Aluminio Estructural

5/13/2018 Aluminio Estructural

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NSR-98 - Capitulo F.7 - Alumin;o estructural

CAPITULO F.7ALUMINIO ESTRUCTURAL

F.7.1 - GENERALIDADESF.7.1.1 - ALCANCE - Este capttulo establece los reqursitos para el diseno de rnu.mbros de alurruruo de estructuraaporncaoas, en celosla y de tarmna ngldizada, conformados por elementos extruidos 0 larmnados. SI se usan piezacoladas 0 forjadas en caliente, estas deben ser fabncadas y drsenadas de acuerdo con .,or-nas apropiadareconocrdas. a juicio del Comision Asesora Permanente para el Regimen de Construcciones Sismo Resistentes, y econsulta con el fabricante especffico.Estos requisites de diseno se dingen a una qran variedad de aleaciones de atuminlo apropiadas para usa estructura'pueden aplicarse a estructuras sujetas a condrciones atrnosfericas normales tales como puentes, ecmcios. torresvehiculos de carretera y score neles, naves marinas, qruas y estructuras sobre cubierta ubicadas mar adentroLas prescrrpciones no cubren aleaciones aeroaspacrales, el dlseno de detalles de piezas coladas estructuras dcascarones curves ni estructuras sujetas a condiciones terrnicas 0 qulrmcas severas No estan dirigldas al diseno dtanques de contenclon. tuberias, estructuras que sa muevan en el aire 0 ernbarcaciones, ni para mnguna otraphcacion para la cual ex-stan c6digos especificos de drserio, expedidos por entidades de reconocida autondadF.7.1.2 - DEFINICIONES - Para el prcposfto de este capitulo, se aplican las siquientes definiciones:Secci6n transversal compacta - Una seccion transversal que puede desarrollar su capactdad plasuca total, sujetacampresi6n 0 flexion. sin reducci6n debida a pandeo local de elementos de pared delgadaVida de disefio - Perioao durante el cuat la estructura a componente debe comportarse con seguridad, con unprobabihdad aceptable de que no requertra reparacion ni retiro de servicio.Espectro de disefjo - Tabutacion del numero de ocurrencias de todos los rangos de esfuerzos causados par eventode carga.Clase de deta/le - Calificaci6n dada a un detalle indicando su ruvel de resistencra a la fatigaDistancia al borde - Distancia desde el centro de un agujero para un sujetador hasta el borde mas proximo delemento.Longitud efectiva - Longitud entre puntos de restriccion efectiva de un miembro multiplicada por un coeficiente qutiena en cuenta las condic.ones en los extremes y la carga.Carga mayorada - Carga nominal multiplicada par el coeficiente de rnayoracrcn de carga pertinenteVida mayorada - Es la vida de diseno rnultiphcada par el coeficiente parcial de vida pertinenteResistencia de diseno - Es la resistencia nominal del miembro multiplicada par el coeficiente de reduccion pertmenteSeguridad en la falla - Es la capacidad de la estructura para mantenerse utilizable despues del descubnrnrentomonitoreo de grietas por fatiga.Faliga - DaM per agrietamiemo gradual ocurndo a un rruernbro estructurai debrdo a apncaciones repetioas de uesfuerzo que es msuficiente para causar la falla par una sola apllcacionFrontera de fusi6n - Matenal afectado por el calor en la zona mrnedratarnente adyacente al lado de un cordon dsoldadura.Zona afectada por 91 calor - Zona en la cual hay una reduccron en la resistancra del material y que sa presents envecindad de las soioacuras en ciertas crases de aieaciones de atumimc


