Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Ingeniería. Asignatura: Presupuestación de obras. Grupo: 3 Trabajo de investigación: 2 Acero Profesor Titular: Ing. Oscar E. Martínez Jurado. Profesor Adjunto: Ing. Heriberto Esquivel Castellanos. Integrantes: Lizzette Guzmán Claudia Juárez. Juan Carlos Lara
Historia Hacia el año 1000 A.C., se fabricaba acero en el Próximo y Medio Oriente y en la India. En 1940 se descubrió el acero al crisol. En 1902 se invento el horno eléctrico. 1948 proceso del oxigeno básico. 1950 fundición continua.
Los aceros son aleaciones de hierrocarbono forjables, con porcentajes de carbono variables entre 0,03 y 2,00%. Se distinguen de las fundiciones, también aleaciones de hierro y carbono, en que la proporción de carbono es superior para estas: entre 1,5 y el 4%. Introducción:
La diferencia fundamental entre ambos materiales es que los aceros son, por su ductilidad, fácilmente deformables en caliente utilizando forjado, laminación o extrusión, mientras que las fundiciones son frágiles y se fabrican generalmente por moldeo.
Existen abundantes yacimientos de minerales de hierros suficientemente ricos, puros y fáciles de explotar. Existe la posibilidad de reciclar la chatarra. Los procedimientos de fabricación son relativamente simples y económicos. Presentan una interesante combinación de propiedades mecánicas, las que pueden modificarse dentro de un amplio rango variando los componentes de la aleación o aplicando tratamientos.
Su plasticidad permite obtener piezas de formas geométricas complejas con relativa facilidad. La experiencia acumulada en su utilización permite realizar predicciones de su comportamiento, reduciendo costes de diseño y plazos de puesta en el mercado.
Clasificación del acero. Se pueden clasificar de acuerdo a su composición química y sus características. Una clasificación peculiar es la siguiente: Aceros inoxidables. Aceros bimetálicos. Aceros de fácil mecanización. Aceros de alta resistencia y baja aleación.
Aceros inoxidables. La inoxidabilidad de los aceros inoxidables es relativa. Aumenta la resistencia de ciertos tipos de corrosión, manteniendo la superficie lisa, limpia y brillante. El acero inoxidable menos resistente contiene un mínimo de 11.5% de cromo. La teoría actual es que es este elemento el que proporciona al acero su resistencia a la corrosión al formarse en la superficie una delgada película pasiva de óxido. Naturalmente, el grado de protección depende del contenido en cromo. Cuanto mayor sea éste menor será el riesgo de formación de escamas. Por tanto la seguridad con que podamos exponer un acero inoxidable al calor, varía con la proporción de cromo.
Aceros bimetales: Características generales: Los aceros bimetales se preparan recubriendo una o las dos caras del acero que sirve de soporte, con aceros especiales. Los espesores más normales de chapado son el 10 y el 20%, pero el espesor puede variar del 5 al 50%. Naturalmente, el espesor del chapado se determina por las exigencias de la aplicación a la que se destina.
Aceros de alta resistencia y baja aleación. Primitivas aplicaciones de estos materiales se encuentran en los ferrocarriles, Los aceros de alta resistencia, por su bajo contenido en carbono, en la mayor parte de los procesos de soldadura, no necesitan manipulaciones especiales. Pueden soldarse con la misma facilidad que cualquier otro acero ordinario. ya sea para la construcción de vagones de carga o para la de coches viajeros. Oros consumidores importantes han sido las minas, la construcción, equipos para remover tierras, barcos e industrias fabricantes de maquinaria.
Aceros de fácil mecanización. Los aceros de fácil mecanización forman un conjunto de 27 aceros de distintas composiciones químicas y propiedades físicas semejantes. Los aceros de fácil mecanización, por razón de su composición química, de su proceso de acabado y de la utilización que se suele hacer de ellos, se presentan únicamente en forma de barras, bien sean en sección circular, cuadrada o hexagonal.
Aceros de alta resistencia y baja Los aceros de alta resistencia, por su bajo contenido en carbono, en la mayor parte de los procesos de soldadura, no necesitan manipulaciones especiales. Pueden soldarse con la misma facilidad que cualquier otro acero ordinario. Primitivas aplicaciones de estos materiales se encuentran en los ferrocarriles, ya sea para la construcción de vagones de carga o para la de coches viajeros. Oros consumidores importantes han sido las minas, la construcción, equipos para remover tierras, barcos e industrias fabricantes de maquinaria. aleación.
