CONSTRUCCIÓN Y SIGUIENDO UN PLAN PREVIAMENTE ESTABLECIDO

Transcripción

1 CONSTRUCCIÓN REALIZAR CON LOS MATERIALES Y MAQUINARIA NECESARIOS Y SIGUIENDO UN PLAN PREVIAMENTE ESTABLECIDO LAS OBRAS REQUERIDAS PARA LA EJECUCIÓN DE UNA EDIFICACIÓN, UNA INFRAESTRUCTURA (PUENTE, PRESA, ETC), UNA MÁQUINA (COCHE, RETROEXCAVADORA, ETC, SE HAN DE EMPLEAR LOS MATERIALES MAS ADECUADOS Y LAS CORRESPONDIENTES NORMAS TÉCNICAS LA PARTE DE LA MISMA QUE SE OCUPA DEL ESTUDIO, DESARROLLO Y DIRECCIÓN DE OBRAS INDUSTRIALES RECIBE EL NOMBRE DE CONSTRUCCIÓN INDUSTRIAL PARTIENDO DE MATERIALES SIMPLES COMO ACERO, LADRILLOS, CEMENTO, ARIDOS, AGUA, MADERA, VIDRIO, YESO, PLASTICOS, ETC, Y/O UTILIZANDO COMBINACIONES ADECUADAS DE LOS MISMOS, SE PROYECTAN OTROS CONJUNTOS PARCIALES COMO CIMENTACIONES, CERRAMIENTOS, MUROS, PILARES, VIGAS, FORJADOS, ENLUCIDOS, ETC, QUE EN SU TOTALIDAD COMPLETARÁN EL CONJUNTO FINAL QUE SE PRETENDE CONSTRUIR.

2 COMPONENTES DEL HORMIGON DOSIFICACION H.C. (m 3 de HORMIGON) ARENA GRAVILLA GRAVA 790 Kg 466 Kg 662 Kg ARIDOS 1918 Kg CEMENTO 300 Kg (~12.6 %) AGUA 167 dm 3 TOTAL 2385 Kg DOSIFICACION H.A.R. ARENA 685 Kg GRAVA 1094 Kg ARIDOS 1779 Kg CEMENTO (~20 %) 496 Kg AGUA 136 dm 3 SUPERPLASTIFICANTE 16.6 Kg MICROSILICE 47.6 Kg TOTAL Kg EL ESTUDIO ABARCA EL CONOCIMIENTO DE LOS MATERIALES QUE SE UTILIZAN EN LA REALIZACIÓN DE LOS TRABAJOS CONSTRUCTIVOS LLEVADOS A CABO CON MAYOR ASIDUIDAD, CON EL FIN DE ELEGIR AQUELLOS QUE POR SUS CARACTERÍSTICAS REÚNAN LAS MEJORES CONDICIONES TÉCNICAS Y ECONÓMICAS. POR OTRA PARTE SE ESTUDIA LA DISPOSICIÓN DE LOS DISTINTOS ELEMENTOS QUE INTEGRAN EL CONJUNTO, DE ACUERDO CON EL MATERIAL EMPLEADO Y LAS HIPÓTESIS DE CÁLCULO, PARA LOGRAR UNA EFICAZ RESISTENCIA ADEMÁS DE UNA BUENA ARMONÍA EN SUS FORMAS

3 EL INGENIERO DE DISEÑO DEBE: 1.- CONOCER COMO SELECCIONAR LOS MATERIALES QUE MEJOR SE AJUSTEN A LAS DEMANDAS DE SU DISEÑO (ECONÓMICAS, ESTÉTICAS, RESISTENCIA, DURABILIDAD, ETC.). 2.- CONOCER LAS PROPIEDADES Y LIMITACIONES DE LOS DISTINTOS TIPOS DE MATERIALES Y SELECCIONAR AQUELLOS QUE LE PROPORCIONEN VALORES ADECUADOS DE LAS PROPIEDADES QUE REQUIERE. PARA ELLO EXISTEN ENSAYOS NORMALIZADOS PARA SU DETERMINACIÓN. SE DICE QUE EXISTEN MÁS DE MATERIALES DISPONIBLES PARA EL INGENIERO. EN EL DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA O DISPOSITIVO, CÓMO ELEGIRÁ EL INGENIERO ENTRE UN MENÚ TAN AMPLIO EL MATERIAL MÁS ADECUADO? LOS ERRORES PUEDEN CAUSAR DESASTRES. TIPOS MATERIALES