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Carga impuesta - Toda carga en una estructura que no sea carga muerta a de viento.Inestabilidad - Perdida de rigidez de una estructura (usuatmente subita) que lirnita su capacidad de soportar carga y ,en ciertos casas, puede causar una falla catastr6fica.Pandeo torsional lateral - Pandeo de una viga acompariado por una combinaci6n de desplazamiento lateral ytorcedura.Restricci6n lateral- Restricci6n que limita el movimiento lateral de la aleta a compresi6n de una viga.Estado limite - Condici6n mas alia de la cual la estructura es inadecuada para su usa previsto.Evento de carga - Cicio de carga definido que, para propositos de diseno, se supone que se repite un nOmero dadode veces.Espectro de carga - Tabulaci6n que muestra las frecuencias relativas de eventos de carga de diferentes intensidadessabre una estructura.Pandeo local- Pandeo de tas paredes delgadas de un componente a compresi6n caracterizado por la formaci6n deondas 0 rizamiento a 1 0 largo del miembro.Gran total de Miner - Gran total de dar'io par fatiga acumuJativo calculado can base en una regia desarrollada porPalmagren y Miner.Carga nominal- Carga a Jacual puede esperarse que una estructura este sujeta durante su servicio normal.Elemento saliente - Elemento de una secci6n, compuesta de elementos planas a curvos, que esta soportado a 1 0largo de un borde longitudinal y libre a 1 0 largo del otro.Elemento refonado - Elemento de una seccion que esta rigidizado par la introducci6n de un refuerzo longitudinal a 10largo del borde del elemento a dentro de su ancho.Resistencia - Es la resistencia de un rniernbro basada en calculos usando valores rnaxirnos aceptables para laresistencia del material.Vida segura - Disefio contra la fatiga en el que la vida calculada es varias veces mas larga que la vida requerida deservicio.secctan transversal semi-compacta - Secci6n transversal de una viga en la que el esfuerzo en las fibras extremasesta limitado al esfuerzo de prueba del 0.2% debido a que el pandeo local de los elementos a compresi6n no permitiriael desarrollo de la capacidad total de momento plastico.Estados limite de servicio - Son aquellas estados limite que cuando son excedidos pueden lIevar la estructura a sermacecuada para el usa propuesto aunque no haya colapso.Esbeltez - Es la longitud efectiva de un miembro a compresi6n dividida par su radio de giro.Elemento rigidizado - Elemento de una secci6n, compuesta de elementos pianos 0 curves. que esta soportado a 1 0largo de sus bordes longitudinales.Cicio de estuerzo - Patr6n de variacion del esfuerzo en un punta. Normalmente tiene la forma de dos rnedia-ondaopuestas.Historie de esfuerzo - Registro que muestra como varia el esfuerzo en un punta durante la carga.Rango de estuerzo

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NSR-98 - Capitulo F.7 - Aluminio estructural(1) Es la mayor diferencia algebraica entre los esfuerzos principates que ocurren sobre pianos principales apartados

no mas de 45, en cualquier cicIo de esfuerzo. sobre una lamina 0 elemento.(2) Es la diferencia alqebraica 0 vectorial entre la mayor y la menor suma vectorial de los esfuerzos en cualquier

cicio de esfuerzos sabre una sotdadura.Espectro de esfuerzo - Tabulacicn del nurnero de ocurrencias de todos los rangos de esfuerzo de diferentesmagnitudes durante un evento de carga.Pandeo torsional - Pandeo de un elemento acornpanado de torcedura.Pandeo flexo-torsional - Pandeo de un elemento acompal'lado de flexi6n total y torcedura.Estados limite uitimos - Son aquellos estados limite que cuando son excedidos pueden causar el colapso parcial atotal de la estructura.F.7.1.3 - SIMBOlOS PRINCIPAlESA := area. Clasificacion de durabilidadA. := area efectiva de la seccionA, = area efectiva de cortea = espadamiento de rigidizadores transversales. Ancho de laminas sin rigidizar8 := ancho total de lamina rnulti-rtqidizada. Clasificacion de durabilidad8R~ = resistencia de diserio a! aplastarniento de un sujetadorb := ancho de elemento planob. ancho efectivo de la lamina del alma (vigas ensambladas)C := clasificacron de durabilidadD := diarnetro de un tuba redondo hasta la parte media de la pared de metal. Altura total del alma hasta la parte

extema de las a!etasd := altura del alma entre las aletas. Altura de laminas no rigidizadasd, diarnetro nominal del sujetador a pasadorE := m6dulo de elasticidadF := coeficiente de prueba de fatigaF ::: frantera de fusion de la zona afectada par calorF, capacidad de agarre por friccicn de un perno de alta resistencia debidamente apretadof ::: coeficiente de reduccion aplicado a k . .r, esfuerzo limite de amplitud constanter., esfuerzo limite de arnphtud variabtefr ::: rango de esfuerzos de disef'ior u esfuerzo ultimo de tensionfo .1 esfuerzo minima de prueba del 0.2%G ::: modulo de cortanteg ::: coeficiente de gradiente de esfuerzosg . garganta de una soldadurag. longitud del lad a del cord6n de una soldaduraH = coeficiente de alabeoh := coeficiente de elementos reforzados. Dlstancia.al borde libreI, segundo momenta del area de la secci6n completa de un rigidizador efectivo (viga ensamblada)1St' segundo momenta del area de una sub-unidad de lamina (laminas multi-rigidizadas)r , "segundo momenta del area alrededor del eje centroidalJ ::::constante de torsionK ::: coeficiente de longitud efectiva para miembros a compresi6nK. coeficiente para el calculo de la resistencia de pernosK~ = constante para el criteria de falla par fatigakL ., coeficiente ce pandeo localk, coeficiente de reducci6n de la resistencia longitudinal que se tiene en cuenta para valores de cortante altos