Cómo se fabrica el acero? Para empezar, las materias primas, (o bien mineral de hierro o bien chatarra férrea, según el proceso) son convertidas en acero fundido. El proceso a base de mineral de hierro utiliza un alto horno y el proceso con la chatarra férrea recurre a un horno de arco eléctrico. A continuación, el arrabio se solidifica mediante moldeo en una máquina de colada continua. Se obtiene así lo que se conoce como productos semiacabados. Pueden ser desbastes, si presentan un corte transversal rectangular, o blooms o palanquillas, si tienen un corte transversal cuadrado. Son los formatos que se utilizan para formar el producto acabado. Por último, estos productos semiacabados se transforman, o "laminan" en productos acabados. Algunos reciben un tratamiento térmico, conocido como "laminado en caliente". Más de la mitad de las chapas finas laminadas en caliente vuelven a ser laminadas a temperaturas ambientes (proceso "laminado en frío"). Posteriormente pueden ser recubiertas con un material protector anticorrosión.
1- Sinterización 2- Alto horno 3- Horno de coque 4- Convertidor 5- Horno de arco eléctrico 6- Unidad de afinado 7- Colada continua 8- Tren laminador
Utilización de acero 70% del total resaltan que el acero provee resistencia, durabilidad y seguridad a su construcción. 50% del total resaltan que el acero les permite reducir costos totales de edificación. 30% del total resaltan que el acero les permite reducir tiempos totales de edificación. Factores de seguridad en ventanas 80% no consideraría utilizar acero en lugar de aluminio por factores de seguridad. 20% si consideraría utilizar acero en lugar de aluminio por factores de seguridad. Zonas sísmicas: factores de seguridad 90% no consideraría utilizar techos de lámina acanalada por factores de seguridad. 10% si consideraría utilizar techos de lámina acanalada por factores de seguridad. 60% no consideraría utilizar marcos de puerta de acero por factores de seguridad. 40% si consideraría utilizar marcos de puerta de acero por factores de seguridad.
Tubería Aplicaciones hidráulicas: 90% utiliza cobre y sólo 10% utiliza acero. Aplicaciones sanitarias: 90% Utiliza PVC y sólo 10% utiliza bronce (cobre). Nadie utiliza acero. Puertas 30% utilizan sólo puertas de madera 20% utilizan sólo puertas de acero 50% usan los tres diferentes tipos de puertas: madera, acero y aluminio. Ventanas 80% utiliza solamente ventanas de aluminio. 10% utiliza solamente ventanas metálicas (acero) 10% utilizan ambos tipos de ventanas (acero y aluminio). Techos 50% utilizan solamente concreto 50% combinan concreto con vigueta, malla electro soldada y bovedilla Columnas 90% utilizan concreto armado. 10% utilizan otro tipo de sistema de concreto (concreto ahogado), combinado con el concreto armado. Nadie de los encuestados utiliza estructuras de acero como columnas para la vivienda.
Perfiles estructurales CARACTERISTICAS GENERALES Son conformados en frío mediante un proceso industrial de perfilado continuo denominado "Rollforming", el cual transforma bobinas de acero estructural en perfiles de una amplia variedad de formas y dimensiones.
Su alta resistencia, poco peso, y facilidad con que pueden combinarse los distintos elementos para dar forma a sistemas más complejos, permiten que los perfiles estructurales, se apliquen con ventaja en proyectos del más diverso tipo.
APLICACIONES Los perfiles estructurales se usan en el proyecto de edificios industriales, comerciales, de servicios, y en general donde se requiera la edificación de una estructura liviana, de alta resistencia y rápida instalación. La limpieza de las secciones de alma llena le agregan a la estructura fabricada con perfiles, un atractivo arquitectónico que las secciones reticuladas no tienen.
PERFILES ESTANDAR Canal " U " D : de 51 a 305 mm. B : 25, 38, 51 y 76 mm. t : 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm Canal " C " D : de 76 a 305 mm. B : 25, 38, 51 y 76 mm. d : 19 mm. t : 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm.
Zetas D : de 76 a 305 mm. B : 38, 51 y 76 mm. d : 19 mm. t : 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm. Ángulos D : de 32 a 102 mm. B : de 32 a 76 mm. t : 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm.
