se expande en la direccin transversal a la del esfuerzo aplicado. La relacin entre la deformacin transversal y la longitudinal se conoce como relacin de Poisson.La relacin de Poisson vara de 0.15 a 0.20 para concreto.

Deformaciones por Contraccin:Las mezclas para concreto normal contienen mayor cantidad de agua que la que se requiere para la hidratacin del cemento. Esta agua libre se evapora con el tiempo, la velocidad y la terminacin del secado dependen de la humedad, la temperatura ambiente, y del tamao y forma del espcimen del concreto. El secado del concreto viene aparejado con una disminucin en su volumen, ocurriendo este cambio con mayor velocidad al principio que al final.De esta forma, la contraccin del concreto debida al secado y a cambios qumicos depende solamente del tiempo y de las condiciones de humedad, pero no de los esfuerzos.La magnitud de la deformacin de contraccin vara por muchos factores. Por un lado, si el concreto es almacenado bajo el agua o bajo condiciones muy hmedas, la contraccin puede ser cero. Puede haber expansiones para algunos tipos de agregados y cementos. Por otro lado, para una combinacin de ciertos agregados y cemento, y con el concreto almacenado bajo condiciones muy secas, puede esperarse una deformacin grande del orden de 0.001.La contraccin del concreto es algo proporcional a la cantidad de agua empleada en la mezcla. De aqu que si se quiere la contraccin mnima, la relacin agua cemento y la proporcin de la pasta de cemento deber mantenerse al mnimo.La calidad de los agregados es tambin una consideracin importante. Agregados ms duros y densos de baja absorcin y alto mdulo de elasticidad expondrn una contraccin menor. Concreto que contenga piedra caliza dura tendr una contraccin menor que uno con granito, basalto, y arenisca de igual grado, aproximadamente en ese orden.La cantidad de contraccin vara ampliamente, dependiendo de las condiciones individuales.Para propsitos de diseo, un valor promedio de deformacin por contraccin ser de 0.0002 a 0.0006 para las mezclas usuales de concreto empleadas en las construcciones presforzadas.El valor de la contraccin depende adems de las condiciones del ambiente.

Algunas caractersticas de la deformacin:Para conocer el comportamiento del concreto simple es necesario determinar las curvas esfuerzo-deformacin correspondientes a los distintos tipos de acciones a que puede estar sometido. En el caso ms general, sera necesario analizar todas las combinaciones de acciones a que puede estar sujeto un elemento.Para esto se han hecho estudios experimentales sobre el comportamiento del concreto sujeto a estados uniaxiales de compresin y tensin, a estados biaxiales de compresin y tensin, y a estados triaxiales de compresin. A partir de estos estudios se han obtenido expresiones para determinar las deformaciones que producen estados combinados de esfuerzos.

Efecto de la edad:Debido al proceso continuo de hidratacin del cemento, el concreto aumenta su capacidad de carga con la edad. Este proceso de deformacin puede ser ms o menos efectivo, bricados de un mismo concreto y ensayado segn sean las condiciones de intercambio de agua con el ambiente, despus del colado.Por lo tanto, el aumento de capacidad de carga del concreto depende de las condiciones de curado a travs del tiempo.El...