🕑 Tiempo de lectura: 1 minuto
Los tipos de fallas que ocurren en diferentes estructuras están muy influenciados por el tipo de materiales de construcción utilizados. La capacidad de una estructura de acero para soportar una acción de carga particular no es la misma que la capacidad de una estructura de hormigón para soportar las mismas condiciones de carga. En este artículo se describen los tipos de fallas que se presentan en diversos materiales de construcción en estructuras, sus causas y detalles.
Tabla de contenido
Tipos de falla experimentada por varios materiales de construcción.
Fracaso debido al acero como material de construcción.
Varias características del acero (composición química, tratamiento térmico, proceso de laminación y otras técnicas de fabricación empleadas) gobiernan las propiedades mecánicas del acero. El mismo grado de acero puede dar diferentes valores o resultados dependiendo de la tasa de carga del espécimen, la temperatura a la que se realiza el ensayo, la geometría del espécimen y la condición del espécimen. Un estudio sencillo de las diversas fallas observadas en el acero se puede realizar clasificando las mismas en:
- acero de alta resistencia
- Acero de baja aleación de alta resistencia
- Acero aleado templado
- Acero de aleación endurecido
Se proporcionan designaciones ASTM para cada uno de los tipos de acero anteriores. Estas designaciones se proporcionan para elementos ligeros formados en frío, remaches, materiales de relleno de soldadura, alambres, torones, cuerdas, cables, forjados, fundidos y pernos.
Las fallas comunes observadas en perfiles laminados o secciones de acero fabricado son:
- Defectos que ocurren en las soldaduras
- Pandeo de la sección o paralización del alma
- La falta de consideraciones de diseño para los efectos de torsión causa problemas importantes
- Los puntos de apoyo no tienen restricción de rotación
- La columna no tiene soporte lateral.
- Las alas de compresión en vigas sin soporte lateral conducen a la falla estructural
- Considere la estabilidad de toda la estructura, ignorando los efectos de la estabilidad de los miembros.
La fractura frágil es una falla repentina que ocurre en las estructuras de acero y provoca el colapso repentino de todo el sistema. Las principales causas de fractura frágil encontradas en estructuras de acero son::
- Las tasas de carga en las estructuras son inherentemente muy rápidas
- Corrosión del acero – (principalmente en secciones críticas, juntas y esquinas con alta tensión)
- La carga se proporciona en ciclos repetitivos.
- Las conexiones soldadas en estructuras de acero están muy restringidas
- El esfuerzo de tracción puede ser alto
- Mayor contenido de carbono en la construcción de acero
- Tiene rayones o muescas
Fallas causadas por el concreto como material de construcción.
El hormigón adquiere propiedades mecánicas que dependen de:
- Composición química del cemento.
- Clasificación de cemento y agregados
- calidad del agua
- Método de mezcla y calidad.
- colocación adecuada
- Acabado de hormigón
- Condiciones de curado apropiadas
- Áridos de pequeña y gran calidad
- Condiciones ambientales a las que está expuesto el hormigón.
Un proceso de hidratación une los diversos componentes. Esto mejora las propiedades mecánicas del hormigón. El concreto se vuelve más permeable y atrae la humedad y otros químicos. Esto afecta la estructura interna del concreto y tiene un gran impacto en su durabilidad.
El daño del concreto ocurre debido a:
- El concreto se congela y descongela repetidamente
- Miembros de concreto con severa contracción y expansión
- Debido al ataque químico de cloruros y sulfatos, el volumen cambia.
- El alto contenido de alúmina reduce la resistencia.
- Los cloruros penetran en el hormigón y provocan la corrosión de los refuerzos de hormigón.
- Los huecos en el concreto pueden romperse y colapsar debido a la fermentación bacteriana.
Fracaso debido a la mampostería como material de construcción.
La estructura de mampostería se expande cuando aumenta el contenido de humedad y se contrae cuando el contenido de humedad disminuye. Este es el caso del ladrillo, y esta deformación es inherentemente irreversible. La contracción es un gran problema para las unidades de mampostería de hormigón.
Las fallas observadas en las unidades de mampostería se atribuyen a los siguientes problemas:
- Las grietas se forman cuando el agua presente en la junta se congela.
- Los lazos de metal y los miembros de acero estructural están sujetos a la corrosión.
- Grieta por problema de hundimiento
- La contracción y la flexión hacen que los pisos de concreto se curven.
- El movimiento de las unidades de mampostería es extremadamente inductor de grietas
- La expansión térmica de la unidad de mampostería crea tensión en la mampostería. Esto conduce al agrietamiento.
- Las paredes que corren en la misma dirección pueden acortarse y agrietarse.
La mayoría de los problemas mencionados se deben a la falta de consideración adecuada en el diseño y detalle de las juntas de extensión y control.
El fracaso de la madera como material de construcción
La madera es un material de construcción único compuesto principalmente por una estructura granular celular orgánica. Por lo tanto, la madera es un material anisótropo. Sin embargo, los materiales de madera se consideran materiales ortotrópicos a lo largo de las tres direcciones elásticas principales a lo largo de las direcciones radial, tangencial y longitudinal del material. Por lo tanto, las propiedades elásticas de este material se estudian encontrando el módulo de Young. Relación de Poisson y módulo de corte. La propiedad elástica más importante utilizada en el diseño es el módulo.
La mayoría de las fallas encontradas en este documento están relacionadas con:
- contenido de humedad
- densidad
- Dividir
- influencia
- densidad
- nudo
- controlar
Otras fallas que experimenta la madera se deben principalmente al deterioro y deterioro de sus propiedades debido a:
- Repetición simultánea de saturación y secado
- Ataque de varias especies bacterianas que conducen al deterioro y descomposición.
- Ataque de termitas y escarabajos
- Exposición de la madera al calor y al fuego.
Las fallas observadas en estructuras de madera de gran escala se deben a cambios volumétricos en la madera debido a niveles variables de contracción por secado oa ineficiencias en los detalles de conexión. El mantenimiento inadecuado de las conexiones provoca problemas de fallas. Mojarlo y secarlo repetidamente puede provocar un mal funcionamiento.