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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y
MECÁNICACARRERA DE INGENIERÍA
MECÁNICAESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE
LAS JUNTAS SOLDADAS EN PERFILES DE ACERO
CONFORMADO EN FRÍO UTILIZADOS EN ESTRUCTURAS
METÁLICAS, DESTINADAS PARA VIVIENDAS DE HASTA 3
PISOS, PARA EL DMQ.AUTOR PATRICIO DANIEL
LÓPEZ GRANJA,FELIPE PATRICIO NARVÁEZ
VILLAROELDIRECTOR ING. JOSÉ PÉREZCODIRECTOR
ING. GABRIEL OROZCO
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CAPÍTULO 1GENERALIDADES
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OBJETIVO GENERAL

• Estudiar el comportamiento mecánico de las juntas
  soldadas en perfiles de acero conformado en frío
  utilizados en estructuras metálicas, destinadas
  para viviendas de hasta 3 pisos para el DMQ.

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CAPÍTULO 2MARCO TEÓRICO

• Proceso de deformación por plegadora.
• Fuente Proceso de fabricación de perfiles
  especiales por plegadora IPAC S.A.

Proceso de deformación por trenes de laminación
en frío. Fuente Proceso de fabricación de
perfiles predefinidos por trenes de laminación en
frío IPAC S.A.
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Influencia conformado en frío en las propiedades
Efecto de inclusiones sobre el agrietamiento. Fuen
te Manufactura, ingeniería y tecnología,
Kalpakjian y Schmid, Fig. 16.17
Efectos del conformado en frío en las propiedades
mecánicas en sus diferentes secciones. Fuente
Cold-formed steel design, Wei-Wen Yu, PH.d.,P.E.,
Figura 2.3a
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CAPÍTULO 3CALIFICACIOÓN DE MATERIAL ASTM A 36

• El control de calidad de los productos de acero
  comprenderá, en cada caso, la comprobación de las
  características relativas a
• a) Sus características geométricas, según norma
  INEN 1623.
• b) Sus principales características mecánicas,
  según norma ASTM A36, AISI S100.
• c) Su microestructura, según la norma ASTM E3 y
  ASM handbook (Manual) volumen 9.
• d) Su composición química, según la norma ASTM
  A36.

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Tabla de resultados calificación del material
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CAPÍTULO 4SELECCIÓN DE JUNTAS Y PROCESOS DE
SOLDADURA
Soldadura de penetración abierta en "v" (columna,
viga)
Soldadura CJP a tope (columna-viga)
Soldadura CJP a tope (conexión columna-columna,
viga-viga)
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Tipos de juntas
Soldadura filete (conexión viga principal - viga
secundaria)
Soldadura CJP a tope (conexión columna-columna,
viga-viga)
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Construcción de probetas

• Hoja de proceso
• Réplica estructura metálica
• Extracción de probetas
• Especificación de proceso
• de soldadura (WPS)

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CAPÍTULO 5ENSAYOS MECÁNICOS Y METALOGRÁFICOS DE
JUNTAS SOLDADAS

• Inspección Visual

Viga principal lado A réplica sector Norte DMQ
proceso GMAW
Ext. Columna réplica sector Centro DMQ proceso
SMAW E6011
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• Líquidos Penetrantes

Columna lado A réplica sector Sur DMQ GMAW
Viga secundaria lado B réplica sector Norte DMQ
SMAW
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Ensayos Metalográficos
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Ensayos de tracción y doblado
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Ensayos de filetes macro-ataque y zonas en la
soldadura
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CAPÍTULO 7ANÁLISIS ECONÓMICO

• En las siguientes tablas podemos observar los
  costos totales para realizar tanto el estudio que
  en síntesis abarca
• Estudio del material conformado en frío
• Soldadura de los tipos de juntas soldadas más
  importantes en los diferentes sectores del DMQ.
• Estudio del comportamiento mecánico en base a
  ensayos destructivos y no destructivos.

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CAPÍTULO 8

• Conclusiones
• Los resultados obtenidos en las pruebas de
  laboratorio son desfavorables, debido a que un
  gran número de probetas no cumplieron los
  requerimientos mínimos que dictan las distintas
  normas mencionadas a lo largo del documento.
• La calificación del material ASTM A36 obtenidos
  de construcciones en diferentes sectores del DMQ,
  dio resultados satisfactorios, con base en los
  ensayos químicos, metalúrgicos y mecánicos. El
  material analizado cumple con los requisitos que
  estipulan las normas.

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• Los datos obtenidos de los ensayos mecánicos,
  ensayos de doblado y ensayos de macro-ataque son
  desfavorables, ya que el 50, 61 y 72 de las
  probetas ensayadas respectivamente, fallaron.
  Esto refleja la deficiencia de la soldadura
  siendo el foco de fallo las discontinuidades o
  defectos encontrados en la soldadura como ser
  poros, falta de fusión, grietas y socavados,
  entre otros.
• A nivel estructural, un defecto importante en las
  juntas de columna-viga y viga principal-viga
  secundaria, es la falta de fusión que se observó
  en los ensayos de macro-ataque, siendo el
  problema principal para que la junta falle en
  caso de un sismo. Es decir, la habilidad del
  soldador es predominante y hay que tener mayor
  control en este tipo de juntas.

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Recomendaciones

• Elaborar una norma ecuatoriana o manual de diseño
  de acero conformado en frío, con base en normas
  internacionales, que estipule los materiales que
  pueden ser usados, así como los tipos de
  conexiones y juntas, tipos de procesos de
  soldadura aplicables, tipos de estructuras, tipos
  de miembros, considerando los peligros
  geográficos de nuestro entorno.
• Considerar las condiciones ambientales, tanto en
  soldadura de campo como en taller, ya que es la
  causa de grietas y poros en la soldadura.
•  
• Crear un Organismo Público de Control de Calidad
  de la Soldadura, encargado de inspeccionar todo
  tipo de construcciones metálicas, así como dar
  capacitaciones, charlas, dar a conocer nuevas
  normas nacionales e internacionales con sus
  respectivos suplementos, a fin de evitar la mala
  construcción y así ante un desastre natural se
  reduzcan al máximo las pérdidas humanas.

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GRACIAS