Propiedades mecánicas del acero de refuerzo utilizado en Colombia

Mechanical properties of reinforcing steel used in Colombia

Se presenta un análisis estadístico aplicado a un estudio experimental que determina las propiedades mecánicas de aceros producidos en Colombia sometidos a cargas monotónicas de tensión. Se presentan los típicos diagramas esfuerzo-deformación que permiten caracterizar estos aceros haciendo énfasis en las variables que determinan el cambio de comportamiento de la materia.

Introducción

En la literatura técnica se encuentran variaciones entre los resultados analíticos y experimentales de respuestas de edificios sometidos a eventos sísmicos. Estas diferencias son ocasionadas por las incertidumbres involucradas en el proceso de diseño, las cuales hacen referencia a la variación entre la resistencia real y nominal de los materiales, las diferencias entre las solicitaciones reales y las empleadas en el diseño, y el grado de aproximación obtenido entre el modelo propuesto y el construido [1].

Con el objetivo de reducir las incertidumbres en la variación de la resistencia de los materiales, particularmente la del acero de refuerzo, se desarrolló un proyecto de investigación que permite correlacionar los criterios teóricos que determinan las propiedades mecánicas del acero y los obtenidos mediante ensayos experimentales. En este estudio se fallaron a tracción 477 probetas de acero de diferentes marcas y diámetros, con el fin de obtener las curvas completas esfuerzo-deformación.

Una vez ejecutados los ensayos, se realizó un análisis estadístico de las variables principales que definen las propiedades mecánicas del acero clasificándolas según el diámetro de la varilla ensayada y la empresa productora. Con estos resultados se elaboraron curvas típicas de esfuerzo-deformación, asociadas al percentil 5 y 95.

2 Descripción del programa experimental

Se efectuaron ensayos de tensión monotónica en 477 probetas pertenecientes a siete em- presas productoras de acero que abastecen el mercado nacional, con diámetros comprendidos entre (3/8)′′y 1′′.

Los ensayos fueron realizados utilizando una máquina universal con capacidad de carga de 1000 KN y fueron controlados por diferentes velocidades de deformación que varían según la zona de la curva esfuerzo-deformación.

Para la adquisición de datos se empleó el desplazamiento de la máquina universal y un extensómetro con longitud calibrada de 50 mm. Cuando se alcanzaron alargamientos que oscilan entre 1 mm y 6 mm, se retiró el extensómetro y se continuó midiendo el alargamiento con el de la máquina.

3 Descripción teórica de la curva esfuerzo-deformación

El ensayo de tracción sobre una varilla de acero consiste en aplicar una carga axial estática monotónica con crecimiento gradual hasta que se logre la rotura de la varilla, la cual no se produce en el punto de carga máxima, sino cuando la sección de ésta se reduce hasta un punto débil de rotura.