"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE

PUEBLA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

“MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN”

POR:

BENITO ANGEL AVELINO

SAMUEL ELIAS ROMAN PEREZ

LUIS ALBERTO VAZQUEZ MORENO

CARLOS MIGUEL TOLEDO ORTIGOZA

LUIS GERARDO HERNANDEZ RAMOS

DHTIC

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

OTOÑO 2012

• Definición de Tema:

“MATERIALES PARA LA CONSTRUCCION”

Como equipo hemos acordado una realizar una investigacion profunda sobre los

materiales para la construcciòn, enfocandonos principalmente a los materiales mas

resientes para ésta.

El proposito de esta investigación, es conocer los bastos y tan variados tipos de

materiales que se usan para las construcciones mas resientes, incluso, para reparar

algunas ya dañadas. Consideramos, que como ingenieros, devemos de tener los

conocimientos nesesarios y actualizados, para no ser sorprendidos en el campo laboral.

Se presentaran todo tipo de materiales usados en la construcción, desde piedras,

compuestos, metales, etc.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

Actividades Fecha de Inicio Duración en Días

Fecha a

Terminar

Proponer tema en el foro 17/09/2012 2 19/09/2012

Publicación de resultados 19/09/2012 1 20/09/2012

Enfocar el tema en algo

más específico 20/09/2012

3

23/09/2012

Elaboración de los

objetivos del tema 24/09/2012

1

25/09/2012

Obtener conocimientos

acerca del tema a exponer. 24/09/2012

6

30/09/2012

Usar estrategias de

búsqueda que hemos

obtenido en el curso. 01/10/2012

5

06/10/2012

Uso de Buscadores, Libros,

Meta buscadores,

Directorios, Herramientas

de búsqueda, Indicar

Catálogos, buscadores, BD,

Portales 06/10/2012

14

20/10/2012

Buscar a alguien

especializado en el tema y

hacer una entrevista. 21/10/2012

4

25/10/2012

Comparar, analizar, evaluar

e inventar 26/10/2012

13

08/11/2012

Evaluar las fuentes y

referencias de la

información obtenida. 09/11/2012

6

15/11/2012

Elaboración de las

conclusiones obtenidas en

la realización del proyecto. 16/11/2012

2

18/11/2012

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

15/09 25/09 05/10 15/10 25/10 04/11 14/11 24/11

Proponer tema en el foro

Publicación de resultados

Enfocar el tema en algo más específico

Elaboración de los objetivos del tema

Obtener conocimientos acerca del tema a exponer.

Usar estrategias de búsqueda que hemos obtenido en el curso.

Uso de Buscadores, Libros, Metabuscadores, Directorios,Herramientas debúsqueda, Indicar Catálogos, buscadores, BD, Portales

Buscar a alguien especializado en el tema y hacer una entrevista.

Comparar, analizar, evaluar e inventar

Evaluar las fuentes y referencias de la información obtenida.

Elaboración de las conclusiones obtenidas en la realización del proyecto.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

NIVEL DE PROFUNDIDAD (+ Ó – FUENTES)

Para la investigación del tema seleccionado, se revisaron cuidadosamente

varias herramientas de búsqueda en internet de las cuales destacan los

Directorios o Índices, los Motores de búsqueda, los Meta buscadores, Páginas

de bibliotecas virtuales y libros. De estas herramientas las fuentes

seleccionadas para la búsqueda fueron las siguientes:

1.-http://www.lycos.com/ (Directorio).

2.-http://dmoz.org (Directorio).

3.-http://www.google.com (Motor de búsqueda).

4.-http://www.terra.es/ (Motor de búsqueda).

5.-http://www.metacrawler.com (Meta buscador).

6.-http://www.ez2www.com (Meta buscador) .

7.- http://www.miliarium.com/ (Biblioteca virtual).

8.-http://www.ingenieria.unam.mx/bibliotecas/ (Biblioteca virtual).

9.-Materials of construction - Harry E. Pulver (Libro).

10.-Los materiales de construcción - Olivares Santiago (Libro).

11.-EBSCO (base de datos).

