Download - Tension y Doblado Del Acero 1
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
1/14
ngeniara de Materiales
UNIVERSISDAD DE EL SALVADORFACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTALDEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
INGENIERIA CIVIL
INGENIERIA DE MATERIALES
GUIA #1
PRUEBA:TENSION Y DOBLADO DEL ACERO DE REFUERZO
(A.S.T.M. A-615)
DOCENTE:
____________________________________________________
INSTRUCTOR
_____________________________________________________
CIUDAD UNIVERSITARIA, CICLO 02
PRUEBA DE TENSIN
El acero es una aleacin de hierro, carbono con un contenido de carbono de
hasta un 2% y cantidades pequeas de silicio. Segn las especificaciones A.S.T.M.,
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
2/14
ngeniara de Materiales
las varillas de refuerzo son fabricadas en tres clases de acero: de Lingote (A.S.T.M.
A 615), de Riel (A.S.T.M. A 616), y de Eje (A.S.T.M. A 617). El tipo ms comn de
acero de refuerzo esta formado por varillas redondeadas. Las varillas se pueden
conseguir de un amplio rango de dimetros que van desde 3/8 hasta 11/4; las
varillas se denominan por lo general por un numero, el cual corresponde
aproximadamente al N de octavos de pulgadas que tiene su dimetro nominal.
Las varillas se pueden conseguir en nuestro pas en dos diferentes grados o
resistencia, grado 40 y 60 cuyas resistencias mnimas especificadas a la fluencia son
40000 y 60000 lb/pul2 respectivamente 2800 y 4200 kg/cm2; aunque existen otros
grados como el 50 y 75.
Identificacin de las varillas:
Para que las varillas de refuerzo, de diversos grados y dimetros, sean fcilmente
distinguibles, debern estar marcadas con seas especficas en la superficie de un
lado de las varillas moldeadas durante su fabricacin. Estas marcas identifican:
a)La fabrica productora ( usualmente una inicial),
b)El calibre de la varilla (N 5, N8, etc.),c)El tipo de acero empleado en la fabricacin ( N para acero de lingote,
una riel como smbolo o Y para los aceros de riel, A para los aceros de
eje y;
d)En el caso de las varillas de grado 60 75 estas se identifican colocando
el numero 60 75, o bien por un sistema de lneas continuas, una lnea
para el grado 60 y dos lneas para el grado 75 las que deben ir en medio de las
corrugaciones.
Objetivos:
1.Conocer de la prueba de tensin del acero, el esfuerzo de tensin a la rotura
(resistencia), esfuerzo de fluencia y elongacin (ductilidad); para compararlos con
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
3/14
ngeniara de Materiales
los parmetros de resistencia que establece la norma A 615 y saber as; si puede
ser utilizado como refuerzo en una estructura.
2.Conocer los parmetros de resistencia que establece la norma A 615.
Material y equipo:
- Varilla de acero de 60 cm. de longitud. - Marcador
- Pie de rey - Martillo
- Cinta mtrica - Yeso
- Extensmetro de Moore1. - Maquina Universal
- Balanza de 1gr de precisin
Procedimiento:
1.Tomar dimensiones de la varilla, dimetro y longitud, anotar estos en hoja 1
2.Pesar la varilla, en kg
3.Ubicar el centro del espcimen de tal forma que coincida con el pin central del
marcador (las marcas se realizan sobre la barra, generalmente en una de sus
venas longitudinales o en la superficie de la barra entre resaltes); Posteriormente
se proceder a golpear cada uno de los pines del marcador, teniendo cuidado de
que las marcas no sean muy profundas, pues unas marcas muy acentuadas
indentan gravemente la barra y pueden afectar los resultados del ensayo.
4.Se coloca en la varilla el extensmetro de Moore, el cual servir para leer laslecturas de deformacin que presentar la varilla al ser sometido a tensin.
5.Seguidamente, asegrese el extremo superior de la probeta en el cabezal fijo de la
maquina de ensaye. Colquese la probeta de tal modo que las marcas queden
1El marcador esta formado por nueve pines, que tiene una distancia entre ellos de 1 pul; la distancia total entre los extremos del marcador es
de 20 cm.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
4/14
ngeniara de Materiales
hacia el frente de la maquina, luego asegrese la varilla en la parte mvil de la
maquina, hecho esto ajuste el deformmetro para que indique cero.