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LII,IMMM"M rt\'lllf:'tIllsMlls(JMit"Mlls~;\-11\,i \1,M.i',t h! \ O I ,l V i ~MLM lm

n

P

P~r;p~sPK1RPIlIF

P rP .P o fP o w

kI eoeficiente de resisteneia para el material de fa zona afectada par el calor= coeficiente de resistencia modificado para el material de la zona afectada par el calor= longitud entre apoyos= longitud efectiva entre apoyos laterales

longitud efectiva de una soldadura a topelongitud efectiva de una soldadura de filete= momento producido por la earga mayorada:::: momenta uniforme equivalentemomento uniforme critieo en el rango etastico para pandeo torsionallateratvalor totalmente compacta de MRsvalor reducido de MIlS para aletas unicamenteresistencia de diseno a momento de una secci6n en ausencia de cortanteresistencia de dlseno a momento de una secci6n, reducida para tener en cuenta el cortanteresistencia de disef'io a momento uniaxial con respecto al eje mayor (teruendo en euenta el cortante)resistencia de diserio a momento uniaxial can respecto al eje menor (teniendo en cuenta el cortante)momenta de disefio basado en la resistencia a pandeo torsional lateralvalor semi-compacta de M R Smomenta uniaxial con respecto al eje mayor

:::: momenta uniforme equivalente con respecto al eje mayor:::: momento uniaxial con respecto al eje menor= momento uniforme equivalente con respecto al eje menor= momento mayorado maximo:;:; momenta mayorado minimo= pendiente inversa de la curva f.- N (fatiga)coeficientes de pandeo por cortante (vigas ensambfadas)= nurnero de almas. Ciclos previstos hasta la falla (resistencia a la fatiga)= nurnero equivalente d~ ciclos de un rango de esfuerzo (fatiga). Tiempo en dlas entre la soldadura y lacarga= fuerza axial de tensi6n 0 compresi6n debida a la carga mayorada. Proteccion= carga crttica elastica para pandeo torsional:::: carga de prueba para un perno= carga de preesfuerzo:::: resistencia axial de diseno calculada can base en el pandeo general como columna 0 en el pandeotorsional= resistencia de diserio de una soldadura a tope-- resistencia de diseno de una soldadura de filete:::: resistencia de diserio de la zona afectada por el calor adyacente a la frontera de fusi6n de una soldadura atope (fuerza de tension normal directa)= resistencia de disef'io de la zona afectada por el calor adyacente a la frontera de fusi6n de una soldadurade fliete (fuerza de tension normal directa)

= resistencia de diserio de una union pegada:::: resistencia axial de disei'\o (tension 0 cornpresion)= resistencia de disel'\o de la zona afectada par el calor adyacente al borde de una soldadura a tope (fuerzade tension normal directa)'" resistencia de diseno de la zona afectada par el calor adyacente al borde de una soldadura de filete (fuerzade tension normal directa)= resistencia axial de diserio para el pandeo general como columna con respecto al eje mayor:::: resistencia axial de diselio para el pandeo general como columna can respecto al eje menor= resistencia de diseno de la zona afectada por el calor bajo carga directa= esfuerzo limite para capacidad local (tensi6n y cornpresion)= esfuerzo limite directo en la zona afectada por el calor= esfuerzo limite para remaches solidos y pernos= esfuerzo limite para flexion y fluencia total= esfuerzo limite del material de las aletas:= esfuerzo limite del material del alma

,. '"7.

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NSR~98 - Capitulo F.7 - Aluminio estructuralP , =P I :::P v =p", :::P .. :::P ..l =P,.~ =P, =R =r, =5 =5., s, =5r =S. :::S... =s =T ==t~ =t B =tc ;;:r, =tr :::tz =V =VRF8 =VRFF =VIIS =VII'fS =VRT F =VRW =VRZ =V,r =v . =v =V~ =W =w =y :::V = L l . . ~~; ; : : U 1 1 . we. a :: . . . ~ ouesce Hasta 5,65 so r nr n

'"mm mm kg/mm" kgJmmL % % %1200 H14 i.arrnna 0.2 1:'::.0 11,5 1! 10.5 - 3a6 OU A AIW,U31U3 I ~ ~ : i .armna 0.2 12.5 14,0 ,) 14.U - 3a7 5U A AI Mnl0.2 3 18.5 'J If.O - 2a4 653105 H14 i .armna

0.2 3 14.5 16.0 - 2a4 75 A AI MnO,5MgO,5I ~ ~ g 1r.u ~.:J - 1 a 3 tjU19.U L1.0 - 1a2 805083 U extrusiones - 150 12.5 27.5 14 13 0 A AI Mg4,5MnQ,7Lamina 'I plancha 0.2 80 12.0 Lr.o 14 12 a 16 0Jubena eX!ruida - lU U.!:l n.!:l 12 "I 12 0) u