12.- GALE (base de datos).

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

PUNTO DE PARTIDA

Los materiales que conocemos son los materiales básicos que intervienen en el

proceso de construcción, desde la antigüedad se sabe que estos materiales se

pueden clasificar en función de la composición de sus elementos, en

estructuras de acero, hormigón, cerámicas y madera.

Las primeras civilizaciones tuvieron una disponibilidad bastante más reducida

de diferentes materiales que las civilizaciones más tecnificadas. Inicialmente

sólo se disponía de materiales naturales o seminaturales como piedras,

madera, arcilla, pieles, etc. Los metales no-preciosos raramente se encuentran

en la naturaleza, sino que están en formas de minerales y se requiere un

proceso de separación del metal puro a partir del mineral correspondiente. Con

el transcurso del tiempo, en diversas áreas del planeta se llegó a técnicas para

producir materiales con nuevas propiedades superiores a las de los naturales

(principalmente aleaciones).

Para prefijar cual es el material más idóneo en cada circunstancia o para cada

tipo de obra es necesario conocer previamente la función que va a tener que

cumplió o desempeñar el material, la disponibilidad y la repercusión económica

del elemento acabado.

Entonces es necesario conocer que materiales son los más adecuados para

cada caso dando los parámetros, valorando aspectos como: durabilidad

facilidad del montaje, seguridad y estética que determinan la utilización de un

determinado sistema.

Materiales básicos

Arena, grava, cementos, yeso, ladrillos, hormigón, azulejo, rocas, madera,

corcho, metales, pinturas, vidrio. Cabe mencionar que cada material como

elemento tiene varios derivados.

P/e: madera ----- madera de pino, madera de encino, madera de ocote, madera

de cedro.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

Esto, es lo que sabemos, como poseedores del perfil básico del ingeniero. Sin

embargo, ahora existen muchos materiales más, que por ser tan apegados a

esta década, no se nos enseñan en el transcurso de nuestra preparación

profesional, si no que son conocimientos o elementos que tenemos que

descubrir o conocer por nuestra cuenta.

RESISTENCIA DE LOS MATERIALES

La resistencia de materiales es el estudio de las propiedades de los cuerpos

sólidos que les permite resistir la acción de las fuerzas externas, el estudio de

las fuerzas internas en los cuerpos y de las deformaciones ocasionadas por las

fuerzas externas. A diferencia de la Estática, que trata del estudio de las

fuerzas que se inducen en las diferentes componentes de un sistema,

analizándolo como cuerpo rígido, la Resistencia de Materiales se ocupa del

estudio de los efectos causados por la acción de las cargas externas que

actúan sobre un sistema deformable.

Propiedades mecánicas de los materiales: cuando una fuerza actúa sobre un

cuerpo, se presentan fuerzas resistentes en las fibras del cuerpo que

llamaremos fuerzas internas. Fuerza interna es la resistencia interior de un

cuerpo a una fuerza externa. Cuando usamos el término esfuerza, queremos

decir la magnitud de la fuerza por unidad de área. Resistencia: la resistencia de

un material es la propiedad que tienen para resistir la acción de las fuerzas. Los

tres esfuerzos básicos son los de compresión, tensión y cortante. Por lo tanto,

al hablar de la resistencia de un material deberemos conocer el tipo de

esfuerzo a que estará sujeto. Por ejemplo, los esfuerzos de tensión y

compresión del acero estructural son casi iguales, mientras que el fierro

vaciado es más resistente a compresión y relativamente débil en tensión.

Rigidez: La propiedad que tiene un material para resistir deformaciones se

llama rigidez. Si, por ejemplo, dos bloques de igual tamaño, uno de acero y otro

de madera están sujetos a cargas de compresión, el bloque de madera se

acortara más que el de acero.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

La deformación (acortamiento) de la madera es probablemente 30 veces mayor

que la del acero, y decimos que éste último es, más rígido. Elasticidad: es la

habilidad de un material para recuperar sus dimensiones originales al retirar el

esfuerzo aplicado.