6.Eljanse incrementos de carga adecuados para obtener cuando menos 15 lecturas
debajo del limite proporcional probable. Aplquese la carga a baja velocidad,
tomando valores de carga y deformacin; la velocidad de carga de la prueba ser
tal que se puedan tomar las lecturas necesarias durante el desarrollo de la
prueba, pero no mayor, de 100 kip/pul2/minuto
7.Una vez tomada la lectura de fluencia, se proceder
a tomar dos lecturas adicionales, luego se retira el
extensmetro para proteccin del mismo,
posteriormente se lleva la varilla hasta la ruptura;se tomar la carga mxima y de ruptura de la
probeta.
8.Terminado el ensayo se retira la varilla de la maquina se revisa el tipo de falla de
la probeta y se medir la longitud final de esta (lo que se elong en el tramo de
calibracin de 8 pulg). Para medir la longitud final de la probeta se unen las dos
partes de esta y se verifica la zona donde se dio la falla. (ver figura 1).
9.Luego se mide con ayuda del Vernier (pie de rey) el dimetro final de la probetaen la zona de estriccin.
10.Anotar el tipo de fractura que haya tenido la probeta, sta puede ser segn las
ilustraciones de la figura 2.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
5/14
ngeniara de Materiales
DETERMINACION DE LA LONGITUD FINAL PARA RUPTURAS,
DENTRO Y FUERA DEL TRAMO DE CALIBRACIN EN
EL ENSAYO DE TENSION DE VARILLAS.
TRAMO DE CALIBRACION (8 pul)
FIGURA 1
RUPTURAS ENTRE LOS PUNTOS LONGITUD FINAL
C Y G LF = AI
A Y C PERO MAS CERCANA A B QUE A LF = AC + 2 CF
MEDIA DIVISION DE A LF = 2 AE
FUERA DEL TRAMO DE CALIBRACINLONGITUD TOTAL FINAL -LONGITUD TOTAL INICIAL
A B C D E F G
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
6/14
ngeniara de Materiales
FRACTURAS TPICAS POR TENSIN DE LOS METALES
FIGURA 2
Las fracturas por tensin pueden clasificarse en cuanto a forma, textura y color. Los tipos de fractura, en lo
respectivo a la forma, son simtricos: cono y crter, planos e irregulares. Varias descripciones de la textura son:
sedosa, grano fino, grano grueso o granular, fibrosa o astillable, cristalina, vidriosa y mate.
Una descripcin de la fractura debe incluirse en cada informe de ensayo, aun cuando su valor sea incidental para las
fracturas normales.
Cono, crter y sedoso
(probeta plana)
Irregular,
fibrosa
Fractura de
Estrella
Parcialmente cono,
crter y sedoso
Cono, Crter
y sedosa
Cortadura plana y granulosa.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
7/14
ngeniara de Materiales
CLCULOS:
1.Clculo del rea nominal
An d
2
4; donde d = dimetro nominal en cm.
2. rea efectiva: este parmetro se calcula con ayuda del peso y de la longitud de la
probeta.
.
1; efec
ss
s Al
WAlAV
WV
V
W
Donde:
s = densidad kg/cm3
W = peso de la probetaV = Volumen en cm3 A = rea en cm3
L = Longitud en cm Aefec.= rea efectiva en cm3
3.
de Variacin de rea:
%VariaciondeareaA A
A
efec n
n
100
Donde:
Aefec.= rea efectiva, cm3 An= rea nominal, cm3
4.
de Reduccin de rea:
%ReducciondeareaA A
A
o f
o
100
Donde:Ao = rea inicial, cm3 Af = rea final despus de la prueba, cm3
5. de elongacin:
%deelongacionL L
L
o f
o
100
Donde:
Lo = Longitud inicial (tramo de calibracin), cm3
Lf = Longitud final despus de la prueba, cm3
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
8/14
ngeniara de Materiales
6.
Carga de Fluencia: Esta carga se tomar de la mquina Universal.