I" t:.xtruSLones - 150 13,0 lJ 28.0 'J 12 1) 11 'J ULamina Y ptancna 3 25 17,5 ') 32,0 '! - 18 11 0

i- r-oqaoos - 1!:>U 13.U Ltl.U 12 - 0H;.:'L _L:.amlna '/ plancha 0.2 6 .23.5 31.U - o a 10 40H2L I uoena extnnca - 1U L3.0 Jl.U 5 ~r !: J '10!:Jl04A U extrusrcnes - loU tI.o n.:J 1tl 16 0 A AI Mg3,5{A)I Lam Ina 'I plancna 0.2 6 tl!:J L1.0 - 12 a 18 0ruoena extruioa - 10 B.5 21.0 16 :;! 16 ;! 0I" - extruSl ones - 150 10,0 'J 21,5 " 16 1! 14 1! 0

t- r-oqaoos - loU 1U.U L1!:J 16 - 0HZ2 I Lam Ina '/ ptancna 0.2 ti lb.o L4.0 - 5a8 45HZ4 i Lam Ina 'I plancha 0.2 6 U.O ur - 4a6 OUH:4 I ueena extruida - 10 2U.U 24.0 4 J) 4 '1 50

5251 l- I uoena cansoldadura de 0.8 10 220 24.5 . 3 70 B AIMg2costura

1.2 L.U LL.V L4.:> " 5 (Ui-OfjadOS - 150 O.U 1/.V 16 - rv AI ~~iamina Y plancha 0.2 6 13.0 2U.U . 4al:l 000.2 0 175 22.5 " 3a5 655454 0 extrusrones - 150 tl.:> zi.e 16 16 a A Al MgjMnLamina y prancna 0.2 6 tI.U 210 - 1L a lt1 uF Extrusrones - lO U lUU '::1.::1 16 14 uH22 _l:am!na 0.2 :3 Hl.U ~ " 4 a 1 :1 00H24 Lamina 0.2 3 200 27.0 " 3a6 60

LMo . . i-unotcron con - - s.o a 24~ 3 NA A AI Mg:>::>i1r-undrcron con - " s.o a 17.0 5enfnamiento 12,0LM5 J - t-uncrcron con - . 6.0 a 7,0 16.0 5 NA B AI8i12arenar-uncncion conenfriamiento - - 7,0 a 8,0 190 7rapidoINA" no apncame1) Valores tipicos

2) Extrusiones: barras, tuberia redonda y secciones3) Elongaci6n sobre 5.65( So) 112 para tubas con paredes de 3 mm 0 menos y sobre 50 mm para tubos con mayor espesor

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(d) Materiales en otros espesores y aleaciones con otras propiedades estandares y no estandares Las aleaciones enumeradas en las tablas F.7.2 1 Y F.7 2 2 son algunas veces usadas en otros espesores yenotros temples '/ condiciones estandares y no estandares. Las propiedades minimas garantizadas para talesmateriales pueden ser usadas 5i hay acuerdo entre el disenador y el cliente.(e) Otras aleaciones - Hay drsporubmdad de otras aleaciones que ofrecen resistencias mas altas, por ejernplo2014A, ylo mejores resistenctas post-soldadura, par ejemplo 7019, perc estas reslstencias pueden serlogradas can el detnmento de otras propiedades. EI mgenlero esta, par 10 tanto, advertido de no usar estasaleaciones sin una cuidadosa consideraci6n y estrecha consulta con un fabricante de buena reputaci6n. Lasproptedades a considerar deben mciuir durabilidad, soldabnidad, resistencia a la propagaci6n de grietas ycornportarruento en servicio. Las aleaciones de la serie 7*** que tienen resistencias de prueba mas altas. talescomo la 7019, requieren control particular en los procesos de fabncaci6n, por ejernplo, control de microestructura, esfuerzos residuales y trabajo en frio.(f) Aleaciones no incluidas en las tablas - Se podran unlizar aleaciones na mcluldas en las tablas F 7.2.1 YF.7.22 siernpre y cuando su usa en estructuras este autarizado en normas expeclidas par entldades dereconocida autoridad, a criteria del Camisi6n Asesora Permanente para el Regimen ce Construcciones SismaResistentes.(9) Pernos y remaches - Los materiales de pernos y remaches y su durabilidad se dan en la tabla F.7.2 3Una guia para la setecclon de las matenales de pernos y remaches se da en F.7.2.4.2 (b) Estos materialespueden tambren ser usadas para productos especiales para tornillos y remaches incluyenda elementosinsertados en la rosea Para los remaches de mayor dlarnetro pueden necesrtarse farmas de cabezaespeciales