Plasticidad: es la capacidad de un material para deformarse bajo la acción de

un esfuerzo y retener dicha acción deformación al retirarlo. Ductilidad: es la

habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es una

característica muy importante en el diseño estructural, puesto que un material

dúctil es usualmente muy resistente a cargas de impacto.

Tiene además la ventaja de “avisar” cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse

visible su gran deformación. Fragilidad: es lo opuesto de ductilidad. Cuando un

material es frágil no tiene resistencia a cargas de impacto y se fractura aún en

carga estática sin previo aviso. Límite de proporcionalidad: es el punto de la

curva en la gráfica de esfuerzo-deformación, hasta donde la deformación

unitaria es proporcional al esfuerzo aplicado. Punto de cadencia: es el punto en

donde la deformación del material se produce sin incremento sensible en el

esfuerzo. Resistencia última: es el esfuerzo máximo basado en la sección

transversal original, que puede resistir un material.

Resistencia a la ruptura: es el esfuerzo basado en la sección original, que

produce la fractura del material. Su importancia en el diseño estructural es

relativa ya que al pasar el esfuerzo último se produce un fenómeno de

inestabilidad. Modulo de elasticidad: es la pendiente de la parte recta del

diagrama de esfuerzo deformación y por consiguiente, la constante de

proporcionalidad entre el esfuerzo y la deformación unitaria. Se denomina con

la letra E y su valor para el acero es de 2, 100,000 kg./cm2, la madera varía

entre 77,300 y 1,237,500 kg./cm2, y del concreto es de 10,000 vf’c, en donde

f’c es la resistencia del concreto en kg./cm2. (Articulo enviado por: Raúl E.

Mercedes M. País: España, Email: Prefiere anonimato)

12115 - Resistencia de Materiales (Ingeniero Técnico en Obras Públicas),

2008-09.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

DESCRIPCIÓN DEL CURSO

BLOQUE FORMATIVO AL QUE PERTENECE LA MATERIA.

Esta asignatura forma parte de las materias básicas tecnológicas y pertenece

al grupo de asignaturas, vinculadas entre sí, que conforman la Mecánica del

Medio Continuo, que son principalmente: Mecánica Técnica, Resistencia de

Materiales, Análisis de Estructuras, Dimensionamiento de Estructuras

Metálicas, Dimensionamiento de Estructuras de Hormigón.

PAPEL DE LA ASIGNATURA DENTRO DEL BLOQUE FORMATIVO Y DEL

PLAN DE ESTUDIOS.

Dentro de dicho bloque formativo, la Resistencia de Materiales se considera

una asignatura de formación básica orientada a poder estudiar y entender

posteriormente los contenidos de otras asignaturas del mismo bloque: Análisis

de Estructuras, Dimensionamiento de Estructuras Metálicas y

Dimensionamiento de Estructuras de Hormigón.

Para la consecución de este objetivo general, es necesario alcanzar, en

distintas fases sucesivas, los siguientes objetivos específicos:

Objetivos específicos:

• Conocer los principios e hipótesis fundamentales del cálculo estructural.

• Conocer los conceptos de: Tensión/Deformación. Estado de

tensiones/deformaciones en un punto. Componentes de dicho estado de

tensiones/deformaciones. Tensiones/Deformaciones principales.

• Saber obtener a partir de las componentes del estado de

tensiones/deformaciones en un punto el estado total de

tensiones/deformaciones en el mismo, así como las tensiones/deformaciones

principales en dicho punto.

• Saber relacionar el estado de tensiones en un punto con su estado de

deformaciones.

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

• Obtener las solicitaciones en una sección cualquiera de un elemento

estructural sometido a cargas externas.

• Obtener las leyes de tensiones producidas en la sección de un elemento

estructural por cada una de las solicitaciones a las que pueda estar sometida,

así como por la combinación de todas ellas.

• Obtener las deformaciones de un elemento estructural ante cualquier

estado de cargas y condiciones de contorno.

• Conocer y aplicar métodos para el análisis de casos hiperestáticos.

• Conocer los conceptos de estabilidad de un elemento estructural y

obtener recursos para su control.