4 UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES LA FORMA EN QUE SE USAN LOS MATERIALES EN UN PAÍS INDUSTRIALIZADO ES BASTANTE ESTÁNDAR. - SE CONSUME ACERO, HORMIGÓN Y MADERA EN LA CONSTRUCCIÓN -ACERO Y ALUMINIO EN INGENIERÍA EN GENERAL - COBRE EN CONDUCTORES ELÉCTRICOS -POLÍMEROS EN ARTÍCULOS DE CONSUMO Y APROXIMADAMENTE EN LAS MISMAS PROPORCIONES. ENTRE LOS METALES, EL ACERO ES CON DIFERENCIA EL MÁS UTILIZADO: EL 90 POR CIENTO DE TODOS LOS METALES PRODUCIDOS EN EL MUNDO ES ACERO. PERO LOS NO METALES, COMO LA MADERA Y EL HORMIGÓN, - SUPERAN AL ACERO- SE EMPLEAN INCLUSO EN MAYOR CANTIDAD.

5 PROBLEMA DE LA ESCASEZ DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA EN EL FUTURO DISEÑO DE MATERIALES EFICIENTES MUCHOS DISEÑOS ACTUALES EMPLEAN MÁS MATERIALES DE LOS QUE REALMENTE SON NECESARIOS, O USAN MATERIALES QUE PUEDEN ESCASEAR CUANDO ALGUNOS DE LOS MÁS ABUNDANTES PODRÍAN SERVIR A MENUDO, POR EJEMPLO, SE BUSCA UNA PROPIEDAD SUPERFICIAL (P. E. BAJA FRICCIÓN, O ALTA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN) UNA PELÍCULA DELGADA DE UN MATERIAL ESCASO UNIDO A UN SUSTRATO ABUNDANTE Y BARATO PUEDE SUSTITUIR EL USO MASIVO DE MATERIALES MÁS ESCASOS PROBLEMA DE LA ESCASEZ DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA EN EL FUTURO SUSTITUCIÓN LA PROPIEDAD, Y NO EL MATERIAL EN SÍ MISMO, ES LO QUE EL DISEÑADOR BUSCA. EJEMPLOS DE SUSTITUCIÓN SON LA UTILIZACIÓN DE PIEDRA Y MADERA EN LUGAR DE ACERO Y HORMIGÓN EN LA CONSTRUCCIÓN; SUSTITUCIÓN DEL COBRE POR POLÍMEROS EN FONTANERÍA; CAMBIO DE MADERA Y METALES POR POLÍMEROS EN LOS UTENSILIOS DOMÉSTICOS; COBRE POR ALUMINIO EN LOS CABLES ELÉCTRICOS. ALGUNOS MATERIALES SON DIFÍCILES DE SUSTITUIR. EL PLATINO COMO CATALIZADOR, EL HELIO LÍQUIDO COMO REFRIGERANTE Y LA PLATA EN CONTACTOS ELÉCTRICOS NO SE PUEDEN SUSTITUIR; REALIZAN UNA FUNCIÓN ÚNICA SON COMO LAS VITAMINAS DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA. FINALMENTE, LA SUSTITUCIÓN ELEVA LA DEMANDA DEL MATERIAL QUE REEMPLAZA, QUE A SU VEZ PUEDE TENER EXISTENCIAS LIMITADAS. LA TENDENCIA MASIVA A SUSTITUIR OTROS MATERIALES POR PLÁSTICOS SOBRECARGA LAS PETROQUÍMICAS, PUES ACTUALMENTE LOS PLÁSTICOS SE OBTIENEN DEL PETRÓLEO

6 PROBLEMA DE LA ESCASEZ DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA EN EL FUTURO RECICLADO EL RECICLADO NO ES NUEVO: LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ANTIGUOS SE HAN RECICLADO DURANTE MILENIOS; LA CHATARRA METÁLICA SE HA RECICLADO DURANTE SIGLOS; AMBAS SON LAS PRINCIPALES INDUSTRIAS. RECICLAR ES UNA LABOR COSTOSA Y AHÍ ESTÁ EL PROBLEMA PARA EXPANDIR SU APLICACIÓN. Clases de propiedades de los materiales. (AISLAMIENTO TÉRMICO) RESISTENCIA AL FUEGO

7 Clases de propiedades de los materiales. PROPIEDADES MECANICAS

8 PROPIEDADES TERMICAS PROPIEDADES ELÉCTRICAS, MAGNÉTICAS Y ÓPTICAS

9 CARACTERISTICAS DE LA PIZARRA BERNARDOS

10 LOS DISTINTOS ELEMENTOS QUE INTEGRAN UNA EDIFICACIÓN U OBRA CIVIL PUEDEN CLASIFICARSE SEGÚN LA FUNCIÓN QUE REALIZAN: - ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES (RESISTENTES) -ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS LOS ELEMENTOS FUNDAMENTALES CONSTITUYEN LA ESTRUCTURA RESISTENTE DEL EDIFICIO U OBRA CIVIL Y SU FUNCIÓN ES ABSORBER Y SOPORTAR LAS CARGAS QUE ACTÚAN SOBRE EL MISMO TRANSMITIÉNDOLAS AL TERRENO A TRAVÉS DE LA CIMENTACIÓN.