Tlpe Matenal Preceso Temple Dlametro Esfuerza de prueba ReslstenCia Durabilidmm kglmm2 kg/mmz

=ernos 'I SUJetadares 1501j~ 10 menor a Igual a ~o.o ~~.O B 1)roscados patentados 6 a 1


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(h) Metales de aporte - Los metales de aporte para soldadura de gas merte de tungsteno (TIG) y soldadurade gas merte de metal (MIG) se dan en la tabla F.7.2.4 con su durabllidad. Una gu[a para la selecci6n de losmetales de apone se da en la tabla F.7 28Tabla F.7.2.4Metales de aporte para soldadura

Grupo de metal de Denominaci6n de la aleaci6n Durabilidadaporte BS 1) ISO 2)Tipo 1 1080A A199,8 A

1050A A199,STipo 3 3103 AI Mn1 ATipo4 4043 AI SI5(A) 84047A 3) AI Si12(A)Tipo 5 50S6A A1Mg5 A5356 AI Mg5Cr(A) A5556A AI Mg5,2MnCr

5183 AI Mg4.SMn..1) Para cornposicren quirmca veanse las normas pertmentes2} 0 equlvaJeme mas cercano3) La 4047A es especificamenle usada para evitar el agnetamJento del metal de aporte en unaunion que tiene alta dilucI6n y alIa restriceon En la mayoria de los cases. es prefenble usar fa4043A

F.7.2.3 - PROPIEDADES DE RESISTENCIA, MECANICAS Y FISICASF.7.2.3.1 Resistencia y propiedades mecenicss - Ell las tablas F.7.2.1 y F 7 2 2 se muestra el range dealeaciones estandares can sus formas disponibles, condiciones de temple y propiedades mecanlcas,Las propiedades rnecanicas para los materiales forjados para los temples y condiciones de las aleacionesdadas en las tablas F.7.2.1 y F 7.2 2 han sido usadas para determinar los esfuerzos Ifmltes dados en la tablaF.7.4.1. euando las aleaciones son soldadas, se da el porcentaje aproximado de reducci6n de resistencia dela aleaci6n para cada temple. Estas resistencras en fa zona afectada par e J calor pueden no lograrse hastadespues de un perlodo de envejecimiento natural 0 artificial, (veanse las notas de fa tabla F 7 2.1). Laresistencia del material de pernos y remaches se da en la tabla F 7 2 3 Las propredades rnecanlcas de lasaleaciones varian con la temperatura y. las dadas en las tablas F.7 2.1, F.7.2.2 Y F.7.2.3, deben aplicarse parael drserio de estructuras en un rango de temperatura entre -50'C y 70ce, excepto fa aleacion 5083 (veaseF.72 2 1(c)) EI esfuerzo de prueba del 0.2% y la resistencia a tension mejoran can temperaturas mas bajaspero se reducen a temperaturas mas altas Debe consultarse al fabricante las propiedades par fuera del rangede temperatura dado. Las aleactones se funden en un intervalo de 5500e a 660De dependiendo de sucomposlcion.F.7.2.3.2 Propiedades fisicas Las propiadadas flsicas de las aleaciones estandares, aunqua varfanIlgeramente, pueden consrderarse constantes y se enumeran en la tabla F 7.2.5. En estructuras cr lncas elinqenierc puede usar el valor exacto obtenido de un reconocido fabricame

Tabla F.7.2.SPropiedades fisicasPropiedad ValorOensidao 271 0 k gf/m 3Modulo de elasncidad 7000 kgf /mm2