7. Esfuerzo de fluencia:
2
arg
cm
kgf
A
fluenciadeaC
nomfluencia
8. Carga mxima: Esta carga ser la mxima antes de la ruptura de la probeta.
9. Esfuerzo ltimo
2
.
arg
cm
kgf
A
maximaaC
nom
ultimo
Los datos calculados, sern comparados con los datos que proporciona la norma encuanto a el esfuerzo mximo, esfuerzo de fluencia, elongacin (Ver anexos Tablas 1,
2 y 3).
El reporte deber contener:
a)Descripcin de la maquina universal y el deformmetro a utilizar en el ensayo:
marca de la maquina, capacidad, precisin en la lectura de la carga aplicada, tipo
de deformmetro, precisin de la lectura, distancia de medicin entre marcas.b)Carga de fluencia esperada: la norma prescribe un esfuerzo mnimo de fluencia
establecido dependiendo del grado de la varilla; as que para obtener la carga
esperada basta multiplicar el esfuerzo por el rea efectiva de la probeta y as
obtener la carga mnima de fluencia esperada.
c)Carga ltima esperada: al igual que la carga de fluencia; se multiplica el esfuerzo
mximo segn norma por el rea efectiva.
d)La velocidad de aplicacin de la carga: Para esto se tomar el tiempo desde elinicio de la prueba hasta cuando se realice la ltima lectura; con la longitud de
deformacin hasta este momento, se puede obtener la velocidad nada ms
dividiendo la deformacin axial entre el tiempo.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
9/14
ngeniara de Materiales
e)Con los resultados de deformacin- esfuerzo obtenidos del ensaye se construye un
diagrama de esfuerzo- deformacin; del tramo recto de la grfica calclese el
modulo de elasticidad.
Nota En los casos en que la elongacin no alcance los lmites mnimos establecidos, puede
repetirse la prueba.
El lmite de fluencia debe establecerse:
I. En funcin del grfico esfuerzo-deformacin :
Cuando el grfico denota claramente el cambio entre el rango elstico y el plstico
se lee directamente en l en la mquina. Cuando el grfico no denota claramente el cambio de rango trazando una lnea
paralela al rango elstico a partir de una deformacin del 0.5% y estableciendo el
intervalo de esta con el grfico como el cambio de rango al que le corresponde el
esfuerzo de fluencia.
II.Como el esfuerzo alcanzado por el acero cuando la longitud marcada se ha
elongado 0.04 pul
0 048
0005. .pulpul
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
10/14
ngeniara de Materiales
PRUEBA DE DOBLADO
Los ensayos de doblado (de los cuales el ms comn es el
doblado en fro) ofrecen un medio simple, un tanto burdo,
pero frecuentemente satisfactorio para obtener un ndice de
ductilidad. Esencialmente el ensayo consiste en doblar una
barra a un ngulo grande y notar si ocurre o no
agrietamiento en la superficie exterior de la pieza doblada.
Material y equipo
- Una probeta de 40 cm de longitud.
- Un pin que depender del dimetro y grado de la probeta
- Maquina Universal
Procedimiento:
1.Medir la Longitud de la probeta y marcar el centro
2.Dependiendo del grado y dimetro de la muestra escoger el dimetro del pin quese utilizara para la prueba segn tabla.
3.Ubicar la muestra en la maquina universal de tal manera que el centro de la
probeta coincida con el pin.
4.Aplicar carga a la probeta hasta que esta doble a un ngulo de 180; regstrese la
carga aplicada
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
11/14
ngeniara de Materiales
Consideraciones del ensayo:
Las piezas deben tener suficiente longitud para asegurar el doblado libre y con
cualquier aparato provisto.
La aplicacin de la fuerza de doblado debe ser uniforme durante toda la
operacin.
El movimiento del espcimen en los puntos de contacto con el vstago debe ser
libre ( sin restricciones), permitindole una fcil rotacin.
Las barras N 14 y 18 no deben ser sujetas a estos ensayos a menos que hayan
sido ordenados con especificaciones complementarias especiales.
El reporte de doblado deber incluir:
a)Descripcin de la probeta: Se describirn las caractersticas de la probeta, como
su dimetro, longitud, etc.
b)Descripcin del equipo: Tipo de mquina, modelo, capacidad, etc.
c)Dimetro del Mandril o pin: caractersticas de este: dimetro del pin, que
depender d el dimetro de la probeta.
d)Resultados del ensayo: se colocar la carga, as como si pasa o no la prueba
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
12/14
ngeniara de Materiales
Tabla N 1
Nmeros de designacin para barras corrugadas, pesos nominales, dimensiones
nominales y requisitos de corrugado.