11 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES CIMENTACIONES.- BASES DE LOS EDIFICIOS. ARIDOS HORMIGON CEMENTO AGUA ACERO (ARMADURAS) COMPONENTES DEL HORMIGON DOSIFICACION H.C. (m 3 de HORMIGON) ARENA GRAVILLA GRAVA 790 Kg 466 Kg 662 Kg ARIDOS 1918 Kg CEMENTO 300 Kg (~12.6 %) AGUA 167 dm 3 TOTAL 2385 Kg DOSIFICACION H.A.R. ARENA 685 Kg GRAVA 1094 Kg ARIDOS 1779 Kg CEMENTO (~20 %) 496 Kg AGUA 136 dm 3 SUPERPLASTIFICANTE 16.6 Kg MICROSILICE 47.6 Kg TOTAL Kg

12 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES CIMENTACIONES.- BASES DE LOS EDIFICIOS. ACERO HORMIGON

13 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS VERTICALES DE SUSTENTACIÓN.- MUROS, PILARES Y ENTRAMADOS VERTICALES PILAR ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS VERTICALES DE SUSTENTACIÓN.- MUROS, PILARES Y ENTRAMADOS VERTICALES PILARES

14 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS VERTICALES DE SUSTENTACIÓN.- MUROS, PILARES Y ENTRAMADOS VERTICALES ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS HORIZONTALES DE SUSTENTACIÓN.- FORJADOS, VIGAS Y LOSAS DE SUELO

15 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS HORIZONTALES DE SUSTENTACIÓN.- FORJADOS, VIGAS Y LOSAS DE SUELO ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS HORIZONTALES DE SUSTENTACIÓN.- FORJADOS, VIGAS Y LOSAS DE SUELO VIGA

16 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS HORIZONTALES DE SUSTENTACIÓN.- FORJADOS, VIGAS Y LOSAS DE SUELO ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS INCLINADOS.- CUBIERTAS. CUBIERTA

17 ELEMENTOS FUNDAMENTALES O ESTRUCTURALES ELEMENTOS DE ENLACE.- ESCALERAS. ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS LOS ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS PROPORCIONAN AL EDIFICIO: -HABITABILIDAD -COMODIDAD - FUNCIONALIDAD -CONFORT DE ENTRE ELLOS DESTACAMOS: -CERRAMIENTOS EXTERIORES DE ESTRUCTURAS ENTRAMADAS -TABIQUES: ELEMENTOS DE SEPARACIÓN NO RESISTENTES -PUERTAS Y VENTANAS - INSTALACIONES : FONTANERÍA, SANEAMIENTO, ELECTRICIDAD, ASCENSORES, ETC.

18 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS CERRAMIENTOS EXTERIORES DE ESTRUCTURAS ENTRAMADAS

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20 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS TABIQUES: ELEMENTOS DE SEPARACIÓN NO RESISTENTES.

21 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS PUERTAS Y VENTANAS

22 ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS - INSTALACIONES : FONTANERÍA, SANEAMIENTO, ELECTRICIDAD, ASCENSORES, ETC. ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN EDIFICIO FORJADO

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25 DEFINICION. MATERIALES CONSTRUCCION CUERPOS QUE INTEGRAN LAS OBRAS DE CONSTRUCCION (EDIFICACION U OBRA DE INGENIERIA CIVIL), CUALQUIERA QUE SEA SU NATURALEZA, COMPOSICION Y FORMA CLASIFICACION DE LOS MATERIALES/ FUNCIÓN QUE DESEMPEÑAN - MATERIALES FUNDAMENTALES - MATERIALES CONGLOMERANTES - MATERIALES COMPLEMENTARIOS O AUXILIARES LOS MATERIALES FUNDAMENTALES SIRVEN PARA CONSTRUIR LAS UNIDADES DE OBRA CAPACES DE SOPORTAR LOS ESFUERZOS MECÁNICOS Y LAS ACCIONES ATMOSFÉRICAS A QUE VA A ESTAR SOMETIDA LA CONSTRUCCIÓN QUE SE PROYECTA.