PERFILES COMPUESTOS CI I U IU T TC T TU OMEGA C U
PERFIL COMPUESTO CONEXION VIGA- CORREA
ESTRUCTURA DE TECHO TIPICA
ESPECIFICACIONES GENERALES Acero estructural ASTM A 570, Grado 36 (Fy=2,530 kg/cm2). Longitud comercial 6.00 m. Otras longitudes a pedido
TUBOS ESTRUCTURALES Características Son fabricados a partir de bobinas de acero estructural que se transforman mediante un proceso de conformado en frío llamado "rollforming" en tubos redondos, cuadrados ó rectangulares de una amplia variedad de dimensiones. Su alta resistencia, poco peso y superior rigidez, permiten que los tubos electrosoldados se apliquen con ventaja en aquellos proyectos que requieran de una estructura esbelta y liviana y económica
APLICACIONES Los tubos electrosoldados se usan en construcciones del más diverso tipo, ya sea en aplicaciones estructurales: columnas, vigas, postes, tijerales, etc. ó en aplicaciones de carpintería: puertas, ventanas, barandas y cercos. La limpieza de las secciones tubulares y su facilidad de mantenimiento le agregan valor a las construcciones proyectadas con tubos electrosoldados
VENTAJAS Los tubos están disponibles en una amplia variedad de formas y dimensiones. Debido a su fabricación industrial según norma ASTM, los tubos tienen dimensiones normadas y su calidad es consistente.. Las secciones de alma llena proporcionan una apariencia limpia, atractiva y de fácil mantenimiento. La resistencia y rigidez de las secciones tubulares, permite la construcción de formas esbeltas y originales.
TUBOS ESTANDAR Tubo Redondo D : de 50 a 127 mm. t : 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm. Tubo Rectangular D : de 60 a 150 mm. B : de 30 a 80 mm. t : 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm.
Tubo Cuadrado B : de 45 a 100 mm. t : 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm.
PORTICO CON ELEMENTOS TUBULARES
Detalle 1 Detalle 2
PORTICO CON ELEMENTOS TUBULARES
Detalle 3
ESPECIFICACIONES Acero estructural ASTM A570, Grado 36 (Fy=2,530 kg/cm2). Longitud comercial 6.00 y 6.40 m. Otras longitudes a pedido del cliente.
PERFILES QUICKWALL CARACTERISTICAS Los perfiles QUICKWALL son el componente estructural del sistema de construcción "drywall", un sistema de construcción en seco que combina una estructura interna de perfiles de acero con tableros de revestimiento de yeso ó fibrocemento, y que permite la ejecución sencilla y rápida de construcciones que son a la vez ligeras y económicas. Se fabrican a partir de lámina de acero estructural, galvanizada o zincaluminizada, mediante un proceso continuo de punzonado y perfilado por rodillos denominado "rollforming". Como consecuencia de su fabricación industrial según norma ASTM, los perfiles cumplen con las más exigentes normas de calidad, resistencia y tolerancia dimensional
APLICACIONES Los perfiles QUICKWALL se utilizan en la construcción de tabiques, muros, techos, entre pisos, cielorrasos y en general en la construcción de cualquier tipo de edificación proyectada con el sistema "drywall" hasta cuatro pisos de altura. Debido a su flexibilidad, la construcción drywall con perfiles de acero se combina fácilmente con otros sistemas constructivos, siendo ideal en la ejecución de ampliaciones y remodelaciones de edificaciones existentes.
Esquinero D : de 76 a 305 mm. B : 38, 51 y 76 mm. d : 19 mm. t : 2.0, 2.5, 3.0 y 4.5 mm. Omega H : 25 mm. A : 29 y 50 mm. t : 0.5 a 1.0 mm..
PERFILES QUICKWALL Parante D : 38, 64, 89, 140 y 152 mm. B : 38 y 50 mm. t : 0.4 y 1.2 mm. Riel D : 39, 65, 90, 141 y 153 mm. B : 25 y 32 mm. t : 0.4 y 1.2 mm.
VENTAJAS Amplia y completa variedad de perfiles. Fabricados con láminas de acero estructural dotadas de protección anticorrosiva: galvanizada o zincalum. La construcción es muy rápida. El personal requiere de entrenamiento mínimo y herramientas sencillas. La construcción es liviana. Un tabique drywall pesa sólo el 10% que un tabique de ladrillo, reduciendo las exigencias estructurales sobre cimentaciones, columnas y vigas. La construcción es limpia, seca y con un mínimo de desperdicios. Se integra con facilidad a construcciones existentes.
DETALLES TIPICOS DEL QUICKWALL Apoyo de parante
Detalle de Dintel
Estructura de piso en muro exterior
Arriostramiento diagonal de muro
ESTRUCTURA DE PISO EN MURO EXTERIOR
ESPECIFICACIONES Largos : 2.40m., 3.00m. y 6.00m. Otros largos según requerimiento del proyecto. Acero zincalum : ASTM A792, Gr.33 Acero galvanizado : ASTM A653, Gr.33
Coberturas y cerramientos Tecnotecho TR-4 Características Debido a su perfil estructural facilidad de instalación y superior acabado, los paneles PRECOR TR-4 constituyen la solución ideal en el proyecto de coberturas y revestimientos. Fabricados en acero estructural, los paneles PRECOR TR-4 se suministran con diferentes calidades de recubrimiento: galvanizado, zincalum y zincalum pre-pintado, lo que permite programar el proyecto de coberturas en función del tipo de edificación, uso, condiciones ambientales y vida útil requerida. El suministro de paneles PRECOR TR-4 se complementa con una línea completa de accesorios, sellos y fijaciones que garantizan la total y perfecta terminación del sistema de cubiertas y revestimientos.