Modulo de rigldez 2660 kgf /mm2Coeficiente de expansion terrruca 23 x10-6por'C


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NSR-98 - Capitulo F.7 - AJuminio estructuralF.7.2.4 - OURABIUDAD Y PROTECCI6N CONTRA LA CORROSI6N - En muchos cases, los materiales estandaresenunciados en las tablas F.7.2.1 a F.7.2.4 se pueden usar con el acabado de la laminadora, como son extruidos 0como resultan soldados sin la necesidad de protecci6n de la superficie.La buena resistencia a la corrosion del alurnlnlo y sus aleaciones es atribuible a la capa de oxide protectora que seforma sobre la superficie del metal inmediatamente se expone al aire. Esta pellcula es normalmente invisible,relativamente inerte y, como se forma naturalmente frente ala exposici6n al aire a el oxigeno, es autosellante.En ambientes suaves una superficie de aluminio mantiene su apariencia original par anos y no se necesita protecci6nadicional para la mayorfa de las aleaciones. En ambientes industriales moderados habra oscurecimiento y formaci6nde asperezas en la superflcie. Cuando la atm6sfera se vuelve mas agresiva, como en ambientes fuertemente acidos aalcalinos, el decoloro de la superficie y la formaci6n de asperezas empeoran y se hacen visibles superficies blancaspolvosas de oxide. La pelicula de 6xido puede ser autosoluble, el metal deja de estar completamente protegido y senecesita protecci6n adicional. Estas condiciones pueden tambien ocurrir en hendiduras debido a condiciones localesaltamente acidas a alcalinas, pero los agentes que tienen este efecto extrema son relativamente escasos.En ambientes costeros y marinos, la superficie se pone aspera y adquiere una apariencia gris parecida a piedra. Esnecesaria la protecci6n de ciertas aleaciones. Cuando et aluminio esta sumergido en agua pueden ser necesariasprecauciones especia les.Cuando ocurre un ataque a la superficie, las curvas corrosi6n/tiempo del aluminio y las aleaciones de aluminio tienenuna forma exponencial y hay una perdlda bastante rapida de reflexividad despues de un tigero deterioro por laexposicion, Luego de esto hay muy poco cambio durante periodas muy largos. En exposici6n atrnosferica, la faseinicial puede ser de unos pocos meses 0 de dos 0 tres arios, seguida par poco 0 ningun cambio durante periodos de10, 30 6 aun 80 alios. Tal comportamiento es consistente para todas las condiciones de exposicion libres externas ypara todas las condiciones internas 0 protegidas, excepto donde se pueda desarrollar extrema acidez 0 alcalinidad.Los ambientes tropicales, en general, no son mas danmos para el aluminio que los ambientes templados, aunqueciertas aleaciones se afectan par una larga exposici6n a altas temperaturas ambientales particularmente en ambientemarino.

F.7.2.4.1 - Durabilidad de las a/eaciones - Las aleaciones enumeradas en las tablas F.7.2.1, F.7.2.2, F.7.2.3Y F.7.2.4 se categorizan en tres niveles de durabilidad A, B y C en orden descendente. Estos niveles sonusados para determinar la necesidad y grado de proteccion requerido. En construcciones que emplean mas deuna aleacion, incluyendo metales de relleno en construcci6n soldada. la protecci6n debe ser acorde can elmenor de los niveles de durabilidad.F.7.2.4.2 - Proteccion contra la corrosion(a) Protecci6n contra la corrosion total - La necesidad de proteccion contra la corrosion total a estructurasconstruidas can las ateaciones 0 combinaciones de las aleaciones enumeradas en las tablas F.7.2.1, F.7.2.2,F.7.2.3 Y F.7.2.4 cuando se exponen a diferentes ambientes se da en la tabla F.7.2.S. Los rnetodos parabrindar protecci6n contra la corrosion en estos ambientes estan detallados en normas como la BS 8112: Parte2.Para seleccionar la columna apropiada de la tabta F.7.2.6 para el ambiente atmosferico, debe tenerse encuenta que pueden existir localidades, dentro de una region, que tengan microciimas bien diferentes de lascaracteristicas ambientales de la regi6n como un todo. Una regi6n designada como rural puede tenerambientes locales que se parecen mas a una atm6sfera industrial en sitios cercanos y viento abajo defabricas. Similarmente, un lugar cercano al mar pero cerca de instalaciones costeras puede tener lascaracteristicas de una atmosfera industrial mas que de una marina. EI ambiente no es necesariamente elrnisrno para una estructura en el interior de un edificio que en el exterior.A causa de estos factores, pueden resultar condiciones localizadas de incrementada severidad. Se debenestudiar las condiciones precisas en el sitio real antes de decidir la columna de ambiente apropiada de la tablaF.7.2.S.Cuando se empleen secciones huecas, sa debe considerar la necesidad de proteger la cavidad interna paraprevenir la corrosion orlginada par el ingreso de agentes corrosives. A Causa de la dificultad de pintar tales

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NSR.98 - Capitulo F.7 - Aluminio estructuralseccrones, los revesnrnientos de conversi6n qulrnica pueden ser benefices. Cuando la cavidad interna se sellaefectlvamente, la protecci6n interna no es necesaria.

Durabrlidad de Espesor Protecci6n necesana de acuerdo con el amblentela aleacron (mm) Atmcsrencc .;:.umerQldo

Kural Industrl31furoano Manno IAQua curce IAgua saradaMOOerado severo I NO moustnai Mooeraao ~evero

A reces Nlnguna Nlnguna I"' ~Inguna Nlnguna I"' Nmguna Nlngunatl Menos de;j Nmguna . . . . I'" I'" t" I'" . . . . I"'30mas Nmguna NJnguna I"' Nlnguna Nlnguna _ t : _ I"' P

