Practica Acero De Refuerzo

Inducción teórica

El acero es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeñas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fósforo, azufre, sílice y vanadio para mejorar la soldadura y resistencia a la intemperie. Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.

En el acero de refuerzo ordinario, tipificados mediante los grados 40 y 60, existe una respuesta inicial elástica hasta un punto de fluencia bien definido, más allá del cual, ocurre un incremento substancial en la deformación sin que venga aparejado un incremento en el esfuerzo. Si se sigue incrementando la carga, esta mesa de fluencia es seguida por una región de endurecimiento por deformación, durante el cual se obtiene una relación pronunciadamente no lineal entre el esfuerzo y la deformación.

El módulo de elasticidad para las varillas de refuerzo es más o menos el mismo: 2.04x106 Kg./cm2.

Los aceros de alta resistencia no presentan un punto de fluencia bien definido. Se han propuesto diversos métodos arbitrarios para definir el punto de fluencia del acero de alta resistencia. Una forma de calcularlo es tomando el esfuerzo en el cual el elemento tiene una deformación unitaria de 1%. Otra forma es trazando una paralela a la curva esfuerzo-deformación en el punto correspondiente al 0.2% de la deformación unitaria y el esfuerzo de fluencia será en donde la paralela corte a la curva.

Debido a la baja resistencia del concreto a la tensión, se ahoga acero en él, para resistir los esfuerzos de tensión. Ahora bien, el acero también se utiliza para recibir la compresión en vigas y columnas y permitir el uso de elementos más pequeños; así mismo sirve para otros fines. Controla las deformaciones debidas a la temperatura y a la contracción y distribuye la carga al concreto y al resto del acero de refuerzo. Puede utilizarse para preesforzar el concreto y sirve para amarrar entre sí a otros refuerzos para facilitar el colado o resistir esfuerzos laterales.

La mayoría de los refuerzos son en forma de varillas o de alambres. Sus superficies pueden ser lisas o corrugadas. Este último tipo es de empleo más general, porque produce mejor adherencia con el concreto debido a las rugosidades y salientes de la varilla.

Los diámetros de las varillas son de ¼ a 2 ¼ pulg. Los tamaños se designan con números equivalentes a unas ocho veces los diámetros nominales. El uso de varillas con límite de fluencia mayor de 60 000 psi, para refuerzo de flexión es limitado, pues se requieren dimensiones especiales para controlar el agrietamiento y la deflexión.

A continuación se muestra la gráfica típica de la resistencia de tipos de varillas

Materiales

Probetas de acero

Muestras de varilla corrugada laminada en caliente de diferentes diámetros

Cinta o etiquetas adhesivas

Equipo

Marco de carga

Dispositivos para la prueba de tensión

Micrómetro

Extensómetro

Flexómetro

Calibrador

Báscula

Procedimiento

Para llevar a cabo esta práctica primero se determinaron las áreas de las varillas de prueba, para hacer esto se dispuso de dos fórmulas, con las cuales según la teoría debían salir las mismas áreas por cada varilla.

Las fórmulas usadas fueron:

A= πD2 /4

Donde D=3/8pulg. ~ 0.952cm.

A=W/0.784

Donde W= █(W2@L de la varilla)/0.784

A=W2/(0.784 (L) )

Luego se determinaron los pesos y las longitudes de cada varilla para poder obtener el área, ya que en la segunda fórmula descrita anteriormente es necesario tener esos datos.

Posteriormente se determinó P para tener una aproximación de en qué momento de la carga sobre la varilla se llegara al límite elástico.

Entonces se procedió a realizar el experimento sobre el marco universal. Se colocaron las varillas de una por una en las mordazas del marco, y se experimentó con una longitud de trabajo de 20 cm en cada varilla.

El marco de carga nos arrojó todos los datos automáticamente y así fue como se pudo obtener las gráficas que en seguida se mostrarán.

Cálculos

Primero se determinaron las áreas de la siguiente manera:

A= (π D2)/4

Donde D=3/8pulg. ~ 0.952cm.

A=π(0.952cm)2/4=0.712cm2

De acuerdo con la fórmula de áreas circulares las varillas corresponden a un área de 0.712 cm2

A continuación se obtendrán nuevamente las áreas pero ahora con la segunda fórmula mostrada anteriormente.

A=W/(0.784 (L))

Se presentará una tabla para facilitar los cálculos, cabe aclarar que para obtener las 3 áreas se usó la misma fórmula.

Varillas W L A

1 0.315 kg 0.591 m 0.681cm2

2 0.318 kg 0.595 m 0.681cm2

3 0.322 kg 0.602 m 0.682cm2

Resultados

Gráfica de la probeta No. 1

Datos de la probeta 1:

Longitud de trabajo: 20 cm

σMáx. : 5090 kg/cm2

Carga a la ruptura: 4050kg/cm2

Límite elástico: 4004 kg/cm2

Longitud final: 0.618 m

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