ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

SESSIÓ 1

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

TEORÍA DE L’ELASTICITAT

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DELS MATERIALS ESTRUCTURALS

• RESISTÈNCIA Capacitat del material en absorbir sol·licitacions. Tensió admissible, σadm

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DELS MATERIALS ESTRUCTURALS • RIGIDESA Baix cost deformacional en l’absorció de sol·licitacions. Mòdul de Young, E

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DELS MATERIALS ESTRUCTURALS • Seguretat:

Garantia dels valors mecànics que tipifiquen el material Coeficient de minoració de resistències, γ

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DELS MATERIALS ESTRUCTURALS

Ductilitat: Amplies bandes de comportament plàstic. Concepte invers al de fragilitat Diferència entre valors de εp i εr

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ALTRES CARACTERÍSTIQUES DELS MATERIALS ESTRUCTURALS

• Durabilitat: Perdurabilitat en el temps

• Sostenibilitat: Obtenció amb un baix cost en relació a l’afectació al medi ambient

• Economia: Obtenció i manipulació del material a un baix cost econòmic

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ACER LAMINAT

Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: 1.500 Kg/cm2 Valors màxims a compressió: 6.000 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 2.1000.000 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γ: 1.0 Ductilitat: Deformació plàstica, εp: 0.2% deformació de trencament, εr: 22% Durabilitat: Oxidació, corrosió Sostenibilitat: Alt cost energètic Economia: Repercussió econòmica mitjana alta

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

9 / 14

FORMIGÓ

Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: 150 Kg/cm2 Valors màxims a compressió, fck: 800 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 200.000 Kg/cm2 a 300.000 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γc: 1.5 Ductilitat: A compressió: def. plàstica, εp: 0.2%; def. de

trencament, εr: 0.35% A tracció: ductilitat nul.la Durabilitat: En funció de la disposició de les armadures Sostenibilitat: Alt cost energètic i geològic Economia: Repercussió econòmica baixa

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

CERÀMICA (obra de fàbrica) Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: 15 Kg/cm2 Valors màxims a compresió: 45 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 20.000 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γc: 2,50 Ductilitat: A compresió: def. plàstica, εp: 0.08%; def. de

trencament, no es tipifica A tracció: ductilitat nul.la Durabilitat: Alta Sostenibilitat: Baix cost energètic i mediambiental Economia: Repercusió econòmica mitja

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

TERRENY (sòls)

Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: de 1.0 a 2.0 Kg/cm2 Valors màxims a compresió: 4.0 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 100 a 500 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γc: 3.0 Ductilitat: En general, alta

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

Material Tensions (Kg/cm2) Módul de Young, E

Coeficient minoració resistènci

a, g

Ductilitat / Dura-bilitat

Econo-mia

Soste-nibilitat

(kg/cm2) deformacions (%)

càlcul, σadm

màxima, σr

plàstica Trenca-

εp ment

εr

Acer laminat

1.500,0 6.000,0 2.100.000 1,00 0,20 22,0 (T) ♣ ♣♣ ♣

(C i T) (C i T) (C i T)

Formigó 150,0 (C) 800,0 (C) 210.000 1,50 0,20 (C) 0,35 (C) ♣♣ ♣♣♣ ♣

0,0 (T) 0,0 (T) - (T) - (T)

Fusta laminada

120,0 (C) 350 (C) 100.000 1,80 / ♣♣ ♣♣♣ ♣♣

70,0 (T) 225 (T) 2,20

Ceràmica 15,0 (C) 50,0 (C) 20.000 2,50 0.08 No es tipifica

♣♣♣ ♣♣ ♣♣

0,0 (T) 0,0 (T)

Alumini 1.200 2.800 1.000.000 1,10 0,20 8,0 ♣♣ ♣ ♣

(C i T) (C i T) (C i T) (C i T)

Carboni 7.000,0 38.000,0 2.400.000 1.0 1,5 ♣ ♣ ♣♣♣

(C i T) (C i T) 6.400.000

Terreny (sòls)

1,5 (C) 4,0 (C) 100 3,00 Elevada - - -

0,0 (T) 0,0 (T)

DADES MECÀNIQUES DELS MATERIALS

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ACER LAMINAT Característiques exigides Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: 1.500 Kg/cm2 Valors màxims a compressió: 6.000 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 2.1000.000 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γ: 1.0 Ductilitat: Deformació plàstica, εp: 0.2% deformació de trencament, εr: 22% Durabilitat: Oxidació, corrosió Sostenibilitat: Alt cost energètic Economia: Repercussió econòmica mitjana alta

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ACER LAMINAT

Tipus d’acers

Límits elàstics considerats

Criteris de resiliència

15 / 14

FORMIGÓ

Resistència: Valors usuals de càlcul, σadm: 150 Kg/cm2 Valors màxims a compressió, fck: 800 kg/cm2 Rigidesa: Mòdul de Young, E: 200.000 Kg/cm2 a 300.000 Kg/cm2 Seguretat: Coeficient de minoració de resistència γc: 1.5 Ductilitat: A compressió: def. plàstica, εp: 0.2%; def. de

trencament, εr: 0.35% A tracció: ductilitat nul.la Durabilitat: En funció de la disposició de les armadures Sostenibilitat: Alt cost energètic i geològic Economia: Repercussió econòmica baixa

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

FORMIGÓ CARACTERÍSTIQUES MECÀNIQUES Diagrama tensió-deformació:

cuc0ccdc

0cc

n

0c

ccdc

si;f

0si;11f

ε≤ε≤ε=σ

ε≤ε≤

εε

−−=σ

002,00c =ε 50f000085,0002,0 ck0c −+=ε

0035,0cu =ε 4ck

cu 100f100

0144,00026,0

−+=ε

2n =4

ck

100f100

6,940,1n

−+=

Valor fck≤50 MPa fck>50 MPa

Deformació de trencament a compresió simple, εc0

Deformació última, εcu

Grau de la paràbola, n

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

FORMIGÓ

Comportament diferit en el temps

Retracció Fluència, φ(t,to):

contracció del material durant el procés d’enduriment. Valors de deformació usuals:

deformació del material sotmés a càrrega al llarg del temps (relaxació): coeficients de fluència, φ(10.000,to)

( ) ( ) ( )

+=

28,,

,1,o

o

toooc E

ttE

ttto

ϕσε σ

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL

SESSIÓ 1

ELS MATERIALS EN EL DISSENY ESTRUCTURAL