26 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES/ FUNCIÓN QUE DESEMPEÑAN - MATERIALES FUNDAMENTALES - MATERIALES CONGLOMERANTES - MATERIALES COMPLEMENTARIOS O AUXILIARES LOS MATERIALES CONGLOMERANTES CONSTITUYEN LA BASE DE LOS MORTEROS Y HORMIGONES, EMPLEÁNDOSE EN CONSTRUCCIÓN PARA UNIR O ENLAZAR MATERIALES DEL GRUPO ANTERIOR, ADEMÁS DE CONSTITUIR POR SÍ SOLOS Y EN COMBINACIÓN CON EL ACERO, UN MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN FUNDAMENTAL POR EXCELENCIA, EL HORMIGON CLASIFICACION DE LOS MATERIALES/ FUNCIÓN QUE DESEMPEÑAN - MATERIALES FUNDAMENTALES - MATERIALES CONGLOMERANTES - MATERIALES COMPLEMENTARIOS O AUXILIARES LOS MATERIALES COMPLEMENTARIOS O AUXILIARES SON AQUELLOS QUE SE UTILIZAN DENTRO DE LAS EDIFICACIONES COMO COMPLEMENTOS UTILITARIOS DE LAS MISMAS. EL VIDRIO, PINTURAS, AISLANTES, MATERIALES ELÉCTRICOS, DE FONTANERÍA, CARPINTERÍA DE MADERA, DE ALUMINIO, DE PVC, ETC, CONSTITUYEN ALGUNOS EJEMPLOS.

27 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES / ORIGEN LA METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EL ESTUDIO DE LOS MATERIALES, PUEDE SER LA SIGUIENTE: -CONOCER Y VALORAR LAS PROPIEDADES QUE QUEREMOS EXIGIRLES -CONOCER Y REALIZAR LOS ENSAYOS ADECUADOS PARA OBTENER LA MEDIDA QUE INDICA EL CUMPLIMIENTO DE DICHAS PROPIEDADES -ADOPTAR LOS USOS APROPIADOS A LOS QUE SE PUEDE DESTINAR EL MATERIAL, SEGÚN SUS PROPIEDADES -ANALIZAR LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES ANTE OTROS MATERIALES SIMILARES DE ACUERDO A LOS DATOS QUE NOS APORTEN DICHOS ESTUDIOS, PODREMOS ELEGIR EL MATERIAL MÁS APROPIADO PARA CADA NECESIDAD.

28 LA UTILIZACIÓN DE UN MATERIAL EN OBRA, NO SE REALIZA ÚNICAMENTE EN BASE A LOS ESTUDIOS CITADOS, YA QUE, LOS FACTORES QUE INTERVIENEN A LA HORA DE SU ELECCIÓN SON MUCHO MÁS COMPLEJOS, PUDIENDO AGRUPARSE DEL SIGUIENTE MODO: - CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS - CONDICIONANTES ECONÓMICOS - CONDICIONANTES ESTÉTICOS LOS DOS ÚLTIMOS, LIMITAN LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR SIEMPRE EL MATERIAL MÁS ADECUADO PARA CADA CASO. NO OBSTANTE, SE UTILIZARÁN SIEMPRE AQUELLOS QUE CUMPLAN AL MENOS LOS NIVELES MÍNIMOS DE CALIDAD EXIGIDOS POR LA NORMATIVA OTRA CUESTIÓN NO MENOS IMPORTANTE A TENER EN CUENTA, ES LA VIDA MEDIA DE UNA OBRA (DURABILIDAD) DÁNDOSE, EN OCASIONES, DESEQUILIBRIOS DE CALIDAD QUE HACEN QUE DICHA OBRA QUEDE OBSOLETA ANTES DE TIEMPO, DEBIDO A QUE NO SE HA SABIDO CONJUGAR EL NIVEL DE EXIGENCIAS Y EL DE DURABILIDAD DE LOS MATERIALES QUE ESTÁN FORMANDO PARTE DE LA MISMA Y, POR LO TANTO, ALTERÁNDOSE Y ENVEJECIENDO EN TIEMPOS DISTINTOS.