C roccs Nlnguna P " I"' I"' P I'" P ., NRP Requoer. prol8CCIOnP 1) Requl....e ~ prol8CclOnlocal contrala corroSiontln la soldaduray Ia zonaaf8Ctadapar eI calor tln ambltlnles urtJanOll no ,nduoln""'.p:: !l No So recom~enda Iii praiecCion SI :setrata de ConSIrUCC,On sofdadaNR No ~e - recomlenda la "1rImersion en agUiJ salada

Tabla F.7.2.6Protecci6n general contra la corrosi6n de estructuras de aluminio

(b) Contactos metal-metal incluyendo uniones - Se deben considerar tarnblen las superficies de contactoen hendiduras y el contacto con ciertos metales 0 lavaduras de ciertos metales que pueden causar ataqueelectroqurmico del aluminio. Esta situaci6n se da en las uruones de una estructura Las superficies de contactoy uruones de aluminio con aluminio u otres metales y las superficies de contacto en uniones empernadas,remachadas, soldadas y conexiones can pernos de alta resistencia a fricci6n deben tener proteccicn adicionala la requenda en ta tabla FT2_6 tal como se define en la tabla F 72.T Los detalles del procedirniento deprotecci6n contra la corrosion requerido se dan en normas como la 8$ 8118' Parte 2.Tabla F.7.2.7Protecci6n adicional de los contactos de metal can metal para combatir la fisuraci6n y los efectos galvanicos

Metal umdo ai alumlnl


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NSR-98 - Capitulo F.7 - Aluminio estructuralEI concreto ligero y productos similares requieren consideraci6n adicional cuando el agua 0 la humedadascendente puede extraer aicalis agresivos del cemento. EI agua alcalina puede entonces atacar lnclusolas superficies de aluminio que no estan en contacta directo. Aluminio embebido an concreto - Antes de embeber el aluminio en concreto, las superficies debenprotegerse can al menos dos capas de pintura bituminosa 0 betun caliente. Las capas deberan extendersepor 10menos 75 mm por encima de la superficie de concreto despues de embeber.5i et concreto contiene cloruros, por ejemplo como aditivos 0debido al uso de agregados dragados delmar, se deben aplicar par 10 menos dos capas de brea de alquitran de hulla plastificada y el ensamblajeterminado debe ser repintado local mente con el mismo material para sellar la superficie luego de que elconcreto haya fraguado totalmente. Se debe poner atenci6n a los posibles contactos entre et aluminioembebido y el refuerzo de acero. Contacto can madera - En ambientes industriales, hurnedos y marines, la madera debe serpraparada y pintada adscuadamente.Algunos preservativos para la madera pueden ser dai'linos para el aluminio. Como guia general lossiguientes preservativos han sido aprobados como seguros para usar con aluminio sin tomar precaucionesespeciales:

(a) creosota de alquitran de hulla(b) aceite de alquitran de hulla(c) naftalenos clorinados(d) naftanatos de zinc(e) pentaclorofenol(f) oxides orqanicos de estano(g) ortofenilfenol

Cuando la madera tratada con los siguientes preservativos se usa en situaciones hurnedas, la superficiede aluminio en contacto con la madera tratada debe tener una aplicaci6n substancial de sellante:(a) naftanato de eobre(b) sales cupro-cromo-arsenicales(c) compuestos de b6rax y acido b6rico

No sedeben usar otros preservativos en asociaci6n con el aluminio.EI roble, el castano y el cedro rojo occidental pueden ser noeivos para el aluminio a menas que esten bienmaduros. Contacto can sualos - La superiicie del metal en contacto con el suelo debe protegerse con al rnenosdos capas de pintura bituminosa, betun caliente 0 brea de alquitran de nulla plastificada. Se puede usar unvendaje con cintas adicional para impedir el dano mecanico del recubrimiento. Inmersi6n en agua - Cuando piezas de aluminio esten sumergidas en agua dulce a agua de mar,tncluyenda agua contaminada. el aluminio debe ser preferencialmente de durabilidad A y se deben usarsujetadores de aluminio 0 acero resistente a la corrosi6n 0 usar soldadura. Las tablas F.7.2.6 y F_7_2_7dan la protecci6n necesaria para inmersi6n en agua dulce y de mar.Adicionalmente el ingenlero debe obtener informacion competente sabre el contenido de oxfgeno, el pH. elcontenido quimico 0 rnetalico, particularmente de cobre, Y la cantidad de movimiento del agua. Estosfactores pueden afectar el grado de protecci6n requerido. Contacto con quimicos usados en la industria de la construcci6n - Los fungicidas y repelentes demoho pueden contener compuestos rnetalicos basados en cobre, mercurio, estalio y plorno que. bajocondiciones de humedad, pueden causar corrosion del aluminio. Los efeetes darunos pueden ser