RECOMENDACIONES PREVIAS.

• Asignaturas previas y conocimientos concretos mínimos de las mismas

necesarios para poder cursar con normalidad la asignatura de Resistencia de

Materiales .

• Fundamentos de Matemáticas: Trigonometría. Integración y derivación.

Representación de funciones de una variable. Obtención de máximos y

mínimos de funciones de una variable. Operaciones con matrices. Resolución

de sistemas de ecuaciones lineales y de ecuaciones poli nómicas. Ecuaciones

diferenciales.

• Fundamentos de Física: Sistemas de unidades. Vectores y Sistemas de

vectores.

• Estática Aplicada a la Construcción: Equilibrios de puntos materiales y

de cuerpos rígidos. Concepto de Fuerzas internas y externas. Fuerzas

distribuidas. Cálculo de Centros de gravedad y Momentos de inercia.

• Materiales de Construcción: Conocer las propiedades mecánicas de los

diferentes materiales estructurales.

• Construcción I: Identificación de elementos estructurales y sistemas

constructivo y estructurales .

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

PERFIL PROFESIONAL

El papel de formación básica que ocupa esta asignatura, nos permitirá

posteriormente estudiar aplicaciones prácticas que podrán ser utilizadas en el

futuro ejercicio profesional, como son el Análisis y Dimensionado de

Estructuras.

OBJETIVOS DEL CURSO

Objetivo general: Analizar y calcular las tensiones y deformaciones que se

producen en los elementos resistentes de un mecanismo o estructura,

sometido a cargas, en función de los diferentes tipos de solicitaciones a los que

pueda estar sometidos, de su diseño y del material elegido.

RESISTENCIA DE MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN

La resistencia de materiales es una disciplina de la ingeniería mecánica y

estructural. Se fundamenta en estudiar los sólidos deformables. La oposición

contra esfuerzos y fuerzas es lo que se conoce como la resistencia de un

elemento. Un modelo de resistencia incluye las fuerzas aplicadas, cargas o

acciones, los esfuerzos y desplazamientos. Cuando los elementos poseen

geometría complicada, su resistencia se fomenta en la teoría de la elasticidad o

la mecánica de sólidos deformables.

Esta casi siempre trabaja con tensiones y deformaciones. Dichas magnitudes

se resuelven mediante ecuaciones diferenciales. En caso de que la geometría

se pueda simplificar, se procede a ser analizada a través del cálculo de

esfuerzos internos. Esto comprende:

• Hipótesis cinemática.

• Ecuación constitutiva.

• Ecuaciones de equivalencia.

• Ecuaciones de equilibrio.

Los pasos que requiere la resolución de un cuestionamiento sobre resistencia

de materiales son:

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

• Cálculo de esfuerzos.

• Análisis resistente.

• Análisis de rigidez .

La teoría cinemática es una descripción matemática para calcular las

deformaciones. Tomando en cuenta el calculo de los elementos lineales,

bidimensionales. Esto permite la obtención de relaciones funcionales simples.

Según la viga las hipótesis a desarrollar son:

• Hipótesis de Navier-Bernouilli

• Hipótesis de Timoshenko

• Hipótesis de Saint-Venant

• Hipótesis de Saint-Venant

• Hipótesis de Coulomb. [Equipoarquitectura y construcción de ARQHYS.com].

"Si queremos construcciones firmes necesitamos materiales fuertes"

CONCLUSIÓN

Elegimos este tema, porque sentimos la nesesidad de conocer los materiales,

que en un futuro estaremos utilizando para llevar a cabo nuestro trabajo.

Ademas, nos parecio un tema muy interesante ya que hay muchas cosas de

que hablar, quiza paresca que es una investigación poco enriquesedora, pero

en realidad tiene muchas ramas que abarcaremos a lo largo de la

investigación, y descubriremos que hay una gran variedad de materiales para

construir.

La investigación, sera tardada, y quiza hasta tediosa, pero los resultados a los

que llegaremos serán llenos de satisfacción y esfuerzo a lo largo del curso.