Dimensiones nominales (A) Requisitos de corrugado en mm
N de
designaci
n
de barra
(B)
Peso
nominal
kg/m
Dimetro
mm
Area de la
seccin
transversal
cm
Permetr
o en mm
Espaciamient
o promedio
mximo
Altura
promedio
mnima
Garganta
mxima
en 12.5
del
permetro
nominal
3 0.560 0.952 0.71 29.9 6.7 0.38 3.5
4 0.994 1.270 1.29 39.9 8.9 0.51 4.95 1.552 1.588 2.00 49.9 11.1 0.71 6.1
6 2.235 1.905 2.84 59.9 13.3 0.96 7.3
7 3.012 2.222 3.87 69.9 15.5 1.11 8.5
8 3.973 2.540 5.10 79.9 17.8 1.27 9.7
9 5.059 2.865 6.45 90.0 20.1 1.42 10.9
10 6.403 3.226 8.19 101.4 22.6 1.62 11.4
11 7.900 3.581 10.06 112.5 25.1 1.80 13.6
14 11.381 4.300 14.52 135.1 30.1 2.16 16.5
18 20.238 5.733 25.81 180.1 40.1 2.59 21.9
(A) Las dimensiones nominales de una barra corrugada son equivalentes a
aquellas de una barra lisa que tenga el mismo peso por unidad de longitud
que la barra corrugada.(B) Los nmeros de las barras estn basados en el nmero de octavos de
pulgada incluido en el dimetro nominal de las barras.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
13/14
ngeniara de Materiales
Tabla 2.
Requisitos de Tensin y elongacin segn norma ASTM A-615
Grado 40 Grado 60
Mxima resistencia a latensin valor mnimo PSI
70,000 90,000
(Mpa) 483 621Limite de fluencia mnimoPSI
40,000 60,000
(Mpa) 276 414Elongacin en 8 pulgadas %
mnimo3
4,5,6
789101114
1112
1110987-
99
887777
La resistencia a la tensin no debe ser menor de 1.25 veces la resistencia real ala fluencia.
Tabla N3
Especificaciones del dimetro del pin para el ensayo de doblado.
Nmero de designacin
de barra
Dimetro del vstago para prueba de doblez (A)
Grado 40 Grado 60
3,4,5
6
7,8
9,10,11
4d (B)
5d
5d
5d
4d
5d
6d
8d
(A)Prueba de Doblez a 180 grados a menos que sea especificado de otra
manera.
(B)Dimetro nominal de espcimen.
-
7/21/2019 Tension y Doblado Del Acero 1
14/14
ngeniara de Materiales
UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR DE EL SALVADOR DE EL SALVADOR
FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTAL
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
LABORATORIO DE SUELOS Y MATERIALES.
PRUEBA DE VARILLAS A TENSIN
Solicita: _________________________________________________ Hoja No. ____________________Proyecto:_______________________________________________________________________________Fbrica:________________________________________________________________________________Fecha: ______________________________________
MUESTRA No. No. No. No. No.
(DESCRIPCIN)DI METRO NOMINAL (Designacin)DIMETRO NOMINAL (pulg.)LONGITUD DE MUESTRA (cm)PESO DE MUESTRA (kg)
PESO / METRO LINEAL (Kg/m)DI METRO INICIAL Do. (cm)DIMETRO FINAL (cm)
AREA NOMINAL (cm2)AREA EFECTIVA (cm2)
DE VARIACIN DE AREA
% DE REDUCCIN DE AREALONGITUD INICIAL. Lo.( cm)LONGITUD FIMAL. Lf (cm)
DE ELONGACION
CARGA DE FLUENCIA (Kg)ESFUERZO DE FLUENCIA (Kg/cm2)
CARGA MXIMA (Kg)ESFUERZO ULTIMO (Kg/cm2)ESFUERZO DE FLUENCIA (PSI)
ESFUERZO ULTIMO (PSI)
ESFUERZO DE FLUENCIA (KSI)ESFUERZO ULTIMO (KSI)RANGO DE CARGATIPO DE FRACTURA
OBSERVACIONES:_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________