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NSR98 - Capitulo F.7 - Aluminio estructuralcontrarrestados protegiendo las superficies de contacto que pueden estar sujetas a lavaduras 0filtraciones de los quJmicos.Algunos materiales de limpieza pueden afectar la superficie del aluminio. Cuando tales qufmicos sonusados para limpiar el aluminio u otros materiales en la estructura, se debe poner cuidado para asegurarque sus efectos no seran en detrimento del aluminio. A menudo un enjuague rapldo y adecuado con aguaas suficiente pero en otros casos se deber. tamar medidas temparales para proteger et aluminio delcontacto con tales limpiadores. Contacto con materiales aislantes usados en la industria de la construcci6n ~Productos talescomo fibra de vldrto, poliuretano y varies productos de aislamiento pueden contener agentes corrosivosque pueden ser extraidos bajo condiciones de humedad y deteriorar el aluminio. Los materiales aislantesdeben ser probados para observer su compatibiHdad can el aluminio en condiciones hurnadas y salinas.Cuando existan dudas, se debe aplicar un sellante a las superficies de aluminio asociadas.

F.7.2.S FABRICACION Y CONSTRUCCION- Adicionalmente a los requisitos de fabricaci6n y construcci6n generalesse deoera considerar 10siguiente:F.7.2.S.1 ~Doblado y formado- Las aleaciones de aluminio estan disponibles en un ampllo rango de templesque afecta su habilidad para dejarse formar. Cuando se requiera doblar 0 fcrrnar, el ingeniero debe consultarcon el fabricante para seleccionar la aleaci6n, temple y cualquier tratamiento termico subsecuente que puedaser requerido.F.7.2.S.2 - So/dadura La perdida de resistencia que puede ocurrir en la vecindad de la soldadura en algunasaleaciones debe considerarse en la selecci6n de la aleaci6n 0 aleaciones a usar en construcci6n soldada. Eingeniero debe convencerse de que la combinaci6n de materiales base y de aportaci6n es posible para lograrla resistencia y durabilidad requeridas en las condiciones de servicio de la estructura.Debe ponerse particular atencicn a la susceptibilidad de las aleaciones 6082, 6063, 6061 Y 5251 aagrietamiento durante la sotiditicacion cuando las soldaduras son hechas bajo restricci6n. Esto puede evitarseusando los metales de aporte y las tecntcas de soldadura recomendadas. Asi se asequrara una ccmbinacionapropiada de metal de aporte en la soldadura real.F.7.2.S.3 Meta/es de aporte El alambre de material de aporte usado en la construcci6n soldada debe serescogido de acuerdo con la tabla F.7.2.8.

F.7.2.S - SELECCION DE MATERIALES La seleccron de una aleaci6n 0 aleaciones para cualquier estructura y suforma particular es determinada por la combinaci6n de varies factores: resistencia, vease F.7.2.3; durabilidad, veaseF.7.2.4: propiedades fisicas, vease F.7.2.3; soldabilidad, vease F.7.2.5; formabiHdad, vease F.7.2.5; y disponibilidad,vease F.7.2.7. Los materiales estandares dados en las tablas F.7.2.1 y F.7.2.2 se describen en termmos de losanteriores factores en F.7.2.2.1 (b) Y (c).F.7.2.7 DISPONIBllIDAD EI rango de aleaciones dado en las tablas F.7.2.1 y F.7.2.2 no esta disponible en todaslas formas de prcducto. La tabla F.7.2.9 indica las aleaciones que se consiguen en una forma de producto particular ysu disponibilidad. Se indican los praductos y combinaciones de aleaci6n que no son manufacturadas normalmentepero se consiguen con pedido especial; el diser'\o can este material s610 debe intentarse despues de confirmar sudisponibilidad con el encargado del suministro.

F.7.2.7.1 Secciones estructurales Cierto nurnero de secciones estructurales extruidas y algunas otrassecciones estructurales estan cornunmente disponibles en 6082-T6 6 6063-T6; pero, en la mayoria de loscasas, deberan ser producidas bajo pedido, Ve8Se la tabla F.7.2.9. La tabla F.7.2.10 da el rango de tarnariosde secciones mas cornunrnente disponibles. Otros tarnarios pueden ser obtenidos a partir de matricesexistentes 0 nuevas de acuerdo con el fabricante. Cuando las secciones se producen bajo pedido, puede serrequerida una cantidad minima para la orden. Las secciones nuevas especiales extruidas se hacennormalmente bajo pedido y el bajo costa de las matrices simples brinda gran f1exibilidad a su disefio. Eingeniero debe verificar con el fabricante, en una etapa temprana, la forma, espesor, tarnano y posibilidad deldiserio de una nueva secci6n y el tiempo de entrega de la nueva matriz y la secci6n extrufda. Algunas

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Aluminio Estructural