29 ENSAYOS DE MATERIALES LA ELECCIÓN DEL MATERIAL MÁS ADECUADO, EXIGE EL CONOCIMIENTO PREVIO DE SUS PROPIEDADES TÉCNICAS: FÍSICAS, QUÍMICAS Y MECÁNICAS. ESTA INFORMACIÓN, LA OFRECEN LOS ENSAYOS DE MATERIALES, REALIZADOS GENERALMENTE SOBRE PROBETAS NORMALIZADAS Y EN OCASIONES EN ELEMENTOS DE LA PROPIA OBRA. EL FUNDAMENTO DE LA REALIZACIÓN DE UN ENSAYO, SERÁ LA MEDIDA DE UNA DETERMINADA PROPIEDAD QUE DESEAMOS EXIGIRLE A UN MATERIAL PARA SU UTILIZACIÓN. ENSAYOS DE MATERIALES

30 LOS ENSAYOS CUANTITATIVOS SON LOS MÁS UTILIZADOS, EXIGIÉNDOLES UNA GRAN PRECISIÓN Y FIABILIDAD LOS OBJETIVOS DE ESTE TIPO DE ENSAYOS SON LOS SIGUIENTES: -CONOCER Y ESTUDIAR LAS PROPIEDADES DE UN MATERIAL Y LA INFLUENCIA QUE SOBRE LA MISMAS EJERCE SU COMPOSICIÓN QUÍMICA, LOS PROCESOS EN SU FABRICACIÓN Y LAS TRANSFORMACIONES EN SU ESTRUCTURA -CONTROLAR Y ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES EN SERVICIO -ENSAYAR PIEZAS QUE HAN FALLADO EN SERVICIO, TRATANDO DE HALLAR SUS CAUSAS Y FORMA DE EVITARLAS - OBTENER VALORES DE RESISTENCIA QUE SIRVAN DE BASE AL CÁLCULO Y ELECCIÓN DE LOS MATERIALES MÁS ADECUADOS PARA SU UTILIZACIÓN. ENSAYOS DE MATERIALES QUÍMICOS SU FINALIDAD ES CONOCER LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL MATERIAL Y SU RESISTENCIA A LOS AGENTES QUÍMICOS. SE REALIZAN ENSAYOS CUALITATIVOS Y CUANTITATIVOS, SIENDO EN GENERAL, NO DESTRUCTIVOS

31 ENSAYOS DE MATERIALES FÍSICOS DESTINADOS A CONOCER LAS PROPIEDADES FÍSICAS: -DENSIDADES. POROSIDADES -PROPIEDADES TÉRMICAS -ELÉCTRICAS ASÍ COMO OBSERVAR Y MEDIR DEFECTOS INTERNOS COMO GRIETAS, COQUERAS, ETC. PARA LA OBTENCIÓN DE ESTAS PROPIEDADES, SON UTILIZADOS TANTO LOS ENSAYOS DESTRUCTIVOS COMO LOS NO DESTRUCTIVOS. ENSAYOS DE MATERIALES MECÁNICOS SON EN GENERAL, DESTRUCTIVOS Y TIENEN POR OBJETO: 1/ DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS ELÁSTICAS Y DE RESISTENCIA, SEGÚN EL COMPORTAMIENTO DE PROBETAS NORMALIZADAS SOMETIDAS A DETERMINADOS ESFUERZOS - ENSAYOS ESTÁTICOS (TRACCIÓN, COMPRESIÓN, FLEXIÓN...). - ENSAYOS CON TENSIONES MÚLTIPLES. - ENSAYOS DE DUREZA. - ENSAYOS DINÁMICOS (CON CARGAS BRUSCAS O VARIABLES). - ENSAYOS DE DURACIÓN (FATIGA Y FLUENCIA). - ENSAYOS TECNOLÓGICOS (PLEGADO, DOBLADO DE FORJADOS Y TUBOS) 2/DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE LAS TENSIONES QUE SE DESARROLLAN EN MATERIALES O ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS, CUANDO SE SOMETEN A ESFUERZOS ANÁLOGOS A LOS QUE TIENE QUE SOPORTAR EN SERVICIO. POR ESTE PROCEDIMIENTO, ES FÁCIL DECIDIR EL DISEÑO MÁS ADECUADO, EL MATERIAL O SUS TRATAMIENTOS.

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33 TODO ENSAYO DEBE CUMPLIR UNA SERIE DE CONDICIONES: - SER HOMOGÉNEO - LAS MUESTRAS TOMADAS, DEBEN SER REPRESENTATIVAS - DE REALIZACIÓN TÉCNICAMENTE SENCILLA - FIABLE Y REPETITIVO - QUE SU PROCEDIMIENTO ESTÉ PERFECTAMENTE DEFINIDO Y PREFERIBLEMENTE NORMALIZADO