PANELES PRE-PINTADOS Los paneles pre-pintados están protegidos con una pintura electrostática en polvo, formulada en base a resinas poliéster, con un espesor de película seca garantizado de 50 micrones como mínimo. Adicionalmente, vienen provistos de un film plástico de protección aplicado sobre la cara expuesta, que protege a la pintura durante el transporte, manipuleo e instalación de los paneles. Este film debe retirarse siempre, pero sólo después que el trabajo de fijación y montaje de los paneles haya concluido
VENTAJAS Resistencia: Debido a su perfil estructural, con cuatro nervios que le confieren gran rigidez y resistencia flexionante, lo que les permite salvar mayores luces entre apoyos. Acabado superior: Fabricados con materiales resistentes a la corrosión y suministrados con colores firmes y durables que contribuyen a la dimensión estética del proyecto. Facilidad de instalación: Altos rendimientos en la instalación debido al empleo de herramientas sencillas, accesorios y detalles estandarizados, así como largos continuos que minimizan la ocurrencia de traslapes. Economía: Ahorro en la estructura portante, debido al reducido peso propio de los paneles y al mayor espaciamiento posible entre apoyos
SECCION TRANSVERSAL
DETALLE FIJACION DEL PANEL
DETALLES DE TRASLAPE
ACCESORIOS CARGAS ADMISIBLES PANEL TECNOTECHO TR4 POLICARBONATO (Kg/m²) Espesor (mm) Distancia entre apoyos (m) Techo Paredes Espe son (mm ) Peso (kg/ m2) 1.00 1.25 1.50 Distancia entre apoyos 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 0.40 3.97 290 186 129 95 73 57 46 37 - - 0.45 4.47 311 199 138 102 78 61 50 40 31-0.50 4.96 362 231 161 118 90 71 58 46 35-0.60 5.95 433 277 192 141 108 85 69 55 42 33 0.80 7.93 574 367 255 187 143 113 92 73 56 44 Nota: Las tablas han sido calculadas considerando un límite máximo de deflexión de L/200. El propio peso del panel se debe considerar dentro de la carga admisible.
ESPECIFICACIONES Espesores : 0.4, 0.45, 0.5, 06 y 0.8 mm Largos : A medida Acero zincalum : ASTM A792, Gr.33 Acero galvanizado : ASTM A653, Gr.33 Galvanizado clase G-40 mínimo Zincalum clase AZ-55 Pintura poliéster de 50 micrones
Conclusión Los incrementos en los insumos se deben a la escasez internacional de los mismos, provocada por: Una demanda extraordinaria de productos de acero. Mínima inversión en capacidades de insumos básicos y navíos en años recientes. El futuro es incierto, debido a varios factores difíciles de pronosticar. Precio y disponibilidad de materiales básicos. Nivel de crecimiento economía mundial, China, EUA, México. No se prevé que bajen los costos de energéticos. Falta de reformas. Posibilidad de escasez de EE y gas natural en los siguientes años. De acuerdo con los analistas, se estima que cuando bajen los costos, estos permanezcan por encima de los niveles históricos.
En relación a los productos de acero destinados a la industria de la construcción, se puede señalar que: El incremento en los precios del acero se debe a cuestiones de orden internacional, fuera del control de las industrias mexicanas. 1.- Los aspectos estructurales de nuestra economía impiden la competitividad de los productos de acero ante los altos precios de los energéticos y el transporte, entre otros. 2.- El principal producto de acero como elemento de la construcción de vivienda es la varilla corrugada, que debe tratarse como un comodito, lo que implica que se mueve en el contexto internacional para la fijación del precio. 3.- Los principales productos de acero que se utilizan en la construcción de la vivienda de interés social es son la varilla corrugado y los derivados del alambrón. 4.- El contenido de productos de acero en la vivienda de interés social se estima en el orden de 4a 8% del total de materiales utilizados en la construcción.. En este contexto, el precio del acero en el valor total de una casa no supera el 3 5.- El incremento de precios de materias primas e insumos es global, se han incrementado los precios del aluminio, el cobre y el cemento, por citar algunos destinados a la industria de la construcción, además del acero. 6.- El contenido de los materiales para la construcción varía de región a región, sin embargo se puede afirmar que el principal insumo es el ladrillo y el cemento. 7.- La petición de bajar el arancel, se cumplirá con el decreto próximo a publicase. 8.- Es conveniente buscar otras técnicas constructivas más modernas para bajar los costos. 9.-Es necesario buscar la forma de evitar el acaparamiento y las compras especulativas de productos de acero para la construcción, que altera el mercado natural de estos productos.