Efecto de la Temperatura sobre el Acero

[yucapareja]

Buenas tengo que diseñar algunas estructuras metalicas en una aceria, y hay varias que estan cerca de hornos de gran temperatura. Quisiera saber:

1- A que temperatura el acero empieza a disminuir su resistencia?
2- Alguna teoria acerca de eso.
3- La temperatura elevada genera disminucion en todas las propiedades (flexion, corte, torsion) del acero de manera constante?
4- Como simular esto en el SAP?

Gracias de antemano,

Saludos

[FYU]

Estimado,

Aunque el acero estructural ofrece la ventaja de ser incombustible, la tensión de fluencia efectiva y el módulo de elasticidad se reducen con aumentos de temperaturas. La tensión de fluencia de aceros estructurales se mantiene por lo menos en un 85% de su valor normal hasta temperaturas de aproximadamente 427°C (800°F). La tensión continúa disminuyendo con el aumento de las temperaturas y alrededor de 704°C (1300°F), la tensión de fluencia puede ser solamente un 20% de su valor máximo. El módulo de la elasticidad también disminuye con las altas temperaturas. Así, resistencia y rigidez disminuyen con aumentos de temperatura.

En el SAP tú puedes incluir cargas de temperatura, basta con ingresar una temperatura de referencia (>>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Reference Temperature...) y luego el incremento de la temperatura (>>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Temperature...), después en tus combinaciones de cargas, al estado de carga temperatura lo combinas con + y/o -, según corresponda.

[yucapareja]

Muchas gracias por la informacion ya revise la forma de introducir esas cargas en SAP, pero quisiera saber si tienes alguna informacion teorica de comola temperatura influye en la resistencia del acero para entender como el SAP calcula la nueva capacidad de los perfiles de acero al estar expuesto a temperaturas elevadas.

Saludos y gracias por todo

[FYU]

Estimado,

el SAP2000 calcula las deformaciones por temperatura en base al coeficiente de expansión o dilatación térmica, que tú introduces al definir los materiales. Esto lo hace al multiplicar este coeficiente por el incremento de temperatura y por el largo del elemento. Así con las deformaciones por temperatura determina los esfuerzos.

Pasos para aplicar cargas por Temperatura:

1) Definir coeficiente de dilatación térmica: >>Define>>Materials>>Steel/Concrete.
2) Seleccionar todos los elementos.
3) Definir temperatura de referencia: >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Reference Temperature...
4) Seleccionar los elementos afectos a cargas por temperatura.
5) Asignar cargas por temperatura: >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Temperature...
6) Introducir incremento de temperatura en la casilla "By Element Temperature". OK

Si la temperatura fuera variable:
• >>Define>>Joint Patterns - cambiar nombre >>CHANGE (o ADD) - OK
• >>Assign>>Joint Patterns seleccionar nombre en lista desplegable - introducir valores de constantes A,B,C,D - OK
• >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Temperature...
• Seleccionar "By Joint Pattern". Introducir el nombre, el eventual multiplicador – OK

[Ipal]

Hola, aqui tienes un archivo sobre el tema, saludos

[Ipal]

Por si en tu proyecto deseas considerar el aislamiento termico de los elementos estructurales, te dejo este manual:

[FYU]

Estimados,

Algunos datos más respecto de SAP y las cargas por temperatura.
Como ya les comenté anteriormente en este foro, SAP2000 permite las cargas por temperatura que causan tensiones en los elementos.
En SAP2000 v10, las características de los materiales son independientes de la temperatura. En la próxima v11, que será lanzada en el mes próximo, las características temperatura-dependientes estarán disponibles. Al principio, esta dependencia estará disponible solamente para las características elásticas, con las características no lineales temperatura-dependientes quedarán pendientes para una futura versión.

[yucapareja]

Estimado,

el SAP2000 calcula las deformaciones por temperatura en base al coeficiente de expansión o dilatación térmica, que tú introduces al definir los materiales. Esto lo hace al multiplicar este coeficiente por el incremento de temperatura y por el largo del elemento. Así con las deformaciones por temperatura determina los esfuerzos.

Pasos para aplicar cargas por Temperatura:

1) Definir coeficiente de dilatación térmica: >>Define>>Materials>>Steel/Concrete.
2) Seleccionar todos los elementos.
3) Definir temperatura de referencia: >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Reference Temperature...
4) Seleccionar los elementos afectos a cargas por temperatura.
5) Asignar cargas por temperatura: >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Temperature...
6) Introducir incremento de temperatura en la casilla "By Element Temperature". OK

Si la temperatura fuera variable:
• >>Define>>Joint Patterns - cambiar nombre >>CHANGE (o ADD) - OK
• >>Assign>>Joint Patterns seleccionar nombre en lista desplegable - introducir valores de constantes A,B,C,D - OK
• >>Assign>>Frame/Cable/Tendon Loads>>Temperature...
• Seleccionar "By Joint Pattern". Introducir el nombre, el eventual multiplicador – OK

Realice el procedimiento (con temperatura constante) y no tengo ningun efecto (probe con temperatura de 25000ºc) las deflexion es la misma y los esfuerzos no varian.

Hay que hacer algo mas???

Saludos

[FYU]

Estimado,

si seguiste los pasos... mmm... tendria que ver tu modelo... puedes subirlo ???

[yucapareja]

Parece que el modelo tenia algun error por que no funcionaba (siguiendo tus pasos), pero empece a hacer otro modelo y funciono.

Gracias y saludos

[ajmojicar2002]

GRACIAS A LOS APORTES DE AISLACION SON MUY BUENOS DOCUMENTOS. HAY QUE ESTUDIARLOS BIEN.

FELICITACIONES MUY BUENOS APORTES

[Mr_D]

Gracias por los aportes.

Una consulta: el SAP considera tres tipos de carga de temperatura: "Temperature", "Temperature Gradient 2-2" y "Temperature Gradient 3-3". Por lo que entendí la diferncia entre estos casos es que en el primero produce una carga de dilatación axial en el elemento, la segunda flexión en el eje fuerte y la tercera flexión en el eje débil. La pregunta es ¿en qué caso se considera cada tipo de carga de temperatura? En el proyecto que estoy viendo actualmente tengo dentro de un galpón clinker a 80ºC y en el exterior la menor temperatura en invierno es de 10ºC ¿qué tipo de carga térmica aplica?

Agradeciendo de antemano sus respuestas,

Mr_D

[nassiul]

Excelente información gracias,

saludos al foro